浅谈聚丙烯装置节能降耗

浅谈聚丙烯装置节能降耗

摘要：本文从对聚丙烯装置能耗组成分析入手,得出装置能耗主要集中在蒸汽、循环水、氮气、电能、和非计划开停工五个方面。通过优化操作、技术改造、精细化管理等措施,降低装置能耗,达到提高经济效益的目的。

关键词：聚丙烯；能耗；优化

延安石油化工厂聚丙烯装置采用国产化第二代双环管法聚丙烯液相本体（SPHERIPOL）工艺技术,以气体分馏装置提供的精丙烯为原料,设计年运行时间8000小时,加工能力为年产本色聚丙烯

粒料20万吨,于2009年7月投产。

1装置能耗状况分析

聚丙烯装置能耗主要集中在蒸汽、循环水、电能三个方面,综合装置的生产消耗情况还有氮气和非计划开停工两方面。因此,降低能耗也应从上述几点着手。

1.1蒸汽

该装置的蒸汽消耗有一闪线和二闪线装置,汽蒸器、干燥器以及各个丙烯蒸发器、管线伴热等装置。因此,在该环节中,我们可以通过对设备中的某些参数进行调整来降低蒸汽用量。

1.2循环水

本环节的能耗大部分集中在几个冷却器的部位,所以我们可以通过增大换热面积等方法来将冷却器的循环水量降低以达到降低能耗的目的。

1.3氮气

通常情况下,氮气的消耗大部分集中在丙烯干燥塔热氮气的再生环节,或者是相关的检修置换

吹扫环节,因此我们可以采用循环利用氮气的方案来降低能耗。

1.4电能

电能的损耗一般是可以通过在某些时候停运某些不必要的设备来降低损耗的。停运一些不必要的电能设备,可以降低机泵的输出功率,降低电能损耗。

2优化措施和效果

2.1蒸汽用量优化措施

2.1.1降低一闪线蒸汽用量

一闪线的主要工作是加热闪蒸从环管反应器中输送出来的聚丙烯颗粒和液相丙烯混合浆料,加热闪蒸后把这些浆料通过特定的渠道输送到D301进行气固分离。因为丙烯D301内经过高压闪蒸后,必须输送至高压丙烯洗涤塔T301,再由E301把气相丙烯冷凝为液相[1]。一旦经过D301闪蒸之后的

气相丙烯的温度超高,其闪蒸的效果虽好,但E301环节所需的循环水耗量会大幅度增加,增加了能耗

。因此需要将闪蒸线蒸汽量合理地调低,同时需要对D301的温度进行严格控制,如此一来,不仅能保

证丙烯的闪蒸效果,还能减少E301的冷却水量,有效降低能耗。除此之外,我们在实际操作中,为了

确切保障一闪线的畅通,还需要通过FIC244对一闪线进行液相丙烯补充。但是如此一来,一闪线对蒸

汽的消耗量会显著增加,丙烯80℃汽化潜热为172.95kj/kg,0.3MPa蒸汽汽化潜热为2163.7kj/kg。经

实验表明,FIC244流量每降低1000kg/h,就可以节约蒸汽量79.9kg/h,由此可见,在确保装置运行正

常的前提条件下,我们应尽量将FIC244的量降至最低。

2.1.2将装置部分蒸汽伴热调小

装置蒸汽伴热一般最常用且用量最大的用户是火炬排放系统D601、D602和D603伴热。我们可以在非防冻时期把D602的盘管蒸汽调小来达到降低能耗的目的,也可以在一定程度上将D601的夹套蒸汽适当调小,以降低能耗。

2.1.3降低干燥器D502循环氮气温度

从汽蒸罐D501出来的聚丙烯粉料中含有3.0%(质量分数)表面凝结水,该凝结水需要在流化床

干燥器D502里面利用热氮气进行干燥脱除。而热氮气的加热源为E503的低压蒸汽,热氮气的温度经TIC531控制在115℃。我们可以在确保粉料干燥效果的基础之上,将TIC531的温度逐步降至105℃,

可以达到节约蒸汽的目的。

2.2循环冷却水的节约装置

在高负荷生产时,第一环管反应器负荷高,换热器E208的循环水进水TV242A开度至75%,

接近E208撤热能力极限。而通过将板式换热器E208换热板数目增加和增添备用换热器的措施,使其换热能力增强。目前,在同样工况下TV242A开度为45%左右。

2.3优化氮气用量设置

聚丙烯装置包括原料丙烯脱水塔6个,即T001A/B/C/D和T703A/B。如果塔中3A分子筛的吸水能力无法满足生产需求时,我们可以对其进行250℃热氮气干燥再生操作,该环节中夹带水分的热氮气会通过生产特定管道被排放至大气当中。但是该再生环节过程中的氮气消耗很大,甚至可能高达1500m3/h,时间持续7d。所以可以考虑改造分子筛再生系统,或者增设冷却器、气水分离罐、增设风机等,从而达到氮气循环利用的目的。

2.4装置用电优化

2.4.1环管夹套水系统运行优化

根据环管反应器的加工量需求,特别是在装置停工期间,可以对环管反应器的温度进行调整,

保持其70℃的温度,此时可以将环管夹套水循环泵P205和P206的出口流量调整至合适的位置,以达到降低电功率的目的。

2.4.2制氢站运行优化

根据装置的运行负荷合理调节制氢站的运行电流,水解制氢电流由2500A降为2000A,一月按运行720h,可节约电量为105×500×720×10-3=37800kWh。

2.4.3根据熔融指数的定义

为在230℃和2.316Kg压力下,热塑性树脂熔体在10分钟内通过标准口模的重量,以g/10min

表示[2]。可知造粒挤压机功率与产品的熔融指数成反比。可通过加强熔融指数质量控制手段,将产品的熔融指数控制在优质品指标的上限范围。这样可降低挤压造粒机的电量消耗。

2.5精细化管理

车间应对操作人员加强培训,提高操作人员技能,规范操作,减少非计划停工次数。同时增强

职工节能意识,加强宣传,加强现场巡检,对现场出现的“跑冒滴漏”现象,做到及时发现、及时治理。

加强设备管理,对各个工艺管道和设备的入口过滤器及时清理,减少机泵输出功率的浪费。

3结语

延安石油化工厂20万吨/年聚丙烯装置通过生产中摸索,分析出影响装置能耗的关键因素,主

要针对蒸汽、循环水、氮气、电能、和非计划开停工五个方面进行了优化工艺操作,技术改造和精细化管理,实现了装置节能降耗的目标,降低了装置运行成本。

参考文献：

[1]薛南锦.聚丙烯装置操作工[M].北京:中国石化出版社,2006:54.

[2]傅强,黄锐.高分子材料科学与工程[M].1999.15(4):69.

作者：许健；刘扬；王红丽单位：（陕西延长石油（集团）有限责任公司