单体回收系统在POP装置的应用与探讨

张宝利天津石化分公司聚醚部张宝利，1984，男，精细化工，工程师，汉族。



单体回收系统在POP装置的应用与探讨

张宝利
天津石化分公司聚醚部
张宝利，1984，男，精细化工，工程师，汉族。

本文针对POP产品收率低，未参加反应的单体无法回收的问题，提收装置，回收单体，提升产品收率的观点，在聚醚行业起到重要作用。

如付诸现实将产生160万元经济效益。

点评人：张贵海、天津石化聚醚部生产技术科主任，工程师。

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评估值200万

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行业曲线

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本文介绍了目前聚合物多元醇（简称POP）装置的工艺流程与现状，提出了改造措施，探讨了单体回收系统在POP装置的应用以及未来完善优化发展方向。

聚合物多元醇（简称POP）是聚氨酯合成材料的最重要的原料之一。POP合成的聚氨酯材料在汽车行业领域广泛应用，近年来随着人们对环保健康意识的逐渐增强，国家对化工企业废气的排放指标更为严格。单体丙烯腈（简称AN）、苯乙烯（简称SM）是聚合物多元醇产品中最重要的环保指标，由于POP装置生产工艺已经相对成熟，AN和SM的转化率为96%左右，未反应的AN和SM作为废气处理后达标排放。为了减排增效，提升清洁生产管理水平，对POP装置进行了改造，增加了单体回收系统，回收了大量单体，取得了良好效果。

聚合物多元醇（POP）生产工艺简介及流程图

天津石化聚合物多元醇生产装置以SM、AN及基础聚醚（PPG）为主要原料，通过添加分散剂、引发剂、链转移剂等，采用半连续化生产工艺进行生产，经混料、反应，从反应釜出来含高单体POP产品，经真空蒸发器，将单体（AN、SM）从物料中脱离出来，进入真空冷却系统进行捕集，捕集到的单体存放在单体收集罐中，最后进行回收利用。

流程图见图1。

装置现状

聚醚部拥有三套POP生产装置，包括POPA、POPB、POPC三个系列，POPA产能1万t/a，POPB 和POPC产能均为2万t/a，三套系列产能5万t/a。AN和SM的含量占30%左右，年消耗量15000t，目前参加反应的AN和SM转化率为96%，仍有4%左右未参加反应AN 和SM被作为废气处理后排放，相当于600t/aAN和SM被排放，经济损失600万元。

改造原因

由于聚合物多元醇（简称POP）的生产工艺已经相当成熟，目前很难从反应阶段提高AN和SM的转化率，仍有4%左右的AN和SM未参加反应，直接被作为废弃处理后达标排放。

由于AN和SM都是有毒有害的化学品，国家有着严格的排放标准，未反应的AN和SM处理起来相当困难，处理不好直接影响空气环境质量。

处理未反应的AN和SM，增加了处理成本，间接导致POP聚醚成品成本上升，降低了聚醚市场竞争力。

综上三个理由：必须对POP后处理装置进行改造优化，通过回收未反应的AN和SM，降低排放处理量，降低处理成本，改善空气质量。

改造过程与措施

2010年，聚醚部首先对POPC后处理装置进行了优化改造，增加了单体回收系统。单体回收系统由捕集器、冷凝器、单体收集器等组成。大量AN和SM在捕集器中遇冷被冷却下来，少量的AN和SM通过冷凝器继续冷却收集，不能冷却的最终进入废气洗涤塔处理后达标排放，收集的单体通过加工生产POP产品，实现再利用创效益。2010年回收单体100t。鉴于POPC装置改造后取得的良好效果，2011-2012年聚醚部对POPA和POPB装置也进行了相应改造，回收单体效果良好。

图1

POP单体回收系统流程简图（见图2）

图2 POP单体回收系统流程简图

图3 单体回收总量

改造前后成果对比

改造前单体未回收，2012年三套POP装置改造完成后，累计回收单体160吨，创效160万元。

改造后单体具体回收量见表1和图3。

表1 POP三套装置回收单体统计表（普通制冷氟机组）

单体回收系统未来优化方向

目前POP单体回收系统采用普通制冷氟机组效果分析

聚醚部三套POP单体回收系统均采用普冷氟机组，盐水温度在-5℃左右，由表2和表3可见，在盐水温度-5℃条件下，AN仍有20个毫米汞柱的蒸汽压，SM蒸汽压为0，毫米汞柱数值越大，说明未回收的AN和SM越多，在盐水温度-5℃条件下，SM基本被全部回收，AN仍有回收的余地。通过表4回收单体中AN和SM含量比例实际检测表可见，AN和SM实际检测所占比例：9%：91%，进一步验证了SM基本全部被回收，AN仍有回收的余地的结论。

表2 丙烯腈在不同温度下的蒸汽压力

表4 回收单体中AN和SM含量比例检测表

POP单体回收系统未来优化方向：采用新型氟机组制冷

影响单体回收的量主要取决于盐水温度。2013年聚醚部将对POP单体回收系统进行进一步优化，正在通过新上新型冷冻氟机组，届时盐水温度达到-14℃～-19℃，专门供POP三套装置的单体回收系统，当盐水出水温度达到-14℃～-19℃，AN蒸汽压力很低，大量的AN得到进一步回收，新机组投入使用后，预计回收单体量将增加100t/a。

结束语

随着人们对环境保护意识的不断提高，国家对化工企业废气的排放指标要求不断提升，化工企业高度关注企业清洁生产工作，单体回收系统的应用有利于促进我部清洁生产工作的提升。POP单体回收系统应用前景广泛，随着科技的进步单体回收系统工艺需要不断的实验、摸索、创新，未来的POP单体回收系统工艺将更加完善，单体回收效果会更加明显，为企业减排增效做出更大的贡献。

10.3969/j.issn.101- 8972.2016.12.038