ABS裝置節(jié)能改造措施應(yīng)用與效果

董家輝，陳偉峰，孟令澤

（天津大沽化工股份有限公司ABS 事業(yè)部,天津300455）

1 大沽化工ABS裝置概況

ABS 樹脂是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的共聚物，ABS 是大宗熱塑性工程塑料，以其良好的物理及化學(xué)性能，廣泛用于汽車、家電、通訊器械及日用品等領(lǐng)域。在世界范圍內(nèi)ABS 樹脂是用途最廣、用量最大的工程塑料。

天津大沽化工股份有限公司ABS 事業(yè)部包括兩套ABS 生產(chǎn)裝置，一期裝置于2010 年10 月25 日開車成功，二期裝置于2012 年6 月27 日開車成功，年產(chǎn)ABS 樹脂40 萬t。該項(xiàng)目采用先進(jìn)的GE 公司“乳液接枝-本體SAN 摻混法”專利技術(shù)，以天津大沽化工臨港分廠苯乙烯裝置生產(chǎn)的苯乙烯為原料，生產(chǎn)五大類24 個(gè)牌號的ABS 樹脂產(chǎn)品，建立了完善的產(chǎn)品線，產(chǎn)品填補(bǔ)天津市空白，形成華北地區(qū)最大的ABS 生產(chǎn)基地。

2 大沽化工ABS裝置用能情況

大沽化工ABS 裝置自2010 年10 月一期裝置開車，2012 年6 月二期投產(chǎn)至今已運(yùn)行 8 年，產(chǎn)量逐年提升，2017 年全年累計(jì)生產(chǎn) ABS 樹脂40.86 萬 t。2018 年 ABS 裝置繼續(xù)保持高負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，全年完成產(chǎn)量44.15 萬t。ABS 近年來產(chǎn)量及能源消耗情況見表1。

表1 ABS 近年來產(chǎn)量及能源消耗情況

3 大沽化工用能情況分析

經(jīng)過不斷的改進(jìn)目前ABS 能耗已降至0.179tec/tABS，自2015 年ABS 高負(fù)荷運(yùn)行以來，ABS 能耗已降低達(dá)10.05%。ABS 裝置自2015 至今運(yùn)行能耗曲線見圖1：

圖1 ABS 裝置自2015 年至今運(yùn)行能耗曲線

大沽化工ABS 裝置用能包括：水、電、蒸汽、天然氣等。其中，蒸汽和電在能耗中占比較大，因此做好蒸汽與電的減耗工作對于降低ABS 裝置能耗效果會(huì)十分明顯。天然氣占比接近1/5，降低天然氣的消耗對能耗降低也有較明顯影響，水耗降低對能耗降低相對較小。近年來ABS 裝置能源占比如表2：

表2 近年來ABS 裝置能源占比表

4 節(jié)能降耗措施

通過對ABS 裝置能源消耗情況及占比情況進(jìn)行分析，并結(jié)合生產(chǎn)中遇到的問題，大沽化工從多方面入手開展節(jié)能降耗工作，尤其側(cè)重于電和蒸汽。

4.1 SAN 造粒改造項(xiàng)目：SAN 一期造粒系統(tǒng)為舊的立式造粒系統(tǒng)，設(shè)備落后，故障率高且生產(chǎn)過程中系統(tǒng)不穩(wěn)定，廢料率高易造成造粒系統(tǒng)停車。而且造粒系統(tǒng)設(shè)備功率大，耗電量高，造成了原料和能源的浪費(fèi)。通過將整個(gè)造粒系統(tǒng)進(jìn)行改造，使用新式全自動(dòng)化的水平造粒系統(tǒng)，改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，廢料率、停車次數(shù)明顯降低。新式造粒水系統(tǒng)運(yùn)行效果經(jīng)過評估全面優(yōu)于原有造粒水系統(tǒng)，平均每條SAN 線每年可降低電量約250000kwh，同時(shí)還能降低物耗和水耗。

4.2 開展蒸汽降耗工作：ABS 裝置蒸汽消耗主要集中在PBL、HRG 單元，在聚合及后續(xù)干燥工序需使用大量蒸汽。定期對反應(yīng)釜及干燥器蒸汽疏水閥進(jìn)行檢查校驗(yàn)，同時(shí)做好新式疏水閥的試用。對蒸汽凝液回收再利用，在PBL 部分外排蒸汽凝液處新增蒸汽凝液回收罐及其配套設(shè)備，將PBL 與原有HRG 蒸汽凝液收集后泵送至公用工程處理回用，減少熱能浪費(fèi)、降低污水產(chǎn)生。反應(yīng)釜在生產(chǎn)過程中隨著運(yùn)行批次的增加，生成物會(huì)在內(nèi)壁結(jié)垢影響換熱效率。關(guān)注反應(yīng)曲線，及時(shí)對反應(yīng)釜進(jìn)行清理，提高換熱效率減少蒸汽及冷凍水消耗。

4.3 對HRG 反應(yīng)釜程序優(yōu)化：優(yōu)化前HRG 二期反應(yīng)釜主程序在冷卻降溫階段通過冷凍水和蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于使用冷凍水降溫過快，隨后又通蒸汽升溫，造成了能源的雙重浪費(fèi)。優(yōu)化后通過循環(huán)水降溫,調(diào)整好控制參數(shù)，在滿足安全的基礎(chǔ)上降低了蒸汽與冷凍水的消耗，僅少量增加循環(huán)水的使用，平均每臺(tái)釜可節(jié)省蒸汽約400t/a、冷凍水約72000t/a。

4.4 SAN 熱油爐燃燒系統(tǒng)改造：SAN 熱油爐燃燒器采用的是機(jī)械式燃燒器，在開車時(shí)不易控制，同時(shí)存在點(diǎn)火困難的問題。運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生故障，影響SAN 單元的正常穩(wěn)定運(yùn)行，且機(jī)械式燃燒器不易操作，造成天然氣消耗量增加。改造后采用自動(dòng)式燃燒器，操作容易，燃燒充分，減少停車。改造完成后天然氣消耗也降低超過100Nm3/h，使得天然氣消耗明顯降低，同時(shí)產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

4.5 SAN 熱油爐天然氣管線增加節(jié)能器：SAN 單元二期熱油爐改造前天然氣與風(fēng)量比例為1∶11，改造后在二期熱油爐燃燒器與燃燒器撬塊之間的天然氣管線上增加節(jié)能器，使天然氣燃燒更加充分。自投用后，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定,燃燒器運(yùn)行正常，天然氣與風(fēng)量比例得到優(yōu)化，熱油爐出口煙氣溫度由改造前的192℃降低至175℃，同時(shí)天然氣消耗量由改造前的574.7m3/h 降至557.9m3/h，節(jié)能效率達(dá)2.92%。

4.6 優(yōu)化生產(chǎn)管理：針對重點(diǎn)耗能設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，例如摻混單元?dú)獾讹L(fēng)機(jī)新增并聯(lián)管線項(xiàng)目。氣刀風(fēng)機(jī)摻混單元耗電量較大的輔助設(shè)備，摻混單元依次序每3 條擠出線為配備一臺(tái)氣刀風(fēng)機(jī)，當(dāng)生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí)需開啟對應(yīng)的氣刀風(fēng)機(jī)。改造后通過新增氣刀管線將兩臺(tái)或者三臺(tái)氣刀風(fēng)機(jī)并聯(lián)，在合理的調(diào)整氣刀閥門的情況下，可以做到運(yùn)行7～8 條生產(chǎn)線使用兩臺(tái)氣刀風(fēng)機(jī)、運(yùn)行10 條生產(chǎn)線使用三臺(tái)氣刀風(fēng)機(jī)。在滿足工藝要求的條件下可以減少氣刀風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，既方便ABS 排產(chǎn)，又減少了電量的消耗。

5 結(jié)語

大沽化工ABS 裝置運(yùn)行至今，通過生產(chǎn)管理、現(xiàn)場管理、設(shè)備管理、工藝改造等方面不斷優(yōu)化工藝和操作，在節(jié)能降耗方面取得了一定效果，降低了ABS 產(chǎn)品的能源消耗，相應(yīng)地降低了生產(chǎn)成本，增加了天津大沽化工ABS 產(chǎn)品在市場上的競爭力。