己二胺生产工艺中热水系统的优化改造

2016-08-02高先明

河南化工 2016年5期

关键词：优化改造

高先明，洪　波

(河南神马尼龙化工有限责任公司 , 河南平顶山　467013)

己二胺生产工艺中热水系统的优化改造

高先明，洪波*

(河南神马尼龙化工有限责任公司 , 河南平顶山467013)

摘要：对热水系统在实际生产中存在的问题，进行优化改造，在补水管道上设置压力表，增加自动调节阀，有效地降低了操作人员的劳动强度和脱盐水的消耗，确保热水系统稳定运行。

关键词：热水系统；优化改造；稳定运行

0前言

己二胺是合成材料中非常重要的中间体，主要用于生产尼龙66及尼龙610，随着科学技术的进步和化工新材料的不断开发，其应用领域越来越广。目前，己二胺在透明尼龙树脂、聚亚胺羧酸泡沫塑料、涂料、黏合剂、橡胶助剂和漂白剂等领域获得了广泛应用，尤其是在生产高性能聚氨酯领域，其用量大幅增加，这将给己二胺带来突破性的发展[1]。河南神马尼龙化工有限责任公司的己二胺生产工艺采用低压法，装置自建成投产以来，一直在不断地创新、挖潜，再创新，走出了一条绿色环保和节能降耗的发展之路。新建装置部分设备在设计上进行了放大，在装置投产后发现热水系统存在问题。本文根据实际工艺数据，对己二胺的热水系统进行分析整理，并做出优化改造，达到减轻劳动强度、节约能源的目的。

1己二胺热水系统

1.1设置目的

己二胺的物理性质决定它在常压下，如果温度降至40.5 ℃及以下时，就会出现物料凝固现象，这将对流体输送带来麻烦。因此，对含有己二胺的塔顶冷凝器需要通入45 ℃的热水(WH45)，对己二胺气相进行冷却变为液相，然后回流或采出；此外，己二胺输送管道设计为夹套管线，夹套外管流通60 ℃的热水(WH60)，以防止己二胺物料结晶影响输送。

1.2热水系统的工艺流程

己二腈在过量H2的条件下以乙醇作为稀释剂，氢氧化钠作为助催化剂，镭尼镍作为催化剂，在压力约2.2 MPa，温度73～79 ℃条件下，进行加氢反应生成己二胺，在负压精馏下制出精己二胺产品[2]。常温常压下，纯己二胺的结晶点为40.5 ℃，因此在己二胺生产过程中需使用伴热系统，以防止

解决方案：①调整锅炉负荷，保持恰当的SCR反应器温度(设计最佳反应温度为385 ℃)，使NH3与NOx反应效率保持较高水平，使有效反应的氨量增加，减少氨逃逸；②运行操作人员根据SCR反应器入口的NOx浓度变化，在烟囱NOx排放指标不超过环保要求的前提下，及时调整喷氨量，严格控制氨逃逸量，减少灰中氨含量。

6结论

1#锅炉采用的选择性催化还原脱硝技术具有成熟稳定、安全可靠、运行成本低、脱硝效果好等优点，改造后锅炉NOx排放浓度能够达到国家环保标准，改善了周围居民的生活环境，取得了良好的社会效益，具有广阔的应用价值。

物料结晶堵塞管线影响生产。

循环水泵将WH45热水分别送至己二胺生产中相关的冷凝器，经过冷凝器后WH45被温度较高的己二胺气相物料加热，再送往加热器进行温度补偿，制成WH60，供给至WH60系统用户使用。从WH60系统用户回来的水进入冷却器，制成WH45，被循环水泵送至WH45的各个用户，构成一个循环的热水系统。热水系统水量的损耗通过循环水泵入口的脱盐水管线加以补充。热水系统在生产装置的最高点设有高点溢流，可使热水系统的压力随工况的变化而保持稳定。

工艺流程图如图1所示。

图1　己二胺热水系统流程图

2热水系统存在的问题

2.1脱盐水的补水手阀开关频率高

己二胺的热水系统由于在运行过程中使用消耗、热水溢流等原因导致热水系统压力出现波动。当系统压力低时，将会造成装置高点的用户由于热水不足而出现生产异常。同时，由于管材大部分为碳钢材质，压力低时空气由高点放空口进入，会加速管道的氧化锈蚀。当系统压力高时，脱盐水自高点溢流到地沟然后进入雨水系统流走，造成较大的浪费。这就需要不断地调整脱盐水补水阀阀门开度。表1为连续5天内补水手阀开关的次数。

表1　脱盐水补水阀开关次数

平均每天脱盐水补水阀打开的次数约12次。

2.2脱盐水使用量大

由于外来脱盐水系统运行不稳定以及己二胺热水系统用水量的波动，补水手阀需要间断地开关。每个人打开补水手阀的开度不一样，关闭的时间也不尽相同，经常导致大量的脱盐水从WH60高点溢流至地沟，造成脱盐水的浪费，间接地增加了生产成本。统计连续5天内脱盐水的消耗量如表2所示。

表2　脱盐水使用量

平均脱盐水的使用量约为4.9 t/h。

3解决措施

3.1脱盐水增设旁路，安装自动调节阀

由于脱盐水的补水阀每天开关的次数平均达到12次，不但增加了现场操作人员的劳动强度，而且频繁地开关阀门，也将加速阀门的损坏。如果正常生产时，补水阀出现问题，会因热水系统运行故障，而造成部分工序的停车。于是，考虑在补水阀增设旁路，安装自动调节阀。这样可以起到一举两得的效果，既减轻了操作人员的劳动强度又保证了热水系统的稳定运行，而且还可以节省脱盐水的消耗。记录安装自动调节阀后连续5天内补水手阀开关的次数均为0次。所以脱盐水增设旁路安装自动调节阀后，补水手阀基本上不用了。

3.2循环水泵入口前加装压力表

虽然在脱盐水增设旁路安装自动调节阀，降低了补水阀的开关次数，但脱盐水的使用量还是比较高。于是就在循环水泵进口前安装一个压力表，通过调整脱盐水用量的多少来控制循环泵进口的压力。让压力和调节阀联动，使其自动调节。在不同压力下脱盐水的消耗量如表3所示。

表3　不同压力下脱盐水消耗量

从表3可以看出，当循环泵进口压力设置小于0.2 MPa时，脱盐水基本不用，可能会造成热水系统缺水现象的产生。当循环泵进口压力设置大于0.2 MPa时，脱盐水用量明显增加。当循环泵进口压力设置为0.2 MPa时，只消耗了少量的脱盐水。同时，观察热水系统的高点溢流，发现只有少量的水流出。所以，循环泵进口压力设置为0.2 MPa最为合理。

3.3热水系统优化改造后的流程图

利用己二胺装置停车小修的机会，在热水系统循环泵进口增加压力表和补水管线增加自动调节阀后，补水操作由手动变为自动。在保证热水系统稳定运行的同时，既降低了操作人员的劳动强度，又减少了脱盐水的用量，降低了生产成本。优化改造后的工艺流程如图2所示。