聚丙烯裝置節能降耗淺析

許健 劉揚 王紅麗（陜西延長石油（集團）有限責任公司延安石油化工廠，陜西延安727406）

聚丙烯裝置節能降耗淺析

許健 劉揚 王紅麗（陜西延長石油（集團）有限責任公司延安石油化工廠，陜西延安727406）

本文從對聚丙烯裝置能耗組成分析入手，得出裝置能耗主要集中在蒸汽、循環水、氮氣、電能、和非計劃開停工五個方面。通過優化操作、技術改造、精細化管理等措施，降低裝置能耗，達到提高經濟效益的目的。

聚丙烯；能耗；優化

延安石油化工廠聚丙烯裝置采用國產化第二代雙環管法聚丙烯液相本體（SPHERIPOL）工藝技術，以氣體分餾裝置提供的精丙烯為原料，設計年運行時間8000小時，加工能力為年產本色聚丙烯粒料20萬噸，于2009年7月投產。

1 裝置能耗狀況分析

聚丙烯裝置能耗主要集中在蒸汽、循環水、電能三個方面，綜合裝置的生產消耗情況還有氮氣和非計劃開停工兩方面。因此，降低能耗也應從上述幾點著手。

1.1 蒸汽

該裝置的蒸汽消耗有一閃線和二閃線裝置，汽蒸器、干燥器以及各個丙烯蒸發器、管線伴熱等裝置。因此，在該環節中，我們可以通過對設備中的某些參數進行調整來降低蒸汽用量。

1.2 循環水

本環節的能耗大部分集中在幾個冷卻器的部位，所以我們可以通過增大換熱面積等方法來將冷卻器的循環水量降低以達到降低能耗的目的。

1.3 氮氣

通常情況下，氮氣的消耗大部分集中在丙烯干燥塔熱氮氣的再生環節，或者是相關的檢修置換吹掃環節，因此我們可以采用循環利用氮氣的方案來降低能耗。

1.4 電能

電能的損耗一般是可以通過在某些時候停運某些不必要的設備來降低損耗的。停運一些不必要的電能設備，可以降低機泵的輸出功率，降低電能損耗。

2 優化措施和效果

2.1 蒸汽用量優化措施

2.1.1 降低一閃線蒸汽用量

一閃線的主要工作是加熱閃蒸從環管反應器中輸送出來的聚丙烯顆粒和液相丙烯混合漿料，加熱閃蒸后把這些漿料通過特定的渠道輸送到D301進行氣固分離。因為丙烯D301內經過高壓閃蒸后，必須輸送至高壓丙烯洗滌塔T301，再由E301把氣相丙烯冷凝為液相[1]。一旦經過D301閃蒸之后的氣相丙烯的溫度超高，其閃蒸的效果雖好，但E301環節所需的循環水耗量會大幅度增加，增加了能耗。因此需要將閃蒸線蒸汽量合理地調低，同時需要對D301的溫度進行嚴格控制，如此一來，不僅能保證丙烯的閃蒸效果，還能減少E301的冷卻水量，有效降低能耗。除此之外，我們在實際操作中，為了確切保障一閃線的暢通，還需要通過FIC244對一閃線進行液相丙烯補充。但是如此一來，一閃線對蒸汽的消耗量會顯著增加，丙烯80℃汽化潛熱為172.95kj/kg，0.3MPa蒸汽汽化潛熱為2163.7kj/kg。經實驗表明，FIC244流量每降低1000kg/h，就可以節約蒸汽量79.9kg/h，由此可見，在確保裝置運行正常的前提條件下，我們應盡量將FIC244的量降至最低。

2.1.2 將裝置部分蒸汽伴熱調小

裝置蒸汽伴熱一般最常用且用量最大的用戶是火炬排放系統D601、D602和D603伴熱。我們可以在非防凍時期把D602的盤管蒸汽調小來達到降低能耗的目的，也可以在一定程度上將D601的夾套蒸汽適當調小，以降低能耗。

2.1.3 降低干燥器D502循環氮氣溫度

從汽蒸罐D501出來的聚丙烯粉料中含有3.0%(質量分數)表面凝結水，該凝結水需要在流化床干燥器D502里面利用熱氮氣進行干燥脫除。而熱氮氣的加熱源為E503的低壓蒸汽，熱氮氣的溫度經TIC531控制在115℃。我們可以在確保粉料干燥效果的基礎之上，將TIC531的溫度逐步降至105℃，可以達到節約蒸汽的目的。

2.2 循環冷卻水的節約

裝置在高負荷生產時，第一環管反應器負荷高，換熱器E208的循環水進水TV242A開度至75%，接近E208撤熱能力極限。而通過將板式換熱器E208換熱板數目增加和增添備用換熱器的措施，使其換熱能力增強。目前，在同樣工況下TV242A開度為45%左右。

2.3 優化氮氣用量設置

聚丙烯裝置包括原料丙烯脫水塔6個，即T001A/B/C/D和T703A/B。如果塔中3A分子篩的吸水能力無法滿足生產需求時，我們可以對其進行250℃熱氮氣干燥再生操作，該環節中夾帶水分的熱氮氣會通過生產特定管道被排放至大氣當中。但是該再生環節過程中的氮氣消耗很大，甚至可能高達1500m3/h，時間持續7d。所以可以考慮改造分子篩再生系統，或者增設冷卻器、氣水分離罐、增設風機等，從而達到氮氣循環利用的目的。

2.4 裝置用電優化

2.4.1 環管夾套水系統運行優化

根據環管反應器的加工量需求，特別是在裝置停工期間，可以對環管反應器的溫度進行調整，保持其70℃的溫度，此時可以將環管夾套水循環泵P205和P206的出口流量調整至合適的位置，以達到降低電功率的目的。

2.4.2 制氫站運行優化

根據裝置的運行負荷合理調節制氫站的運行電流，水解制氫電流由2500A降為2000A，一月按運行720h，可節約電量為105×500×720×10-3=37800kWh。

2.4.3 根據熔融指數的定義為在230℃和2.316Kg壓力下，熱塑性樹脂熔體在10分鐘內通過標準口模的重量，以g/10min表示[2]。可知造粒擠壓機功率與產品的熔融指數成反比。可通過加強熔融指數質量控制手段，將產品的熔融指數控制在優質品指標的上限范圍。這樣可降低擠壓造粒機的電量消耗。

2.5 精細化管理

車間應對操作人員加強培訓，提高操作人員技能，規范操作，減少非計劃停工次數。同時增強職工節能意識，加強宣傳，加強現場巡檢，對現場出現的“跑冒滴漏”現象，做到及時發現、及時治理。加強設備管理，對各個工藝管道和設備的入口過濾器及時清理，減少機泵輸出功率的浪費。

3 結語

延安石油化工廠20萬噸/年聚丙烯裝置通過生產中摸索，分析出影響裝置能耗的關鍵因素，主要針對蒸汽、循環水、氮氣、電能、和非計劃開停工五個方面進行了優化工藝操作，技術改造和精細化管理，實現了裝置節能降耗的目標，降低了裝置運行成本。

[1]薛南錦.聚丙烯裝置操作工[M].北京:中國石化出版社, 2006:54.

[2]傅強,黃銳.高分子材料科學與工程[M].1999.15(4):69.