煉油與化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第18卷聚乙烯裝置的節(jié)能設(shè)計(jì)王懷薦(大慶石化工程有限公司,黑龍匯大慶163714)摘要:文中闡述了幾種氣相法生產(chǎn)聚乙烯裝置的技術(shù)指標(biāo)、公用工程消耗和綜合能耗;針對(duì)目前技術(shù)較為先進(jìn)的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù),說(shuō)明了在設(shè)計(jì)該裝置時(shí)采用的節(jié)能設(shè)計(jì),對(duì)今后的聚乙烯裝置的節(jié)能設(shè)計(jì)具有-定的參考和借鑒作用。關(guān)鍵詞:氣相法;聚乙烯裝置;節(jié)能設(shè)計(jì)中圖分類號(hào):TQ325.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671- 4962007)03- 00066 -03固定資產(chǎn)投資T程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè),應(yīng)當(dāng)慮技術(shù)的先進(jìn)性和投資因素，還有一項(xiàng)重要指標(biāo)遵守合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范。制定有關(guān)節(jié)就是公用T程消耗。幾種氣相法聚乙烯工藝技術(shù)能的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)做到技術(shù).上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理,并不對(duì)比見(jiàn)表1。斷加以完善和改進(jìn)。制定單位產(chǎn)品能耗限額應(yīng)當(dāng)表1幾種氣相法聚乙烯工藝技術(shù)對(duì)比科學(xué)、合理。用能單位應(yīng)當(dāng)按照合理用能的原則,比較內(nèi)容A技術(shù).B技術(shù)C技術(shù).加強(qiáng)節(jié)能管理，制定并組織實(shí)施本單位的節(jié)能技冷卻水/t130140150術(shù)措施,降低能耗。采用先進(jìn)的節(jié)能工藝、技術(shù)、設(shè)蒸汽/t .0.0650.10.205備和材料。電/kWh37520420能耗/MJ602271097778衡量石油化工裝置的先進(jìn)性，除了考慮裝置總單體單耗/t1.0151.0191.020投資、環(huán)境保護(hù)等因素外，還需要考慮另外- -種重總操作成本元4 4904 539要因素,即裝置的燃料和動(dòng)力綜合能耗。操作成本/(萬(wàn)元'a")107 760108 936112 4641聚乙烯裝置技術(shù)及綜合能耗由表1可以看出,A技術(shù)的工藝技術(shù)操作費(fèi)1.1聚乙烯裝置技術(shù)用低,能耗、物耗在同類技術(shù)中是最低的。該技術(shù)目前生產(chǎn)全密度聚乙烯的工藝技術(shù)有氣相工藝首先是安全、健康環(huán)保,消費(fèi)者安全(產(chǎn)品無(wú)法、漿液法和溶液法。各種工藝技術(shù)都有其不同的污染),裝置可靠,生產(chǎn)費(fèi)用最低,同時(shí)對(duì)原料的要優(yōu)缺點(diǎn),都有好的產(chǎn)品,成熟的工藝路線。雖然溶求低。液法產(chǎn)品質(zhì)量好,但投資高,消耗高。綜合分析投1.2工藝流程簡(jiǎn)述資消耗產(chǎn)品范圍、生產(chǎn)成本等因素,氣相法略好氣相法聚乙烯裝置以乙烯為主要原料,丁于漿液法。烯或己烯為共聚單體，采用流化床聚合工藝,生在具體選擇聚乙烯工藝技術(shù)路線"時(shí),除了考產(chǎn)線性低密度和部分中、高密度聚乙烯顆粒樹鉻);(2)使用專用的乙醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油(堿度參考文獻(xiàn):較高,可中和乙醇燃料燃燒產(chǎn)生的乙酸)。[1].王春杰,崔半,王球,等我國(guó)推廣車用乙醇汽油過(guò)程中面臨的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施[].石油與天然氣化工,2004,3:13-15.3結(jié)束語(yǔ)車用乙醇汽油在實(shí)際使用過(guò)程中能顯著降[2] H興才,李德鋼.楊劍光，等柴油機(jī)燃用乙醇柴油燃料的燃燒與排放特性[J汽車L程,2004,2:25-28.低汽車尾氣中H、C和C0的排放量,有利于改善中國(guó)煤化工的問(wèn)題及建議[J]煉油環(huán)境推廣使用車用乙醇汽油是國(guó)家的一項(xiàng)戰(zhàn)略YHCNMHG性舉措,對(duì)緩解我國(guó)石油資源短缺、減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴性、改善大氣環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和收稿日期:2007-05-09作者簡(jiǎn)介:李永平，男,北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制.上程學(xué)院在消費(fèi)的良性循環(huán)及可持續(xù)發(fā)展,具有積極意義。校學(xué)生,兒發(fā)表多篇論文。2007年第3期王懷薦聚乙烯裴置的節(jié)能設(shè)計(jì)7脂。生產(chǎn)產(chǎn)品密度為0.915-0.965 g/em' ,熔融指數(shù)石油化T裝置機(jī)泵電耗占裝置總電耗的比例為0.05~155 g/10min。 該工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單,流程較較大,由于電屬于高質(zhì)最能源,裝置中節(jié)約電能有短，聚合反應(yīng)本身是壓力自限性的，沒(méi)有超壓危顯著的節(jié)能效益。險(xiǎn)。設(shè)備臺(tái)數(shù)較其他聚乙烯T藝少,材質(zhì)要求不石油化工裝置由于生產(chǎn)方案、原料產(chǎn)品運(yùn)輸、高。操作條件比較緩和,無(wú)高溫,壓力低。自動(dòng)化市場(chǎng)情況等原因 ,常常處于低負(fù)荷運(yùn)行,加之裝置水平高,安全連鎖比較齊全,并用計(jì)算機(jī)控制。產(chǎn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮安全裕量和裝置擴(kuò)建發(fā)展的設(shè)品用途廣泛。三廢少,對(duì)環(huán)境影響小,很容易滿足想,使得許多機(jī)泵處于低負(fù)荷運(yùn)行。此外,一些機(jī)環(huán)保要求。泵受裝置加工方案、氣候、季節(jié)等因素的影響，負(fù)T藝主要內(nèi)原料的精制.氣相流化床反應(yīng)、樹荷率波動(dòng)較大，通常的做法是在低負(fù)荷下采用調(diào)脂脫氣、排放氣回收、添加劑添加、造粒、樹脂處節(jié)閥節(jié)流控制,造成大量的能量損失，為改變這一理、產(chǎn)品包裝和貯存等部分組成。采用單反應(yīng)器氣狀況,應(yīng)用機(jī)泵的轉(zhuǎn)數(shù)變化調(diào)節(jié)流量，避免機(jī)泵的相流化床工藝生產(chǎn)，使用Ziegler-Nata催化劑。原節(jié)流損失。料中所含的水、氧氣、-氧化碳.二氧化碳對(duì)催化聚乙烯裝置設(shè)計(jì)中采用變頻電機(jī)以節(jié)約利用劑有毒化作用,所以反應(yīng)物料乙烯共聚單體、異電能。 裝置中計(jì)量泵全部設(shè)計(jì)采用變頻電機(jī)調(diào)節(jié)戊烷、氮?dú)飧鶕?jù)進(jìn)料質(zhì)量情況進(jìn)行精制除去上述流量;添加劑系統(tǒng)加料器全部設(shè)計(jì)采用變頻電機(jī)雜質(zhì)。乙烯共聚單體(丁烯-1和已烯- 1 )在流化床調(diào)節(jié)流量;旋轉(zhuǎn)閥、旋轉(zhuǎn)加料器全部設(shè)計(jì)采用變頻反應(yīng)器進(jìn)行聚合,生成粒狀聚合物,載體型鈦或鉻電機(jī)根據(jù)流量調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù);造粒系統(tǒng)熔融泵、切粒機(jī)催化劑不斷地加到反應(yīng)器中,產(chǎn)品粉料通過(guò)排料設(shè)計(jì)采用變頻電機(jī)。系統(tǒng)不斷地撤出,樹脂經(jīng)過(guò)脫氣、添加劑添加后就(2)采用設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)可進(jìn)行造粒。循環(huán)氣壓縮機(jī)為裝置關(guān)鍵設(shè)備,是除造粒擠反應(yīng)回路由-一個(gè)流化床反應(yīng)器,-個(gè)循環(huán)氣出機(jī)外裝 置的最大用電用戶。在設(shè)備選型時(shí),注意壓縮機(jī)和一個(gè)循環(huán)氣冷卻器組成。反應(yīng)器是一個(gè)要 求制造商采用高效率的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)點(diǎn)多連續(xù)返混的反應(yīng)器。流化床含有痕量催化劑和粒變效率不得低于82 %，并在其它各種L況下都應(yīng)狀聚乙烯樹脂。反應(yīng)器中樹脂總量介于2~3倍的保持高的效率。每h產(chǎn)率之間。循環(huán)氣壓縮機(jī)使反應(yīng)氣通過(guò)床層調(diào)溫水換熱器采用板式換熱器，提高換熱溫循環(huán)以提供良好返混所需要的攪拌作用，將原料差,降低循環(huán)水用量。對(duì)于水一水換熱,板式換熱帶至反應(yīng)區(qū)并帶走反應(yīng)熱。床層中沒(méi)有大的溫度器應(yīng)該是效率最高的大型換熱設(shè)備?；驖舛忍荻取７磻?yīng)熱由一個(gè)外部的管殼式氣- -水對(duì)高速泵、離心泵、屏蔽泵等離心式泵,在設(shè)換熱器從反應(yīng)循環(huán)氣中帶走。備選型時(shí),要求性能曲線盡量平,不能出現(xiàn)陡峰。產(chǎn)品性質(zhì)通過(guò)調(diào)整反應(yīng)條件來(lái)控制。熔融指要求采用效率高、能力合適的泵,并在較寬的流量數(shù)和密度通過(guò)分別調(diào)整循環(huán)氣中氫氣和乙烯的比區(qū)間內(nèi)都保持較高的效率,以節(jié)省電力消耗。以及共聚單體和乙烯的比來(lái)控制。調(diào)整進(jìn)料速率共聚單體脫氣塔采用散堆填料，降低全塔壓控制氣體組成。系統(tǒng)壓力通過(guò)調(diào)整乙烯進(jìn)料速率降,降低塔底溫度,節(jié)省重沸器蒸汽耗量和冷凝器來(lái)保持恒定。溫度溫和，可通過(guò)調(diào)整循環(huán)氣返回循環(huán)水耗量。反應(yīng)器的溫度將其控制在恒定值。通過(guò)使用不同裝置各部位再生時(shí)需要的再生氬氣流量差別的催化劑使分子量分布從寬到窄之間改變。產(chǎn)率很大,大的需要5400kgh,小的只需要400kg/h。高度靈活，可通過(guò)調(diào)整催化劑進(jìn)料速率調(diào)整。操為適 應(yīng)此不同T況,氮?dú)饧訜崞鞯獨(dú)獬鯱相應(yīng)設(shè)作下限只受造粒的限制。樹脂性質(zhì)不隨產(chǎn)率而改置兩調(diào)節(jié)閥,分別適應(yīng)大、小兩種1況,同時(shí)要求變。氮中國(guó)煤化工也要適應(yīng)此2種T.2聚乙烯裝置設(shè)計(jì)中采用的節(jié)能設(shè)計(jì)況CNMHG2.1設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮的節(jié)能設(shè)計(jì)在造粒系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)中,混煉機(jī)在正常生產(chǎn)(1)采用機(jī)泵調(diào)速技術(shù)過(guò)程中功率消耗比較高,能耗將近10 MW ,但混煉煉油與化T.RFFINING ANI) CHEMICAL INDUSTRY第18卷機(jī)的生產(chǎn)能力要求是從50%到110%，對(duì)于低生的平均溫度低于27 C時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)大于產(chǎn)能力的情況,由于電機(jī)功率比較大,做變頻很困0.064 W/m.C。難,但在設(shè)計(jì)中對(duì)電機(jī)要求采用雙速電機(jī),因此在(4)工藝流程的節(jié)能設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力低時(shí)采用低速，這樣在能耗中就達(dá)到了原料乙烯在進(jìn)脫CO床之前,與乙烯脫氧床出節(jié)約能源的目的。來(lái)的熱乙烯換熱，充分利用乙烯脫氧反應(yīng)的反應(yīng)造粒系統(tǒng)中另外- -臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備熔融泵，出口熱預(yù)熱乙烯后進(jìn)脫CO床，節(jié)省了蒸汽耗量。壓力大,能耗也比較大,電機(jī)為1 200 kW,齒輪泵總體布置順流程物料方向，減少物料輸送行適應(yīng)的能力范圍比較大,同樣考慮節(jié)約能耗,采用程，降低動(dòng)力消耗。脫氣倉(cāng)直接布置在造粒機(jī)上了變頻電機(jī)以使在不同能力下耗能最低。造粒系方,利用反應(yīng)系統(tǒng)自身壓力將粉料輸送到脫氣倉(cāng),統(tǒng)所選設(shè)備為日本神戶制鋼的設(shè)備，該設(shè)備簡(jiǎn)體不需要風(fēng)送系統(tǒng)。帶有夾套,用于筒體的加熱,但該設(shè)備的設(shè)計(jì)中的下料系統(tǒng)輸送氣采用回收系統(tǒng)壓縮尾氣，只優(yōu)點(diǎn)是筒體的加熱僅在設(shè)備開車時(shí)需要加熱,正在回收系統(tǒng)故障時(shí)采用氮?dú)庾鳛檩斔蜌?，?jié)省廠常生產(chǎn)中不再需要對(duì)簡(jiǎn)體的加熱，這樣也節(jié)約了氮?dú)庀?。能耗?.2操作過(guò)程中考慮的節(jié)能設(shè)計(jì)氣力輸送系統(tǒng)中的B和C線的輸送能力比較為保證流化床操作和取反應(yīng)熱，循環(huán)氣流量大，在對(duì)于提供壓縮氣源的機(jī)械選擇中既可以選必須保證充足、穩(wěn)定。對(duì)于不同密度、不同共聚單擇羅茨風(fēng)機(jī)也可以選擇螺桿壓縮機(jī)，但采用不同體的各牌號(hào)產(chǎn)品來(lái)講,由于反應(yīng)熱、形成粉料粒子的類型的設(shè)備其能耗是不樣的，采用羅茨風(fēng)機(jī)的直徑分布、床層高度凝液含量的不同,最適宜只能選擇2開1備(每臺(tái)風(fēng)機(jī)提供1/2的風(fēng)量)的的循環(huán)氣流量對(duì)不同牌號(hào)來(lái)講也有所不同,因此,配置,而螺桿壓縮機(jī)采用1開1備(每臺(tái)風(fēng)機(jī)提供選擇正確的流量對(duì)聚合的穩(wěn)定及能量的消耗都是全部風(fēng)量)即可,一臺(tái)螺桿壓縮機(jī)的能耗要比2臺(tái)有益的。風(fēng)機(jī)的能耗低。生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)注意反應(yīng)溫度、壓力、靜(3)選用優(yōu)質(zhì)的絕熱材料,降低熱、冷損失電、催化劑進(jìn)料、單體進(jìn)料等各種聚合反應(yīng)的影聚乙烯裝置中的下列設(shè)備和管道應(yīng)進(jìn)行隔熱響參數(shù)的變化，減少不合格料的數(shù)量，從而減少保溫,以避免熱量損失。不合格料反摻的幾率，降低反摻風(fēng)送系統(tǒng)的電力設(shè)備和管道的外表面溫度在50C以上:時(shí),除消耗。工藝有散熱要求者外,均應(yīng)設(shè)置隔熱保溫層;工藝3結(jié)束語(yǔ)生產(chǎn)過(guò)程安求隔熱的設(shè)備和管道(含管件、閥門采用先進(jìn)的氣相法聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)的聚等);為減少設(shè)備和管道的熱量損失;聚乙烯裝置乙烯裝置在綜合能耗方面領(lǐng)先于其它技術(shù)。聚乙中的設(shè)備和管道應(yīng)進(jìn)行隔熱保冷，以避免冷量損烯裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中,采用機(jī)泵調(diào)速技術(shù)、選用設(shè)備采用節(jié)能設(shè)計(jì)、選用優(yōu)質(zhì)的絕熱材料和工藝流程為減少設(shè)備和管道的冷量損失;操作溫度在優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)聚乙烯裝置的節(jié)能起到相當(dāng)重要10 C及其以下的設(shè)備和管道,除了希望有熱增益的作用。采用節(jié)能設(shè)計(jì)的聚乙烯裝置產(chǎn)品具有較的地方。強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。聚乙烯裝置中的設(shè)備和管道隔熱材料及其制參考文獻(xiàn):品的性能，應(yīng)符合下列要求。1陳安民石泊化T過(guò)程節(jié)能方法和技術(shù)[M.北京:中國(guó)石化出版社t, 1995:36- 39.隔熱性能良好，具有隨溫度變化的導(dǎo)熱系數(shù)[2]潘杰機(jī)泵變速節(jié)能方法探討[J]煉油設(shè)計(jì).200S,7:1-19.方程式或圖表,對(duì)于松散或可壓縮的隔熱材料,應(yīng)中國(guó)煤化工U煉油設(shè)計(jì),203.:選擇能提供在使用密度下的導(dǎo)熱系數(shù)方程式或圖表的產(chǎn)品。THCNMHG收稿日期:2007-05-15在實(shí)際運(yùn)行中，隔熱材料的平均溫度低于作者簡(jiǎn)介:王懷薦.男,工程師，1997年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)化350 C時(shí),導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12 W/m. C,保冷材料學(xué)工程專業(yè),現(xiàn)從事化工工藝設(shè)計(jì)工作。