鎳系順丁橡膠回收過程節能優化措施

摘要：在傳統的鎳系順丁橡膠裝置的生產過程中，由于丁二烯自聚產生的自聚物造成對回收精制系統的沖擊，進而導致整個裝置在實際的運行過程中能耗較高。對此本文結合已有的研究技術和產品現狀，對聚合反應的轉化率進行分析。同時重點闡述了聚合反應過程中影響產品轉化率的因素和導致凝膠產生的因素。并提出相關的對策及建議，減少丁二烯自聚物的生成，進而降低系統的能耗，實現整個裝置的減排降耗的目的。本文的探究內容為實際的加工和生產提供橫向的參考。

關鍵詞：鎳系順丁;橡膠回收;節能降耗;優化

鎳系順丁橡膠聚合反應過程主要是以1，3-丁二烯單體為基本原料，以正己烷為溶劑，環烷酸鎳、三異丁基鋁和三氟化硼乙醚絡合物在微量水的作用下形成催化體系，最后生成順丁橡膠。由于實際生產的過程中催化劑的活性較高，實際的加工速度較快，產品質量較好。但是在加工的過程中也存在著較大的缺點，原材料的加工質量要求較為苛刻。根據相關的加工數據統計，產品線的實際轉化率僅為82%左右。運行裝置當中回收單元裝置是整個產品線的核心所在，其運行能效和水平將直接影響到裝置的能耗和物耗。所以優化產品線中聚合物的回收單元操作對產品線的節能降耗具有重要意義。

1 聚合回收單元能耗物耗分析

聚合單元的物耗主要為1，3-丁二烯、正已烷、鋁劑、鎳劑、硼劑和抗氧劑等為基礎原料的消耗。在實際的加工過程中對于原料的質量和催化過程以及原料的用量具有著較高的要求，轉化率和系統的掛膠程度最終決定著聚合單元的能耗和物耗。

1.1原料質量及成本

在實際的產品加工線當中，催化劑和抗氧化劑的價格較為昂貴。同時國產的產品原料在性能和定價上也有著較大的差異。依據實際的工程經驗來看，裝置當中丁二烯的純度越低，則使用的催化劑含量就越高，同時產品線的聚合轉化效率就越低，最終導致產品能耗的上升。

1.2催化劑流量及濃度

在實際的生產過程中，催化反應進程中的流量和濃度也是制約生產過程的重要因素，由于在順丁橡膠裝置的配置過程中，濃度常常會發生這變化，所以就要嚴格控制凝膠的含量來確保過程發生的穩定。凝膠含量高，對于電力系統的沖擊較大，直接表現為攪拌電流以及系統壓力沖擊波較高，電力能耗不斷升高。同時控制聚合過程的催化劑泵也是電力系統能耗的大戶，在這個過程當中主要是依據泵體的變頻和沖程控制來實現產品線加工的控制。在變頻泵頻率為20～80Hz時，系統的運行穩定性和調節靈敏度最優。此時系統的運行穩定性最好。

1.3聚合系統掛膠

在聚合反應發生的過程當中，催化劑過量加入會導致樣品內的配方含量過高。此時由于丁油濃度高，導致聚合首釜催化劑局部分布不均。最終會導致反應發生較為劇烈，導致反應進程當中出現大量的凝膠，造成掛膠嚴重，導致裝置內部整體的能耗較高。所以在催化劑的配比當中，Al劑配方過高也是聚合系統凝膠產生的重要原因。

1.4回收單元

在實際的生產過程當中，回收單元主要是通過精餾的原理來實現對未反應丁二烯的回收及精制。所以在實際的運行當中可以通過降低蒸汽、電以及循環水的基本用量等操作來促進系統的平穩運行。同時回收單元在實際的生產進程當中，系統內的溫度和微氧含量在不斷的聚集，所以在一定的條件下會促進一些異常反應，導致自聚物在系統中聚集，造成操作單元的波動。這也會直接制約著系統運行的平穩性，導致物料的放空成本以及設備的檢修成本過高。

1.5裝置儲罐分程調節方式

順丁橡膠裝置聚合回收單元丁二烯和己烷儲罐壓力采用分程調節閥控制系統，正常系統運行過程中主要是依據著PID控制來實現分程調節。這種延后式的開關控制通過泄壓和補壓調節保持著系統運行的動態平衡。但是由于儲蓄罐內的液位可能存在波動，所以在實際的運行過程中常常會存在兩個調節閥頻繁開關的狀況，進而導致氮氣的實際消耗量較大。

2 節能降耗措施聚合單元的節能降耗措施

2.1 原料質量的控制

原料的質量控制是系統運行的核心，原材料的選取是系統運行的根本。不僅要綜合考慮國產產品的質量問題，同時進口產品的關稅問題也是制約著生產成本的重要依據。在這個過程中催化劑需要重點考察使用后聚合反應的穩定性，同時也要強化原料丁二烯指標分析頻次和準確度，通過有效的穩定原料丁二烯的純度，進而降低TBC的含量，可以有效的減少聚合反應的波動。

2.2 穩定催化劑流量，優化操作

在實際的加工過程中，需要嚴格的把控催化劑的配置濃度，不斷的依據變頻泵的變頻調節實現流量控制。在PID控制中通過DCS畫面中增設催化劑流量小時平均值和配方平均。同時實時監控的方法消除由于催化劑流量不穩定所導致的聚合反應波動。同時可以考慮選用夾套鹽水代替充油，進而減少膠罐的氣相放空量。

2.3 依據工況選擇最佳開車方

半釜開車相較于空釜和滿釜開車，能夠大大縮小聚合反應過程中的開車時間，進而間接的增加了聚合單位時間的產量，并且還有效的降低了在開車初期催化劑的使用量。此時的聚合反應引發的時間較短，此時的升溫速率和反應的溫控效果最佳。

3 結語

順丁橡膠裝置聚合回收單元原料質量、催化劑用量等因素對聚合反應作用較大，導致系統的運行能耗較高。本文通過對聚合回收單元的改進因素進行實踐和總結，為橫向之間的生產過程提供有效的參考。

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作者簡介：龍政規（1984.10.5）男， 苗族，貴州省松桃縣， 助理工程師，本科，研究方向為鎳系順丁橡膠。

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