二元酸生产装置节能措施探讨

李文明

（辽阳石化亿方工业公司，辽宁 辽阳111003）

某化工厂二元酸装置（A 线）建于1981 年，该装置利用上游尼龙厂己二酸装置排出的己二酸废液为原料，生产4、5、6 碳二羧酸。经过几次扩能改造，年处理己二酸废液37.7 kt，年产二羧酸产品5.9 kt。2004 年装置B 线建成投产，以尼龙厂醇酮装置酸性洗涤废水为原料，生产4、5、6 碳二羧酸。年处理醇酮废水74.2 kt，生产二羧酸产品16 kt。通过对装置运行过程中的耗能分析，提出了节能降耗的具体措施，以期降低装置的能耗。

1 己二酸工艺流程

己二酸装置由初蒸发、分解、氧化、三蒸发、结片、包装、尾气吸收、增浓等化工生产单元组成。工艺流程见图1。

图1 己二酸生产工艺流程Fig 1 Process of hexanedioic acid production

283#（或183#）醇酮装置水洗塔排出的酸性洗涤废水（B 线），经过常、减压二次蒸发浓缩后，产生的废水进入污水排放系统，产生的浓缩液进入反应器进行分解反应，分解产生的己醛酸和ω-羟基己酸分解液送到氧化反应器进行硝酸氧化反应。氧化反应产生的氧化液体与284#装置产生的己二酸废水（A 线含质量分数15%～20%的4、5、6碳二羧酸）经过3次减压蒸发后，蒸发产出的熔融的二羧酸进入结片机进行冷却、结片。结片后的二羧酸进入成品包装机后，经人工包装，即得到产品二羧酸。氧化反应、三蒸发产生的尾气及酸性冷凝水进入吸收和增浓系统，浓缩后产生的硝酸返回装置作为硝酸氧化反应的辅料，产生的污水进入污水系统进行综合处理。

2 能耗分析

二元酸装置生产过程中主要消耗能源介质为低压水、电、蒸汽、仪表风和氮气。其中前3项为主要能源介质。对2年来正常生产、计量正常且有代表性的月份进行水、电、汽单耗数据（见图2）对比分析[1]。

1）水耗。车间生产用水主要集中在结片机冷却用水、循环水场补水和水洗塔用水。由图2可以看出，随着产量的增加，水单耗下降明显。在双线开车产量达到1 566 t/月时，为了保证结片质量，加大新鲜水用量，水单耗反而有所增加。

2）电耗。装置设备中转机设备较多，在运机泵130 泵、大型机组9 台，总装机容量1 974 kW。装置电用量主要是机泵转机用电。除少数机泵间歇使用外冷冻机、压缩机、真空泵等绝大多数设备连续运转。随着环保要求的日益提高，在生产过程中吸收塔、洗涤塔需全负荷投用，投用机泵较往年增多，电用量也随之增加。由图2可以看出，随着生产产量的提高，电单耗呈现下降趋势。

图2 产量与水、电、汽单耗Fig 2 unit consumption of water,power and steam before taking measures

3）汽耗。装置主要工艺是蒸发工艺，这就决定了蒸汽耗用量较大，占全厂50%。蒸汽用量主要集中在三蒸发工段、初蒸发工段和增浓塔。由图2可以看出，在装置低负荷时，三蒸发和初蒸发主要用汽工序负荷低，能耗较低；随着负荷的增加，蒸汽能耗开始上升，在达到月产量850 t 时，开始出现拐点，蒸汽单耗开始下降；之后，随着负荷的增加，蒸汽单耗随之下降。在双线开车时，月产量达到1 566 t时，蒸汽单耗最低。

3 节能措施

3.1 降低水耗

针对水耗分析结果，对应采取的措施：对地下管线漏点进行细致排查，及时维修。根据结片机结片效果，减少结片机冷却水量。在用2 台压缩机关小机封冷却水。检查长流水，管线泄漏及时处理。

采取节水措施的水耗数据见表1。

表1 采取节水措施后的水单耗Tab 1 Unit consumption of water after taking measures

从表1可以看出，采取措施后，水单耗能够控制30 t/t以内[2]。

3.2 降低电耗

针对电耗分析结果，对应采取的措施：循环水风机根据循环水温度及时启停。单线生产期间停运A线结片机1台；视吸收塔（B线）吸收效果（满足环保要求不冒黄烟）停吸收泵，停该塔中段吸收。视吸收塔（A线）吸收效果停吸收8泵，停该塔顶段吸收。停除尘塔T2304塔顶风机。停用冷冻机P27011台。1 条线生产，转功率小的污水泵。严查长明灯。

采取节电措施的电耗数据见表2。

表2 采取节电措施后的电耗Tab 2 Unit consumption of power after taking measures

从表2可以看出，采取节电措施后，电单耗控制在1.4 MW·h/t以内[3]。

3.3 降低汽耗

针对汽耗分析结果，对应采取的措施：减少现场跑、冒、滴、漏，发现问题及时处理；1条线生产，停用新污水线，停送伴热。更换三蒸发大口径疏水器，选用节能型。选用疏水器为倒置桶式法兰蒸汽疏水阀DN40 mm/PN1.6 MP.。并且对疏水器进行定期检测，检测出的故障泄漏的疏水阀进行维修或更换，控制疏水器故障泄漏率在2%～5%。不仅可以消除因蒸汽泄漏带来的风险，改进蒸汽系统运行的可靠性，减少蒸汽浪费，达到降低能源消耗的目的，还可减少污水处理费用。三蒸发根据产品质量及时调整恒温时间及终点温度，节约蒸气。调整T2501增浓塔回流比，在节约蒸汽和排污之间寻求优化点。

采取节汽措施的汽耗数据见表3。

表3 采取节水措施后的水单耗Tab 3 Unit consumption of steam after taking measures

从表3可以看出，采取节汽措施后，能够实现降低蒸汽单耗，节约能耗费用。蒸汽单耗控制在10.5 t/t以内。

3.4 其他节能措施

除了采取节能措施外，还应该加强节能管理，养成良好的节能习惯：

1）要加强节能意识的培养，只有现在思想上认识节能减排的重要性，才能真正的做到节能。

2）要分工细致明确。将各节能相关的方面、设备都分解到各班组、各岗位。例如将照明灯、水龙头等分到个人，不仅任务明确，而且也方便管理，同时还能养成良好的节能习惯。

3）加密切关注装置动态。各专业要掌握装置生产的相关信息，制定出相应的节能方案，同时要根据装置设备、生产、工艺等方面的变化做出相应方案，是节能减排的措施能有效、长期的执行，从而达到节能减排的目的。

4 结束语

二元酸装置在设计负荷之内，负荷越高越经济；双线开满是最经济状态。单线生产期间，月产量在1 000～1 050 t 左右最经济，对应氧化负荷2.2 t/h。

节能措施要与装置的实际运行情况相结合，以装置的安全生产为前提，装置稳定是重点，最大限度减少装置波动。在来料充足前提下，保持全月装置均匀稳定，是最大的节能降耗，以达到装置整体效能的提高。

节能措施的实施要采取综合评价的方法，评估实施后所能达到的效果，避免节约了一种能源而浪费了另外一种能源，使节能效果打折扣或增加操作难度。