PVC生產(chǎn)裝置的節(jié)能降耗經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

張 磊，張建喜

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

PVC生產(chǎn)裝置的節(jié)能降耗經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

張 磊，張建喜

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

通過對PVC生產(chǎn)裝置的節(jié)能挖潛改造和能源優(yōu)化配置，實(shí)施引發(fā)劑系統(tǒng)改造、公用工程系統(tǒng)改造、汽提塔噴淋系統(tǒng)改造和聚合釜攪拌系統(tǒng)改造，降低了PVC生產(chǎn)的水、電、汽和助劑的單耗。

PVC；引發(fā)劑；電力系統(tǒng)；公用工程；改造

近年來，天津大沽化工股份有限公司通過對聚合引發(fā)劑系統(tǒng)、公用水和蒸汽系統(tǒng)、汽提塔噴淋系統(tǒng)和聚合釜攪拌系統(tǒng)的改造，使公司水、電、汽等方面的PVC單耗指標(biāo)有了明顯下降，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

1 工藝裝置簡介

天津大沽化工股份有限公司PVC分廠共有6條PVC生產(chǎn)線，產(chǎn)能約80萬t/a，6條生產(chǎn)線分別設(shè)有聚合、汽提、干燥裝置，其中一線聚合為2臺108 m3聚合釜、二線聚合為2臺62.5 m3聚合釜、三線聚合為3臺110 m3聚合釜、四線聚合為16臺30 m3聚合釜、五六線各為5臺108 m3聚合釜；其中，一四線共用1套汽提干燥裝置，共有帶溢流堰的篩板汽提塔5座，內(nèi)熱管式沸騰干燥流化床5臺，全自動包裝機(jī)組5套；另外還配有溴化鋰機(jī)組、冷凍機(jī)組、回收壓縮系統(tǒng)等公用設(shè)施；其中，蒸汽和純水都來自于外部供應(yīng)。

2 生產(chǎn)裝置中的幾點(diǎn)節(jié)能降耗改進(jìn)

生產(chǎn)裝置中能源的消耗主要包括水、電、蒸汽的消耗，通過對現(xiàn)有裝置的改造，以及對引發(fā)劑的選型改用，有效降低了生產(chǎn)成本。

2.1 引發(fā)劑改造

工業(yè)上常用半衰期來衡量引發(fā)劑的活性，半衰期越短，引發(fā)劑活性越高，或是相同半衰期對應(yīng)的溫度越低，引發(fā)劑活性越高。天津大沽化工股份有限公司一直使用的引發(fā)劑為TX-23、TX-36和TX-99。

天津阿克蘇諾貝爾的過氧化物引發(fā)劑TX-125，C75%TX-125的活性氧含量為6.29%～6.46%，而C75%TX-36活性氧含量為3.82%左右。相同濃度TX-125的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TX-36。

通過引發(fā)劑分解動力學(xué)模型，在生產(chǎn)DG800和

DG700樹脂的時(shí)候，TX-125比TX-36要節(jié)約一半以上的用量。由于TX-125的活性氧含量高，活性也強(qiáng)于TX-36，因此替代效果明顯。

表1 TX-125和TX-36半衰期對照表

表2 引發(fā)劑參數(shù)表

TX-125引發(fā)劑的儲存條件與TX-23和TX-99類似，便于儲存；并且低殘留物要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于TX-36，基于以上原因，公司在生產(chǎn)DG700和DG800的聚合生產(chǎn)線上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，用TX-125引發(fā)劑代替TX-36引發(fā)劑，效果見表3。

表3 PVC分廠三線（DG-700）

表4 DG-700的反應(yīng)曲線對比

通過引發(fā)劑實(shí)驗(yàn)用量和反應(yīng)曲線對比可以看出，在同等反應(yīng)時(shí)間下，使用TX-125引發(fā)劑代替TX-36引發(fā)劑，引發(fā)劑總使用量有了大幅度降低，反應(yīng)過程更加平穩(wěn)，有利于安全生產(chǎn)。

經(jīng)過調(diào)整，DG800配方由TX23 19.5 kg、TX36 17.5 kg調(diào)整為TX23 11 kg、TX125 10 kg。

DG700配方由TX23 13.5 kg、TX-36 21 kg調(diào)整為TX-23 5 kg、TX-125 12 kg。

由公司市場部提供的價(jià)格計(jì)算得出，每噸DG800降低成本13.65元；每噸DG700降低成本14.5元，按照2013年生產(chǎn)負(fù)荷，全年全廠約節(jié)省資金500萬元。

表5 PVC分廠五、六線（DG-800）

表6 DG-800的反應(yīng)曲線對比

2.2 電力系統(tǒng)改造

2.2.1 汽提塔噴淋系統(tǒng)電力改造

PVC分廠使用的汽提塔為帶溢流堰的篩板汽提塔，設(shè)有塔板噴淋系統(tǒng)，每隔240 s逐層從塔板下方對塔板進(jìn)行7 s噴淋，每條生產(chǎn)線設(shè)有1用1備2臺37 kW噴淋泵，由于在不進(jìn)行噴淋時(shí)也需要對噴淋水進(jìn)行回流操作，且需避免頻繁啟停造成設(shè)備損失，故噴淋泵24 h處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；為了節(jié)省電力消耗，決定對噴淋管線進(jìn)行改造，2條生產(chǎn)線共用1個(gè)噴淋水罐和噴淋泵，以五六線為例，把原用的五六線噴淋泵進(jìn)出口相連，并配備手動閥，可以實(shí)現(xiàn)互相切換，通過對現(xiàn)場和程序的更改，實(shí)現(xiàn)了2條生產(chǎn)線共用1套噴淋裝置的目標(biāo)，噴淋量符合工藝要求，五六線試驗(yàn)成功后，在全公司進(jìn)行了推廣，現(xiàn)每年節(jié)省電力約310 800 kW·h，節(jié)省資金174 048元。

2.2.2 聚合釜涂釜系統(tǒng)電力改造

108 m3聚合釜涂釜過程要求攪拌啟動，以達(dá)到涂釜液更好的分布，原工藝要求高速攪拌（240 kW），通過連續(xù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)涂釜過程中采用低速攪拌（60 kW）和采用高速攪拌實(shí)際涂釜效果相差不明顯，清釜周期并未延長，且考慮低速攪拌過程中，可能會對攪拌軸上涂釜液分布起到一定的促進(jìn)作用，于是決定涂釜過程由原來的高攪改為低攪，對分廠15臺大釜進(jìn)行了改造，平均每天生產(chǎn)50釜，每釜次節(jié)省8 min高攪時(shí)間，以全年生產(chǎn)350天計(jì)算，每年可節(jié)省電力420 000 kW·h，節(jié)省資金268 800元。

2.3 公用工程水和蒸汽系統(tǒng)改造

2.3.1 聚合釜打水試驗(yàn)用水改造

原聚合釜裝置防粘釜效果不好，清釜周期為100釜左右，又因設(shè)備投用年限較長，自動閥門經(jīng)常出現(xiàn)泄漏，每次清釜和閥門維修后都需要打水試驗(yàn)。

原工藝為打水采用以干燥母液水和聚合入料純水配合的方式向聚合釜內(nèi)打水，試壓結(jié)束后釜內(nèi)水排掉。以五六線2條生產(chǎn)線10臺聚合釜為例，每臺聚合釜年均需要打水16次，每年共160次，每次用水需要約95 m3，全年約需用水13 300 t，浪費(fèi)大量純水。現(xiàn)工藝為，在每條生產(chǎn)線上中間位置聚合釜循環(huán)水管線上開孔，用消防水袋向需要打水的聚合釜內(nèi)從上人孔注水，以代替純水，避免了打水試壓和聚合入料系統(tǒng)搶水而造成入料純水不夠用的情況，按照純水價(jià)格9.6元/t，循環(huán)水價(jià)格4.7元/t，每釜打水總量中母液水占一半計(jì)算，全年全分廠6條生產(chǎn)線約節(jié)省純水約13600 t，節(jié)約資金63900元。

2.3.2 干燥系統(tǒng)蒸汽冷凝水回用

干燥乏水主要指干燥床升溫系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)、純水預(yù)熱器等產(chǎn)生的蒸汽冷凝水。原工藝是干燥床二床升溫?fù)Q熱和送到合成轉(zhuǎn)化器當(dāng)做轉(zhuǎn)化器夾套水使用，合成熱水罐液位過高則溢流到循環(huán)水塔，由于乏水水質(zhì)很好，又具有較高溫度，決定對干燥乏水進(jìn)行聚合入料回用。

具體改造為：六線干燥乏水通過離心泵輸送到五線乏水罐，再由五線乏水罐輸送到熱純水罐，通過程序控制3個(gè)水罐的液位，使干燥乏水可以進(jìn)行聚合入料回用和汽提塔噴淋水回用，由于乏水溫度約80℃，在節(jié)約純水用量的同時(shí)也大量節(jié)省了純水升溫所用蒸汽，通過現(xiàn)場實(shí)際考核，五六線40萬t PVC產(chǎn)能，每小時(shí)可以產(chǎn)生 80℃乏水20.75 m3，而純水溫度為30℃左右，按照全年全廠80萬t PVC產(chǎn)能，滿負(fù)荷運(yùn)行350天計(jì)算，每年可節(jié)省純水約34萬t，節(jié)省蒸汽約1.3萬t，全年約節(jié)省資金300萬元。

2.3.3 汽提塔塔頂冷凝器熱量回用

汽提塔裝置為了使PVC漿料中的VCM成分脫去，需要從塔底通入蒸汽對汽提塔進(jìn)行升溫，而從塔頂脫出的氣相VCM溫度很高，增加回收壓縮系統(tǒng)負(fù)荷，所以需要設(shè)置塔頂冷凝器。原工藝為使用循環(huán)冷卻水對塔頂冷凝器進(jìn)行降溫，既浪費(fèi)了這部分熱能，又增加了溴化鋰?yán)鋮s機(jī)組的負(fù)荷，現(xiàn)行工藝為使用冷純水作為塔頂冷凝器的夾套冷卻水，吸收熱量后作為熱純水罐補(bǔ)水，在熱純水罐不需要補(bǔ)水時(shí)回到冷純水罐，為了防止冷純水罐溫度過高，在冷純水換熱后回冷純水罐的管路上，增加了1臺冷卻器，根據(jù)冷純水罐溫度對冷水閥開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)際證明，此換熱器基本上除七八月以外的季節(jié)都基本上不需要使用，通過對實(shí)際管路溫度點(diǎn)的測量，通過汽提冷凝器后，冷純水溫度提高了8℃左右，這部分熱量如果沒有回用的話則需要熱純水罐升溫?fù)Q熱器升溫實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過計(jì)算，可節(jié)省蒸汽9.3 kg/t PVC，按照年產(chǎn)80萬t PVC產(chǎn)能計(jì)算，全年可節(jié)省蒸汽7 440 t，節(jié)省資金約100萬元。

以上幾點(diǎn)工藝改造，預(yù)計(jì)每年可節(jié)約資金900萬元。

3 結(jié)語

隨著國內(nèi)PVC產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，企業(yè)間的競爭將愈發(fā)激烈，并將會由規(guī)模競爭轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀靖偁帯Ｖ挥胁粩嗟貙に噧?yōu)化，才能在產(chǎn)能增加的同時(shí)，生產(chǎn)成本持續(xù)降低。

［1］王 權(quán)．淺談PVC生產(chǎn)裝置的節(jié)能降耗方案．聚氯乙烯2006：15－17.

Experience summary on energy saving and consumption reducing of PVC process units

ZHANG Lei，ZHANG Jian-xi
（Tianjin Dagu Chemical Co.，Ltd.，Tianjin 300455，China）

Applied several effective ways to tapping potential and optimizing energy allocation of the PVC process units.By modifying initiator system，utilities system，stripping tower spray system，polymerizer mixing system，we obviously reduced the consumption of water，electric，steamand additives in PVC production.

polyvinyl chloride；initiator；electric system；utilities；modify

TQ325.3

B

1009－1785(2015)04-0038-03

2014-10-24

張磊：（1985—），男，2008年7月畢業(yè)于北京化工大學(xué)材料學(xué)院高分子材料專業(yè)，本科學(xué)歷，中級工程師。現(xiàn)就任于天津大沽化工股份有限公司聚氯乙烯分廠，目前任廠長助理職務(wù)。