關(guān)于腈綸裝置脫單塔真空波動(dòng)的研究分析

曾化勇 李嘉平 黃瑩

(大慶石化公司腈綸廠(chǎng)聚合車(chē)間，黑龍江 大慶163714)

1、前言

大慶石化公司6.5萬(wàn)噸/年腈綸聚合裝置是采用美國(guó)氰胺公司（ACC）專(zhuān)利技術(shù)，工藝上采用二步法水相懸浮聚合。裝置共有四條生產(chǎn)線(xiàn)，每條線(xiàn)都有一套脫單系統(tǒng)，由于脫單塔是在負(fù)壓下工作的，所以保證塔內(nèi)真空度穩(wěn)定，進(jìn)而能夠很好地脫出未反應(yīng)單體，至關(guān)重要。一旦真空波動(dòng)，物料中未反應(yīng)單體將不能很好地脫出，直接隨物料進(jìn)入下一工段，這將會(huì)造成：①物料中所含單體會(huì)影響原液質(zhì)量。②在水洗工序洗出的大量AN、VA、低聚物會(huì)嚴(yán)重影響排放污水COD指標(biāo)【1】。③未反應(yīng)單體揮發(fā)，不但污染環(huán)境，影響環(huán)保，還增大單耗。影響脫單塔真空度的因素有很多，本文將對(duì)引起真空波動(dòng)的常見(jiàn)因素進(jìn)行分析。

2、控制原理

聚合后的連續(xù)反應(yīng)溢流漿液中含有聚合物、水、未反應(yīng)單體、催化劑以及在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的其它鹽類(lèi)，這些物料在終止罐內(nèi)經(jīng)2%NaOH終止反應(yīng)后，由終止出料泵送至脫單塔。漿液從脫單塔上部進(jìn)入，4kg/cm2蒸汽從脫單塔底部進(jìn)入，料液同蒸汽逆流而行。塔內(nèi)共有15層波紋板填料，在波紋板填料表面，漿液被加熱到單體的沸點(diǎn)以上，未反應(yīng)單體和部分水汽化后從塔頂部進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝回收，脫出單體的漿液由塔底出料泵輸送至下一工段。脫單塔是在絕壓（由PI4810顯示）約26kpa的條件下操作的，壓力越小，單體沸點(diǎn)越低，因此在一定的真空度條件下操作可以降低單體沸點(diǎn)。脫單塔的真空度是由塔頂端的水環(huán)式真空泵所提供。原理如圖1

3、脫單塔真空波動(dòng)的原因分析

引起脫單塔真空波動(dòng)主要有三個(gè)方面原因：①工藝控制；②設(shè)備故障；③儀表控制和檢測(cè)。

3.1 工藝控制

3.1.1 脫單塔液位異常引起真空波動(dòng)。正?？刂泼搯嗡何粸?0%。

（1）脫單塔高液位時(shí)，漿液大量進(jìn)入使脫單塔頂端的氣相空間變小，真空度同時(shí)變小。

（2）脫單塔無(wú)進(jìn)料造成低液位或空塔時(shí)，由于進(jìn)料管線(xiàn)和出料管線(xiàn)沒(méi)有介質(zhì)密封，空氣滲入使真空度變小。

3.1.2 蒸汽加入量對(duì)真空度的影響。

（1）蒸汽加入量過(guò)大時(shí)，一方面蒸汽向上托著物料，使物料不能正常向下流動(dòng)，同時(shí)還增大了聚合物中水分的蒸發(fā)，不利于漿液的后續(xù)處理。另一方面蒸汽隨物料進(jìn)入脫單出料泵體內(nèi)，形成氣縛現(xiàn)象，出料泵不能正常工作，這都容易形成高液位使脫單塔真空度變小。

（2）蒸汽壓力不穩(wěn)時(shí)，使得加入塔內(nèi)的蒸汽量忽大忽小，不但不能很好脫出單體，而且也造成脫單塔液位不斷波動(dòng)，真空度也不斷受到影響。

3.1.3 BR+1℃冷凍鹽水引起真空波動(dòng)。

BR+1℃冷凍鹽水來(lái)水溫度高或BR+1℃冷凍鹽水流量不足時(shí)，汽化的單體和水蒸汽不能得到很好的冷凝，真空泵負(fù)荷是有限的，大量未被冷凝下來(lái)的氣體彌漫在脫單塔的氣相空間，使得絕壓增大，真空度變小。

3.1.4 PHIC4805堵塞，致使回收單體和水的混合冷凝液下料不暢，引起真空波動(dòng)。

在長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程中，單體自聚形成的低分子聚合物在冷凝器管程以及PHIC4805檢測(cè)處積累堵塞，使得回收單體和水的混合冷凝液下料不暢通，冷凝液堵塞了冷凝器的管程，雖然PIC4819控制參數(shù)影響不大，但PI4810顯示值卻變大了，絕壓增大，脫單塔內(nèi)真空度變小[2]。

3.1.5 水環(huán)式真空泵的密封水量對(duì)真空的影響。

（1）密封水量小，不能很好地形成水環(huán)密封住真空系統(tǒng)，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，使得真空度變小。

（2）密封水量大，雖然形成水環(huán)密封很好，但真空泵的負(fù)荷變大，出現(xiàn)打水現(xiàn)象，抽真空的能力不足，同樣使真空度變小。

3.1.6 真空泵的放空管線(xiàn)堵塞。

經(jīng)過(guò)真空泵密封水冷卻后的余留氣體從排氣管線(xiàn)排出放空，當(dāng)排氣管線(xiàn)有堵塞時(shí)，氣體排不出去使得真空泵工作性能變差，不能很好抽真空，進(jìn)而使脫單塔真空度變小。

3.2 設(shè)備故障

3.2.1 脫單系統(tǒng)有漏點(diǎn)。在脫單系統(tǒng)的各個(gè)連接點(diǎn)，如果出現(xiàn)漏點(diǎn)：如焊接裂縫、墊片密封不好、螺栓不緊固等現(xiàn)象，那么空氣就會(huì)滲入塔內(nèi)，使真空度變小。

3.2.2 水環(huán)式真空泵性能變差，抽真空的效果不好引起脫單塔內(nèi)的真空變差，真空度變小。

3.3 儀表控制和檢測(cè)

3.3.1 PIC4819控制閥故障，不能正常自動(dòng)調(diào)節(jié)塔內(nèi)真空度，致使塔內(nèi)真空度變差。另外，剛開(kāi)車(chē)時(shí)，操作人員忘記打開(kāi)PIC4819控制閥前手閥，使PIC4819不能調(diào)節(jié)塔內(nèi)壓力，真空度變差。

3.3.2 PT4819導(dǎo)壓管有聚合物堵塞，導(dǎo)致儀表檢測(cè)失真，顯示值與實(shí)際值不符，DCS控制曲線(xiàn)顯示真空度波動(dòng)。

4、真空波動(dòng)的改進(jìn)和處理措施

4.1 工藝改進(jìn)。

在裝置剛開(kāi)工時(shí)，部分冷凝器和真空冷凝器的冷卻介質(zhì)是循環(huán)水，循環(huán)水的來(lái)水溫度在15-20℃，脫單氣體得不到很好的冷凝，導(dǎo)致放空排出的氣體還含有大量單體，這不但污染環(huán)境，增大單耗，還經(jīng)常引起塔內(nèi)真空波動(dòng)。后經(jīng)技術(shù)設(shè)計(jì)改造，改投用BR+1℃冷凍鹽水進(jìn)行冷凝，真空波動(dòng)等問(wèn)題得到了解決。

4.2 根據(jù)引起真空波動(dòng)的原因，采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

（1）如果是液位異常，及時(shí)查看原因，疏通流程，降低液位；如果是蒸汽、BR+1℃冷凍鹽水、真空泵密封水等公用工程異常，及時(shí)聯(lián)系輸送單位調(diào)整；如果是冷凝器有堵塞，則需要停車(chē)進(jìn)行清理；如果是PHIC4805堵塞，不需停車(chē)，打開(kāi)副線(xiàn)疏通堵塞聚合物即可。

（2）如果是真空泵或脫單出料泵性能差，立即切換備用泵；如果是脫單系統(tǒng)有漏點(diǎn)，立即查看關(guān)鍵連接點(diǎn)，堵漏密封真空。

（3）如果是儀表檢測(cè)問(wèn)題，聯(lián)系儀表工進(jìn)行調(diào)校。

結(jié)束語(yǔ)

綜上分析，引起真空波動(dòng)的原因主要可歸納為工藝控制問(wèn)題、設(shè)備故障、儀表檢測(cè)故障，一旦真空波動(dòng)，操作人員應(yīng)立即做出判斷，找出引起真空波動(dòng)原因，及時(shí)處理。根據(jù)本文分析討論，不但提高了操作人員判斷問(wèn)題的高效性，還減少了對(duì)后續(xù)工段造成不良沖擊。

[1]張海英.綜合治理，降低腈綸污水COD的含量.油氣田地面工程，4050407期.

[2]金城.腈綸裝置脫單塔液位波動(dòng)原因分析及改進(jìn)措施.化工自動(dòng)化及儀表，2006,33(1):89-91.