循环水温度对装置生产的影响

杨秀进

【摘要】丙烯酰胺装置以丙烯腈和水在金属铜催化剂的作用下水合反应生产浓度在43%～50%的丙烯酰胺溶液。在夏季，由于循环水温度高，换热器换热效果差，导致制冷机负荷及出口压力高，浓缩系统真空度降低，影响了丙烯酰胺溶液的浓度。因此，本文将针对循环水温度高对装置生产运行和能源消耗的影响进行探讨，并提出相关建议。

【关键词】丙烯酰胺溶液;浓度;循环水;温度;真空度

一、循环水温度高对生产的影响

循环水是我装置生产中主要冷凝介质，在夏季，由于环境温度高，循环水温度也随之升高，最高时达31.8°C，超出了车间生产指标范围（车间指标<28°C），另外，循环水温度高，导致丙烯腈回收系统温度升高，制冷机负荷及出口压力高，浓缩系统闪蒸罐真空度低，生产操作控制困难，产品浓度降低，影响了装置的平稳生产，具体如下：

（一）对制冷系统的影响

丙烯腈回收系统主要用循环水和液氨冷凝从浓缩系统闪蒸出来的水蒸气和丙烯腈气体。在夏季，由于循环水温度高的影响，丙烯腈回收系统换热器换热效果差，更多的气氨再次返回到制冷机入口，使制冷机负荷及出口压力升高，当制冷机的压力达到1.60MPa时机组将自动保护停车，装置面临停工的危险，另外制冷系统压力高将会导致液氨系统分离罐泄漏的安全隐患。

（二）对反应系统的影响

由于循环水温度升高，闪蒸罐真空度降低，将会导致T-323中的丙烯腈含量降低，使反应器中丙烯腈一水比例不平衡，长时间形成恶性循环，将影响反应转化率，总丙烯腈和丙烯酰胺浓度等，而且工艺调整比较缓慢，随着时间的延长，将影响装置整个系统的运行平稳。

（三）对浓缩系统的影响

由于循环水温度高，造成KOC温度升高，T-322真空度逐渐降低，另外浓缩系统温度高，丙烯酰胺溶液聚合倾向大，系统内聚合物量增多，主要表现在P-320、P-322、S-322等泵前过滤器拆洗频繁，在夏季，泵P-320平均每天拆洗10次（平时每天平均6次），拆洗时不但增加了员工的劳动量，还浪费了清洗滤网时的脱盐水。

（四）對产品的影响

循环水温度高，直接导致浓缩系统真空度降低，使丙烯酰胺溶液中丙烯腈含量和浓度难以控制，主要对丙烯酰胺浓度影响较大，在2011年6月至9月，因循环水温度高共造成T-324中间产品罐44罐约4400吨丙烯酰胺溶液未能达到装置合格指标。

（五）对装置达标的影响

循环水温度高，使装置的综合能耗和丙烯腈单耗增加，综合能就会增加，因循环水温度高的影响，在2011年7月装置丙烯腈单耗为0.7611t/t，超出公司达标指标0.760gt，另外还导致平稳率A级指标中PC-321真空度、D-322塔底温度、D-322塔顶温度等超出控制指标，影响了装置平稳率达标。

二、解决措施

循环水温度高，直接影响主要是闪蒸罐T-322的真空度低，丙烯酰胺溶液不能有效提浓，造成产品浓度不合格，另外就是造成制冷机出口压力升高，制冷机起跳停车，装置停工，这两点都是装置运行的关键，为解决这些问题，现将我的建议说明如下：

（一）处理措施

第一，在夏季，将制冷机水箱换热器E-3532冷却介质由脱盐水改为新鲜水，提高E-3532换热效果，充分将被制冷机压缩后的气氨冷凝为液氨，尽量降低制冷机的负荷及出口压力。

第二，提高S-324、S-351设定压力，减少系统气氨量，降低制冷机负荷及出口压力，这种方法只能短时间缓解制冷机的出口压力，时间较长会导致S-324、S-351内部压力不断升高，有液氨泄露的危险。

第三，当制冷机出路压力超过1.50MPa时，为避免制冷机出口压力达到起跳压力，将装置20%冷却水温度提高1～2℃，减轻制冷机的负荷。

第四，产品中丙烯腈含量可能增加，回收的丙烯腈量相对减少，因严格监视每天采样的分析数据，通过调节D-322的气液比来进行控制，产品溶液丙烯腈含量超出控制指标（<50mg/L）的可能性较小。

第五，当制冷机负荷较高，出口压力难以控制面临停机，装置存在停工的危险时，可通过降低闪蒸罐T-322的入口温度和调小蒸发面积，减少蒸发气体给制冷机带去的热量，这样做丙烯酰胺溶液的浓度可能会低至反应器出口浓度40%左右。

（二）长远考虑，从根本上解决问题

第一，装置从95年投产运行以来，制冷机组水箱冷却器E-3532一直使用至今，设备已部分老化，管束结垢严重，换热效果较差，无法将制冷机压缩后的气氨充分冷凝，造成制冷机出口压力升高，所以建议更换制冷机冷凝器，增加制冷机的换热效果，降低制冷机的出口压力。

第二，我装置所用的循环水是由动力厂供应，要求动力厂降低循环水温度，这是解决循环水温度高的根本所在，但是由于全公司有很多装置都使用循环水，各家温度要求不一样，而且从动力厂出来的循环水温度是达到公司指标要求的，只因为环境温度高，到我装置时温度已经超过我装置的指标范围，所以希望领导考虑在夏季环境温度高时是否可以根据实际情况让动力厂将循环水温度适当降低。

结语

几年来，由于夏季环境温度高引起装置循环水温度升高，丙烯腈水回收系统热量增加，制冷机压缩后的气氨无法充分冷凝，造成浓缩系统闪蒸罐T-322真空度低，制冷机负荷及出口压力高，生产控制困难，使装置产品浓度不合格，综合能耗、丙烯腈单耗、MES平稳率等均不能达到公司要求指标，本文针对这些问题进行了讨论研究，解决问题的关键在于降低浓缩系统真空度和制冷机压缩后气氨良好的冷凝效果。