己二酸装置动设备密封水系统设计与优化

华东旭，代世磊

(河南神马尼龙化工有限责任公司，河南 平顶山 467013)

本文通过对己二酸装置中各动设备密封水的使用现状进行系统分析，并针对密封水压力不稳、无法循环利用等问题，探讨设计动设备密封水系统新工艺，新工艺保证了动设备密封水压力，也实现了密封水的循环利用，在保证设备运转的同时也降低了高纯水消耗，减少了生产废水排放量。

1 己二酸装置动设备密封现状

国内己二酸生产装置普遍采用硝酸环己醇氧化法工艺制备己二酸，生产流程较长，使用动设备较多，动设备运转过程大多需要密封水作为密封装置的降温及润滑介质，因密封水有进入生产系统的可能，一般情况下采用高纯水作密封水，保证生产系统不被污染，而密封水的回水也往往不能再回到高纯水系统而直接排放至地沟送至污水处理厂处理。

在实际生产中，高纯水在两种情况下容易出现压力不稳定的情况：①系统大量补水；②冬季防冻时，作为防冻措施之一，软管站和备台动设备密封水保持小流量，消耗大大增加，造成高纯水压力较低。而高纯水压力波动也带来了密封水系统的压力不稳，密封水系统压力不稳会造成设备的破坏，甚至一些带有自我保护功能的大型设备，会因密封水压力不稳联锁停车，造成严重的计划外停车事故。

2 存在问题及解决思路

硝酸环己醇氧化法的工艺决定己二酸装置的高腐蚀环境，以高纯水作为密封水存在隐患：①在高纯水压力不稳定的情况下，造成动设备密封不能有效地降温和润换，损坏设备；②动设备内部压力高于高纯水系统时，腐蚀性物料容易反窜入高纯水系统，造成高纯水污染，甚至造成高纯水管线的腐蚀和设备的损坏。基于以上两点考虑，需要将密封水系统独立于高纯水系统之外，同时如果进一步将密封水收集循环利用，也必将成为节能降耗的有效措施。

3 实施优化过程

3.1 增加密封水稳压罐系统

增加密封水稳压罐，该稳压罐以高纯水为补水，通过泵将稳压罐内高纯水送往各动设备用户作密封水，保证密封水压力的稳定。

将管网的高纯水通过管线直接送入高纯水稳压罐，管线上设有补水电磁阀，电磁阀的开关由高纯水稳压罐液位进行控制(控制原理：当罐内液位低于30%时，打开该补水电磁阀；当罐内液位高于70%后该补水电磁阀关闭)。该密封水稳压罐有304 L不锈钢制成，其规格为：容积为10 m3，设计压力为常压，设计温度为60 ℃，设备净重为3 648 kg，最高工作压力为充满水压力，介质为高纯水。在罐顶部设置溢流管线，以避免液位过高。在罐底部设置有排放阀门用于清洗设备时使用。新增两台密封水稳压离心泵用于将罐内高纯水送往系统各用户的动力设施。该泵的规格参数：叶轮及泵壳材质为304 L，电机功率为15.5 kW，转速为2 900 r/min，流量为40 m3/h，扬程为35 m，输送介质为高纯水。

3.2 增加密封水回收管线及联锁控制装置

将密封水回水管线汇集至管道后送入密封水缓冲罐，降低了动设备密封水的消耗。为确保当密封水稳压罐、泵出现故障或泵出口压力较低时不影响装置动设备的密封水需求，考虑通过增加电磁阀及设置切换联锁的方式解决。在稳压泵出口管道上依次增加电接点压力表、切断电磁阀，在切断电磁阀后增加直接来自高纯水管网的管道，管道上设置有高纯水补水电磁阀。在电接点压力表压力低或密封水稳压罐、泵出现故障时，由联锁控制关闭泵出口切断电磁阀，打开高纯水补水电磁阀。在故障解除后，可在控制室手动恢复至切断电磁阀打开，高纯水补水电磁阀关闭。

高纯水补水电磁阀前设置止逆阀以确保回收的压缩机密封水不进入高纯水管网。高纯水补水电磁阀前设置另一条来自于工业水管网的管道，以保证当高纯水管网紧停时，动设备密封水系统的正常运行。高纯水与工业水的切换由现场人员手动进行操作。

3.3 密封水回收管线增加电导率检测装置

在动设备机封异常时有可能导致物料进入机封系统，为避免在机封异常时，含有酸性物质的密封水对系统产生影响，在密封水回水总管上设置电导率检测装置，当电导检测仪指标>1×10-3S/m时，将密封水回收总管至密封水稳压罐阀门关闭，打开总管至地沟阀门，将密封水回水直接排往地沟；当设备正常，电导率检测仪恢复正常后，再重新将回水总管出口切换至密封水稳压罐。如图1所示。

图1 动设备密封水稳压及回收系统

4 效果分析

改造后投入使用的己二酸动设备密封水系统已稳定运转近一年。动设备损坏率明显降低，因密封水导致设备故障进而影响装置无法稳定的频次明显降低。生产己二酸装置高纯水的单耗下降明显，己二酸装置的年设计生产时间为8 000 h，现每小时可节约高纯水15 t，全年节约高纯水12万t左右。按高纯水的考核单价为7.49元/t，每年节约生产成本89.88万元。达到了减少高纯水消耗，装置长周期稳定运转，降低产品单耗成本的目的。

5 结论

通过对己二酸动设备密封水回收系统的设计与优化，不仅彻底解决了动设备密封水供应不稳的问题，降低了产品高纯水单耗，为整套装置的安全稳定长周期运行提供了保障；同时生产废水量的降低，对公司严峻的环保形势也减轻了一定的压力。经过近一年的监测，动设备稳定运转率明显提高，高纯水消耗显著降低，降低了生产成本，提高了产品的竞争力。该动设备密封水优化系统结构简单，供应可靠，它的成功使用为其它化工行业类似系统的设计与优化提供了成功的经验。