大慶石化ABS裝置能耗分析及節(jié)能途徑探討

李小軍

(大慶石化公司化工三廠，黑龍江 大慶 163714)

大慶石化ABS裝置能耗分析及節(jié)能途徑探討

李小軍

(大慶石化公司化工三廠，黑龍江 大慶 163714)

闡述了大慶ABS裝置界區(qū)劃分和能耗計算方法，并對裝置歷年能耗、用能及用水狀況進行了分析。最后，從技術(shù)改造和管理兩個方面對降低裝置能耗提出了具體措施。

ABS裝置；能耗；分析；節(jié)能

1 裝置簡介

大慶石化公司化工三廠的 ABS裝置是引進韓國錦湖油化公司技術(shù)，于1997年8月建成投產(chǎn)，設(shè)計產(chǎn)量5萬t·a-1。為了開發(fā)新產(chǎn)品，提高ABS產(chǎn)品質(zhì)量，從2003年開始自主研發(fā)ABS新技術(shù)，并相繼完成了中試及工業(yè)放大試驗。2005年9月，該技術(shù)成功應(yīng)用于10.5萬t·a-1ABS裝置擴能改造中。

本工藝采用乳液接枝－本體 SAN摻混法生產(chǎn)ABS樹脂，經(jīng)過小粒徑PB聚合、附聚、ABS接枝聚合、凝聚、脫水、干燥、摻混、擠出造粒等工序，生產(chǎn)出ABS樹脂，流程如圖1所示。

圖1 ABS裝置生產(chǎn)工藝流程

該工藝適用于通用級 ABS及板材、管材、耐候、高光澤等ABS專用料的生產(chǎn)，具有PB聚合時間短、轉(zhuǎn)化率高；附聚工藝簡單、附聚析出量少；接枝聚合時間短、轉(zhuǎn)化率高；凝聚后粉料脫水、干燥性好；產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異等優(yōu)點。

2 ABS裝置用能概況

2.1 ABS裝置界區(qū)劃分

ABS裝置北臨苯乙烯裝置，西鄰SAN裝置，南鄰成品裝置，東臨聚苯乙烯裝置，界區(qū)的界定以原料(苯乙烯、丙烯腈、丁二烯)計量表前的靠近ABS裝置的第一道閥門為始點,到ABS顆粒達到成品料倉頂轉(zhuǎn)閥前，火炬排放物進入火炬排放系統(tǒng)總管前第一道閥門為終點的其間所有工藝單元。包括丁二烯罐區(qū)、聚合單元、凝聚干燥單元、摻混造粒單元如圖2所示。

圖2 ABS裝置界區(qū)劃分示意圖

2.2 能耗計算方法

表1 能耗系數(shù)一覽表

ABS裝置的能耗計算方法按照中國石油天然氣股份有限公司企業(yè)標準，裝置能耗定義為統(tǒng)計報告期內(nèi)ABS裝置能源消耗總量與ABS裝置目的產(chǎn)品產(chǎn)量的比值。計算公式如下。

式中：E——統(tǒng)計報告期內(nèi)的能源消耗總量，toe；

W——統(tǒng)計報告期內(nèi)輸入的能源或耗能工質(zhì)的實物量， t、kW·h、m3；

R——對應(yīng)能源或耗能工質(zhì)的能源換算系數(shù)。

式中：M——統(tǒng)計報告期內(nèi)的裝置綜合能耗，kgoil·t-1；

G——統(tǒng)計報告期內(nèi)的產(chǎn)品產(chǎn)量，t。

3 大慶ABS裝置能耗狀況分析

3.1 大慶ABS裝置歷年能耗分析

大慶ABS裝置能耗分兩個時間段分析，即2005年裝置改擴建以前和 10萬 t·a-1改擴建以后，圖 3列出了歷年ABS裝置能耗曲線。

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

圖3 大慶石化ABS裝置歷年能耗趨勢圖

從圖3可以看出，2005年以前，大慶石化ABS裝置的平均能耗為225.24 kgoil·t-1，能耗相對較高。2005年由于裝置改擴建施工，能耗消耗較大，同時裝置產(chǎn)量低，造成本年度裝置能耗增加。自從2006年以來，隨著員工操作水平逐年提高和裝置擴建工作圓滿完成，裝置能耗也出現(xiàn)大幅降低。在裝置產(chǎn)量翻了一番的情況下，能耗基本維持在180 kgoil·t-1左右，說明能耗降低明顯。

3.2 大慶ABS裝置用能分布

ABS裝置用能主要包括水、電、汽、風等。由于不同能源在裝置綜合能耗中所占比例不同，對裝置能耗的貢獻也不同，因此要降低裝置能耗，必須對裝置的綜合能耗進行全面分析，圖4列出了ABS裝置能耗比例分布情況。

圖4 大慶ABS裝置能耗各項比例分布情況

從圖4可以看出，ABS裝置用能共9項，其中電占 44%，蒸汽占 27%，氮氣占 11%，循環(huán)水占8%，這4項占整個能耗的90%，其他占10%。裝置用電包括生產(chǎn)用電和照明用電，蒸汽主要用于聚合釜升溫和凝聚過程，氮氣主要用于粉料干燥系統(tǒng)和粉料輸送儲存以及膠乳儲存氮封，循環(huán)水主要用于反應(yīng)釜降溫。

3.3 大慶ABS裝置能耗與裝置產(chǎn)量的關(guān)系

ABS裝置原設(shè)計產(chǎn)量5萬t·a-1，2005年裝置擴能后的產(chǎn)量為 10.5t·a-1。從能耗的計算方法分析，裝置能耗是公用工程的單耗乘以能耗系數(shù)來計算的。由于各生產(chǎn)廠家的能耗系數(shù)相同，那么能耗的大小取決于單耗的大小，而單耗的大小與裝置產(chǎn)量有明顯的關(guān)系，表2列出了裝置能耗與產(chǎn)量統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。

表2 裝置能耗與產(chǎn)量統(tǒng)計表

從圖3和表2可以看出，隨著裝置產(chǎn)量的增加，裝置能耗明顯降低。由于 2005年度裝置改擴建施工，消耗大量的公用工程，因此裝置能耗有所增加。

4 降低ABS裝置能耗措施

4.1 技術(shù)改造

技術(shù)改造是降低裝置能耗的根本性措施，大慶ABS裝置在認真研究的基礎(chǔ)上，完成了一系列的技術(shù)改造來降低裝置能耗。2006年完成了擠壓機顆粒水槽增加換熱器，利用循環(huán)水間壁熱換熱給顆粒水槽降溫，不需要通過補加脫鹽水來降低顆粒水槽溫度，節(jié)約了脫鹽水用量。2007年完成了擠壓機顆粒水槽廢水回收改造，將擠出機直接外排的脫鹽水收集起來，經(jīng)過過濾，作為水下切粒系統(tǒng)顆粒水的補水和堿洗塔補水，循環(huán)使用的脫鹽水，降低了脫鹽水消耗；ABS裝置屬于半連續(xù)生產(chǎn)，必須定期清洗聚合釜和凝聚系統(tǒng)，消耗大量的水，為了降低清洗用水，接枝攪拌器、接枝反應(yīng)釜增設(shè)自動清洗系統(tǒng)，每批反應(yīng)結(jié)束后自動清洗，清洗水進行膠乳，避免水資源浪費。

為了降低蒸汽消耗，在聚合釜清洗時，用蒸汽凝液代替原有脫鹽水蒸煮聚合釜，避免了使用蒸汽加熱，節(jié)約蒸汽。

ABS裝置凝聚單元的脫水回收系統(tǒng)，原系統(tǒng)使用新鮮脫鹽水沖洗過濾器，通過技術(shù)改造，使用過濾后的廢水循環(huán)沖洗過濾器，節(jié)約脫鹽水。

4.2 管理措施

管理措施是降低ABS裝置能耗的鞏固性措施，必須長期堅持，才能起到效果，經(jīng)過十幾年的生產(chǎn)摸索,已經(jīng)得出一套成熟的降低裝置能耗的管理方案。

(1) 節(jié)約使用循環(huán)水、冷凍水

PB、接枝聚合釜不投料時，要關(guān)閉循環(huán)水閥，避免造成浪費。干燥停車時要關(guān)閉風送系統(tǒng)和T-201系統(tǒng)換熱器循環(huán)水、淺冷水手閥。摻合關(guān)閉所有處于停車狀態(tài)的風機出口換熱器循環(huán)水的手閥。在滿足生產(chǎn)的前提下，最大限度地降低循環(huán)水、冷凍水用量。堅決杜絕循環(huán)水和冷凍水的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。調(diào)整好新增風機出口換熱器的循環(huán)水流量，避免造成浪費。

(2) 節(jié)約使用蒸汽

當班人員加強對疏水器的檢查，使疏水器保持良好的工作狀態(tài)，杜絕就地排放蒸汽現(xiàn)象的發(fā)生。保持蒸汽線上的保溫良好，減少熱量損失。堅決杜絕蒸汽伴熱線滴漏，發(fā)現(xiàn)后要在48h內(nèi)處理，處理不了的要及時匯報有關(guān)部門。要對 ABS部分蒸汽伴熱的管線重新梳理，削減蒸汽伴熱，減少蒸汽消耗。停掉公用工程站的蒸汽，需要使用時再投用，避免蒸汽泄漏，造成浪費。

(3) 節(jié)約使用高溫水

裝置內(nèi)溫度如果達到室溫，盡量關(guān)小暖氣閥開度。盡量少開裝置區(qū)的門窗，避免溫度過低，浪費高溫水。堅決杜絕私自排放暖氣水。調(diào)整新造粒廠房室內(nèi)溫度，盡量關(guān)小暖氣水閥開度。

(4) 加強用電管理，降低電能消耗

ABS裝置能耗的41%來自于電的消耗，降低電能消耗對于降低裝置能耗起到至關(guān)重要的作用。加強車間日常管理，杜絕常明燈出現(xiàn)，在保證生產(chǎn)的情況下，盡量縮短照明時間，節(jié)約用電，另外，加強設(shè)備檢查和日常維護，避免頻繁啟動用電設(shè)備，達到節(jié)約電能的目的。

(5) 加強管理，節(jié)約氮氣

氮氣能耗也占ABS裝置能耗的13%。車間降低氮氣消耗主要有三方面工作，一是嚴查氮氣漏點，所有氮氣倒淋增加管冒，堅決杜絕氮氣漏點，特別是氮氣反吹風的漏點；二是確保裝置平穩(wěn)運行，只有裝置平穩(wěn)運行，氮氣消耗才能穩(wěn)定，才能從找到氮氣消耗的波動點和控制點，加以管理，降低氮氣消耗；三是合理平衡粉料倉料位，因為，當粉料倉粉料太少或架橋時，需要氮氣強制反吹，消耗大量氮氣，這也是氮氣消耗的不可控點。最后，車間為了將氮氣消耗控制在 1200m3·h-1以下，車間將氮氣消耗情況，納入車間獎金月考核之中，對于控制較好的班組進行獎勵，反之考核。

5 結(jié)論

(1) 隨著ABS裝置產(chǎn)量的提高，裝置能耗在不斷降低。因此在保證低能耗的同時，必須保證裝置大負荷長周期平穩(wěn)運行。

(2) 大慶石化ABS裝置能耗分布比較合理，公用工程消耗主要集中在電、蒸汽、循環(huán)水以及氮氣上。其中電占44%，蒸汽占27%，氮氣占11%，循環(huán)水占8%，其他占10%。因此降低裝置能耗，應(yīng)該著重降低以上四種能源消耗。

(3) 大慶石化ABS裝置通過技術(shù)改造和加強管理,裝置的能耗從 262.5 kgoiL·t-1降低到 198.6 kgoiL·t-1，效果顯著。

Analysis and Study on Energy Consumption of Daqing ABS Unit

LI Xiao-jun
(Chemical Plant of Daqing Petrochemical Company, Daqing 163714, China)

TQ 320.6

B

1671-9905(2010)09-0051-03

2010-04-21