二元酸生產(chǎn)裝置節(jié)能措施探討

李文明

（遼陽石化億方工業(yè)公司，遼寧 遼陽111003）

某化工廠二元酸裝置（A 線）建于1981 年，該裝置利用上游尼龍廠己二酸裝置排出的己二酸廢液為原料，生產(chǎn)4、5、6 碳二羧酸。經(jīng)過幾次擴(kuò)能改造，年處理己二酸廢液37.7 kt，年產(chǎn)二羧酸產(chǎn)品5.9 kt。2004 年裝置B 線建成投產(chǎn)，以尼龍廠醇酮裝置酸性洗滌廢水為原料，生產(chǎn)4、5、6 碳二羧酸。年處理醇酮廢水74.2 kt，生產(chǎn)二羧酸產(chǎn)品16 kt。通過對(duì)裝置運(yùn)行過程中的耗能分析，提出了節(jié)能降耗的具體措施，以期降低裝置的能耗。

1 己二酸工藝流程

己二酸裝置由初蒸發(fā)、分解、氧化、三蒸發(fā)、結(jié)片、包裝、尾氣吸收、增濃等化工生產(chǎn)單元組成。工藝流程見圖1。

圖1 己二酸生產(chǎn)工藝流程Fig 1 Process of hexanedioic acid production

283#（或183#）醇酮裝置水洗塔排出的酸性洗滌廢水（B 線），經(jīng)過常、減壓二次蒸發(fā)濃縮后，產(chǎn)生的廢水進(jìn)入污水排放系統(tǒng)，產(chǎn)生的濃縮液進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行分解反應(yīng)，分解產(chǎn)生的己醛酸和ω-羥基己酸分解液送到氧化反應(yīng)器進(jìn)行硝酸氧化反應(yīng)。氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氧化液體與284#裝置產(chǎn)生的己二酸廢水（A 線含質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%～20%的4、5、6碳二羧酸）經(jīng)過3次減壓蒸發(fā)后，蒸發(fā)產(chǎn)出的熔融的二羧酸進(jìn)入結(jié)片機(jī)進(jìn)行冷卻、結(jié)片。結(jié)片后的二羧酸進(jìn)入成品包裝機(jī)后，經(jīng)人工包裝，即得到產(chǎn)品二羧酸。氧化反應(yīng)、三蒸發(fā)產(chǎn)生的尾氣及酸性冷凝水進(jìn)入吸收和增濃系統(tǒng)，濃縮后產(chǎn)生的硝酸返回裝置作為硝酸氧化反應(yīng)的輔料，產(chǎn)生的污水進(jìn)入污水系統(tǒng)進(jìn)行綜合處理。

2 能耗分析

二元酸裝置生產(chǎn)過程中主要消耗能源介質(zhì)為低壓水、電、蒸汽、儀表風(fēng)和氮?dú)狻Ｆ渲星?項(xiàng)為主要能源介質(zhì)。對(duì)2年來正常生產(chǎn)、計(jì)量正常且有代表性的月份進(jìn)行水、電、汽單耗數(shù)據(jù)（見圖2）對(duì)比分析[1]。

1）水耗。車間生產(chǎn)用水主要集中在結(jié)片機(jī)冷卻用水、循環(huán)水場補(bǔ)水和水洗塔用水。由圖2可以看出，隨著產(chǎn)量的增加，水單耗下降明顯。在雙線開車產(chǎn)量達(dá)到1 566 t/月時(shí)，為了保證結(jié)片質(zhì)量，加大新鮮水用量，水單耗反而有所增加。

2）電耗。裝置設(shè)備中轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備較多，在運(yùn)機(jī)泵130 泵、大型機(jī)組9 臺(tái)，總裝機(jī)容量1 974 kW。裝置電用量主要是機(jī)泵轉(zhuǎn)機(jī)用電。除少數(shù)機(jī)泵間歇使用外冷凍機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵等絕大多數(shù)設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著環(huán)保要求的日益提高，在生產(chǎn)過程中吸收塔、洗滌塔需全負(fù)荷投用，投用機(jī)泵較往年增多，電用量也隨之增加。由圖2可以看出，隨著生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，電單耗呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

圖2 產(chǎn)量與水、電、汽單耗Fig 2 unit consumption of water,power and steam before taking measures

3）汽耗。裝置主要工藝是蒸發(fā)工藝，這就決定了蒸汽耗用量較大，占全廠50%。蒸汽用量主要集中在三蒸發(fā)工段、初蒸發(fā)工段和增濃塔。由圖2可以看出，在裝置低負(fù)荷時(shí)，三蒸發(fā)和初蒸發(fā)主要用汽工序負(fù)荷低，能耗較低；隨著負(fù)荷的增加，蒸汽能耗開始上升，在達(dá)到月產(chǎn)量850 t 時(shí)，開始出現(xiàn)拐點(diǎn)，蒸汽單耗開始下降；之后，隨著負(fù)荷的增加，蒸汽單耗隨之下降。在雙線開車時(shí)，月產(chǎn)量達(dá)到1 566 t時(shí)，蒸汽單耗最低。

3 節(jié)能措施

3.1 降低水耗

針對(duì)水耗分析結(jié)果，對(duì)應(yīng)采取的措施：對(duì)地下管線漏點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致排查，及時(shí)維修。根據(jù)結(jié)片機(jī)結(jié)片效果，減少結(jié)片機(jī)冷卻水量。在用2 臺(tái)壓縮機(jī)關(guān)小機(jī)封冷卻水。檢查長流水，管線泄漏及時(shí)處理。

采取節(jié)水措施的水耗數(shù)據(jù)見表1。

表1 采取節(jié)水措施后的水單耗Tab 1 Unit consumption of water after taking measures

從表1可以看出，采取措施后，水單耗能夠控制30 t/t以內(nèi)[2]。

3.2 降低電耗

針對(duì)電耗分析結(jié)果，對(duì)應(yīng)采取的措施：循環(huán)水風(fēng)機(jī)根據(jù)循環(huán)水溫度及時(shí)啟停。單線生產(chǎn)期間停運(yùn)A線結(jié)片機(jī)1臺(tái)；視吸收塔（B線）吸收效果（滿足環(huán)保要求不冒黃煙）停吸收泵，停該塔中段吸收。視吸收塔（A線）吸收效果停吸收8泵，停該塔頂段吸收。停除塵塔T2304塔頂風(fēng)機(jī)。停用冷凍機(jī)P27011臺(tái)。1 條線生產(chǎn)，轉(zhuǎn)功率小的污水泵。嚴(yán)查長明燈。

采取節(jié)電措施的電耗數(shù)據(jù)見表2。

表2 采取節(jié)電措施后的電耗Tab 2 Unit consumption of power after taking measures

從表2可以看出，采取節(jié)電措施后，電單耗控制在1.4 MW·h/t以內(nèi)[3]。

3.3 降低汽耗

針對(duì)汽耗分析結(jié)果，對(duì)應(yīng)采取的措施：減少現(xiàn)場跑、冒、滴、漏，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理；1條線生產(chǎn)，停用新污水線，停送伴熱。更換三蒸發(fā)大口徑疏水器，選用節(jié)能型。選用疏水器為倒置桶式法蘭蒸汽疏水閥DN40 mm/PN1.6 MP.。并且對(duì)疏水器進(jìn)行定期檢測，檢測出的故障泄漏的疏水閥進(jìn)行維修或更換，控制疏水器故障泄漏率在2%～5%。不僅可以消除因蒸汽泄漏帶來的風(fēng)險(xiǎn)，改進(jìn)蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少蒸汽浪費(fèi)，達(dá)到降低能源消耗的目的，還可減少污水處理費(fèi)用。三蒸發(fā)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量及時(shí)調(diào)整恒溫時(shí)間及終點(diǎn)溫度，節(jié)約蒸氣。調(diào)整T2501增濃塔回流比，在節(jié)約蒸汽和排污之間尋求優(yōu)化點(diǎn)。

采取節(jié)汽措施的汽耗數(shù)據(jù)見表3。

表3 采取節(jié)水措施后的水單耗Tab 3 Unit consumption of steam after taking measures

從表3可以看出，采取節(jié)汽措施后，能夠?qū)崿F(xiàn)降低蒸汽單耗，節(jié)約能耗費(fèi)用。蒸汽單耗控制在10.5 t/t以內(nèi)。

3.4 其他節(jié)能措施

除了采取節(jié)能措施外，還應(yīng)該加強(qiáng)節(jié)能管理，養(yǎng)成良好的節(jié)能習(xí)慣：

1）要加強(qiáng)節(jié)能意識(shí)的培養(yǎng)，只有現(xiàn)在思想上認(rèn)識(shí)節(jié)能減排的重要性，才能真正的做到節(jié)能。

2）要分工細(xì)致明確。將各節(jié)能相關(guān)的方面、設(shè)備都分解到各班組、各崗位。例如將照明燈、水龍頭等分到個(gè)人，不僅任務(wù)明確，而且也方便管理，同時(shí)還能養(yǎng)成良好的節(jié)能習(xí)慣。

3）加密切關(guān)注裝置動(dòng)態(tài)。各專業(yè)要掌握裝置生產(chǎn)的相關(guān)信息，制定出相應(yīng)的節(jié)能方案，同時(shí)要根據(jù)裝置設(shè)備、生產(chǎn)、工藝等方面的變化做出相應(yīng)方案，是節(jié)能減排的措施能有效、長期的執(zhí)行，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

4 結(jié)束語

二元酸裝置在設(shè)計(jì)負(fù)荷之內(nèi)，負(fù)荷越高越經(jīng)濟(jì)；雙線開滿是最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。單線生產(chǎn)期間，月產(chǎn)量在1 000～1 050 t 左右最經(jīng)濟(jì)，對(duì)應(yīng)氧化負(fù)荷2.2 t/h。

節(jié)能措施要與裝置的實(shí)際運(yùn)行情況相結(jié)合，以裝置的安全生產(chǎn)為前提，裝置穩(wěn)定是重點(diǎn)，最大限度減少裝置波動(dòng)。在來料充足前提下，保持全月裝置均勻穩(wěn)定，是最大的節(jié)能降耗，以達(dá)到裝置整體效能的提高。

節(jié)能措施的實(shí)施要采取綜合評(píng)價(jià)的方法，評(píng)估實(shí)施后所能達(dá)到的效果，避免節(jié)約了一種能源而浪費(fèi)了另外一種能源，使節(jié)能效果打折扣或增加操作難度。