趙振忠 , 呂自豪

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 , 河南 平頂山 467013)

己二酸是重要的有機(jī)二元酸，在化工生產(chǎn)、醫(yī)藥、潤(rùn)滑劑制造方面都有重要作用。河南神馬尼龍化工己二酸生產(chǎn)包括氧化反應(yīng)、精制提純、干燥包裝、母液濃縮和硝酸回收4個(gè)工序。生產(chǎn)用高、中、低壓蒸汽的冷凝液全部回收到一個(gè)冷凝液存儲(chǔ)罐內(nèi)，并通過離心泵輸送至熱電鍋爐使用。離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生氣縛，輸送壓力不穩(wěn)定，冷凝液罐大量蒸汽噴出。針對(duì)以上現(xiàn)象進(jìn)行分析改造，回收利用冷凝液罐蒸汽，提高熱能利用率，降低設(shè)備故障。

1 蒸汽冷凝液回收現(xiàn)狀及問題分析

己二酸裝置生產(chǎn)用的高壓蒸汽、中壓蒸汽、低壓蒸汽的冷凝液全部回收到一個(gè)冷凝液存儲(chǔ)罐內(nèi)，回收流程如圖1所示。

圖1 蒸汽冷凝液回收流程圖

高壓蒸汽與中壓蒸汽的冷凝液為135 ℃的飽和水，進(jìn)入常壓冷凝液存儲(chǔ)罐內(nèi)，由于壓力突然降低，飽和液體在罐內(nèi)放出潛熱，迅速沸騰汽化，進(jìn)行氣液兩相的分離，一部分變成蒸汽，一部分形成冷凝水。高溫飽和水閃蒸形成的冷凝水與低壓蒸汽產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)冷凝水輸送泵進(jìn)入裝置換熱器循環(huán)利用，大部分冷凝液被送至熱電鍋爐；閃蒸形成的蒸汽一部分混入冷凝液進(jìn)入冷凝液輸送泵，造成泵氣縛輸送壓力不穩(wěn)定，增加了設(shè)備的維修費(fèi)用，大部分蒸汽經(jīng)冷凝液罐氣相管噴出。在正常生產(chǎn)過程中氣相連續(xù)冒蒸汽，造成極大的浪費(fèi)，且冒出的蒸汽對(duì)周圍設(shè)備有一定的影響。如能將此部分蒸汽回收利用，可降低生產(chǎn)用低壓蒸汽單耗，提高熱能利用率，降低能源成本，實(shí)現(xiàn)清潔安全生產(chǎn)。

2 蒸汽冷凝液熱能回收利用改造

2.1 增加高中壓蒸汽冷凝液回收閃蒸系統(tǒng)

高、中壓蒸汽換熱后產(chǎn)生的冷凝液為0.19～0.25 MPa的飽和水，冷凝液罐內(nèi)放出潛熱，迅速沸騰汽化，產(chǎn)生大量的蒸汽是冷凝液罐氣相冒蒸汽和冷凝液輸送泵氣縛的主要原因。將高、中壓蒸汽冷凝液與低壓蒸汽冷凝液分開收集，低壓蒸汽冷凝液回收到低壓蒸汽冷凝液罐，高、中壓蒸汽冷凝液回收到閃蒸罐內(nèi)。收集高、中壓蒸汽換熱后產(chǎn)生的高壓飽和水至閃蒸罐，產(chǎn)生的蒸汽通過外送管線與己二酸生產(chǎn)用伴熱管線相連接，管線加外送調(diào)節(jié)閥門和止逆閥，防止伴熱管線內(nèi)蒸汽在閃蒸罐內(nèi)壓力低時(shí)反串入閃蒸罐。蒸汽外送管線調(diào)節(jié)閥與外接蒸汽輸送管線調(diào)節(jié)閥可設(shè)置邏輯關(guān)聯(lián)，優(yōu)先使用閃蒸罐內(nèi)蒸汽，充分回收利用閃蒸蒸汽，降低外接蒸汽的使用。為保證閃蒸罐的安全性，在閃蒸罐氣相放空管線增加安全閥，在閃蒸罐內(nèi)壓力高時(shí)打開泄壓。閃蒸罐設(shè)置液位計(jì)，檢測(cè)高、中壓蒸汽冷凝液閃蒸后的液位，閃蒸罐底部管線與原蒸汽冷凝罐(即低壓蒸汽冷凝液收集罐)連接，在底部管線增加與液位計(jì)相關(guān)聯(lián)的調(diào)節(jié)閥，在閃蒸罐內(nèi)液位高時(shí)打開閃蒸罐底部排放管線調(diào)節(jié)閥，從而使冷凝液進(jìn)入低壓蒸汽冷凝液收集罐?；厥樟鞒虉D如圖2所示。

圖2 蒸汽冷凝液熱能回收流程圖

混合后的低壓蒸汽冷凝液經(jīng)泵送至己二酸裝置換熱器循環(huán)利用熱量,并回到低壓蒸汽冷凝液罐降低罐內(nèi)溫度，大部分冷凝液經(jīng)外送泵外送至熱電鍋爐回收利用。為防止換熱器列管泄漏造成低壓蒸汽冷凝液成酸性，進(jìn)而引起熱電鍋爐及管線腐蝕，低壓蒸汽冷凝液收集罐增加pH計(jì)在線監(jiān)測(cè)。外送管線設(shè)置電磁閥， pH計(jì)顯示超出正常范圍自動(dòng)關(guān)閉，切斷外送管線。

2.2 閃蒸罐選型及管線配置

高壓蒸汽與中壓蒸汽的冷凝液壓力低于0.25 MPa，溫度低于150 ℃。因此選擇設(shè)計(jì)壓力為0.4 MPa，操作壓力為0.25 MPa，體積為9 m3，設(shè)計(jì)溫度240 ℃的閃蒸罐；并設(shè)置溫度計(jì)和液位計(jì)放置在原蒸汽冷凝液罐二樓相應(yīng)的最近位置。根據(jù)己二酸裝置現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的空間和設(shè)備回收冷凝液輸出蒸汽的功能，在閃蒸罐的頂部配4根管線，在底部配1根管線。作用如下：①用于收集裝置內(nèi)高壓蒸汽換熱后產(chǎn)生的飽和冷凝水。②用于收集裝置內(nèi)中壓蒸汽換熱后產(chǎn)生的飽和冷凝水。③用于安裝安全閥門，保證閃蒸罐壓力高時(shí)正常泄壓。④用于與己二酸裝置伴熱總管相連，由于設(shè)備和管線的伴熱，節(jié)省SL單耗；并在此管線上增加調(diào)節(jié)閥和止逆閥，止逆閥門為防止伴熱總管蒸汽在閃蒸罐壓力低時(shí)伴熱蒸汽串入閃蒸罐，調(diào)節(jié)閥是調(diào)整閃蒸管的壓力，為伴熱系統(tǒng)提供壓力穩(wěn)定的蒸汽。⑤底部管線加調(diào)節(jié)閥與閃蒸罐液位計(jì)自動(dòng)控制，將閃蒸罐內(nèi)產(chǎn)生的冷凝液保持在一定液位，多余液體送入原蒸汽冷凝液罐內(nèi)。

3 效果分析

通過對(duì)己二酸裝置蒸汽冷凝液熱能回收利用，原蒸汽冷凝液罐收集的冷凝液均為低溫冷凝水，溫度可維持在97 ℃；無(wú)閃蒸蒸汽混入，冷凝液輸送泵氣縛現(xiàn)象明顯減少，降低冷凝液泵的故障和檢修費(fèi)用。原蒸汽冷凝液罐氣相冒蒸汽量明顯減少，降低熱量損耗和對(duì)巡檢環(huán)境及儀電設(shè)備的影響。閃蒸罐收集高、中壓蒸汽生成的蒸汽冷凝液，經(jīng)閃蒸形成的蒸汽約1.3 t/h，降低了裝置用蒸汽量。改造后，每天可以節(jié)約蒸汽消耗30 t，按蒸汽單價(jià)103元/t計(jì)，裝置每年運(yùn)行335天，可節(jié)省費(fèi)用103.6萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

通過增加閃蒸罐對(duì)己二酸裝置冷凝液進(jìn)行差別回收，提高了熱量的利用率，減少了設(shè)備檢修費(fèi)用和檢修工藝人員的工作強(qiáng)度，改善了生產(chǎn)環(huán)境；在降低裝置用蒸汽量和產(chǎn)品單耗的同時(shí)，提升了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，符合節(jié)能降耗的綠色發(fā)展趨勢(shì)。