二元酸生產裝置節能措施探討

李文明

（遼陽石化億方工業公司，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4、5、6 碳二羧酸。經過幾次擴能改造，年處理己二酸廢液37.7 kt，年產二羧酸產品5.9 kt。2004 年裝置B 線建成投產，以尼龍廠醇酮裝置酸性洗滌廢水為原料，生產4、5、6 碳二羧酸。年處理醇酮廢水74.2 kt，生產二羧酸產品16 kt。通過對裝置運行過程中的耗能分析，提出了節能降耗的具體措施，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、分解、氧化、三蒸發、結片、包裝、尾氣吸收、增濃等化工生產單元組成。工藝流程見圖1。

圖1 己二酸生產工藝流程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），經過常、減壓二次蒸發濃縮后，產生的廢水進入污水排放系統，產生的濃縮液進入反應器進行分解反應，分解產生的己醛酸和ω-羥基己酸分解液送到氧化反應器進行硝酸氧化反應。氧化反應產生的氧化液體與284#裝置產生的己二酸廢水（A 線含質量分數15%～20%的4、5、6碳二羧酸）經過3次減壓蒸發后，蒸發產出的熔融的二羧酸進入結片機進行冷卻、結片。結片后的二羧酸進入成品包裝機后，經人工包裝，即得到產品二羧酸。氧化反應、三蒸發產生的尾氣及酸性冷凝水進入吸收和增濃系統，濃縮后產生的硝酸返回裝置作為硝酸氧化反應的輔料，產生的污水進入污水系統進行綜合處理。

2 能耗分析

二元酸裝置生產過程中主要消耗能源介質為低壓水、電、蒸汽、儀表風和氮氣。其中前3項為主要能源介質。對2年來正常生產、計量正常且有代表性的月份進行水、電、汽單耗數據（見圖2）對比分析[1]。

1）水耗。車間生產用水主要集中在結片機冷卻用水、循環水場補水和水洗塔用水。由圖2可以看出，隨著產量的增加，水單耗下降明顯。在雙線開車產量達到1 566 t/月時，為了保證結片質量，加大新鮮水用量，水單耗反而有所增加。

2）電耗。裝置設備中轉機設備較多，在運機泵130 泵、大型機組9 臺，總裝機容量1 974 kW。裝置電用量主要是機泵轉機用電。除少數機泵間歇使用外冷凍機、壓縮機、真空泵等絕大多數設備連續運轉。隨著環保要求的日益提高，在生產過程中吸收塔、洗滌塔需全負荷投用，投用機泵較往年增多，電用量也隨之增加。由圖2可以看出，隨著生產產量的提高，電單耗呈現下降趨勢。

圖2 產量與水、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工段、初蒸發工段和增濃塔。由圖2可以看出，在裝置低負荷時，三蒸發和初蒸發主要用汽工序負荷低，能耗較低；隨著負荷的增加，蒸汽能耗開始上升，在達到月產量850 t 時，開始出現拐點，蒸汽單耗開始下降；之后，隨著負荷的增加，蒸汽單耗隨之下降。在雙線開車時，月產量達到1 566 t時，蒸汽單耗最低。

3 節能措施

3.1 降低水耗

針對水耗分析結果，對應采取的措施：對地下管線漏點進行細致排查，及時維修。根據結片機結片效果，減少結片機冷卻水量。在用2 臺壓縮機關小機封冷卻水。檢查長流水，管線泄漏及時處理。

采取節水措施的水耗數據見表1。

表1 采取節水措施后的水單耗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[2]。

3.2 降低電耗

針對電耗分析結果，對應采取的措施：循環水風機根據循環水溫度及時啟停。單線生產期間停運A線結片機1臺；視吸收塔（B線）吸收效果（滿足環保要求不冒黃煙）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塔頂風機。停用冷凍機P27011臺。1 條線生產，轉功率小的污水泵。嚴查長明燈。

采取節電措施的電耗數據見表2。

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

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

3.3 降低汽耗

針對汽耗分析結果，對應采取的措施：減少現場跑、冒、滴、漏，發現問題及時處理；1條線生產，停用新污水線，停送伴熱。更換三蒸發大口徑疏水器，選用節能型。選用疏水器為倒置桶式法蘭蒸汽疏水閥DN40 mm/PN1.6 MP.。并且對疏水器進行定期檢測，檢測出的故障泄漏的疏水閥進行維修或更換，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險，改進蒸汽系統運行的可靠性，減少蒸汽浪費，達到降低能源消耗的目的，還可減少污水處理費用。三蒸發根據產品質量及時調整恒溫時間及終點溫度，節約蒸氣。調整T2501增濃塔回流比，在節約蒸汽和排污之間尋求優化點。

采取節汽措施的汽耗數據見表3。

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

從表3可以看出，采取節汽措施后，能夠實現降低蒸汽單耗，節約能耗費用。蒸汽單耗控制在10.5 t/t以內。

3.4 其他節能措施

除了采取節能措施外，還應該加強節能管理，養成良好的節能習慣：

1）要加強節能意識的培養，只有現在思想上認識節能減排的重要性，才能真正的做到節能。

2）要分工細致明確。將各節能相關的方面、設備都分解到各班組、各崗位。例如將照明燈、水龍頭等分到個人，不僅任務明確，而且也方便管理，同時還能養成良好的節能習慣。

3）加密切關注裝置動態。各專業要掌握裝置生產的相關信息，制定出相應的節能方案，同時要根據裝置設備、生產、工藝等方面的變化做出相應方案，是節能減排的措施能有效、長期的執行，從而達到節能減排的目的。

4 結束語

二元酸裝置在設計負荷之內，負荷越高越經濟；雙線開滿是最經濟狀態。單線生產期間，月產量在1 000～1 050 t 左右最經濟，對應氧化負荷2.2 t/h。

節能措施要與裝置的實際運行情況相結合，以裝置的安全生產為前提，裝置穩定是重點，最大限度減少裝置波動。在來料充足前提下，保持全月裝置均勻穩定，是最大的節能降耗，以達到裝置整體效能的提高。

節能措施的實施要采取綜合評價的方法，評估實施后所能達到的效果，避免節約了一種能源而浪費了另外一種能源，使節能效果打折扣或增加操作難度。