終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

李嘉平（中國(guó)石油大慶石化公司腈綸廠，黑龍江 大慶 163714）

終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)的研制與應(yīng)用

李嘉平（中國(guó)石油大慶石化公司腈綸廠，黑龍江 大慶 163714）

本文針對(duì)腈綸裝置終止罐結(jié)疤問(wèn)題進(jìn)行研制噴淋系統(tǒng)，使終止罐頂部各個(gè)部位均用A級(jí)水噴淋，杜絕終止罐頂部和罐壁結(jié)疤，達(dá)到檢修時(shí)減輕操作難度和提高裝置的運(yùn)行平穩(wěn)周期的目的。關(guān)鍵詞：聚合物；混單；終止罐；疤塊

混單在聚合釜中反應(yīng)生成聚合物漿液，聚合物漿液要通過(guò)一個(gè)緩沖系統(tǒng)即終止罐進(jìn)行終止反應(yīng)，再進(jìn)入脫單塔中脫單，然后進(jìn)入下一道工序。

改造前的終止罐在每個(gè)生產(chǎn)周期中，物料附著在罐壁上，清理難度大，后處理困難，處理過(guò)程嚴(yán)重影響外排水。在生產(chǎn)周期內(nèi)甚至由于罐壁物料堆積嚴(yán)重或罐壁物料脫落，直接導(dǎo)致聚合釜被迫停車。因?yàn)榻K止罐在生產(chǎn)過(guò)程中罐壁附著物料，是聚合裝置嚴(yán)重的瓶頸問(wèn)題，因此立項(xiàng)進(jìn)行新型緩沖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改造項(xiàng)目。

1 終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)的研制與應(yīng)用前系統(tǒng)運(yùn)行情況簡(jiǎn)介

未實(shí)施聚合釜新型緩沖系統(tǒng)改造項(xiàng)目前，由于物料連續(xù)大量的通過(guò)終止罐，在攪拌的作用下，會(huì)在罐壁上附著很厚的物料層（厚度達(dá)100～200毫米），當(dāng)液位發(fā)生波動(dòng)時(shí)，這些物料就會(huì)脫落造成堵管線和堵泵的情況。當(dāng)這些物料堆積到放空管線下方時(shí)，就極易將放空管線堵塞，造成液位失真，出料無(wú)法控制，必須被迫停車進(jìn)行處理。停車檢修時(shí)，要打開(kāi)人孔，清理罐中的堆積物料。

2 研制與應(yīng)用過(guò)程

第一輪研制：在終止罐內(nèi)加一條噴淋管線，用轉(zhuǎn)子控制噴淋水量，讓罐頂和罐壁變的光滑。在管線末端加一個(gè)4分的直角彎頭，使噴淋水垂直噴至罐頂。由于管徑較大，噴淋壓力低；只有一根噴淋管線，噴淋點(diǎn)少、噴淋覆蓋面積小。試驗(yàn)一個(gè)生產(chǎn)周期后，打開(kāi)終止罐人孔，效果不明顯，罐頂四周依然有較厚一層的物料，罐壁附著厚度達(dá)200mm的物料。依然存在物料脫落造成被迫停車的風(fēng)險(xiǎn)。檢修時(shí)必須由操作人員進(jìn)入罐內(nèi)進(jìn)行物料清理，勞動(dòng)強(qiáng)度沒(méi)有降低。

第二輪研制：在終止罐內(nèi)將噴淋管線上加一個(gè)絲頭，絲頭上方加一個(gè)絲堵，絲堵頂端打一個(gè)小孔，小孔正對(duì)罐頂中心。這個(gè)設(shè)計(jì)使噴淋水壓力變大，噴淋水成霧狀。運(yùn)行一個(gè)周期后，打開(kāi)終止罐人孔后，罐頂光滑無(wú)物料，罐壁一側(cè)，占25%的面積光滑無(wú)物料。由于噴淋方向很難控制，噴淋覆蓋面較小，此方案試驗(yàn)結(jié)束后，停止試用。當(dāng)檢修操作人員進(jìn)入罐內(nèi)物料清理時(shí)，減少了罐頂和部分罐壁的清理工作，勞動(dòng)強(qiáng)度略有降低。

第三輪研制：在終止罐內(nèi)將噴淋管線上加一段管線，出口封閉，垂直于罐頂，在管線四周開(kāi)小口，使水能多角度噴淋到罐壁和罐頂。這個(gè)方案實(shí)施后，經(jīng)過(guò)一個(gè)生產(chǎn)周期，打開(kāi)人孔。罐頂和罐壁依然有部分物料堆積，有水噴淋到的部位堆積較少，由于是小孔噴淋，噴淋角度無(wú)法調(diào)節(jié)，此方案不能解決物料堆積的實(shí)質(zhì)問(wèn)題。

第四輪研制：借鑒以上研制的經(jīng)驗(yàn)，為解決噴淋不均勻問(wèn)題。在罐內(nèi)接一根環(huán)形管線，環(huán)形管線上均勻打上小孔。經(jīng)過(guò)一個(gè)運(yùn)行周期后，打開(kāi)人孔。罐壁一側(cè)光滑，另一側(cè)有物料堆積。原因是環(huán)形噴淋水入口的近端壓力大，遠(yuǎn)端壓力低，無(wú)法達(dá)到噴淋效果。

第五輪研制：為解決壓力不均問(wèn)題，又能進(jìn)行大面積覆蓋的噴淋。研制了更試用的設(shè)備，將一個(gè)6分絲頭內(nèi)并列插入數(shù)根φ6白鋼管，用金屬膠將細(xì)管固定。用鉗子調(diào)好每個(gè)細(xì)管線的噴淋角度，調(diào)整噴淋水轉(zhuǎn)子流量，使噴淋水壓力足夠能覆蓋整個(gè)終止罐。運(yùn)行一個(gè)周期后，打開(kāi)終止罐，罐頂和罐壁都是光滑的，沒(méi)有物料堆積。運(yùn)行第二個(gè)周期，打開(kāi)人孔，終止罐壁附著大量物料。檢查噴淋系統(tǒng)，細(xì)白鋼管脫落嚴(yán)重。原因是金屬膠和丙烯腈反應(yīng)，導(dǎo)致絲頭內(nèi)細(xì)白鋼管脫落，失去噴淋作用。

第六輪研制：延續(xù)上次試驗(yàn)，將一個(gè)6分絲頭內(nèi)并列插入數(shù)根φ6白鋼管，送到保運(yùn)進(jìn)行焊接，由于細(xì)白鋼管的管壁薄，絲頭頂端焊接空間小，焊接難度大。細(xì)白鋼管焊接時(shí)，一點(diǎn)就漏，而且很難將管線之間的空隙封堵徹底。焊接后的噴淋設(shè)施，用水試驗(yàn)。無(wú)法均勻的向周圍噴淋，大部分水都從絲頭正前方空隙處噴出。

第七輪研制：為解決細(xì)白鋼管的管壁薄不易焊接的問(wèn)題，采用較粗的白鋼管進(jìn)行焊接，結(jié)果由于絲頭內(nèi)的焊接空間小，焊接的白鋼管線只有三根。試驗(yàn)后依然存在壓力低，噴淋面積小的問(wèn)題。

第八輪研制：用φ57×3.5管線制作噴淋水分布器，在管線壁周圍均勻鉆了8個(gè)φ6的孔，將細(xì)白鋼管插入孔中，由于增大了焊接空間，而且不用直接焊接細(xì)管線，打孔處周圍用氬弧焊焊接，既不傷害細(xì)管線，又能保證細(xì)管線與分布器的連接無(wú)縫隙。 取3mm厚的白鋼板，將白鋼板切成小塊，再車成圓形。做噴淋水分布器的上、下面的擋板，上面的擋板開(kāi)孔。再用六分絲頭制作噴淋器入口接頭，焊在開(kāi)孔的擋板上。細(xì)白鋼管用彎管器調(diào)好角度，再用錘子將細(xì)白鋼管出口砸扁，留0.5mm的縫隙。用水試壓，然后裝在終止罐內(nèi)，再進(jìn)行微調(diào)，調(diào)好彎管角度使噴淋水成霧狀高壓噴出，能夠覆蓋整個(gè)終止罐的罐壁和罐頂，形成流動(dòng)的均勻保護(hù)膜。噴出霧狀高壓水同時(shí)起到了終止反應(yīng)的作用，液面上空的飛沫狀物料停止反應(yīng)后，就失去了附著能力。第八輪研制的噴淋器用水量為0.2m3/h，噴淋水壓力大，成霧狀覆蓋面大，噴淋效果理想。

3 終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)研制與應(yīng)用

2009年11月16日，終止B罐首先進(jìn)行了終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)的研制與應(yīng)用，進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一個(gè)生產(chǎn)周期，出料泵未出現(xiàn)堵泵現(xiàn)象，放空線沒(méi)有堵塞的情況。

終止罐達(dá)到運(yùn)行周期，打開(kāi)人孔，罐頂和罐壁都是光滑干凈的，沒(méi)有堆積物料。每次停車檢修，只需要打開(kāi)人孔，檢查終止罐的內(nèi)部情況是否正常即可，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)研制與應(yīng)用后，2011年1月獲得了實(shí)用新型國(guó)家專利。

終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)的研制成功，減少了物料損失，增加了經(jīng)濟(jì)效益。在環(huán)保方面，消除了由于堆積物料造成停泵最終導(dǎo)致臨時(shí)停車的情況，避免了臨時(shí)停開(kāi)車時(shí)外排污水對(duì)環(huán)保的影響。

如圖：

終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)研制與應(yīng)用的噴淋器圖紙

3 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

（1）經(jīng)濟(jì)效益： 每年減少因終止罐壁物料堆積被迫停車3臺(tái)次，每臺(tái)次檢修處理用時(shí)3天，每天24小時(shí)，聚合物干基產(chǎn)量2噸/小時(shí)，每噸干基效益為0.23萬(wàn)元。增產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益=3臺(tái)次×3天× 24小時(shí)× 2噸/小時(shí)× 0.23萬(wàn)元=99.3萬(wàn)元

每年停開(kāi)車24臺(tái)次，每次減少損失物料0.2噸，物料1.2萬(wàn)元/噸。節(jié)省物料經(jīng)濟(jì)效益=24臺(tái)次× 0.2噸× 1.2萬(wàn)元/噸=5.8萬(wàn)元。每年減少堿煮12臺(tái)次，每次消耗30%NaOH溶液0.8立方米，單價(jià)0.23萬(wàn)元/噸。節(jié)約NaOH經(jīng)濟(jì)效益=12臺(tái)次× 0.8立方米× 0.23萬(wàn)元/噸=2.2萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)：每年增加經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)=99.3+5.8+2.2=107.3萬(wàn)元

（2）社會(huì)效益： 2009年以前，終止罐運(yùn)行50天，物料便堆積嚴(yán)重，達(dá)到70%液位就會(huì)冒罐，因此必須停車檢修。如果不停車，物料隨時(shí)有可能脫落造成管線堵塞，導(dǎo)致冒罐，冒罐會(huì)嚴(yán)重影響外排污水。因此終止罐運(yùn)行周期短，也成了影響裝置產(chǎn)量的一個(gè)瓶頸問(wèn)題。終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)研制與應(yīng)用后，聚合釜的運(yùn)行周期不再受終止罐的影響，每臺(tái)釜可以平穩(wěn)運(yùn)行60天左右。2009年以前，平均年產(chǎn)干基6.5萬(wàn)噸，2009年產(chǎn)量達(dá)到6.8萬(wàn)噸，2011年10月份產(chǎn)量達(dá)到5.7萬(wàn)噸，年底產(chǎn)量預(yù)計(jì)超過(guò)6.9萬(wàn)噸。

終止罐體積只有1.7m3，操作空間小，罐內(nèi)有攪拌和折流板，清理堆積的物料時(shí)，操作人員在罐內(nèi)作業(yè)困難。罐內(nèi)溫度高，空氣流通不暢，帶著防毒面罩呼吸困難，大量的汗液導(dǎo)致視線不好， 容易被碰傷。由于堆積的物料里含有大量丙烯腈，極易滲透皮膚，操作時(shí)身上必須纏塑料布，皮膚依然有強(qiáng)烈的刺痛感，每隔20分鐘就要換人，每次清理工作長(zhǎng)達(dá)3到5小時(shí)，人員多次輪換。皮膚較薄的部位，如睪丸，紅腫疼痛劇烈，幾天疼痛感才能減退。終止罐防結(jié)疤系統(tǒng)研制與應(yīng)用后，此項(xiàng)作業(yè)已成為歷史，不再需要清罐。

4 結(jié)語(yǔ)

在不影響產(chǎn)品質(zhì)量和外排污水指標(biāo)的同時(shí)，每年增加經(jīng)濟(jì)效益107.3萬(wàn)元 ，解決了終止罐運(yùn)行周期短的瓶頸問(wèn)題，增加了裝置的產(chǎn)量。降低了操作人員檢修時(shí)的工作強(qiáng)度，減少了有毒揮發(fā)物料對(duì)操作人員的傷害。減小了外排污水對(duì)環(huán)保的影響 。