尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用

席延濤

摘要：文章基于尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用，探討結合尼龍66連續(xù)聚合生產工藝流程，在不影響正常生產的前提下，通過回收濃縮槽排氣，對前聚合器排氣進行噴淋，并循環(huán)利用，進而達到了優(yōu)化生產線結構，減少蒸汽排放、減少污染的目的。

關鍵詞：尼龍66；工藝流程；循環(huán)利用

1課題概況及其必要性

1.1課題承擔單位概括

平頂山神馬工程塑料有限責任公司是中國最大的尼龍66樹脂生產供應商，專業(yè)從事尼龍66樹脂及改性工程塑料產品的生產。公司現有員工638人，其中，具有大學專科以上的科技人員占職工總人數的54.2%，從事研究開發(fā)的科技人員占職工人數的13.2%。

公司本部擁有10臺間歇生產聚合釜，5條連續(xù)聚合生產線，其中引進意大利諾伊公司間歇生產聚合釜3臺，國產化間歇生產聚合釜7臺；成熟國產化連續(xù)聚合生產線5條。其中，連續(xù)聚合生產控制采用國際先進的DCS控制系統(tǒng)，具有工藝先進可靠、自動化程度高、經濟合理、能耗低等優(yōu)點。生產裝置投產至今，運行平穩(wěn)，各項工藝指標均在設計值范圍內，產品合格率一直穩(wěn)定在95%以上。

公司研發(fā)中心，專業(yè)從事工程塑料應用的研究與新產品開發(fā)。公司與國內外多家科研院所保持著密切的合作關系，共同致力于尼龍66樹脂應用領域的研究，不斷開發(fā)出市場需要的產品，最大限度滿足客戶需求。

近年來公司科技研發(fā)碩果累累，神馬尼龍66樹脂產品先后被評為河南省名牌產品、石化行業(yè)知名品牌產品、中國馳名商標產品等，多次獲得集團公司、平頂山市、河南省、國家及行業(yè)科技進步獎、優(yōu)秀新產品獎等獎項，多項技術填補國內行業(yè)空白，授權國家發(fā)明專利，列入國家重點新產品計劃等。歷獲國家發(fā)明專利5項，通過省、市科技鑒定成果9項，獲省、市以上科技進步獎15項，公司以上科技成果獎40余項，已全部進行了成果轉化，應用于各生產裝置中，給企業(yè)帶來了巨大經濟效益。

1.2課題協(xié)助單位技術力量概況

項目施工單位為河南五建建設集團有限公司，它是一家集建筑安裝施工、房地產開發(fā)、裝修裝飾、商品混凝土生產等多元化經營為一體的大型現代企業(yè)。1998年12月以來，公司相繼通過了國際質量、環(huán)境、職業(yè)健康安全“三位一體”管理體系認證。

1.3尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用的必要性

隨著近幾年人們環(huán)保意識的提高，空氣質量、環(huán)境污染已成為大眾關注的熱門話題。目前國家對環(huán)保的重視程度越來越高。從國家政策看，未來幾年節(jié)能減排將成為企業(yè)的一項重要課題。

尼龍66連續(xù)聚合生產線，生產過程主要包含濃縮、反應、減壓、聚合四個階段。其中在反應、濃縮、聚合階段需要排出大量的高溫蒸汽，由于蒸汽中含有少量的己二胺及低聚物，對周邊環(huán)境造成了一定的影響，也造成能源極大浪費。

本項目以企業(yè)保護環(huán)境、減少環(huán)境污染為主要目標，實現連續(xù)聚合對空‘零”，同時回收高溫蒸汽冷凝水，循環(huán)利用，能夠節(jié)約大量生產用水，對公司降低生產成本，實現可持續(xù)發(fā)展意義重大。

2項目前期研究、分析及準備

神馬工程塑料公司本部現有尼龍66連續(xù)裝置兩套分兩期建設，一期建設兩條生產線，單線年產能1萬噸，稱為連續(xù)兩萬噸，二期建設三條生產線，單線年產能1.5萬噸，稱為連續(xù)三萬噸，共5條生產線，連續(xù)裝置設計產能6.5萬噸，干燥能力2萬噸。連續(xù)裝置濕切片客戶需求量約4.8萬噸，設計產能6.5萬噸。尼龍66間歇聚合裝置兩套分三期建設，共10臺聚合釜，間歇裝置設計產能5萬噸，干燥能力1.7萬噸。

尼龍66連續(xù)聚合工藝是相對間歇聚合而言的。物料在生產裝置內持續(xù)經過不同的反應設備，完成物理化學變化，最終得到符合要求的產品。連續(xù)聚合工藝主要包含濃縮、反應、減壓、聚合四個階段，連續(xù)聚合生產線主要設備分為五大器：即濃縮槽、反應器、閃蒸器、聚合器、后聚合器，尼龍66鹽溶液通過濃縮、高壓縮聚、物料減壓、常壓縮聚和負壓縮聚反應，從而制得合格的聚合物及最終的尼龍66切片。

按照一條生產線設計產能年產1萬噸，每年生產8000小時，進行物料平衡計算，尼龍66連續(xù)聚合生產工藝在濃縮槽、反應器、聚合器、后聚合器即濃縮、反應、聚合階段需要排出大量的高溫蒸汽，其中后聚合器使用一套抽真空系統(tǒng)使物料真空下進一步除去水分以外，濃縮槽、反應器及前聚合器排氣均經簡單噴淋后直接對空排放，由于蒸汽中含有少量的己二胺及低聚物，對周邊環(huán)境造成了一定的影響，也造成能源極大浪費。

2012年公司增加了一套反應器排氣回收系統(tǒng)，將反應階段產生的80%蒸汽回收處理后代替濃縮槽SH-10蒸汽加熱，項目實施后節(jié)能、減排效果明顯。

尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用項目結合反應器排氣回收系統(tǒng)的實施經驗，針對尼龍66連續(xù)聚合生產線濃縮、聚合階段的排氣污染、能源浪費問題，研究了濃縮槽集成蒸汽回收、前聚合器排氣噴淋等技術，改原來連續(xù)聚合無序對空排放為定向回收再利用，在排氣回收、保護環(huán)境方面取得了突破和技術創(chuàng)新。同時完善了反應器排氣回收控制工藝，將反應器產生的蒸汽100%回收并利用。鑒于以上因素，我公司認為實施該項目具備可行性。

項目進度安排如下：

2016年1月至2月，進行物料衡算，提出解決方案，確定工藝路線。

2016年3月至4月，與廠家溝通確定設備選型。

2016年5月至6月，設備改造部件招標采購、制作，現場設備安裝、管道預制。

2016年7月至8月，連續(xù)聚合停車檢修期間，對濃縮、聚合階段的排氣管路進行改造。

2016年9月至10月，項目投入使用，存在問題完善。

3尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用方案簡述

本項目實施方案結合尼龍66連續(xù)聚合生產工藝流程，在不影響正常生產的前提下，通過回收濃縮槽排氣，對前聚合器排氣進行噴淋，并循環(huán)利用，達到優(yōu)化生產線結構、減少蒸汽排放、減少污染的目的。endprint

3.1濃縮階段濃縮槽排氣集成回收改造簡述

濃縮槽蒸汽集成回收將此階段產生的高溫蒸汽引入一套換熱系統(tǒng)，使蒸汽冷凝為水，并收集用于替代聚合階段的生產用水，同時節(jié)約濃縮槽排氣噴淋塔噴淋用水。

3.2前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)改造簡述

建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)，通過噴淋系統(tǒng)除去此階段產生的高溫蒸汽內含有的少量己二胺及低聚物，經由一套抽吸裝置冷凝吸附剩余的潔凈蒸汽，并循環(huán)利用吸附的冷凝水。

4方案實施內容

通過對當前尼龍66連續(xù)聚合濃縮、聚合階段工藝情況進行調研分析，確定項目方案實施內容如下：

4.1濃縮槽蒸汽集成回收

在原濃縮槽排氣噴淋罐（1207）增加新的排氣回收管道，可以與原排氣管線相互切換。排氣管道安裝列管式換熱器，將其濃縮槽排氣冷凝成水，回收至循環(huán)水槽，做為系統(tǒng)循環(huán)水槽補充水使用。具體實施內容如下：

（1）熱器裝于濃縮槽排氣管道平行位置，管道由DNl50變至DN350，管道90°向下變向后，安裝換熱器。冷卻水閥門可在四樓操作。換熱器安裝操作平臺。

（2）冷凝水管從三樓頂部垂直向下，穿過樓板55-樓頂部，沿樓頂走直線進循環(huán)水槽，管徑為DN100，長度約40M。

（3）某壓力自動閥增加后閥，方便檢修壓力自動閥。進某管道增加球閥，可與新增管線相互切換。

4.2建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)

前聚合器排氣噴淋技術建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)，通過噴淋系統(tǒng)除去此階段產生的高溫蒸汽內含有的少量己二胺及低聚物，經由一套抽吸裝置冷凝吸附剩余的潔凈蒸汽，并循環(huán)利用吸附的冷凝水。

系統(tǒng)主要包括噴淋罐、噴淋水槽、循環(huán)水槽、循環(huán)泵及過濾、降溫設備。循環(huán)泵將循環(huán)水高速送至噴淋罐，使噴淋罐產生負壓，將前聚合器排氣吸至噴淋罐，噴淋后回收至噴淋水槽，形成循環(huán)噴淋系統(tǒng)。負壓噴淋罐，可有效減少低聚物附著管道，減少堵塞?；厥諠饪s槽冷凝水可稀釋循環(huán)水槽低聚物，保證系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行。具體實施內容如下：

（1）噴淋罐裝于四樓兩個前聚合器分離器之間，連接管在上方與排氣管道連接，加裝閥門，可與原排氣互相切換。噴淋水管從四樓垂直向下，穿過三樓，在二樓頂部，裝90°彎頭直接與水槽連接。彎頭與水槽管道高度差約為1M。

（2）循環(huán)水槽長2M、寬1.5M、高1.5M，體積4.5M3。補充水為WD，管徑DN25，從二樓切粒水槽處連接管道。水槽中間加設濾網、擋板，對噴淋水進行凈化。水槽置于高1M鋼平臺上，出口為DN250管道，在泵進口變徑為DN150，以防止汽蝕及供水不足問題。

（3）泵進口管徑DN150，泵前裝管道過濾器，出口依次安裝燭式過濾器、板式換熱器，管徑為DN125，管道和噴淋水管在相同位置上四樓，進入噴淋罐。

（4）在兩套系統(tǒng)出口加裝閥門，可相互切換、相互代替使用，管道過濾器共用一個。

（5）循環(huán)泵、燭式過濾器、板式換熱器，進出口安裝壓力表，板式換熱器個水管裝排放、排氣閥，燭式過濾器安裝旁通。

（6）泵進出口使用閘閥，噴淋罐、列管換熱器使用球閥。

5考核技術指標

（1）實現尼龍66連續(xù)聚合在濃縮、聚合兩個階段對空零排放。

（2）蒸汽回收不對尼龍66連續(xù)聚合整個生產過程產生影響。

（3）對于收集的回收水加以利用，節(jié)約生產用水，實現節(jié)能降耗。

6推廣與應用前景

本項目在公司本部成功實施后，最大限度的實現資源和“三廢”綜合利用，保護了生態(tài)環(huán)境，實現了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，并且降低了生產成本，提高了生產效益，使我公司產品更具市場競爭力，該項目可在子公司及行業(yè)同類公司進行推廣應用。7實施效果

本項目的成功實施，實現了尼龍66連續(xù)濃縮、聚合階段所排放廢氣的全部回收，達到了對空零排放的目標，有效減少了環(huán)境污染，并將回收的冷凝水加以利用，節(jié)能降耗。

本公司與尼龍化工公司脫鹽水按照切片噸耗1元/m3結算，按年生產時間8000小時，單條生產線濃縮槽排氣塔噴淋水*m3/小時，節(jié)約3條線噴淋水計算，則每年可節(jié)約生產成本約：

8000H**m3/H*3*1*元/m3=14*****元。

連續(xù)五條線濃縮、聚合階段向大氣中排放的己二胺及低聚物含量約1.22kg/H，則每年可減少對大氣污染物的排放量約：

8000H*1.**kg/h=9***KG。

綜上，尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用，可以幫助企業(yè)改善環(huán)境，減少污染，實現循環(huán)利用的綠色發(fā)展方向，并有助于降低企業(yè)生產成本，提高企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。endprint