環(huán)己醇生產(chǎn)裝置高溫冷凝水熱能利用技術(shù)改造

季新躍 ， 寧永亮 ， 李迎春*

(1.無錫市恒禾工程咨詢設(shè)計有限公司 ， 江蘇 無錫　214031 ； 2.平頂山市神馬萬里化工股份有限公司 ， 河南 平頂山　467013)

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環(huán)己醇生產(chǎn)裝置高溫冷凝水熱能利用技術(shù)改造

季新躍1， 寧永亮2， 李迎春2*

(1.無錫市恒禾工程咨詢設(shè)計有限公司 ， 江蘇 無錫214031 ； 2.平頂山市神馬萬里化工股份有限公司 ， 河南 平頂山467013)

摘要：針對環(huán)己醇生產(chǎn)系統(tǒng)高溫冷凝水的熱能損失現(xiàn)狀，在對工藝中熱交換數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、診斷以及對熱負(fù)荷進(jìn)行模擬的基礎(chǔ)上，制定出合理的高溫冷凝水熱能回收利用優(yōu)化方案，減少了高、中壓蒸汽的用量；并結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)冷熱流之間的相互關(guān)系，改進(jìn)了換熱器的配置設(shè)計，取得了很好的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：高溫冷凝水 ； 冷熱流 ； 匹配設(shè)計 ； 節(jié)能

0前言

經(jīng)過十幾年的引進(jìn)—消化—吸收—再創(chuàng)新，整套環(huán)己醇生產(chǎn)裝置基本上完成了國產(chǎn)化改造，生產(chǎn)能力也由2.7萬t/a提高到了5萬t/a，形成了以環(huán)己醇為主導(dǎo)產(chǎn)品，環(huán)己烷、環(huán)己烯、精苯兼營的產(chǎn)業(yè)鏈條，技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量保持國內(nèi)領(lǐng)先。隨著企業(yè)節(jié)能降耗工作的深入進(jìn)行，針對環(huán)己醇生產(chǎn)系統(tǒng)高溫冷凝水的熱能損失情況，采用熱能分析、用能診斷、熱負(fù)荷模擬等能量優(yōu)化手段，設(shè)計了高溫冷凝水回收利用工藝，經(jīng)技改實施后降低了生產(chǎn)能耗，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1存在的問題

在環(huán)己醇工業(yè)化生產(chǎn)裝置中包括反應(yīng)、分離、熱交換和公用工程等操作單元，在原設(shè)計中各單元間是相對獨立的，只負(fù)責(zé)給公用工程單元提出所需的熱量和溫度條件，而公用工程單元則按照高、中壓蒸汽的熱焓和數(shù)量供給各操作單元熱能，僅限于每個單元操作系統(tǒng)，沒有經(jīng)過整套生產(chǎn)裝置的蒸汽匹配與能量優(yōu)化，這就造成許多操作單元的蒸汽使用不合理和能量損失。

環(huán)己醇裝置高、中壓蒸汽配置圖如圖1所示。

圖1　環(huán)己醇裝置高、中壓蒸汽配置圖

環(huán)己醇生產(chǎn)中使用高壓蒸汽(溫度244 ℃，壓力3.0 MPa)，中壓蒸汽(溫度200 ℃，壓力1.45 MPa)用于物料加熱，以達(dá)到物料加熱和反應(yīng)工藝所需的溫度要求。實際生產(chǎn)過程的高、中壓蒸汽經(jīng)管網(wǎng)界區(qū)送往生產(chǎn)現(xiàn)場后，通過DCS控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)裝置閘閥，再進(jìn)入所需加熱的單元設(shè)備，使用后的蒸汽冷凝液依靠蒸汽壓差進(jìn)入閃蒸儲罐中進(jìn)行閃蒸回收，產(chǎn)生的低壓蒸汽回生產(chǎn)裝置繼續(xù)使用，剩余的高溫冷凝水送往界區(qū)外處理；此時40 t/h的高溫冷凝水(溫度150 ℃，壓力0.4～0.5 MPa)有較高熱焓值，其熱能并未得到充分利用，送往下游裝置后需進(jìn)行噴淋降溫冷卻處理，才能達(dá)到排放要求，造成了大量有效熱能的損失。

2技術(shù)改造方案

2.1方案一

環(huán)己烯水合反應(yīng)器加熱盤管技改圖如圖2所示，將環(huán)己烯水合反應(yīng)器R301N的三根中壓蒸汽加熱盤管改為高溫冷凝水加熱管，充分利用高溫冷凝水的熱值將反應(yīng)物料加熱至120 ℃，滿足反應(yīng)工藝條件的要求，節(jié)約了中壓蒸汽的用量。

圖2　環(huán)己烯水合反應(yīng)器加熱盤管技改圖

2.2方案二

換熱器的熱交換流程圖如圖3所示。

圖3　換熱器的熱交換流程圖

在高壓蒸汽管道出口增加三臺換熱器，將高壓蒸汽釋放氣經(jīng)熱交換產(chǎn)生的熱能，分別用于環(huán)己醇分離塔中，將環(huán)己烯進(jìn)料從80 ℃加熱到120 ℃、苯分離塔中環(huán)己烯進(jìn)料從40 ℃加熱到88 ℃，高純水從20 ℃加熱到80 ℃，大大降低了中壓蒸汽的消耗。

2.3方案三

采用DCS控制系統(tǒng)調(diào)高溫冷凝水使用量，實現(xiàn)高、中壓蒸汽和高溫冷凝水的相互切換，以滿足生產(chǎn)系統(tǒng)中各物料的加熱和反應(yīng)過程需要，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的；在高溫冷凝水產(chǎn)生的熱能可以滿足正常生產(chǎn)時，關(guān)閉高、中壓蒸汽閥門，在出現(xiàn)異常的情況下可以隨時進(jìn)行自動切換，以保證整套裝置的正常生產(chǎn)。

2.4方案四

將高溫冷凝水經(jīng)熱能回收利用后產(chǎn)生的冷凝水，由管線輸送至工程塑料公司溶鹽工段，充分利用剩余熱量作為低溫脫鹽水和補(bǔ)充水源使用，有效降低了生產(chǎn)成本，使水資源得到循環(huán)使用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

3工藝過程

用高溫冷凝水輸送泵，將其送至使用中壓蒸汽和低壓蒸汽的各操作單元；通過DCS控制系統(tǒng)，先關(guān)閉設(shè)備的中壓蒸汽和低壓蒸汽閘閥，打開設(shè)備蒸汽導(dǎo)淋裝置，然后開啟高溫冷凝水輸送泵出口閘閥，將高溫冷凝水送入各單元設(shè)備，直至設(shè)備導(dǎo)淋內(nèi)沒有蒸汽流出，關(guān)閉導(dǎo)淋；打開回水總管閘閥和高溫冷凝水輸送泵出口閘閥，通過DCS調(diào)節(jié)閥控制高溫冷凝水用量，結(jié)合高、中壓蒸汽和高溫冷凝水相互切換模式為生產(chǎn)系統(tǒng)供熱，以滿足工藝參數(shù)對反應(yīng)物料和反應(yīng)過程所需的溫度設(shè)置，使環(huán)己醇生產(chǎn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

4節(jié)能效果

該項目實施后，平頂山市神馬萬里化工股份有限公司環(huán)己醇生產(chǎn)裝置，節(jié)約中壓蒸汽1.5 t/h、低壓蒸汽2.3 t/a，外送脫鹽水29.5 t/h。按年運行時間8 000 h計算，每年可節(jié)約中壓蒸汽12 000 t折合標(biāo)準(zhǔn)煤1 152 t，節(jié)約低壓蒸汽18 400 t折合標(biāo)準(zhǔn)煤為1 729.6 t，外送脫鹽水23.6萬t，取得了非常顯著的節(jié)能效果。

收稿日期：2016-04-12

作者簡介：季新躍(1959-)，男，高級工程師，從事工程設(shè)計與咨詢工作，電話：1592785856；聯(lián)系人：李迎春(1977-)，女，工程師，從事化工生產(chǎn)一線技改工作，電話：13903751917。

中圖分類號：TQ051.61

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1003-3467(2016)06-0042-02