终止罐防结疤系统的研制与应用

李嘉平（中国石油大庆石化公司腈纶厂，黑龙江 大庆 163714）

终止罐防结疤系统的研制与应用

李嘉平（中国石油大庆石化公司腈纶厂，黑龙江 大庆 163714）

本文针对腈纶装置终止罐结疤问题进行研制喷淋系统，使终止罐顶部各个部位均用A级水喷淋，杜绝终止罐顶部和罐壁结疤，达到检修时减轻操作难度和提高装置的运行平稳周期的目的。关键词：聚合物；混单；终止罐；疤块

混单在聚合釜中反应生成聚合物浆液，聚合物浆液要通过一个缓冲系统即终止罐进行终止反应，再进入脱单塔中脱单，然后进入下一道工序。

改造前的终止罐在每个生产周期中，物料附着在罐壁上，清理难度大，后处理困难，处理过程严重影响外排水。在生产周期内甚至由于罐壁物料堆积严重或罐壁物料脱落，直接导致聚合釜被迫停车。因为终止罐在生产过程中罐壁附着物料，是聚合装置严重的瓶颈问题，因此立项进行新型缓冲系统的设计和改造项目。

1 终止罐防结疤系统的研制与应用前系统运行情况简介

未实施聚合釜新型缓冲系统改造项目前，由于物料连续大量的通过终止罐，在搅拌的作用下，会在罐壁上附着很厚的物料层（厚度达100～200毫米），当液位发生波动时，这些物料就会脱落造成堵管线和堵泵的情况。当这些物料堆积到放空管线下方时，就极易将放空管线堵塞，造成液位失真，出料无法控制，必须被迫停车进行处理。停车检修时，要打开人孔，清理罐中的堆积物料。

2 研制与应用过程

第一轮研制：在终止罐内加一条喷淋管线，用转子控制喷淋水量，让罐顶和罐壁变的光滑。在管线末端加一个4分的直角弯头，使喷淋水垂直喷至罐顶。由于管径较大，喷淋压力低；只有一根喷淋管线，喷淋点少、喷淋覆盖面积小。试验一个生产周期后，打开终止罐人孔，效果不明显，罐顶四周依然有较厚一层的物料，罐壁附着厚度达200mm的物料。依然存在物料脱落造成被迫停车的风险。检修时必须由操作人员进入罐内进行物料清理，劳动强度没有降低。

第二轮研制：在终止罐内将喷淋管线上加一个丝头，丝头上方加一个丝堵，丝堵顶端打一个小孔，小孔正对罐顶中心。这个设计使喷淋水压力变大，喷淋水成雾状。运行一个周期后，打开终止罐人孔后，罐顶光滑无物料，罐壁一侧，占25%的面积光滑无物料。由于喷淋方向很难控制，喷淋覆盖面较小，此方案试验结束后，停止试用。当检修操作人员进入罐内物料清理时，减少了罐顶和部分罐壁的清理工作，劳动强度略有降低。

第三轮研制：在终止罐内将喷淋管线上加一段管线，出口封闭，垂直于罐顶，在管线四周开小口，使水能多角度喷淋到罐壁和罐顶。这个方案实施后，经过一个生产周期，打开人孔。罐顶和罐壁依然有部分物料堆积，有水喷淋到的部位堆积较少，由于是小孔喷淋，喷淋角度无法调节，此方案不能解决物料堆积的实质问题。

第四轮研制：借鉴以上研制的经验，为解决喷淋不均匀问题。在罐内接一根环形管线，环形管线上均匀打上小孔。经过一个运行周期后，打开人孔。罐壁一侧光滑，另一侧有物料堆积。原因是环形喷淋水入口的近端压力大，远端压力低，无法达到喷淋效果。

第五轮研制：为解决压力不均问题，又能进行大面积覆盖的喷淋。研制了更试用的设备，将一个6分丝头内并列插入数根φ6白钢管，用金属胶将细管固定。用钳子调好每个细管线的喷淋角度，调整喷淋水转子流量，使喷淋水压力足够能覆盖整个终止罐。运行一个周期后，打开终止罐，罐顶和罐壁都是光滑的，没有物料堆积。运行第二个周期，打开人孔，终止罐壁附着大量物料。检查喷淋系统，细白钢管脱落严重。原因是金属胶和丙烯腈反应，导致丝头内细白钢管脱落，失去喷淋作用。

第六轮研制：延续上次试验，将一个6分丝头内并列插入数根φ6白钢管，送到保运进行焊接，由于细白钢管的管壁薄，丝头顶端焊接空间小，焊接难度大。细白钢管焊接时，一点就漏，而且很难将管线之间的空隙封堵彻底。焊接后的喷淋设施，用水试验。无法均匀的向周围喷淋，大部分水都从丝头正前方空隙处喷出。

第七轮研制：为解决细白钢管的管壁薄不易焊接的问题，采用较粗的白钢管进行焊接，结果由于丝头内的焊接空间小，焊接的白钢管线只有三根。试验后依然存在压力低，喷淋面积小的问题。

第八轮研制：用φ57×3.5管线制作喷淋水分布器，在管线壁周围均匀钻了8个φ6的孔，将细白钢管插入孔中，由于增大了焊接空间，而且不用直接焊接细管线，打孔处周围用氩弧焊焊接，既不伤害细管线，又能保证细管线与分布器的连接无缝隙。 取3mm厚的白钢板，将白钢板切成小块，再车成圆形。做喷淋水分布器的上、下面的挡板，上面的挡板开孔。再用六分丝头制作喷淋器入口接头，焊在开孔的挡板上。细白钢管用弯管器调好角度，再用锤子将细白钢管出口砸扁，留0.5mm的缝隙。用水试压，然后装在终止罐内，再进行微调，调好弯管角度使喷淋水成雾状高压喷出，能够覆盖整个终止罐的罐壁和罐顶，形成流动的均匀保护膜。喷出雾状高压水同时起到了终止反应的作用，液面上空的飞沫状物料停止反应后，就失去了附着能力。第八轮研制的喷淋器用水量为0.2m3/h，喷淋水压力大，成雾状覆盖面大，喷淋效果理想。

3 终止罐防结疤系统研制与应用

2009年11月16日，终止B罐首先进行了终止罐防结疤系统的研制与应用，进行试验。经过一个生产周期，出料泵未出现堵泵现象，放空线没有堵塞的情况。

终止罐达到运行周期，打开人孔，罐顶和罐壁都是光滑干净的，没有堆积物料。每次停车检修，只需要打开人孔，检查终止罐的内部情况是否正常即可，降低了劳动强度。

终止罐防结疤系统研制与应用后，2011年1月获得了实用新型国家专利。

终止罐防结疤系统的研制成功，减少了物料损失，增加了经济效益。在环保方面，消除了由于堆积物料造成停泵最终导致临时停车的情况，避免了临时停开车时外排污水对环保的影响。

如图：

终止罐防结疤系统研制与应用的喷淋器图纸

3 经济效益和社会效益

（1）经济效益： 每年减少因终止罐壁物料堆积被迫停车3台次，每台次检修处理用时3天，每天24小时，聚合物干基产量2吨/小时，每吨干基效益为0.23万元。增产经济效益=3台次×3天× 24小时× 2吨/小时× 0.23万元=99.3万元

每年停开车24台次，每次减少损失物料0.2吨，物料1.2万元/吨。节省物料经济效益=24台次× 0.2吨× 1.2万元/吨=5.8万元。每年减少碱煮12台次，每次消耗30%NaOH溶液0.8立方米，单价0.23万元/吨。节约NaOH经济效益=12台次× 0.8立方米× 0.23万元/吨=2.2万元。经济效益合计：每年增加经济效益合计=99.3+5.8+2.2=107.3万元

（2）社会效益： 2009年以前，终止罐运行50天，物料便堆积严重，达到70%液位就会冒罐，因此必须停车检修。如果不停车，物料随时有可能脱落造成管线堵塞，导致冒罐，冒罐会严重影响外排污水。因此终止罐运行周期短，也成了影响装置产量的一个瓶颈问题。终止罐防结疤系统研制与应用后，聚合釜的运行周期不再受终止罐的影响，每台釜可以平稳运行60天左右。2009年以前，平均年产干基6.5万吨，2009年产量达到6.8万吨，2011年10月份产量达到5.7万吨，年底产量预计超过6.9万吨。

终止罐体积只有1.7m3，操作空间小，罐内有搅拌和折流板，清理堆积的物料时，操作人员在罐内作业困难。罐内温度高，空气流通不畅，带着防毒面罩呼吸困难，大量的汗液导致视线不好， 容易被碰伤。由于堆积的物料里含有大量丙烯腈，极易渗透皮肤，操作时身上必须缠塑料布，皮肤依然有强烈的刺痛感，每隔20分钟就要换人，每次清理工作长达3到5小时，人员多次轮换。皮肤较薄的部位，如睾丸，红肿疼痛剧烈，几天疼痛感才能减退。终止罐防结疤系统研制与应用后，此项作业已成为历史，不再需要清罐。

4 结语

在不影响产品质量和外排污水指标的同时，每年增加经济效益107.3万元 ，解决了终止罐运行周期短的瓶颈问题，增加了装置的产量。降低了操作人员检修时的工作强度，减少了有毒挥发物料对操作人员的伤害。减小了外排污水对环保的影响 。