尼龙66连续聚合装置废气回收与利用
席延涛
摘要：文章基于尼龙66连续聚合装置废气回收与利用，探讨结合尼龙66连续聚合生产工艺流程，在不影响正常生产的前提下，通过回收浓缩槽排气，对前聚合器排气进行喷淋，并循环利用，进而达到了优化生产线结构，减少蒸汽排放、减少污染的目的。
关键词：尼龙66；工艺流程；循环利用
1课题概况及其必要性
1.1课题承担单位概括
平顶山神马工程塑料有限责任公司是中国最大的尼龙66树脂生产供应商，专业从事尼龙66树脂及改性工程塑料产品的生产。公司现有员工638人，其中，具有大学专科以上的科技人员占职工总人数的54.2%，从事研究开发的科技人员占职工人数的13.2%。
公司本部拥有10台间歇生产聚合釜，5条连续聚合生产线，其中引进意大利诺伊公司间歇生产聚合釜3台，国产化间歇生产聚合釜7台；成熟国产化连续聚合生产线5条。其中，连续聚合生产控制采用国际先进的DCS控制系统，具有工艺先进可靠、自动化程度高、经济合理、能耗低等优点。生产装置投产至今，运行平稳，各项工艺指标均在设计值范围内，产品合格率一直稳定在95%以上。
公司研发中心，专业从事工程塑料应用的研究与新产品开发。公司与国内外多家科研院所保持着密切的合作关系，共同致力于尼龙66树脂应用领域的研究，不断开发出市场需要的产品，最大限度满足客户需求。
近年来公司科技研发硕果累累，神马尼龙66树脂产品先后被评为河南省名牌产品、石化行业知名品牌产品、中国驰名商标产品等，多次获得集团公司、平顶山市、河南省、国家及行业科技进步奖、优秀新产品奖等奖项，多项技术填补国内行业空白，授权国家发明专利，列入国家重点新产品计划等。历获国家发明专利5项，通过省、市科技鉴定成果9项，获省、市以上科技进步奖15项，公司以上科技成果奖40余项，已全部进行了成果转化，应用于各生产装置中，给企业带来了巨大经济效益。
1.2课题协助单位技术力量概况
项目施工单位为河南五建建设集团有限公司，它是一家集建筑安装施工、房地产开发、装修装饰、商品混凝土生产等多元化经营为一体的大型现代企业。1998年12月以来，公司相继通过了国际质量、环境、职业健康安全“三位一体”管理体系认证。
1.3尼龙66连续聚合装置废气回收与利用的必要性
随着近几年人们环保意识的提高，空气质量、环境污染已成为大众关注的热门话题。目前国家对环保的重视程度越来越高。从国家政策看，未来几年节能减排将成为企业的一项重要课题。
尼龙66连续聚合生产线，生产过程主要包含浓缩、反应、减压、聚合四个阶段。其中在反应、浓缩、聚合阶段需要排出大量的高温蒸汽，由于蒸汽中含有少量的己二胺及低聚物，对周边环境造成了一定的影响，也造成能源极大浪费。
本项目以企业保护环境、减少环境污染为主要目标，实现连续聚合对空‘零”，同时回收高温蒸汽冷凝水，循环利用，能够节约大量生产用水，对公司降低生产成本，实现可持续发展意义重大。
2项目前期研究、分析及准备
神马工程塑料公司本部现有尼龙66连续装置两套分两期建设，一期建设两条生产线，单线年产能1万吨，称为连续两万吨，二期建设三条生产线，单线年产能1.5万吨，称为连续三万吨，共5条生产线，连续装置设计产能6.5万吨，干燥能力2万吨。连续装置湿切片客户需求量约4.8万吨，设计产能6.5万吨。尼龙66间歇聚合装置两套分三期建设，共10台聚合釜，间歇装置设计产能5万吨，干燥能力1.7万吨。
尼龙66连续聚合工艺是相对间歇聚合而言的。物料在生产装置内持续经过不同的反应设备，完成物理化学变化，最终得到符合要求的产品。连续聚合工艺主要包含浓缩、反应、减压、聚合四个阶段，连续聚合生产线主要设备分为五大器：即浓缩槽、反应器、闪蒸器、聚合器、后聚合器，尼龙66盐溶液通过浓缩、高压缩聚、物料减压、常压缩聚和负压缩聚反应，从而制得合格的聚合物及最终的尼龙66切片。
按照一条生产线设计产能年产1万吨，每年生产8000小时，进行物料平衡计算，尼龙66连续聚合生产工艺在浓缩槽、反应器、聚合器、后聚合器即浓缩、反应、聚合阶段需要排出大量的高温蒸汽，其中后聚合器使用一套抽真空系统使物料真空下进一步除去水分以外，浓缩槽、反应器及前聚合器排气均经简单喷淋后直接对空排放，由于蒸汽中含有少量的己二胺及低聚物，对周边环境造成了一定的影响，也造成能源极大浪费。
2012年公司增加了一套反应器排气回收系统，将反应阶段产生的80%蒸汽回收处理后代替浓缩槽SH-10蒸汽加热，项目实施后节能、减排效果明显。
尼龙66连续聚合装置废气回收与利用项目结合反应器排气回收系统的实施经验，针对尼龙66连续聚合生产线浓缩、聚合阶段的排气污染、能源浪费问题，研究了浓缩槽集成蒸汽回收、前聚合器排气喷淋等技术，改原来连续聚合无序对空排放为定向回收再利用，在排气回收、保护环境方面取得了突破和技术创新。同时完善了反应器排气回收控制工艺，将反应器产生的蒸汽100%回收并利用。鉴于以上因素，我公司认为实施该项目具备可行性。
项目进度安排如下：
2016年1月至2月，进行物料衡算，提出解决方案，确定工艺路线。
2016年3月至4月，與厂家沟通确定设备选型。
2016年5月至6月，设备改造部件招标采购、制作，现场设备安装、管道预制。
2016年7月至8月，连续聚合停车检修期间，对浓缩、聚合阶段的排气管路进行改造。
2016年9月至10月，项目投入使用，存在问题完善。
3尼龙66连续聚合装置废气回收与利用方案简述
本项目实施方案结合尼龙66连续聚合生产工艺流程，在不影响正常生产的前提下，通过回收浓缩槽排气，对前聚合器排气进行喷淋，并循环利用，达到优化生产线结构、减少蒸汽排放、减少污染的目的。
3.1浓缩阶段浓缩槽排气集成回收改造简述
浓缩槽蒸汽集成回收将此阶段产生的高温蒸汽引入一套换热系统，使蒸汽冷凝为水，并收集用于替代聚合阶段的生产用水，同时节约浓缩槽排气喷淋塔喷淋用水。
3.2前聚合器排气喷淋循环系统改造简述
建立前聚合器排气喷淋循环系统，通过喷淋系统除去此阶段产生的高温蒸汽内含有的少量己二胺及低聚物，经由一套抽吸装置冷凝吸附剩余的洁净蒸汽，并循环利用吸附的冷凝水。
4方案实施内容
通过对当前尼龙66连续聚合浓缩、聚合阶段工艺情况进行调研分析，确定项目方案实施内容如下：
4.1浓缩槽蒸汽集成回收
在原浓缩槽排气喷淋罐（1207）增加新的排气回收管道，可以与原排气管线相互切换。排气管道安装列管式换热器，将其浓缩槽排气冷凝成水，回收至循环水槽，做为系统循环水槽补充水使用。具体实施内容如下：
（1）热器装于浓缩槽排气管道平行位置，管道由DNl50变至DN350，管道90°向下变向后，安装换热器。冷却水阀门可在四楼操作。换热器安装操作平台。
（2）冷凝水管從三楼顶部垂直向下，穿过楼板55-楼顶部，沿楼顶走直线进循环水槽，管径为DN100，长度约40M。
（3）某压力自动阀增加后阀，方便检修压力自动阀。进某管道增加球阀，可与新增管线相互切换。
4.2建立前聚合器排气喷淋循环系统
前聚合器排气喷淋技术建立前聚合器排气喷淋循环系统，通过喷淋系统除去此阶段产生的高温蒸汽内含有的少量己二胺及低聚物，经由一套抽吸装置冷凝吸附剩余的洁净蒸汽，并循环利用吸附的冷凝水。
系统主要包括喷淋罐、喷淋水槽、循环水槽、循环泵及过滤、降温设备。循环泵将循环水高速送至喷淋罐，使喷淋罐产生负压，将前聚合器排气吸至喷淋罐，喷淋后回收至喷淋水槽，形成循环喷淋系统。负压喷淋罐，可有效减少低聚物附着管道，减少堵塞。回收浓缩槽冷凝水可稀释循环水槽低聚物，保证系统长周期稳定运行。具体实施内容如下：
（1）喷淋罐装于四楼两个前聚合器分离器之间，连接管在上方与排气管道连接，加装阀门，可与原排气互相切换。喷淋水管从四楼垂直向下，穿过三楼，在二楼顶部，装90°弯头直接与水槽连接。弯头与水槽管道高度差约为1M。
（2）循环水槽长2M、宽1.5M、高1.5M，体积4.5M3。补充水为WD，管径DN25，从二楼切粒水槽处连接管道。水槽中间加设滤网、挡板，对喷淋水进行净化。水槽置于高1M钢平台上，出口为DN250管道，在泵进口变径为DN150，以防止汽蚀及供水不足问题。
（3）泵进口管径DN150，泵前装管道过滤器，出口依次安装烛式过滤器、板式换热器，管径为DN125，管道和喷淋水管在相同位置上四楼，进入喷淋罐。
（4）在两套系统出口加装阀门，可相互切换、相互代替使用，管道过滤器共用一个。
（5）循环泵、烛式过滤器、板式换热器，进出口安装压力表，板式换热器个水管装排放、排气阀，烛式过滤器安装旁通。
（6）泵进出口使用闸阀，喷淋罐、列管换热器使用球阀。
5考核技术指标
（1）实现尼龙66连续聚合在浓缩、聚合两个阶段对空零排放。
（2）蒸汽回收不对尼龙66连续聚合整个生产过程产生影响。
（3）对于收集的回收水加以利用，节约生产用水，实现节能降耗。
6推广与应用前景
本项目在公司本部成功实施后，最大限度的实现资源和“三废”综合利用，保护了生态环境，实现了生态环境的可持续发展，并且降低了生产成本，提高了生产效益，使我公司产品更具市场竞争力，该项目可在子公司及行业同类公司进行推广应用。7实施效果
本项目的成功实施，实现了尼龙66连续浓缩、聚合阶段所排放废气的全部回收，达到了对空零排放的目标，有效减少了环境污染，并将回收的冷凝水加以利用，节能降耗。
本公司与尼龙化工公司脱盐水按照切片吨耗1元/m3结算，按年生产时间8000小时，单条生产线浓缩槽排气塔喷淋水*m3/小时，节约3条线喷淋水计算，则每年可节约生产成本约：
8000H**m3/H*3*1*元/m3=14*****元。
连续五条线浓缩、聚合阶段向大气中排放的己二胺及低聚物含量约1.22kg/H，则每年可减少对大气污染物的排放量约：
8000H*1.**kg/h=9***KG。
综上，尼龙66连续聚合装置废气回收与利用，可以帮助企业改善环境，减少污染，实现循环利用的绿色发展方向，并有助于降低企业生产成本，提高企业可持续发展能力。
