尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用

席延濤

摘要：文章基于尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用，探討結(jié)合尼龍66連續(xù)聚合生產(chǎn)工藝流程，在不影響正常生產(chǎn)的前提下，通過回收濃縮槽排氣，對(duì)前聚合器排氣進(jìn)行噴淋，并循環(huán)利用，進(jìn)而達(dá)到了優(yōu)化生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，減少蒸汽排放、減少污染的目的。

關(guān)鍵詞：尼龍66；工藝流程；循環(huán)利用

1課題概況及其必要性

1.1課題承擔(dān)單位概括

平頂山神馬工程塑料有限責(zé)任公司是中國最大的尼龍66樹脂生產(chǎn)供應(yīng)商，專業(yè)從事尼龍66樹脂及改性工程塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)。公司現(xiàn)有員工638人，其中，具有大學(xué)專科以上的科技人員占職工總?cè)藬?shù)的54.2%，從事研究開發(fā)的科技人員占職工人數(shù)的13.2%。

公司本部擁有10臺(tái)間歇生產(chǎn)聚合釜，5條連續(xù)聚合生產(chǎn)線，其中引進(jìn)意大利諾伊公司間歇生產(chǎn)聚合釜3臺(tái)，國產(chǎn)化間歇生產(chǎn)聚合釜7臺(tái)；成熟國產(chǎn)化連續(xù)聚合生產(chǎn)線5條。其中，連續(xù)聚合生產(chǎn)控制采用國際先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)，具有工藝先進(jìn)可靠、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)合理、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)裝置投產(chǎn)至今，運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)工藝指標(biāo)均在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，產(chǎn)品合格率一直穩(wěn)定在95%以上。

公司研發(fā)中心，專業(yè)從事工程塑料應(yīng)用的研究與新產(chǎn)品開發(fā)。公司與國內(nèi)外多家科研院所保持著密切的合作關(guān)系，共同致力于尼龍66樹脂應(yīng)用領(lǐng)域的研究，不斷開發(fā)出市場(chǎng)需要的產(chǎn)品，最大限度滿足客戶需求。

近年來公司科技研發(fā)碩果累累，神馬尼龍66樹脂產(chǎn)品先后被評(píng)為河南省名牌產(chǎn)品、石化行業(yè)知名品牌產(chǎn)品、中國馳名商標(biāo)產(chǎn)品等，多次獲得集團(tuán)公司、平頂山市、河南省、國家及行業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)、優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，多項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)國內(nèi)行業(yè)空白，授權(quán)國家發(fā)明專利，列入國家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃等。歷獲國家發(fā)明專利5項(xiàng)，通過省、市科技鑒定成果9項(xiàng)，獲省、市以上科技進(jìn)步獎(jiǎng)15項(xiàng)，公司以上科技成果獎(jiǎng)40余項(xiàng)，已全部進(jìn)行了成果轉(zhuǎn)化，應(yīng)用于各生產(chǎn)裝置中，給企業(yè)帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益。

1.2課題協(xié)助單位技術(shù)力量概況

項(xiàng)目施工單位為河南五建建設(shè)集團(tuán)有限公司，它是一家集建筑安裝施工、房地產(chǎn)開發(fā)、裝修裝飾、商品混凝土生產(chǎn)等多元化經(jīng)營為一體的大型現(xiàn)代企業(yè)。1998年12月以來，公司相繼通過了國際質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康安全“三位一體”管理體系認(rèn)證。

1.3尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用的必要性

隨著近幾年人們環(huán)保意識(shí)的提高，空氣質(zhì)量、環(huán)境污染已成為大眾關(guān)注的熱門話題。目前國家對(duì)環(huán)保的重視程度越來越高。從國家政策看，未來幾年節(jié)能減排將成為企業(yè)的一項(xiàng)重要課題。

尼龍66連續(xù)聚合生產(chǎn)線，生產(chǎn)過程主要包含濃縮、反應(yīng)、減壓、聚合四個(gè)階段。其中在反應(yīng)、濃縮、聚合階段需要排出大量的高溫蒸汽，由于蒸汽中含有少量的己二胺及低聚物，對(duì)周邊環(huán)境造成了一定的影響，也造成能源極大浪費(fèi)。

本項(xiàng)目以企業(yè)保護(hù)環(huán)境、減少環(huán)境污染為主要目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)聚合對(duì)空‘零”，同時(shí)回收高溫蒸汽冷凝水，循環(huán)利用，能夠節(jié)約大量生產(chǎn)用水，對(duì)公司降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

2項(xiàng)目前期研究、分析及準(zhǔn)備

神馬工程塑料公司本部現(xiàn)有尼龍66連續(xù)裝置兩套分兩期建設(shè)，一期建設(shè)兩條生產(chǎn)線，單線年產(chǎn)能1萬噸，稱為連續(xù)兩萬噸，二期建設(shè)三條生產(chǎn)線，單線年產(chǎn)能1.5萬噸，稱為連續(xù)三萬噸，共5條生產(chǎn)線，連續(xù)裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)能6.5萬噸，干燥能力2萬噸。連續(xù)裝置濕切片客戶需求量約4.8萬噸，設(shè)計(jì)產(chǎn)能6.5萬噸。尼龍66間歇聚合裝置兩套分三期建設(shè)，共10臺(tái)聚合釜，間歇裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)能5萬噸，干燥能力1.7萬噸。

尼龍66連續(xù)聚合工藝是相對(duì)間歇聚合而言的。物料在生產(chǎn)裝置內(nèi)持續(xù)經(jīng)過不同的反應(yīng)設(shè)備，完成物理化學(xué)變化，最終得到符合要求的產(chǎn)品。連續(xù)聚合工藝主要包含濃縮、反應(yīng)、減壓、聚合四個(gè)階段，連續(xù)聚合生產(chǎn)線主要設(shè)備分為五大器：即濃縮槽、反應(yīng)器、閃蒸器、聚合器、后聚合器，尼龍66鹽溶液通過濃縮、高壓縮聚、物料減壓、常壓縮聚和負(fù)壓縮聚反應(yīng)，從而制得合格的聚合物及最終的尼龍66切片。

按照一條生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能年產(chǎn)1萬噸，每年生產(chǎn)8000小時(shí)，進(jìn)行物料平衡計(jì)算，尼龍66連續(xù)聚合生產(chǎn)工藝在濃縮槽、反應(yīng)器、聚合器、后聚合器即濃縮、反應(yīng)、聚合階段需要排出大量的高溫蒸汽，其中后聚合器使用一套抽真空系統(tǒng)使物料真空下進(jìn)一步除去水分以外，濃縮槽、反應(yīng)器及前聚合器排氣均經(jīng)簡(jiǎn)單噴淋后直接對(duì)空排放，由于蒸汽中含有少量的己二胺及低聚物，對(duì)周邊環(huán)境造成了一定的影響，也造成能源極大浪費(fèi)。

2012年公司增加了一套反應(yīng)器排氣回收系統(tǒng)，將反應(yīng)階段產(chǎn)生的80%蒸汽回收處理后代替濃縮槽SH-10蒸汽加熱，項(xiàng)目實(shí)施后節(jié)能、減排效果明顯。

尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用項(xiàng)目結(jié)合反應(yīng)器排氣回收系統(tǒng)的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)尼龍66連續(xù)聚合生產(chǎn)線濃縮、聚合階段的排氣污染、能源浪費(fèi)問題，研究了濃縮槽集成蒸汽回收、前聚合器排氣噴淋等技術(shù)，改原來連續(xù)聚合無序?qū)张欧艦槎ㄏ蚧厥赵倮茫谂艢饣厥铡⒈Ｗo(hù)環(huán)境方面取得了突破和技術(shù)創(chuàng)新。同時(shí)完善了反應(yīng)器排氣回收控制工藝，將反應(yīng)器產(chǎn)生的蒸汽100%回收并利用。鑒于以上因素，我公司認(rèn)為實(shí)施該項(xiàng)目具備可行性。

項(xiàng)目進(jìn)度安排如下：

2016年1月至2月，進(jìn)行物料衡算，提出解決方案，確定工藝路線。

2016年3月至4月，與廠家溝通確定設(shè)備選型。

2016年5月至6月，設(shè)備改造部件招標(biāo)采購、制作，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝、管道預(yù)制。

2016年7月至8月，連續(xù)聚合停車檢修期間，對(duì)濃縮、聚合階段的排氣管路進(jìn)行改造。

2016年9月至10月，項(xiàng)目投入使用，存在問題完善。

3尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用方案簡(jiǎn)述

本項(xiàng)目實(shí)施方案結(jié)合尼龍66連續(xù)聚合生產(chǎn)工藝流程，在不影響正常生產(chǎn)的前提下，通過回收濃縮槽排氣，對(duì)前聚合器排氣進(jìn)行噴淋，并循環(huán)利用，達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)、減少蒸汽排放、減少污染的目的。endprint

3.1濃縮階段濃縮槽排氣集成回收改造簡(jiǎn)述

濃縮槽蒸汽集成回收將此階段產(chǎn)生的高溫蒸汽引入一套換熱系統(tǒng)，使蒸汽冷凝為水，并收集用于替代聚合階段的生產(chǎn)用水，同時(shí)節(jié)約濃縮槽排氣噴淋塔噴淋用水。

3.2前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)改造簡(jiǎn)述

建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)，通過噴淋系統(tǒng)除去此階段產(chǎn)生的高溫蒸汽內(nèi)含有的少量己二胺及低聚物，經(jīng)由一套抽吸裝置冷凝吸附剩余的潔凈蒸汽，并循環(huán)利用吸附的冷凝水。

4方案實(shí)施內(nèi)容

通過對(duì)當(dāng)前尼龍66連續(xù)聚合濃縮、聚合階段工藝情況進(jìn)行調(diào)研分析，確定項(xiàng)目方案實(shí)施內(nèi)容如下：

4.1濃縮槽蒸汽集成回收

在原濃縮槽排氣噴淋罐（1207）增加新的排氣回收管道，可以與原排氣管線相互切換。排氣管道安裝列管式換熱器，將其濃縮槽排氣冷凝成水，回收至循環(huán)水槽，做為系統(tǒng)循環(huán)水槽補(bǔ)充水使用。具體實(shí)施內(nèi)容如下：

（1）熱器裝于濃縮槽排氣管道平行位置，管道由DNl50變至DN350，管道90°向下變向后，安裝換熱器。冷卻水閥門可在四樓操作。換熱器安裝操作平臺(tái)。

（2）冷凝水管從三樓頂部垂直向下，穿過樓板55-樓頂部，沿樓頂走直線進(jìn)循環(huán)水槽，管徑為DN100，長(zhǎng)度約40M。

（3）某壓力自動(dòng)閥增加后閥，方便檢修壓力自動(dòng)閥。進(jìn)某管道增加球閥，可與新增管線相互切換。

4.2建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)

前聚合器排氣噴淋技術(shù)建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)，通過噴淋系統(tǒng)除去此階段產(chǎn)生的高溫蒸汽內(nèi)含有的少量己二胺及低聚物，經(jīng)由一套抽吸裝置冷凝吸附剩余的潔凈蒸汽，并循環(huán)利用吸附的冷凝水。

系統(tǒng)主要包括噴淋罐、噴淋水槽、循環(huán)水槽、循環(huán)泵及過濾、降溫設(shè)備。循環(huán)泵將循環(huán)水高速送至噴淋罐，使噴淋罐產(chǎn)生負(fù)壓，將前聚合器排氣吸至噴淋罐，噴淋后回收至噴淋水槽，形成循環(huán)噴淋系統(tǒng)。負(fù)壓噴淋罐，可有效減少低聚物附著管道，減少堵塞。回收濃縮槽冷凝水可稀釋循環(huán)水槽低聚物，保證系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。具體實(shí)施內(nèi)容如下：

（1）噴淋罐裝于四樓兩個(gè)前聚合器分離器之間，連接管在上方與排氣管道連接，加裝閥門，可與原排氣互相切換。噴淋水管從四樓垂直向下，穿過三樓，在二樓頂部，裝90°彎頭直接與水槽連接。彎頭與水槽管道高度差約為1M。

（2）循環(huán)水槽長(zhǎng)2M、寬1.5M、高1.5M，體積4.5M3。補(bǔ)充水為WD，管徑DN25，從二樓切粒水槽處連接管道。水槽中間加設(shè)濾網(wǎng)、擋板，對(duì)噴淋水進(jìn)行凈化。水槽置于高1M鋼平臺(tái)上，出口為DN250管道，在泵進(jìn)口變徑為DN150，以防止汽蝕及供水不足問題。

（3）泵進(jìn)口管徑DN150，泵前裝管道過濾器，出口依次安裝燭式過濾器、板式換熱器，管徑為DN125，管道和噴淋水管在相同位置上四樓，進(jìn)入噴淋罐。

（4）在兩套系統(tǒng)出口加裝閥門，可相互切換、相互代替使用，管道過濾器共用一個(gè)。

（5）循環(huán)泵、燭式過濾器、板式換熱器，進(jìn)出口安裝壓力表，板式換熱器個(gè)水管裝排放、排氣閥，燭式過濾器安裝旁通。

（6）泵進(jìn)出口使用閘閥，噴淋罐、列管換熱器使用球閥。

5考核技術(shù)指標(biāo)

（1）實(shí)現(xiàn)尼龍66連續(xù)聚合在濃縮、聚合兩個(gè)階段對(duì)空零排放。

（2）蒸汽回收不對(duì)尼龍66連續(xù)聚合整個(gè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。

（3）對(duì)于收集的回收水加以利用，節(jié)約生產(chǎn)用水，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

6推廣與應(yīng)用前景

本項(xiàng)目在公司本部成功實(shí)施后，最大限度的實(shí)現(xiàn)資源和“三廢”綜合利用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，并且降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益，使我公司產(chǎn)品更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，該項(xiàng)目可在子公司及行業(yè)同類公司進(jìn)行推廣應(yīng)用。7實(shí)施效果

本項(xiàng)目的成功實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了尼龍66連續(xù)濃縮、聚合階段所排放廢氣的全部回收，達(dá)到了對(duì)空零排放的目標(biāo)，有效減少了環(huán)境污染，并將回收的冷凝水加以利用，節(jié)能降耗。

本公司與尼龍化工公司脫鹽水按照切片噸耗1元/m3結(jié)算，按年生產(chǎn)時(shí)間8000小時(shí)，單條生產(chǎn)線濃縮槽排氣塔噴淋水*m3/小時(shí)，節(jié)約3條線噴淋水計(jì)算，則每年可節(jié)約生產(chǎn)成本約：

8000H**m3/H*3*1*元/m3=14*****元。

連續(xù)五條線濃縮、聚合階段向大氣中排放的己二胺及低聚物含量約1.22kg/H，則每年可減少對(duì)大氣污染物的排放量約：

8000H*1.**kg/h=9***KG。

綜上，尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用，可以幫助企業(yè)改善環(huán)境，減少污染，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的綠色發(fā)展方向，并有助于降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。endprint