高先明 ， 洪　波

(河南神馬尼龍化工有限責任公司 , 河南 平頂山　467013)

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己二胺生產工藝中熱水系統(tǒng)的優(yōu)化改造

高先明 ， 洪波*

(河南神馬尼龍化工有限責任公司 , 河南 平頂山467013)

摘要：對熱水系統(tǒng)在實際生產中存在的問題，進行優(yōu)化改造，在補水管道上設置壓力表，增加自動調節(jié)閥，有效地降低了操作人員的勞動強度和脫鹽水的消耗，確保熱水系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

關鍵詞：熱水系統(tǒng) ； 優(yōu)化改造 ； 穩(wěn)定運行

0前言

己二胺是合成材料中非常重要的中間體，主要用于生產尼龍66及尼龍610，隨著科學技術的進步和化工新材料的不斷開發(fā)，其應用領域越來越廣。目前，己二胺在透明尼龍樹脂、聚亞胺羧酸泡沫塑料、涂料、黏合劑、橡膠助劑和漂白劑等領域獲得了廣泛應用，尤其是在生產高性能聚氨酯領域，其用量大幅增加，這將給己二胺帶來突破性的發(fā)展[1]。河南神馬尼龍化工有限責任公司的己二胺生產工藝采用低壓法，裝置自建成投產以來，一直在不斷地創(chuàng)新、挖潛，再創(chuàng)新，走出了一條綠色環(huán)保和節(jié)能降耗的發(fā)展之路。新建裝置部分設備在設計上進行了放大，在裝置投產后發(fā)現(xiàn)熱水系統(tǒng)存在問題。本文根據(jù)實際工藝數(shù)據(jù)，對己二胺的熱水系統(tǒng)進行分析整理，并做出優(yōu)化改造，達到減輕勞動強度、節(jié)約能源的目的。

1己二胺熱水系統(tǒng)

1.1設置目的

己二胺的物理性質決定它在常壓下，如果溫度降至40.5 ℃及以下時，就會出現(xiàn)物料凝固現(xiàn)象，這將對流體輸送帶來麻煩。因此，對含有己二胺的塔頂冷凝器需要通入45 ℃的熱水(WH45)，對己二胺氣相進行冷卻變?yōu)橐合?，然后回流或采出；此外，己二胺輸送管道設計為夾套管線，夾套外管流通60 ℃的熱水(WH60)，以防止己二胺物料結晶影響輸送。

1.2熱水系統(tǒng)的工藝流程

己二腈在過量H2的條件下以乙醇作為稀釋劑，氫氧化鈉作為助催化劑，鐳尼鎳作為催化劑，在壓力約2.2 MPa，溫度73～79 ℃條件下，進行加氫反應生成己二胺，在負壓精餾下制出精己二胺產品[2]。常溫常壓下，純己二胺的結晶點為40.5 ℃，因此在己二胺生產過程中需使用伴熱系統(tǒng)，以防止

解決方案：①調整鍋爐負荷，保持恰當?shù)腟CR反應器溫度(設計最佳反應溫度為385 ℃)，使NH3與NOx反應效率保持較高水平，使有效反應的氨量增加，減少氨逃逸；②運行操作人員根據(jù)SCR反應器入口的NOx濃度變化，在煙囪NOx排放指標不超過環(huán)保要求的前提下，及時調整噴氨量，嚴格控制氨逃逸量，減少灰中氨含量。

6結論

1#鍋爐采用的選擇性催化還原脫硝技術具有成熟穩(wěn)定、安全可靠、運行成本低、脫硝效果好等優(yōu)點，改造后鍋爐NOx排放濃度能夠達到國家環(huán)保標準，改善了周圍居民的生活環(huán)境，取得了良好的社會效益，具有廣闊的應用價值。

物料結晶堵塞管線影響生產。

循環(huán)水泵將WH45熱水分別送至己二胺生產中相關的冷凝器，經過冷凝器后WH45被溫度較高的己二胺氣相物料加熱，再送往加熱器進行溫度補償，制成WH60，供給至WH60系統(tǒng)用戶使用。從WH60系統(tǒng)用戶回來的水進入冷卻器，制成WH45，被循環(huán)水泵送至WH45的各個用戶，構成一個循環(huán)的熱水系統(tǒng)。熱水系統(tǒng)水量的損耗通過循環(huán)水泵入口的脫鹽水管線加以補充。熱水系統(tǒng)在生產裝置的最高點設有高點溢流，可使熱水系統(tǒng)的壓力隨工況的變化而保持穩(wěn)定。

工藝流程圖如圖1所示。

圖1　己二胺熱水系統(tǒng)流程圖

2熱水系統(tǒng)存在的問題

2.1脫鹽水的補水手閥開關頻率高

己二胺的熱水系統(tǒng)由于在運行過程中使用消耗、熱水溢流等原因導致熱水系統(tǒng)壓力出現(xiàn)波動。當系統(tǒng)壓力低時，將會造成裝置高點的用戶由于熱水不足而出現(xiàn)生產異常。同時，由于管材大部分為碳鋼材質，壓力低時空氣由高點放空口進入，會加速管道的氧化銹蝕。當系統(tǒng)壓力高時，脫鹽水自高點溢流到地溝然后進入雨水系統(tǒng)流走，造成較大的浪費。這就需要不斷地調整脫鹽水補水閥閥門開度。表1為連續(xù)5天內補水手閥開關的次數(shù)。

表1　脫鹽水補水閥開關次數(shù)

平均每天脫鹽水補水閥打開的次數(shù)約12次。

2.2脫鹽水使用量大

由于外來脫鹽水系統(tǒng)運行不穩(wěn)定以及己二胺熱水系統(tǒng)用水量的波動，補水手閥需要間斷地開關。每個人打開補水手閥的開度不一樣，關閉的時間也不盡相同，經常導致大量的脫鹽水從WH60高點溢流至地溝，造成脫鹽水的浪費，間接地增加了生產成本。統(tǒng)計連續(xù)5天內脫鹽水的消耗量如表2所示。

表2　脫鹽水使用量

平均脫鹽水的使用量約為4.9 t/h。

3解決措施

3.1脫鹽水增設旁路，安裝自動調節(jié)閥

由于脫鹽水的補水閥每天開關的次數(shù)平均達到12次，不但增加了現(xiàn)場操作人員的勞動強度，而且頻繁地開關閥門，也將加速閥門的損壞。如果正常生產時，補水閥出現(xiàn)問題，會因熱水系統(tǒng)運行故障，而造成部分工序的停車。于是，考慮在補水閥增設旁路，安裝自動調節(jié)閥。這樣可以起到一舉兩得的效果，既減輕了操作人員的勞動強度又保證了熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而且還可以節(jié)省脫鹽水的消耗。記錄安裝自動調節(jié)閥后連續(xù)5天內補水手閥開關的次數(shù)均為0次。所以脫鹽水增設旁路安裝自動調節(jié)閥后，補水手閥基本上不用了。

3.2循環(huán)水泵入口前加裝壓力表

雖然在脫鹽水增設旁路安裝自動調節(jié)閥，降低了補水閥的開關次數(shù)，但脫鹽水的使用量還是比較高。于是就在循環(huán)水泵進口前安裝一個壓力表，通過調整脫鹽水用量的多少來控制循環(huán)泵進口的壓力。讓壓力和調節(jié)閥聯(lián)動，使其自動調節(jié)。在不同壓力下脫鹽水的消耗量如表3所示。

表3　不同壓力下脫鹽水消耗量

從表3可以看出，當循環(huán)泵進口壓力設置小于0.2 MPa時，脫鹽水基本不用，可能會造成熱水系統(tǒng)缺水現(xiàn)象的產生。當循環(huán)泵進口壓力設置大于0.2 MPa時，脫鹽水用量明顯增加。當循環(huán)泵進口壓力設置為0.2 MPa時，只消耗了少量的脫鹽水。同時，觀察熱水系統(tǒng)的高點溢流，發(fā)現(xiàn)只有少量的水流出。所以，循環(huán)泵進口壓力設置為0.2 MPa最為合理。

3.3熱水系統(tǒng)優(yōu)化改造后的流程圖

利用己二胺裝置停車小修的機會，在熱水系統(tǒng)循環(huán)泵進口增加壓力表和補水管線增加自動調節(jié)閥后，補水操作由手動變?yōu)樽詣印Ｔ诒ＷC熱水系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時，既降低了操作人員的勞動強度，又減少了脫鹽水的用量，降低了生產成本。優(yōu)化改造后的工藝流程如圖2所示。

圖2　己二胺熱水系統(tǒng)優(yōu)化改造后流程圖

4效果檢查

在己二胺熱水系統(tǒng)優(yōu)化改造后，熱水系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定，采集連續(xù)5天內的數(shù)據(jù)如表4所示。

表4　優(yōu)化改造后采集數(shù)據(jù)

對表1、表2和表4作對比，我們可以發(fā)現(xiàn)熱水系統(tǒng)脫鹽水補水手閥開關的次數(shù)和脫鹽水的用量明顯減少，基本達到預期值，實現(xiàn)了降低勞動強度和脫鹽水消耗的目的。

5能耗對比

己二胺裝置年運行時間約8 000 h，根據(jù)脫鹽水在公司生產中的實際價格，計算優(yōu)化前后的能源消耗，結果如表5所示。

表5　優(yōu)化前后能耗對比

由表5可見，對己二胺熱水系統(tǒng)進行優(yōu)化改造后每年可直接節(jié)約30萬元。同時，還減輕了操作工的勞動強度，杜絕了因熱水系統(tǒng)不穩(wěn)定而引起的系統(tǒng)停車，實現(xiàn)了小投入、大收益的效果。

6結論

根據(jù)己二胺熱水系統(tǒng)在實際運行中出現(xiàn)的情況，通過在脫鹽水補水管線上增加旁路，安裝自動調節(jié)閥，設置壓力表，使手動操作變?yōu)樽詣诱{節(jié)，有效地降低了熱水系統(tǒng)能量的消耗。同時，減輕了操作人員的勞動強度，保證了生產穩(wěn)定，降低了生產成本，經濟效益比較明顯。

參考文獻：

[1]李文杰.己二胺的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].化工管理,2007(8):54-58.

[2]胡延韶.己二腈催化加氫制己二胺[J].化工生產與技術,2005,12(1):43-44.

中圖分類號：TQ050.2，TQ226.32

文獻標識碼：B

文章編號：1003-3467(2016)05-0045-03

收稿日期：2016-02-27

作者簡介：高先明(1971-)，男，工程師，從事化工生產管理工作；聯(lián)系人：洪波(1986-)，男，助理工程師，從事化工生產工作，電話：15938905924。