聚酰胺66生產(chǎn)工藝節(jié)能及其管理體系的構建方法研究

李軍朋

（平頂山神馬工程塑料有限責任公司，河南平頂山 467000）

聚酰胺66被廣泛應用于生產(chǎn)領域中，可制成各種各樣的產(chǎn)品，例如常見的制成品有輪胎以及工業(yè)絲線和民用絲線等。聚酰胺66通過加工還可以制成彈力尼龍，尼龍的命名方式是根據(jù)尼龍生產(chǎn)原料中碳原子的含量進行命名的，再通過縮聚最終形成聚酰胺66[1]。聚酰胺66生產(chǎn)工藝過程中的節(jié)能，能夠降低生產(chǎn)聚酰胺66的成本，聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能管理的體系主要是通過一系列的組織生產(chǎn)過程中的設定，形成一個良好完整的生產(chǎn)過程[2]，以及生產(chǎn)管理體系，并且以節(jié)能為目的，實現(xiàn)聚酰胺66生產(chǎn)全過程資源的節(jié)約。通過建立整套的節(jié)能管理體系，貫穿聚酰胺66的整個生產(chǎn)過程，并通過對節(jié)能方案的建立、使用、改進以及對方案的優(yōu)化，實現(xiàn)大幅度的聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能，綜合節(jié)能管理組合與辦法，融入最新節(jié)能技術以及節(jié)能產(chǎn)品，降低對原料的損耗，提升資源的利用率，從而實現(xiàn)聚酰胺66的生產(chǎn)節(jié)能。

1 聚酰胺66生產(chǎn)工藝

聚酰胺66的生產(chǎn)過程主要分為兩部分進行。第1步是聚酰胺66鹽的生產(chǎn)，聚酰胺66鹽的生產(chǎn)過程是首先制造出具有高純度和溫度的聚酰胺66鹽水溶液，主要的處理方式是利用鹽處理工程進行制造，然后再通過一系列的操作，進行高濃度的熔體聚合，最終形成的熔體聚合物，與普通的分子量分布來說差別不大，且這種高黏度的熔體質量均一，同時具有更高的可塑性，在聚酰胺66鹽的生產(chǎn)過程中，需要利用計量確定聚酰胺66鹽的含量，再進行蒸發(fā)操作，除去聚酰胺66鹽溶液中的水分，然后進行預縮聚操作，進而進行閃蒸，進一步在常壓下進行縮聚，縮聚完成之后再進行減壓縮聚，最終形成聚酰胺66鹽熔體[3]。

第2步是在完成聚酰胺66鹽縮聚之后，將聚酰胺66鹽運送至生產(chǎn)工廠進行聚酰胺66的聚合，將聚酰胺66鹽用工程車運送過來之后，將其放入到聚酰胺66生產(chǎn)工藝設備中，并加入熱穩(wěn)定劑以及催化反應劑，然后迅速進行混合攪拌，再進行多余水分的蒸發(fā)，聚酰胺66鹽的濃度增加，然后再輸送到反應器中進行初步縮聚操作，在縮聚操作完成之后，傳輸?shù)介W蒸器當中，進一步進行水分的蒸發(fā)和縮聚，此時通過機械操作將蒸發(fā)器內(nèi)的壓力降至常壓，迫使溶液中的水分與物料迅速分離。完成初步聚合的聚酰胺66鹽溶體，再由下一個聚合器進行聚合反應，進一步分離出聚合物中的水分，形成高黏度的聚合物熔體。最后將聚合物熔體送入造粒機進行造粒至此聚酰胺66形成。

聚酰胺66鹽的反應過程：

2 聚酰胺66生產(chǎn)工藝節(jié)能措施

2.1 聚酰胺66生產(chǎn)工藝節(jié)能方向

（1）聚酰胺66生產(chǎn)工藝的選擇。每種化工產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中，都可以通過不同的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出相同的產(chǎn)品，每種不同的生產(chǎn)工藝中所消耗的能源是不同的，選擇節(jié)能生產(chǎn)工藝，是聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能的主要措施之一。選擇一個最優(yōu)的生產(chǎn)工藝，能夠大幅減少能源的消耗，提升能源的利用效率，從而擴大利潤空間[4]。

（2）聚酰胺66 生產(chǎn)工藝聚合反應工程的選擇?；ぎa(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，需要流動、傳輸熱量、傳輸質量，這些都是在生成過程中需要被克服的難關，需要消耗大量的能量，如果能減少反應工程中阻力的大小，那么就可以減少能量的消耗。

（3）聚酰胺66生產(chǎn)工藝中分離工程的選擇。每種聚合物在生產(chǎn)的過程中都有不同的分離方式，用的分離器皿也不同。在進行分離時，可以選擇吸收的分離方式，也可以選擇精餾的分離方式，不同的分離方式，消耗的能量是不同的，與生產(chǎn)工藝類似。

（4）聚酰胺66生產(chǎn)工藝催化劑的選擇。在完成聚酰胺66生產(chǎn)工藝確定之后，生產(chǎn)過程中大多都需要利用催化劑進行輔助生產(chǎn)，每種催化劑所帶來的污染和所消耗的能量都是不同的，市面上有多種催化劑，人們也在熱衷于研究更多新型節(jié)能環(huán)保的催化劑應用到化工產(chǎn)品生產(chǎn)中。一個合適的催化劑能夠減少副產(chǎn)品的產(chǎn)生，并且減少污染物的產(chǎn)生，對于提高聚合物的濃度和分離過程有重要的作用。

（5）聚酰胺66生產(chǎn)工藝方法的改進。目前，常用的聚酰胺66生產(chǎn)工藝是縮聚的方式，通過在生產(chǎn)工藝過程中進行節(jié)能控制，以大幅減少能源的損耗和使用，從而達到聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能的目的。

2.2 設備節(jié)能方式

聚酰胺66生產(chǎn)工藝中使用的化工設備，每種化工設備都有其獨特的使用方式，一種化工設備可以進行的節(jié)能方式也不同，在聚酰胺66生產(chǎn)工藝所需要涉及的化工設備有以下幾個。

（1）蒸發(fā)設備。在該設備中進行節(jié)能，可以采用的方式有很多。例如從設備本身出發(fā)，可以采用多效蒸發(fā)的方式，也可以通過熱泵蒸發(fā)的方式進行節(jié)能。從原料的角度出發(fā)，可以首先對原料進行預熱，從而減少蒸發(fā)所需要的能量。

（2）聚酰胺66鹽流體輸送機械節(jié)能。在這個設備中可以利用三種方式進行節(jié)能：一是在聚酰胺66鹽壓縮的過程中，將產(chǎn)生的熱量進行回收利用，減少冷卻水轉移；二是利用可變負荷設備，對設備輸送機械的轉速進行控制，減少設備在運行過程中損耗多余能量，從而達到節(jié)能的目的；三是改變流體的回收位能，從而達到節(jié)能的目的。

（3）聚酰胺66換熱設備節(jié)能。該設備的節(jié)能方式可以通過對設備自身進行節(jié)能操作，通過提高設備的保溫性，減少熱能損耗，在設備運行過程中控制合理的溫差，降低能源損耗，并對設備進行防腐設計，預防設備出現(xiàn)結垢的情況。

（4）聚酰胺66干燥設備節(jié)能。利用排氣二次循環(huán)利用技術，提高原料的利用率，減少原料的損耗。同時避免設備中出現(xiàn)過量的空氣，導致需要花費大量的能量，并在干燥過程中產(chǎn)生的熱量進行回收。

（5）聚酰胺66塔類設備節(jié)能。塔類設備選擇及工藝控制在企業(yè)節(jié)能中將起到?jīng)Q定性的作用，對于蒸餾、萃取、解析、結晶這類工藝過程要考慮余熱利用、串聯(lián)使用等，可采用中間冷凝器和中間再沸器及熱泵等一類技術[5]。

2.3 工藝控制節(jié)能

在聚酰胺66生產(chǎn)過程中，工藝節(jié)能控制可以從兩方面進行：一是在操作過程中進行控制，避免人為因素導致的能源消耗。精準合理地把控工藝的操作過程，在適當?shù)臅r間進行適當?shù)牟僮鳎瑢⒄麄€工藝過程進行無縫銜接，從而達到節(jié)能的目的。另一方面是通過對工藝進行節(jié)能改造，減少工藝過程中不必要的操作步驟和過程，減少原料的投放，減少其他物料的使用，提升聚酰胺66原料使用效率和反應過程，控制生產(chǎn)過程中污染物的排放和其他廢料的產(chǎn)生，從而達到節(jié)能的目的。通過精準的計量和計算，協(xié)調控制聚酰胺66生產(chǎn)的工藝過程，保證聚酰胺66生產(chǎn)工藝的質量。

2.4 尼龍生產(chǎn)中的能耗分析

能量衡算是根據(jù)熱力學第一定律，即能量守恒與轉化定律，對化工過程進行能量的計算。能量的消耗在化工生產(chǎn)中是一項重要的技術經(jīng)濟指標，它是衡量工藝過程、設備設計和操作水平是否先進合理的主要指標之一。

能量衡算有兩種情況：一種是對使用中的設備和裝置進行能量方面的評價，即實際測定一些裝置或設備的能量值，通過能量衡算計算出另外一些難以測定的能量值，從而評價裝置或設備的能量利用情況；另一種是在設計新的裝置或設備時，根據(jù)己知的物料量和有關的設定條件，求出能量的變化值，進而獲得未知的物料量或溫度、功率等重要參數(shù)[6]。

本文中的能量衡算公式可用以下公式表示：

其中，ΣQ為總的熱量之和，包括熱損失在內(nèi)的所有熱量總和；ΣH2為在生產(chǎn)過程中離開生產(chǎn)設備之后各種物料的焓的總和；ΣH1為在生產(chǎn)過程中進入生產(chǎn)設備之前各種物料的焓的總和。

3 聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能管理體系的建立及運行

3.1 聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能管理體系的建立

按照行業(yè)排放標準以及國家排放標準和地方排放標準，三項標準結合，再配合國家政策和法規(guī)，建立標準化的節(jié)能管理體系。通過有針對性和有計劃性的實施聚酰胺66生產(chǎn)管理的節(jié)能，實現(xiàn)聚酰胺66節(jié)能的高效管理，在達到聚酰胺66生產(chǎn)排放標準的同時，為企業(yè)帶來利潤收入并降低企業(yè)的成本，節(jié)約能源，保護環(huán)境。

聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能管理體系的建立主要分為七步進行。第一步，領導決策與準備。主要的工作內(nèi)容是進行管理者的承諾，通過選票推薦任命領導管理代表，進一步為節(jié)能管理體系的構建提供資源；第二步，對管理體系的范圍進行界定。包括組織的活動范圍、組織的管理權限范圍、組織的現(xiàn)場區(qū)域和地理邊界、法律法規(guī)的要求、組織的產(chǎn)品和服務范圍、財務邊界和運行邊界等一系列要求在內(nèi)的范圍進行界定；第三步，初始能源的評審過程。組織通過對能源管理進行深入調查以及能源技術進行調查，確定能源節(jié)能管理體系的可行性；第四步，進行管理體系的策劃；第五步，通過專人編制節(jié)能能源管理體系文件，便于節(jié)能管理體系的運行；第六步，對初步確定的能源節(jié)能管理體系進行試運行，在試運行過程中進行查漏補缺，進一步優(yōu)化管理體系；第七步，進行節(jié)能管理體系的內(nèi)部審核，然后進一步進行管理評審，確定節(jié)能管理體系的運行方式，并正式投入運行。

3.2 聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能管理體系的運行

聚酰胺66 生產(chǎn)節(jié)能管理體系的運行基本遵循PDCA 的運行模式，通過不斷對管理體系方案的策劃、實施以及檢查方案的運行情況，糾正方案中存在的問題，并進行持續(xù)性的改進節(jié)能方案中存在誤差和優(yōu)化節(jié)能措施，具體流程見圖1所示。

圖1 聚酰胺66管理體系的運行方式

（1）管理承諾。聚酰胺66生產(chǎn)企業(yè)的領導管理層在響應生產(chǎn)節(jié)能政策時做出承諾，并督促聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能管理體系的構建，節(jié)能方案的策劃、實施等過程中監(jiān)督。

（2）能源方針。根據(jù)國家能源使用和污染物排放以及行業(yè)的相關標準和政策，熟讀政策內(nèi)容和排放標準，制定聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能方案及策劃的行為標準。

（3）策劃。建立專業(yè)的團隊組織進行聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能方案的策劃，包括對相關節(jié)能影響因素、企業(yè)需要達到的節(jié)能排放目標、國家行業(yè)標準、國家污染物排放標準、地方污染物排放標準等相結合，制定優(yōu)于已有的生產(chǎn)排放和能源使用標準的節(jié)能方案。

（4）實施運行。完成節(jié)能方案的制定后，對方案進行實施與運行，加強對資源的使用、能力的提升與培訓和預防控制等。

（5）檢查糾正。在節(jié)能方案及管理體系實施的過程中進行全過程的監(jiān)督，檢查運行實施的過程情況，對突發(fā)性狀況能夠及時做出響應并給出積極的解決意見，同時對節(jié)能管理體系和方案在運行過程中不妥當?shù)牡胤竭M行糾正，優(yōu)化聚酰胺66生產(chǎn)節(jié)能方案和管理體系，提升資源利用率。

（6）管理評審。主要是對聚酰胺66節(jié)能方案和管理體系應用之后的效果評價，以節(jié)能效果為主要的評審指標，評價管理體系和方案的節(jié)能程度和優(yōu)良性。

4 結束語

首先分析了聚酰胺66生產(chǎn)工藝的過程，并通過對聚酰胺66生產(chǎn)過程中生產(chǎn)工藝的控制，包括對生產(chǎn)工藝的選擇、反應工程的選擇、分離工程的選擇、催化劑的選擇、工藝方法的改進達到工藝生產(chǎn)節(jié)能方向的確定，進而對生產(chǎn)過程中所使用的化工設備進行節(jié)能設計，包括蒸發(fā)設備、流體輸送機械、換熱設備、干燥設備以及塔類設備等多種節(jié)能方式闡述，并控制聚酰胺66生產(chǎn)工藝中，對工藝進行改造升級，實現(xiàn)聚酰胺66的節(jié)能，為進一步鞏固聚酰胺66生產(chǎn)工藝的節(jié)能效果，建立一個節(jié)能管理體系。運用系統(tǒng)的節(jié)能方案，實現(xiàn)聚酰胺66生產(chǎn)工藝的節(jié)能，并將方案和管理體系進行落實，保證節(jié)能技術能夠切實應用到生產(chǎn)工藝中，帶動資源的利用率提升，充分發(fā)揮節(jié)能管理體系的作用。