PA6連續(xù)聚合裝置導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)小結(jié)

孫炎彬（北京華福工程有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430223）楊軍（中船重工環(huán)境工程有限公司，湖北 武漢 430223）

PA6連續(xù)聚合裝置導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)小結(jié)

孫炎彬（北京華福工程有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430223）
楊軍（中船重工環(huán)境工程有限公司，湖北 武漢 430223）

導(dǎo)熱油以其載熱量大、蒸汽壓低、沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)低等優(yōu)點(diǎn)，成為化工生產(chǎn)過程中廣泛采用的傳熱介質(zhì)。本文介紹了PA6連續(xù)聚合裝置中Dowtherm系列導(dǎo)熱油的特點(diǎn)，并對液相、氣相導(dǎo)熱油系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、配管要求進(jìn)行了設(shè)計(jì)小結(jié)。

PA6連續(xù)聚合裝置；液相導(dǎo)熱油系統(tǒng)；氣相導(dǎo)熱油系統(tǒng)；配管要求

PA6連續(xù)聚合裝置是以己內(nèi)酰胺為主要原料生產(chǎn)聚酰胺6 （PA6）紡絲級干切片。流程簡述為：液態(tài)己內(nèi)酰胺～添加劑系統(tǒng)～消光劑制備～預(yù)聚合～后聚合～切片生產(chǎn)～切片萃取～切片干燥和冷卻～切片輸送/儲存和運(yùn)輸。導(dǎo)熱油以其載熱量大、蒸汽壓低、沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛被化工企業(yè)用作傳熱介質(zhì)。PA6連續(xù)聚合裝置采用的導(dǎo)熱油為Dowtherm系列，為聯(lián)苯和聯(lián)苯醚低熔混合物，由26.5%的聯(lián)苯和73.5%的聯(lián)苯醚組成。熔點(diǎn)為12℃，其特點(diǎn)是熱穩(wěn)定性好，使用溫度高（400℃）。這種凝點(diǎn)（12.3℃）低熔混合物，在常溫下，沸騰溫度在256～258℃范圍內(nèi)使用比較經(jīng)濟(jì)。這種低熔混合物蒸發(fā)形成的蒸汽過程中無任何一種組分提濃的發(fā)生，且液體性質(zhì)不變。根據(jù)用戶點(diǎn)的加熱溫度要求不同，該裝置所用導(dǎo)熱油可分為液相導(dǎo)熱油系統(tǒng)和氣相導(dǎo)熱油系統(tǒng)。

1　液相導(dǎo)熱油系統(tǒng)

液相導(dǎo)熱油系統(tǒng)是個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，被用來傳遞過程熱或者均衡的加熱產(chǎn)品，最適用的情況就是給需要加熱溫度比產(chǎn)品凝固點(diǎn)略微高的產(chǎn)品加熱。

1.1系統(tǒng)簡介

液相導(dǎo)熱油系統(tǒng)是由高位槽、換熱器、循環(huán)泵、用戶組成的封閉循環(huán)系統(tǒng)。導(dǎo)熱油從系統(tǒng)最低點(diǎn)充滿至整個(gè)封閉循環(huán)管路，由循環(huán)泵增壓提供動力源，以克服整個(gè)閉式回路的阻力。循環(huán)導(dǎo)熱油經(jīng)換熱器管程的高溫?zé)崦郊訜岷?，將熱量傳給用戶。換熱器的出口溫度由高溫?zé)崦匠隹谡{(diào)節(jié)閥控制。系統(tǒng)在回流管線有一個(gè)氣體分離器（排氣包）與高點(diǎn)上設(shè)置的高位膨脹槽相連，可防止熱膨脹和導(dǎo)熱油因容積損失而缺少時(shí)自動補(bǔ)充。詳見下圖。

1.2配管要求

管線走向：為了保證加熱系統(tǒng)性能和盡量少的熱損失，管線要盡量短，少折彎，直連。

導(dǎo)熱油補(bǔ)充管道一般是接在主管道最低處，而且是從下部接入；導(dǎo)熱油回流管線是接在主管道最高端，并且是從上部接入。這樣做的好處就是系統(tǒng)可以自動高點(diǎn)放空，通過導(dǎo)熱油補(bǔ)充管道排凝。

1.2.1氣體分離器

通常情況下氣體分離器會安置在加熱系統(tǒng)的最高點(diǎn)，在回流管線最后一個(gè)單獨(dú)放空管線分支之后。

（1）高點(diǎn)位于氣體分離器之下時(shí)，就需要一個(gè)帶減壓孔板的DN25管線連接到分離器回流管線上，放空管線要保持平穩(wěn)提升，還要保證盡可能大的坡度，管線上不需要任何切斷管件。

2）高點(diǎn)位于氣體分離器之上或者設(shè)計(jì)一個(gè)平穩(wěn)提升放空管線到分離器回流管線不可能的情況，就必須預(yù)留一個(gè)分割板和一個(gè)擬定路線。

1.2.2放空管線

要求所有夾套管道在每個(gè)高點(diǎn)都要保留連續(xù)排空能力。

（1）放空管線到放空設(shè)備要保持平穩(wěn)提升，還要保證盡可能大的坡度，以及盡可能少的支線分流。

（2）放空閥要垂直安裝在放空管線高點(diǎn)之前，如果條件不允許，也可以安裝在高點(diǎn)之后.通常情況下放空閥要安裝在離操作平臺1～1.8米之間，方便操作。

2　氣相導(dǎo)熱油系統(tǒng)

氣相導(dǎo)熱油系統(tǒng)是個(gè)封閉系統(tǒng)，氣相導(dǎo)熱油的溫度范圍比液相導(dǎo)熱油的要高。適用于給吸收熱量較大的加聚反應(yīng)提供反應(yīng)熱，或給保溫要求高的用戶提供熱源。

2.1系統(tǒng)簡介

氣相導(dǎo)熱油系統(tǒng)是由蒸發(fā)器、排氣罐、用戶組成的封閉系統(tǒng)。每一個(gè)蒸汽用戶點(diǎn)都由排氣罐與蒸發(fā)器相連。導(dǎo)熱油從系統(tǒng)最低點(diǎn)填充至蒸發(fā)器中，運(yùn)行時(shí)導(dǎo)熱油被蒸發(fā)器管程高溫?zé)崦郊訜岷?，升溫變成氣態(tài)進(jìn)入系統(tǒng)給用戶加熱，一部分氣體冷凝回到蒸發(fā)器，另一部分通過排氣罐再回到蒸發(fā)器，形成系統(tǒng)循環(huán)升溫。系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)由高溫?zé)崦匠隹谡{(diào)節(jié)閥控制。系統(tǒng)高點(diǎn)的排氣罐溫度低時(shí)，會出現(xiàn)低溫報(bào)警，打開頂部排氣閥將低溫氣體排出而使系統(tǒng)升溫，排出的氣體冷凝后自流至低位槽。詳見下圖。

2.2配管要求

2.2.1氣相供給管線

水平管線坡向蒸發(fā)器方向，坡度盡量小。按照“足步步低”的原則配管，保證氣體上升過程中產(chǎn)生的冷凝液可以流回蒸發(fā)器。且水平部分管段不宜過長，管線盡量直連。

2.2.2凝液管線

（1）在凝液管線出口下方須有1m垂直管段，在水平管線彎頭前或液封的凝液收集管前。

（2）凝液管線的水平管段坡向流動方向，坡度盡量小，且水平段應(yīng)盡量短。

（3）凝液收集總管要水平布置，兩端設(shè)置盲板，溢流高度400mm。凝液收集總管比最大的凝液管接入管管徑至少大1級。

（4）蒸發(fā)器和凝液收集總管之間垂直距離最少0.6m。特殊情況下，可能會利用導(dǎo)熱油凝液管線作為凝液收集管，該管線利用蒸發(fā)器位置和液位液封。此種情況下，凝液出口與蒸發(fā)器頂部位差至少1m。

2.2.3氣相放空管線

氣相用戶的氣體放空管線要保持平穩(wěn)提升至排氣罐，去排氣罐的距離應(yīng)盡量短，且水平管段要保持向上傾斜，最小坡度30°，管線上不需要任何切斷管件。放空管線頂端必須經(jīng)過一個(gè)減壓孔板接至排氣罐入口的放空收集總管。

2.2.4排氣罐

（1）排氣罐的凝液出口與凝液收集總管入口之間的垂直距離保持在3m以上。

（2）排氣罐頂部放空管線的豎直部分須盡量短，經(jīng)水平管段后再向下敷設(shè)，該水平段不宜長，切斷閥應(yīng)設(shè)置在該水平管段上，且位于排氣罐的現(xiàn)場溫度表可見范圍內(nèi)。

3　結(jié)語

在PA6聚合裝置中，液相、氣相導(dǎo)熱油系統(tǒng)均是封閉的循環(huán)系統(tǒng)，起到為反應(yīng)提供反應(yīng)熱或給物料保溫的作用。通過對聚合裝置導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析總結(jié)，在工程設(shè)計(jì)中，我們對導(dǎo)熱油系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)有了更深入的認(rèn)識，也可以對實(shí)際生產(chǎn)中導(dǎo)熱油系統(tǒng)的操作檢修及安全維護(hù)起到指導(dǎo)作用。

［1］楊軍.PA6聚合生產(chǎn)技術(shù)［J］.合成纖維工業(yè).1996，19（2）.

［2］裴瑞瑞.PA6回收裝置問題分析及解決辦法［J］.化工管理.2015，377（6）.

孫炎彬，男（1983-）湖北棗陽人，注冊化工工程師，化學(xué)工藝碩士，主要從事化工工藝設(shè)計(jì)工作。