火車結晶純苯加熱技術對比分析

彭少川 楊虎群 王世超

摘要：敘述了冬季火車槽車純苯結晶物料的兩種加熱方法。通過實驗對比，得出改進加熱方法在安全生產、節能環保、提高卸車效率方面的貢獻。

關鍵詞：火車;加熱技術

前言

尼龍化工公司因生產需采購大量精苯，每年經由火車運輸所卸精苯為6.5萬噸。冬季卸純苯量約占30%。由于運輸純苯的火車槽車不帶任何加熱設施，多年來槽車加熱一直采用自制的加熱器加熱。隨著企業產能增加以及為滿足節能環保的要求，對結晶純苯加熱技術改進，采用熱苯循環加熱方法?，F對兩種純苯加熱方法作對比。

1.自制加熱器加熱技術

自制加熱器的結構形式見圖1， 由鋁管彎制而成， 為了能從槽車人孔放人， 因此體積較小、加熱點集中， 使用效果很差。 表1是2019年1月采用自制加熱器加熱的實測數據。

從實際數據來看，自制加熱器存在如下問題。

1.1加熱時間長，通常需要24小時左右。其主要原因是加熱器結構集中、結晶苯集中于槽車底部和側壁，加熱苯沒有流動性，僅靠物料的溫度差進行熱傳遞，熱量從加熱管傳至底部結晶苯，將之融化。再有底部熱苯熱傳遞給側壁結晶苯，熱傳遞過程緩慢，離加熱管遠的結晶苯融化最慢 。

1.2熱損失大。由于加熱器只能放在槽車底部加熱 ， 槽車兩端和側部需要的熱量基本上靠熱傳遞獲取，而純苯的導熱系數又很低 ，這樣就造成了槽車中間純苯溫度已經很高而槽車兩端和底部純苯卻仍未融化的情況。要想使純苯全部融化，就要消耗更多的熱量。損失的熱量主要是 ： ①加熱過程中槽車外壁的熱損失;②純苯槽車加熱溫度過高造成的熱損失 ， 即冗余熱損失;③ 加熱器停用時的熱損耗 ，為保證加熱器不被凍裂，在加熱器不用時 也要通入少量蒸汽 ， 因此形成損耗 ; ④加熱過程中苯蒸發形成的汽化熱損失。

1.3物料損失嚴重，由于加熱器周圍的苯液體溫度很高，從而造成物料蒸發損耗較大。

1.4危險性大，苯液體的大量蒸發，對安全和環境衛生也構成了威脅。加熱過程中，槽車口周圍苯蒸汽濃度高，作業人員在此環境中工作，出現苯中毒風險增大。

1.5加熱管放入槽車需要人工操作，加熱管長度約在5米左右的金屬管，在槽車上作業屬于高處作業，有跌落風險。

2.熱苯循環加熱技術

熱苯循環加熱系統需要對卸車管線進行改造，使槽車、引液罐與換熱器之間形成循環回路。其工作方法是通過換熱器對抽出的純苯進行加熱之后再循環回槽車，該技術操作程序為火車槽車? ? ?精苯引液罐? ? ?精苯卸車泵? ? 蒸汽換熱器? ? ?火車槽車。圖2是純苯換熱器部分的流程圖。表2是2019年12月采用熱苯循環加熱技術實測的數據。

從實際數據中可以看出，熱苯循環加熱技術有如下的特點：

2.1加熱時間短，平均每組火車槽車結晶苯融化時間約5個小時。其原因是，換熱器內殼程走蒸汽，管程走純苯。熱交換的接觸面大，熱量交換多，純苯經換熱器能迅速升高溫度。熱苯經卸車泵，壓力為0.2MPa。循環進入槽車時具有很強的動能。經循環鶴管向四周噴射，加大槽車內純苯的流動性，熱量也快速向四周擴散。

2.2熱損失小。熱苯在槽車內流動，熱量也迅速傳遞，槽車各處的溫差小。損失的熱量主要是加熱過程中槽車外壁的熱損失，槽車中間底部是最先接觸熱苯的部位，由于槽車內流動苯又經此處被引進引液罐，此處的熱量交換最大，也避免了槽車底部溫度過高而造成的熱損失。換熱器停用時切斷蒸汽供應閥門不會造成熱量損耗。加熱過程中苯蒸發會產生少量汽化熱損失。

2.3危險性降低，鶴管頂端加裝了密封帽，與槽車人孔相貼合，避免了苯蒸汽揮發到周邊環境，降低了作業人員苯中毒的風險。

2.4循環鶴管與卸車鶴管連接在一起，通過氮氣動力升降，鶴管放入槽車方便快捷，降低作業時的跌落風險。

3.自制加熱器加熱技術與熱苯循環加熱技術的比較

3.1安全方面，自制加熱器加熱必須敞口加熱從而導致苯蒸汽外溢，容易在低洼處形成爆炸性混合氣體。由于熱苯循環加熱在人孔處加裝了密封帽，從而避免了苯蒸氣往外揮發，提高了卸車作業的安全性。同時也降低了作業人員發生苯中毒事故的概率。

3.2卸車效率，自制加熱器加熱方法一組精苯加熱時間為24小時左右，熱苯循環加熱方法加熱時間為5小時，卸車效率大大提高。為冬季純苯供應提供了可靠保障。

3.3經濟效益，由于公司精苯槽車全為租賃使用，卸車方式改進后縮短了槽車在公司停留時間，降低了租賃費用。同時蒸汽使用量也大幅度縮減，達到節能降耗的目的。