順丁橡膠裝置溶劑降耗分析與對策

楊荀予

摘要：通過歸納總結(jié)了我國不同順丁膠生產(chǎn)過程中的溶液使用情況與溶劑走向，分析在順丁橡膠生產(chǎn)工藝中的溶劑損耗情況，從研究中發(fā)現(xiàn)其溶劑損耗的情況主要來源于三個方面，其一是裝置中尾氣的排放過程，其二是裝置中的產(chǎn)業(yè)排放問題，其三是生產(chǎn)工藝中油罐所排放的水導(dǎo)致的損耗問題，根據(jù)所面對的損耗問題來源，需采取有效的應(yīng)對措施來降低順丁橡膠裝置在生產(chǎn)過程中的溶劑損耗，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的溶劑消耗量，控制在一定范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：順丁橡膠裝置 溶劑降耗 分析與對策

前言：順丁橡膠的生產(chǎn)裝置在我國已經(jīng)運(yùn)行一段時間，已出具規(guī)模，現(xiàn)如今我國國內(nèi)常見的生產(chǎn)裝置主要分為兩類，一類為鎳系的生產(chǎn)工藝裝置，另一類為釹系的生產(chǎn)工藝裝置，這兩類生產(chǎn)工藝裝置在生產(chǎn)過程中所采用的溶劑，多數(shù)是以正己烷為溶劑，將其作為溶液的聚合體系，其作用首先是幫助物料融合，其次可稀釋體系，最后可幫助熱量傳遞。但在目前的裝置應(yīng)用過程中，溶劑的單程消耗較大，如何有效的降低溶劑的損耗問題是目前研究的熱點(diǎn)。

一、生產(chǎn)裝置中的溶劑損耗分析

在順丁橡膠生產(chǎn)裝置中，其中的正己烷溶劑走向是由精溶劑所在罐體，被送入聚合釜中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)反應(yīng)產(chǎn)生的溶液將被儲存在罐體內(nèi)，其產(chǎn)生的氣體通過裝置內(nèi)的堿洗塔被吸收，而留在罐體內(nèi)的則形成膠體狀態(tài)，并在之后通過裝置內(nèi)的凝聚釜將膠體內(nèi)的溶劑脫除干凈，后含溶劑的液體流經(jīng)分層罐經(jīng)分離后，底部的殘余廢水排掉，而處于上層的油相物質(zhì)將會被送到濕溶劑罐體內(nèi)，后再次出現(xiàn)分層情況。濕溶劑會被運(yùn)輸?shù)酱秩軇┕拗?，正己烷則由罐車被補(bǔ)充進(jìn)入粗罐劑罐中，其中的粗溶劑會以原料的形式送入脫水塔，經(jīng)過脫水塔的脫水、重塑、精制得到精溶液，得到的精制溶液則會被儲存在精制劑罐體內(nèi)，供之后的聚合反應(yīng)使用，余下的組分則會被送往運(yùn)輸車間進(jìn)行處理。

1.工藝產(chǎn)品的溶劑余量

通過分析可知，在最終得到的產(chǎn)品中仍然會有溶劑的殘留。在進(jìn)行順丁橡膠最終產(chǎn)品的成分分析的過程中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中仍舊存在殘留溶劑、水分子等組分，根據(jù)網(wǎng)頁的資料顯示，在我國的20萬噸順丁橡膠生產(chǎn)裝置的一年生產(chǎn)產(chǎn)品分析報告匯總上顯示，其中的順丁橡膠產(chǎn)品的成分中，烴類物質(zhì)的含量大概在0.005%～0.035%之間，而受到溶劑消耗所影響到的大約在0.15～0.45kg/t。

2.尾氣中損耗

其是指在溶液走向中的后尾氣處理排放問題上的損耗。在順丁橡膠裝置生產(chǎn)過程中，裝置的后處理尾氣裝置主要。包含了脫水塔、洗膠灌、膨脹設(shè)備、擠壓設(shè)備以及物質(zhì)流化床部位等，該過程的尾氣主要是由于在此過程中膠粒閃蒸而產(chǎn)生的混合蒸汽，在其后處理裝置產(chǎn)生的尾氣中，烴類的物質(zhì)含量大概在2350～6050mg/m3。若順丁橡膠裝置的產(chǎn)能大概在20萬t/a，則此時對應(yīng)的后尾氣處理產(chǎn)生的排放量大約在200000m3/h，其中溶劑的損耗大約會超過40kg/t。

3.精制中的損耗

流程中最后的精制過程中的產(chǎn)業(yè)排放所造成的溶劑損耗問題。在該產(chǎn)業(yè)排放的過程中所造成的容積損耗可分為兩種類型。一種重組分排放中，當(dāng)重組分所在的系統(tǒng)環(huán)境內(nèi)中組分的量累積到一定程度時，會使得溶劑脫水塔的底部溫度發(fā)生變化，使其快速上升。若此時中組分的含量高，則會導(dǎo)致精溶劑在反應(yīng)過程中發(fā)生反應(yīng)速率下降或不發(fā)生反應(yīng)的危害。另一種輕組分，其主要是由于含碳量較小的烴類物質(zhì)構(gòu)成，其需要通過脫輕塔將其排出罐外，從而降低其在溶劑中的積累量。由重組分所引起的溶劑損耗大約在20kg/t，由重組分所引起的溶劑損耗大約在3.4kg/t。

二、裝置中有效的降耗措施

1.凝聚工藝的優(yōu)化

在目前我國的橡膠工藝生產(chǎn)流程中，采用的凝聚工藝是三釜凝聚，且目前已經(jīng)成為了合成橡膠工藝過程中的主要凝聚工藝。而在生產(chǎn)順丁橡膠的過程中，采用三幅凝聚工藝作為其凝聚的方式，可使得在此過程中產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的損耗量減少30%以上，并使得在后邊的后處理尾氣中的烴類含量也大大的減小。使得最終生產(chǎn)的產(chǎn)品橡膠中的溶劑殘留量減少了45%以上。在三釜凝聚工藝中，生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的混合氣體，容積與水的混合物是從反應(yīng)釜的頂端擴(kuò)散出去，后再經(jīng)過收集與冷凝，將其加以回收利用，進(jìn)而可以提升整個系統(tǒng)的溶劑回收利用率。而相對于最終產(chǎn)品中的溶劑殘留情況與尾氣中烴類的含量情況，則是與反應(yīng)釜中的膠粒情況有直接關(guān)系，因此，在生產(chǎn)工藝流程中，通常會通過提高凝聚過程中的凝聚溫度，或者降低凝聚過程中的凝聚壓力，來使得焦慮在閃蒸過程中以及脫除過程中的效果。但是溫度的升高與壓力的變化將使得此過程中產(chǎn)生的蒸汽量增加，因此為了保持所產(chǎn)生的蒸汽的量與溶劑的損耗之間的動態(tài)平衡關(guān)系，三釜凝聚工藝中的反應(yīng)釜分別要保持（89℃，42kPa）、（103℃，84kPa）、（101℃，9.5kPa），其可上下浮動2個單位。

2.改進(jìn)凝聚釜的攪拌

在順丁橡膠生產(chǎn)過程中凝聚工藝是其整個工藝的關(guān)鍵，而在凝聚工藝中，凝聚釜中的攪拌操作，是其工藝成敗的關(guān)鍵，更是凝聚工藝中的核心操作，凝聚工藝中的攪拌，可直接影響到在釜內(nèi)的膠粒的分散狀況，若在凝聚工藝流程中凝聚攪拌的操作不到位，使得釜內(nèi)膠粒分散的不夠均勻分布，進(jìn)而會使得膠粒在釜內(nèi)發(fā)生聚合結(jié)塊的現(xiàn)象，這種結(jié)塊兒結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象會使得溶劑的脫除受到了限制，嚴(yán)重的狀況下會導(dǎo)致整個生產(chǎn)流程的暫停，嚴(yán)重影響了整個工藝流程，在進(jìn)行三釜凝聚工藝的設(shè)計過程中，其生產(chǎn)效率，生產(chǎn)狀況都得到了有效的改善，但在攪拌工藝上的改良卻沒有得到有效的提升。以三釜凝聚工藝中的2號凝聚釜為例，假設(shè)此時的釜內(nèi)控制液位在75%，而傳統(tǒng)的凝聚釜內(nèi)，用于參與攪拌反應(yīng)的漿葉葉片只有4層，而位于最頂層的漿液葉片，在釜內(nèi)所對應(yīng)的膠液液位，大約在55%的釜內(nèi)位置，由于受其位置所制約，使其在攪拌的過程中無法達(dá)到最佳的效果，進(jìn)而導(dǎo)致在2號凝聚釜內(nèi)，常常會出現(xiàn)液面上漂浮著一層膠粒物質(zhì)，經(jīng)過相關(guān)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在凝聚釜內(nèi)70%的液位上，在增添一層槳葉葉片，則會使得凝聚釜內(nèi)的攪拌效果極大的改善，進(jìn)而可以使得順丁橡膠的生產(chǎn)運(yùn)作周期加以延長，從之前的6個月延長至之前的三倍，從而使得順丁橡膠的生產(chǎn)更加的穩(wěn)定，而在此過程中所產(chǎn)生的溶劑損耗和蒸汽損耗得以改善。

3.濕溶劑罐的優(yōu)化

在順丁橡膠生產(chǎn)工藝中，所使用的濕溶劑罐在使用中并沒有設(shè)置脫水的裝置，緊緊依靠于人工的操作，在使用的過程中，通過人力的操控，間斷式的打開濕溶劑罐的底部閥門，進(jìn)行脫水處理。這樣式的操作方式存在很大的不利，其一，會導(dǎo)致無法在精準(zhǔn)判斷監(jiān)控罐內(nèi)的油水界面位置，因?yàn)橐笤诖诉^程中的界面需要嚴(yán)格控制在液位變送的零位以下位置上;其二，由于排放的不精確，可能會導(dǎo)致排水過程中的過度排放，進(jìn)而會引起溶劑更大的損耗問題，同時對于排放出來的污水中的油含量難以把控，很容易出現(xiàn)水油含量超標(biāo)的問題;其三，由于是人工控制，很容易出現(xiàn)脫水不及時快速的情況，使得產(chǎn)生的粗溶劑中會含有一定的游離水，直接影響后邊的精制過程。因此需要在濕溶劑罐體中增加一項(xiàng)脫水裝置的設(shè)置，首先是要。在其罐體中設(shè)立一個帶界面變送器的脫水裝置，可加強(qiáng)罐體中的監(jiān)控精密度，同時為了保證控制的力度，需要再在其內(nèi)部增設(shè)一個脫水調(diào)節(jié)閥來嚴(yán)格控制，以達(dá)到裝置的精密高效性。

結(jié)束語

綜上所述可知，在順丁橡膠裝置的生產(chǎn)過程中，溶劑損耗問題主要會集中在尾氣殘液的排放問題中，可通過一定的技術(shù)手段，對其進(jìn)行技術(shù)上的升級與操作上的優(yōu)化，比如可通過對其凝聚工藝的優(yōu)化、凝聚釜內(nèi)的操作改進(jìn)以及優(yōu)化濕溶劑罐內(nèi)裝置等進(jìn)行實(shí)際的改善，以確保最終的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率可在一定程度內(nèi)得以最大化改進(jìn)。

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1972501705296