梁彤 白双雪
大庆炼化公司 黑龙江大庆 163411
摘要：本文对聚丙烯酰胺生产的全过程进行了科学的分析，为提高聚丙烯酰胺生产线单线产能，提高双层筛处理能力，降低研磨机负荷，车间将细粉筛网孔径由原250μm更换为220μm。更换前后的细粉产生量、产品质量进行对比，旨在摸索最优细粉筛网孔径。
关键词: 聚丙烯酰胺 细粉筛网 产量
1生产工艺简介
聚丙烯酰胺中分装置全套引进法国SNF公司技术与设备，1995年10月投产，共有8条生产线。装置设计采用均聚工艺生产阴离子型聚丙烯酰胺。共分溶解、聚合、预研磨造粒、干燥、筛分包装等五个工序，产品外观为白色颗粒，主要用于油田三次采油驱油助剂，提高油田采收率，设计年生产能力为52000吨。生产规模及工艺技术均居世界领先水平。装置自投产以来不断进行挖潜增效和技术改造，先后进行了干燥器加热介质蒸汽改导热油、干燥间外移、细粉再生、低温热利用、DCS改造等技术改造，直燃器改造均取得了预期效果。
聚丙烯酰胺装置采用丙烯酰胺水溶液聚合法生产聚丙烯酰胺，原料聚合成胶体后卸料至预研磨器内，螺杆式预研磨器对胶体进行粗切后造粒，振动式流化床干燥器对产品进行两段干燥，可进一步提高产品的质量。而先造粒后干燥的工艺顺序，使粉尘的溢出降至最低限度，其主要操作和工艺控制均由DCS系统自动完成，不但降低了工人的劳动强度，而且产品质量控制平稳。
丙烯酰胺单体在自由基催化剂的作用下，发生聚合反应。在这种特定过程中，聚合反应包括两步：首先是氧化-还原体系催化剂释放自由基，然后是偶氮类催化剂在热活化作用下释放自由基。反应将产生与发生水解的丙烯酰胺同样摩尔数的NH3及一半摩尔数的CO2。由于有气体放出，在释放出一部分气体之前胶体体积大约膨胀2.5倍。
筛分及包装工序：筛分过程是把干燥后的聚丙烯酰胺颗粒按粒径大小分离开来，粒度分布满足要求的聚丙烯酰胺颗粒包装成为最终产品。经过振动筛Z*40.60处理的物料，由风机F*50.70形成的负压，输送至旋风分离器C*50.00中，旋风分离器底部产品经旋转阀RV*50.00进入双层筛Z*50.30，旋风分离器气流中的粉尘被袋式过滤器FT*50.60收集在料斗H*50.60中。
双层振动筛分离器Z*50.30把产品分成三部分，最上层为大颗粒产品，送进研磨机G*50.40中，经研磨后进入旋风分离器C*50.00中进行正常循环；下层为细粉颗粒，进入细粉料斗H*50.50，并由螺杆S*50.30进入侧装袋或进入细粉再生系统进行再生；中层为颗粒直径在0.212～1mm的产品，由风机F*50.90形成的负压，经输送料斗H*50.35后输送至两个混合料斗H*60.00A/B中，在混合料斗H60.00A/B中装有立式螺杆，既可均匀混合产品，又能将成品输送到带式混合器H*60.10。同时，混合料斗与旋风分离器C*50.20相连，C*50.20底部物料经旋转阀RV*50.20返回旋风分离器C*50.00进行正常循环，旋风带走的少量粉尘被袋式过滤器FT*50.80收集在料斗H*50.80。
带式混合器配有螺带式搅拌器系统，既可搅拌产品，又可顺势将产品送入包装袋中。带式混合器可装750～1000kg产品，并配有称重系统对来自混合料斗中的产品进行称重，从带式混合器卸出的产品，按预先设定值包装为每袋750kg的成品。
细粉再生工序：正常生产时，开启细粉卸料螺杆S*5050电机，依靠风机F*6040形成负压，将细粉输送到预研磨器上部旋风分离器，细粉落入旋风分离器下部，通过下部旋转阀S*5020进入细粉混合器内，同时DCS开启XV*501，向混合器内进规定量的脱盐水，并通过混合器内螺杆S*5020A将细粉与脱盐水搅拌，搅拌后的块状物料进入B预研磨器中。
聚丙烯酰胺主要用于油田三次采油的驱油助剂，其单线产能直接影响稳产目标的实现。聚丙烯酰胺生产受各种因素影响较多，在保证产品质量的同时提高产量，一直是聚丙烯酰胺生产的难题同时也是一项需要长期攻关的课题。为此，我车间专为提高产品产量展开讨论，发现目前经过双层筛筛过的细粉中有较多的成品（粒度接近0.2mm），若能使这部分的物料成为成品，这样就可以提高单线产能。
2探究细粉筛网对产量影响实验
2.1实验目的
为提高聚丙烯酰胺生产线单线产能，提高双层筛处理能力，降低研磨机负荷。增大双层筛细粉筛网的孔径，从而将粒度接近0.2mm的物料筛出进入成品料斗而非进入细粉回掺内。减少细粉的产生量，增加成品的产生量，降低了细粉回掺系统的负荷，同时减少了物料再次进入干燥器多次烘干带来的过滤比超标问题。
2.2实验过程及相关数据分析
对6、7、8线细粉回掺系统更换筛网前后一周细粉螺杆启停次数及产量的平均值进行统计对比。三条线更换前一周预研磨上细粉回掺电机平均每天启停次数为124.12次，更换后平均每天启停次数为74.76次，相差49.36次。细粉斗高报时斗内的细粉的重量大约为16.277kg（估算），更换前后细粉减少49.36次*16.277Kg=803.432kg。
在4月4日、4月8日、4月9日，在平稳生产时对L5、L6、L8 的细粉产生量进行标定。具体操作步骤为：选取时间为20s，在细粉出口接取细粉三次，称量后取平均值。同样的方法，在5月13日、5月15日、5月17日，在平稳生产时对L5、L6、L7、L8 的细粉产生量进行标定。
产品中的细粉含量均小于2%，小于质量指标5%。所以此次实验中改变的细分含量是可控制的。
对四条生产线的细粉投水量进行标定，结果表明细粉回掺每运行一次需要脱盐水量：每次耗水量=3215*180.3/60=9645ml。
2.3实验结果
1、更换筛网后，平均每条线每天有803.432kg的细粉进入成品内。
2、更换前日产量平均为20.51吨，更换后日产量平均为20.83吨，每天提高0.32吨（更换筛网后雨水较多，对产量有影响，所以产量并没有预期高）。
3、更换筛网后各线细粉产生量都有明显的降低。
4、更换前后质量并没有大的波动。
5、若四条线均更换筛网后每天可节约1.904吨脱盐水，全年节约用水694.96吨。
6、细粉回掺电机额定功率为7.5千瓦，更换后四条线每天可节约电量（4*49.36*180.3*7.5/3600）*60%=44.49度（细粉回掺电机没有电流表，所以假定实际功率是额定功率的百分之六十）。全年节约电量16 241度。
通过几个月的观察对比，车间将细粉筛网孔径由原250μm更换为220μm。截止到2019年11月，产品质量上粒度均为合格，2019年单线日均产量19.77吨，较2018的单线日均产量19.23吨增加0.54吨，车间的电单耗截止11月为425.65千瓦时每吨，较2018年439.65千瓦时/吨降低了14千瓦时/吨。
3结论
此次实验证实更换筛网后可以在保证质量的前提下提高单线产量，节约电能、脱盐水。但是目前制约产量的因素较多，如夏季空气潮湿、设备维修时间、产品质量、操作人员的操作水平。提高产品产量、质量，解决生产瓶颈仍是我们需要继续探究的方向。