PA6連續聚合裝置導熱油系統設計小結

孫炎彬（北京華福工程有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430223）楊軍（中船重工環境工程有限公司，湖北 武漢 430223）

PA6連續聚合裝置導熱油系統設計小結

孫炎彬（北京華福工程有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430223）
楊軍（中船重工環境工程有限公司，湖北 武漢 430223）

導熱油以其載熱量大、蒸汽壓低、沸點高、凝固點低等優點，成為化工生產過程中廣泛采用的傳熱介質。本文介紹了PA6連續聚合裝置中Dowtherm系列導熱油的特點，并對液相、氣相導熱油系統的系統構成、配管要求進行了設計小結。

PA6連續聚合裝置；液相導熱油系統；氣相導熱油系統；配管要求

PA6連續聚合裝置是以己內酰胺為主要原料生產聚酰胺6 （PA6）紡絲級干切片。流程簡述為：液態己內酰胺～添加劑系統～消光劑制備～預聚合～后聚合～切片生產～切片萃取～切片干燥和冷卻～切片輸送/儲存和運輸。導熱油以其載熱量大、蒸汽壓低、沸點高、凝固點低等優點，廣泛被化工企業用作傳熱介質。PA6連續聚合裝置采用的導熱油為Dowtherm系列，為聯苯和聯苯醚低熔混合物，由26.5%的聯苯和73.5%的聯苯醚組成。熔點為12℃，其特點是熱穩定性好，使用溫度高（400℃）。這種凝點（12.3℃）低熔混合物，在常溫下，沸騰溫度在256～258℃范圍內使用比較經濟。這種低熔混合物蒸發形成的蒸汽過程中無任何一種組分提濃的發生，且液體性質不變。根據用戶點的加熱溫度要求不同，該裝置所用導熱油可分為液相導熱油系統和氣相導熱油系統。

1　液相導熱油系統

液相導熱油系統是個封閉循環系統，被用來傳遞過程熱或者均衡的加熱產品，最適用的情況就是給需要加熱溫度比產品凝固點略微高的產品加熱。

1.1系統簡介

液相導熱油系統是由高位槽、換熱器、循環泵、用戶組成的封閉循環系統。導熱油從系統最低點充滿至整個封閉循環管路，由循環泵增壓提供動力源，以克服整個閉式回路的阻力。循環導熱油經換熱器管程的高溫熱媒加熱后，將熱量傳給用戶。換熱器的出口溫度由高溫熱媒出口調節閥控制。系統在回流管線有一個氣體分離器（排氣包）與高點上設置的高位膨脹槽相連，可防止熱膨脹和導熱油因容積損失而缺少時自動補充。詳見下圖。

1.2配管要求

管線走向：為了保證加熱系統性能和盡量少的熱損失，管線要盡量短，少折彎，直連。

導熱油補充管道一般是接在主管道最低處，而且是從下部接入；導熱油回流管線是接在主管道最高端，并且是從上部接入。這樣做的好處就是系統可以自動高點放空，通過導熱油補充管道排凝。

1.2.1氣體分離器

通常情況下氣體分離器會安置在加熱系統的最高點，在回流管線最后一個單獨放空管線分支之后。

（1）高點位于氣體分離器之下時，就需要一個帶減壓孔板的DN25管線連接到分離器回流管線上，放空管線要保持平穩提升，還要保證盡可能大的坡度，管線上不需要任何切斷管件。

2）高點位于氣體分離器之上或者設計一個平穩提升放空管線到分離器回流管線不可能的情況，就必須預留一個分割板和一個擬定路線。

1.2.2放空管線

要求所有夾套管道在每個高點都要保留連續排空能力。

（1）放空管線到放空設備要保持平穩提升，還要保證盡可能大的坡度，以及盡可能少的支線分流。

（2）放空閥要垂直安裝在放空管線高點之前，如果條件不允許，也可以安裝在高點之后.通常情況下放空閥要安裝在離操作平臺1～1.8米之間，方便操作。

2　氣相導熱油系統

氣相導熱油系統是個封閉系統，氣相導熱油的溫度范圍比液相導熱油的要高。適用于給吸收熱量較大的加聚反應提供反應熱，或給保溫要求高的用戶提供熱源。

2.1系統簡介

氣相導熱油系統是由蒸發器、排氣罐、用戶組成的封閉系統。每一個蒸汽用戶點都由排氣罐與蒸發器相連。導熱油從系統最低點填充至蒸發器中，運行時導熱油被蒸發器管程高溫熱媒加熱后，升溫變成氣態進入系統給用戶加熱，一部分氣體冷凝回到蒸發器，另一部分通過排氣罐再回到蒸發器，形成系統循環升溫。系統溫度調節由高溫熱媒出口調節閥控制。系統高點的排氣罐溫度低時，會出現低溫報警，打開頂部排氣閥將低溫氣體排出而使系統升溫，排出的氣體冷凝后自流至低位槽。詳見下圖。

2.2配管要求

2.2.1氣相供給管線

水平管線坡向蒸發器方向，坡度盡量小。按照“足步步低”的原則配管，保證氣體上升過程中產生的冷凝液可以流回蒸發器。且水平部分管段不宜過長，管線盡量直連。

2.2.2凝液管線

（1）在凝液管線出口下方須有1m垂直管段，在水平管線彎頭前或液封的凝液收集管前。

（2）凝液管線的水平管段坡向流動方向，坡度盡量小，且水平段應盡量短。

（3）凝液收集總管要水平布置，兩端設置盲板，溢流高度400mm。凝液收集總管比最大的凝液管接入管管徑至少大1級。

（4）蒸發器和凝液收集總管之間垂直距離最少0.6m。特殊情況下，可能會利用導熱油凝液管線作為凝液收集管，該管線利用蒸發器位置和液位液封。此種情況下，凝液出口與蒸發器頂部位差至少1m。

2.2.3氣相放空管線

氣相用戶的氣體放空管線要保持平穩提升至排氣罐，去排氣罐的距離應盡量短，且水平管段要保持向上傾斜，最小坡度30°，管線上不需要任何切斷管件。放空管線頂端必須經過一個減壓孔板接至排氣罐入口的放空收集總管。

2.2.4排氣罐

（1）排氣罐的凝液出口與凝液收集總管入口之間的垂直距離保持在3m以上。

（2）排氣罐頂部放空管線的豎直部分須盡量短，經水平管段后再向下敷設，該水平段不宜長，切斷閥應設置在該水平管段上，且位于排氣罐的現場溫度表可見范圍內。

3　結語

在PA6聚合裝置中，液相、氣相導熱油系統均是封閉的循環系統，起到為反應提供反應熱或給物料保溫的作用。通過對聚合裝置導熱油系統設計的分析總結，在工程設計中，我們對導熱油系統管道的設計有了更深入的認識，也可以對實際生產中導熱油系統的操作檢修及安全維護起到指導作用。

［1］楊軍.PA6聚合生產技術［J］.合成纖維工業.1996，19（2）.

［2］裴瑞瑞.PA6回收裝置問題分析及解決辦法［J］.化工管理.2015，377（6）.

孫炎彬，男（1983-）湖北棗陽人，注冊化工工程師，化學工藝碩士，主要從事化工工藝設計工作。