大庆石化ABS装置能耗分析及节能途径探讨

2010-09-06李小军

化工技术与开发 2010年9期

关键词：大庆石化接枝大庆

李小军

(大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆 163714)

大庆石化ABS装置能耗分析及节能途径探讨

李小军

(大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆 163714)

阐述了大庆ABS装置界区划分和能耗计算方法，并对装置历年能耗、用能及用水状况进行了分析。最后，从技术改造和管理两个方面对降低装置能耗提出了具体措施。

ABS装置；能耗；分析；节能

1 装置简介

大庆石化公司化工三厂的 ABS装置是引进韩国锦湖油化公司技术，于1997年8月建成投产，设计产量5万t·a-1。为了开发新产品，提高ABS产品质量，从2003年开始自主研发ABS新技术，并相继完成了中试及工业放大试验。2005年9月，该技术成功应用于10.5万t·a-1ABS装置扩能改造中。

本工艺采用乳液接枝－本体 SAN掺混法生产ABS树脂，经过小粒径PB聚合、附聚、ABS接枝聚合、凝聚、脱水、干燥、掺混、挤出造粒等工序，生产出ABS树脂，流程如图1所示。

图1 ABS装置生产工艺流程

该工艺适用于通用级 ABS及板材、管材、耐候、高光泽等ABS专用料的生产，具有PB聚合时间短、转化率高；附聚工艺简单、附聚析出量少；接枝聚合时间短、转化率高；凝聚后粉料脱水、干燥性好；产品质量优异等优点。

2 ABS装置用能概况

2.1 ABS装置界区划分

ABS装置北临苯乙烯装置，西邻SAN装置，南邻成品装置，东临聚苯乙烯装置，界区的界定以原料(苯乙烯、丙烯腈、丁二烯)计量表前的靠近ABS装置的第一道阀门为始点,到ABS颗粒达到成品料仓顶转阀前，火炬排放物进入火炬排放系统总管前第一道阀门为终点的其间所有工艺单元。包括丁二烯罐区、聚合单元、凝聚干燥单元、掺混造粒单元如图2所示。

图2 ABS装置界区划分示意图

2.2 能耗计算方法

表1 能耗系数一览表

ABS装置的能耗计算方法按照中国石油天然气股份有限公司企业标准，装置能耗定义为统计报告期内ABS装置能源消耗总量与ABS装置目的产品产量的比值。计算公式如下。

式中：E——统计报告期内的能源消耗总量，toe；

W——统计报告期内输入的能源或耗能工质的实物量， t、kW·h、m3；

R——对应能源或耗能工质的能源换算系数。

式中：M——统计报告期内的装置综合能耗，kgoil·t-1；

G——统计报告期内的产品产量，t。

3 大庆ABS装置能耗状况分析

3.1 大庆ABS装置历年能耗分析

大庆ABS装置能耗分两个时间段分析，即2005年装置改扩建以前和 10万 t·a-1改扩建以后，图 3列出了历年ABS装置能耗曲线。

where d is the sample thickness and α is absorption coefficient. The reflectivity R is given by,

图3 大庆石化ABS装置历年能耗趋势图

从图3可以看出，2005年以前，大庆石化ABS装置的平均能耗为225.24 kgoil·t-1，能耗相对较高。2005年由于装置改扩建施工，能耗消耗较大，同时装置产量低，造成本年度装置能耗增加。自从2006年以来，随着员工操作水平逐年提高和装置扩建工作圆满完成，装置能耗也出现大幅降低。在装置产量翻了一番的情况下，能耗基本维持在180 kgoil·t-1左右，说明能耗降低明显。

3.2 大庆ABS装置用能分布

ABS装置用能主要包括水、电、汽、风等。由于不同能源在装置综合能耗中所占比例不同，对装置能耗的贡献也不同，因此要降低装置能耗，必须对装置的综合能耗进行全面分析，图4列出了ABS装置能耗比例分布情况。

图4 大庆ABS装置能耗各项比例分布情况

从图4可以看出，ABS装置用能共9项，其中电占 44%，蒸汽占 27%，氮气占 11%，循环水占8%，这4项占整个能耗的90%，其他占10%。装置用电包括生产用电和照明用电，蒸汽主要用于聚合釜升温和凝聚过程，氮气主要用于粉料干燥系统和粉料输送储存以及胶乳储存氮封，循环水主要用于反应釜降温。

3.3 大庆ABS装置能耗与装置产量的关系

ABS装置原设计产量5万t·a-1，2005年装置扩能后的产量为 10.5t·a-1。从能耗的计算方法分析，装置能耗是公用工程的单耗乘以能耗系数来计算的。由于各生产厂家的能耗系数相同，那么能耗的大小取决于单耗的大小，而单耗的大小与装置产量有明显的关系，表2列出了装置能耗与产量统计的数据。

表2 装置能耗与产量统计表

从图3和表2可以看出，随着装置产量的增加，装置能耗明显降低。由于 2005年度装置改扩建施工，消耗大量的公用工程，因此装置能耗有所增加。

4 降低ABS装置能耗措施

4.1 技术改造

技术改造是降低装置能耗的根本性措施，大庆ABS装置在认真研究的基础上，完成了一系列的技术改造来降低装置能耗。2006年完成了挤压机颗粒水槽增加换热器，利用循环水间壁热换热给颗粒水槽降温，不需要通过补加脱盐水来降低颗粒水槽温度，节约了脱盐水用量。2007年完成了挤压机颗粒水槽废水回收改造，将挤出机直接外排的脱盐水收集起来，经过过滤，作为水下切粒系统颗粒水的补水和碱洗塔补水，循环使用的脱盐水，降低了脱盐水消耗；ABS装置属于半连续生产，必须定期清洗聚合釜和凝聚系统，消耗大量的水，为了降低清洗用水，接枝搅拌器、接枝反应釜增设自动清洗系统，每批反应结束后自动清洗，清洗水进行胶乳，避免水资源浪费。

为了降低蒸汽消耗，在聚合釜清洗时，用蒸汽凝液代替原有脱盐水蒸煮聚合釜，避免了使用蒸汽加热，节约蒸汽。

ABS装置凝聚单元的脱水回收系统，原系统使用新鲜脱盐水冲洗过滤器，通过技术改造，使用过滤后的废水循环冲洗过滤器，节约脱盐水。

4.2 管理措施

管理措施是降低ABS装置能耗的巩固性措施，必须长期坚持，才能起到效果，经过十几年的生产摸索,已经得出一套成熟的降低装置能耗的管理方案。

(1) 节约使用循环水、冷冻水

PB、接枝聚合釜不投料时，要关闭循环水阀，避免造成浪费。干燥停车时要关闭风送系统和T-201系统换热器循环水、浅冷水手阀。掺合关闭所有处于停车状态的风机出口换热器循环水的手阀。在满足生产的前提下，最大限度地降低循环水、冷冻水用量。坚决杜绝循环水和冷冻水的跑、冒、滴、漏现象。调整好新增风机出口换热器的循环水流量，避免造成浪费。

(2) 节约使用蒸汽

当班人员加强对疏水器的检查，使疏水器保持良好的工作状态，杜绝就地排放蒸汽现象的发生。保持蒸汽线上的保温良好，减少热量损失。坚决杜绝蒸汽伴热线滴漏，发现后要在48h内处理，处理不了的要及时汇报有关部门。要对 ABS部分蒸汽伴热的管线重新梳理，削减蒸汽伴热，减少蒸汽消耗。停掉公用工程站的蒸汽，需要使用时再投用，避免蒸汽泄漏，造成浪费。

(3) 节约使用高温水

装置内温度如果达到室温，尽量关小暖气阀开度。尽量少开装置区的门窗，避免温度过低，浪费高温水。坚决杜绝私自排放暖气水。调整新造粒厂房室内温度，尽量关小暖气水阀开度。

(4) 加强用电管理，降低电能消耗

ABS装置能耗的41%来自于电的消耗，降低电能消耗对于降低装置能耗起到至关重要的作用。加强车间日常管理，杜绝常明灯出现，在保证生产的情况下，尽量缩短照明时间，节约用电，另外，加强设备检查和日常维护，避免频繁启动用电设备，达到节约电能的目的。

(5) 加强管理，节约氮气

氮气能耗也占ABS装置能耗的13%。车间降低氮气消耗主要有三方面工作，一是严查氮气漏点，所有氮气倒淋增加管冒，坚决杜绝氮气漏点，特别是氮气反吹风的漏点；二是确保装置平稳运行，只有装置平稳运行，氮气消耗才能稳定，才能从找到氮气消耗的波动点和控制点，加以管理，降低氮气消耗；三是合理平衡粉料仓料位，因为，当粉料仓粉料太少或架桥时，需要氮气强制反吹，消耗大量氮气，这也是氮气消耗的不可控点。最后，车间为了将氮气消耗控制在 1200m3·h-1以下，车间将氮气消耗情况，纳入车间奖金月考核之中，对于控制较好的班组进行奖励，反之考核。