循環(huán)水溫度對(duì)裝置生產(chǎn)的影響

楊秀進(jìn)

【摘要】丙烯酰胺裝置以丙烯腈和水在金屬銅催化劑的作用下水合反應(yīng)生產(chǎn)濃度在43%～50%的丙烯酰胺溶液。在夏季，由于循環(huán)水溫度高，換熱器換熱效果差，導(dǎo)致制冷機(jī)負(fù)荷及出口壓力高，濃縮系統(tǒng)真空度降低，影響了丙烯酰胺溶液的濃度。因此，本文將針對(duì)循環(huán)水溫度高對(duì)裝置生產(chǎn)運(yùn)行和能源消耗的影響進(jìn)行探討，并提出相關(guān)建議。

【關(guān)鍵詞】丙烯酰胺溶液;濃度;循環(huán)水;溫度;真空度

一、循環(huán)水溫度高對(duì)生產(chǎn)的影響

循環(huán)水是我裝置生產(chǎn)中主要冷凝介質(zhì)，在夏季，由于環(huán)境溫度高，循環(huán)水溫度也隨之升高，最高時(shí)達(dá)31.8°C，超出了車間生產(chǎn)指標(biāo)范圍（車間指標(biāo)<28°C），另外，循環(huán)水溫度高，導(dǎo)致丙烯腈回收系統(tǒng)溫度升高，制冷機(jī)負(fù)荷及出口壓力高，濃縮系統(tǒng)閃蒸罐真空度低，生產(chǎn)操作控制困難，產(chǎn)品濃度降低，影響了裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)，具體如下：

（一）對(duì)制冷系統(tǒng)的影響

丙烯腈回收系統(tǒng)主要用循環(huán)水和液氨冷凝從濃縮系統(tǒng)閃蒸出來的水蒸氣和丙烯腈氣體。在夏季，由于循環(huán)水溫度高的影響，丙烯腈回收系統(tǒng)換熱器換熱效果差，更多的氣氨再次返回到制冷機(jī)入口，使制冷機(jī)負(fù)荷及出口壓力升高，當(dāng)制冷機(jī)的壓力達(dá)到1.60MPa時(shí)機(jī)組將自動(dòng)保護(hù)停車，裝置面臨停工的危險(xiǎn)，另外制冷系統(tǒng)壓力高將會(huì)導(dǎo)致液氨系統(tǒng)分離罐泄漏的安全隱患。

（二）對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)的影響

由于循環(huán)水溫度升高，閃蒸罐真空度降低，將會(huì)導(dǎo)致T-323中的丙烯腈含量降低，使反應(yīng)器中丙烯腈一水比例不平衡，長(zhǎng)時(shí)間形成惡性循環(huán)，將影響反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，總丙烯腈和丙烯酰胺濃度等，而且工藝調(diào)整比較緩慢，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，將影響裝置整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)。

（三）對(duì)濃縮系統(tǒng)的影響

由于循環(huán)水溫度高，造成KOC溫度升高，T-322真空度逐漸降低，另外濃縮系統(tǒng)溫度高，丙烯酰胺溶液聚合傾向大，系統(tǒng)內(nèi)聚合物量增多，主要表現(xiàn)在P-320、P-322、S-322等泵前過濾器拆洗頻繁，在夏季，泵P-320平均每天拆洗10次（平時(shí)每天平均6次），拆洗時(shí)不但增加了員工的勞動(dòng)量，還浪費(fèi)了清洗濾網(wǎng)時(shí)的脫鹽水。

（四）對(duì)產(chǎn)品的影響

循環(huán)水溫度高，直接導(dǎo)致濃縮系統(tǒng)真空度降低，使丙烯酰胺溶液中丙烯腈含量和濃度難以控制，主要對(duì)丙烯酰胺濃度影響較大，在2011年6月至9月，因循環(huán)水溫度高共造成T-324中間產(chǎn)品罐44罐約4400噸丙烯酰胺溶液未能達(dá)到裝置合格指標(biāo)。

（五）對(duì)裝置達(dá)標(biāo)的影響

循環(huán)水溫度高，使裝置的綜合能耗和丙烯腈單耗增加，綜合能就會(huì)增加，因循環(huán)水溫度高的影響，在2011年7月裝置丙烯腈單耗為0.7611t/t，超出公司達(dá)標(biāo)指標(biāo)0.760gt，另外還導(dǎo)致平穩(wěn)率A級(jí)指標(biāo)中PC-321真空度、D-322塔底溫度、D-322塔頂溫度等超出控制指標(biāo)，影響了裝置平穩(wěn)率達(dá)標(biāo)。

二、解決措施

循環(huán)水溫度高，直接影響主要是閃蒸罐T-322的真空度低，丙烯酰胺溶液不能有效提濃，造成產(chǎn)品濃度不合格，另外就是造成制冷機(jī)出口壓力升高，制冷機(jī)起跳停車，裝置停工，這兩點(diǎn)都是裝置運(yùn)行的關(guān)鍵，為解決這些問題，現(xiàn)將我的建議說明如下：

（一）處理措施

第一，在夏季，將制冷機(jī)水箱換熱器E-3532冷卻介質(zhì)由脫鹽水改為新鮮水，提高E-3532換熱效果，充分將被制冷機(jī)壓縮后的氣氨冷凝為液氨，盡量降低制冷機(jī)的負(fù)荷及出口壓力。

第二，提高S-324、S-351設(shè)定壓力，減少系統(tǒng)氣氨量，降低制冷機(jī)負(fù)荷及出口壓力，這種方法只能短時(shí)間緩解制冷機(jī)的出口壓力，時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致S-324、S-351內(nèi)部壓力不斷升高，有液氨泄露的危險(xiǎn)。

第三，當(dāng)制冷機(jī)出路壓力超過1.50MPa時(shí)，為避免制冷機(jī)出口壓力達(dá)到起跳壓力，將裝置20%冷卻水溫度提高1～2℃，減輕制冷機(jī)的負(fù)荷。

第四，產(chǎn)品中丙烯腈含量可能增加，回收的丙烯腈量相對(duì)減少，因嚴(yán)格監(jiān)視每天采樣的分析數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)D-322的氣液比來進(jìn)行控制，產(chǎn)品溶液丙烯腈含量超出控制指標(biāo)（<50mg/L）的可能性較小。

第五，當(dāng)制冷機(jī)負(fù)荷較高，出口壓力難以控制面臨停機(jī)，裝置存在停工的危險(xiǎn)時(shí)，可通過降低閃蒸罐T-322的入口溫度和調(diào)小蒸發(fā)面積，減少蒸發(fā)氣體給制冷機(jī)帶去的熱量，這樣做丙烯酰胺溶液的濃度可能會(huì)低至反應(yīng)器出口濃度40%左右。

（二）長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，從根本上解決問題

第一，裝置從95年投產(chǎn)運(yùn)行以來，制冷機(jī)組水箱冷卻器E-3532一直使用至今，設(shè)備已部分老化，管束結(jié)垢嚴(yán)重，換熱效果較差，無法將制冷機(jī)壓縮后的氣氨充分冷凝，造成制冷機(jī)出口壓力升高，所以建議更換制冷機(jī)冷凝器，增加制冷機(jī)的換熱效果，降低制冷機(jī)的出口壓力。

第二，我裝置所用的循環(huán)水是由動(dòng)力廠供應(yīng)，要求動(dòng)力廠降低循環(huán)水溫度，這是解決循環(huán)水溫度高的根本所在，但是由于全公司有很多裝置都使用循環(huán)水，各家溫度要求不一樣，而且從動(dòng)力廠出來的循環(huán)水溫度是達(dá)到公司指標(biāo)要求的，只因?yàn)榄h(huán)境溫度高，到我裝置時(shí)溫度已經(jīng)超過我裝置的指標(biāo)范圍，所以希望領(lǐng)導(dǎo)考慮在夏季環(huán)境溫度高時(shí)是否可以根據(jù)實(shí)際情況讓動(dòng)力廠將循環(huán)水溫度適當(dāng)降低。

結(jié)語(yǔ)

幾年來，由于夏季環(huán)境溫度高引起裝置循環(huán)水溫度升高，丙烯腈水回收系統(tǒng)熱量增加，制冷機(jī)壓縮后的氣氨無法充分冷凝，造成濃縮系統(tǒng)閃蒸罐T-322真空度低，制冷機(jī)負(fù)荷及出口壓力高，生產(chǎn)控制困難，使裝置產(chǎn)品濃度不合格，綜合能耗、丙烯腈單耗、MES平穩(wěn)率等均不能達(dá)到公司要求指標(biāo)，本文針對(duì)這些問題進(jìn)行了討論研究，解決問題的關(guān)鍵在于降低濃縮系統(tǒng)真空度和制冷機(jī)壓縮后氣氨良好的冷凝效果。