ABS装置节能改造措施应用与效果

2019-08-20董家辉陈伟峰孟令泽

天津化工 2019年4期

董家辉，陈伟峰，孟令泽

（天津大沽化工股份有限公司ABS 事业部,天津300455）

1 大沽化工ABS装置概况

ABS 树脂是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的共聚物，ABS 是大宗热塑性工程塑料，以其良好的物理及化学性能，广泛用于汽车、家电、通讯器械及日用品等领域。在世界范围内ABS 树脂是用途最广、用量最大的工程塑料。

天津大沽化工股份有限公司ABS 事业部包括两套ABS 生产装置，一期装置于2010 年10 月25 日开车成功，二期装置于2012 年6 月27 日开车成功，年产ABS 树脂40 万t。该项目采用先进的GE 公司“乳液接枝-本体SAN 掺混法”专利技术，以天津大沽化工临港分厂苯乙烯装置生产的苯乙烯为原料，生产五大类24 个牌号的ABS 树脂产品，建立了完善的产品线，产品填补天津市空白，形成华北地区最大的ABS 生产基地。

2 大沽化工ABS装置用能情况

大沽化工ABS 装置自2010 年10 月一期装置开车，2012 年6 月二期投产至今已运行 8 年，产量逐年提升，2017 年全年累计生产 ABS 树脂40.86 万 t。2018 年 ABS 装置继续保持高负荷生产状态，全年完成产量44.15 万t。ABS 近年来产量及能源消耗情况见表1。

表1 ABS 近年来产量及能源消耗情况

3 大沽化工用能情况分析

经过不断的改进目前ABS 能耗已降至0.179tec/tABS，自2015 年ABS 高负荷运行以来，ABS 能耗已降低达10.05%。ABS 装置自2015 至今运行能耗曲线见图1：

图1 ABS 装置自2015 年至今运行能耗曲线

大沽化工ABS 装置用能包括：水、电、蒸汽、天然气等。其中，蒸汽和电在能耗中占比较大，因此做好蒸汽与电的减耗工作对于降低ABS 装置能耗效果会十分明显。天然气占比接近1/5，降低天然气的消耗对能耗降低也有较明显影响，水耗降低对能耗降低相对较小。近年来ABS 装置能源占比如表2：

表2 近年来ABS 装置能源占比表

4 节能降耗措施

通过对ABS 装置能源消耗情况及占比情况进行分析，并结合生产中遇到的问题，大沽化工从多方面入手开展节能降耗工作，尤其侧重于电和蒸汽。

4.1 SAN 造粒改造项目：SAN 一期造粒系统为旧的立式造粒系统，设备落后，故障率高且生产过程中系统不稳定，废料率高易造成造粒系统停车。而且造粒系统设备功率大，耗电量高，造成了原料和能源的浪费。通过将整个造粒系统进行改造，使用新式全自动化的水平造粒系统，改造后设备运行稳定，废料率、停车次数明显降低。新式造粒水系统运行效果经过评估全面优于原有造粒水系统，平均每条SAN 线每年可降低电量约250000kwh，同时还能降低物耗和水耗。

4.2 开展蒸汽降耗工作：ABS 装置蒸汽消耗主要集中在PBL、HRG 单元，在聚合及后续干燥工序需使用大量蒸汽。定期对反应釜及干燥器蒸汽疏水阀进行检查校验，同时做好新式疏水阀的试用。对蒸汽凝液回收再利用，在PBL 部分外排蒸汽凝液处新增蒸汽凝液回收罐及其配套设备，将PBL 与原有HRG 蒸汽凝液收集后泵送至公用工程处理回用，减少热能浪费、降低污水产生。反应釜在生产过程中随着运行批次的增加，生成物会在内壁结垢影响换热效率。关注反应曲线，及时对反应釜进行清理，提高换热效率减少蒸汽及冷冻水消耗。

4.3 对HRG 反应釜程序优化：优化前HRG 二期反应釜主程序在冷却降温阶段通过冷冻水和蒸汽进行调节，由于使用冷冻水降温过快，随后又通蒸汽升温，造成了能源的双重浪费。优化后通过循环水降温,调整好控制参数，在满足安全的基础上降低了蒸汽与冷冻水的消耗，仅少量增加循环水的使用，平均每台釜可节省蒸汽约400t/a、冷冻水约72000t/a。

4.4 SAN 热油炉燃烧系统改造：SAN 热油炉燃烧器采用的是机械式燃烧器，在开车时不易控制，同时存在点火困难的问题。运行中经常发生故障，影响SAN 单元的正常稳定运行，且机械式燃烧器不易操作，造成天然气消耗量增加。改造后采用自动式燃烧器，操作容易，燃烧充分，减少停车。改造完成后天然气消耗也降低超过100Nm3/h，使得天然气消耗明显降低，同时产生了明显的经济效益。

4.5 SAN 热油炉天然气管线增加节能器：SAN 单元二期热油炉改造前天然气与风量比例为1∶11，改造后在二期热油炉燃烧器与燃烧器撬块之间的天然气管线上增加节能器，使天然气燃烧更加充分。自投用后，生产运行稳定,燃烧器运行正常，天然气与风量比例得到优化，热油炉出口烟气温度由改造前的192℃降低至175℃，同时天然气消耗量由改造前的574.7m3/h 降至557.9m3/h，节能效率达2.92%。

4.6 优化生产管理：针对重点耗能设备进行优化，例如掺混单元气刀风机新增并联管线项目。气刀风机掺混单元耗电量较大的辅助设备，掺混单元依次序每3 条挤出线为配备一台气刀风机，当生产线运行时需开启对应的气刀风机。改造后通过新增气刀管线将两台或者三台气刀风机并联，在合理的调整气刀阀门的情况下，可以做到运行7～8 条生产线使用两台气刀风机、运行10 条生产线使用三台气刀风机。在满足工艺要求的条件下可以减少气刀风机运行台数，既方便ABS 排产，又减少了电量的消耗。