季新跃 ， 宁永亮 ， 李迎春*

(1.无锡市恒禾工程咨询设计有限公司 ， 江苏 无锡　214031 ； 2.平顶山市神马万里化工股份有限公司 ， 河南 平顶山　467013)



环己醇生产装置高温冷凝水热能利用技术改造

季新跃1， 宁永亮2， 李迎春2*

(1.无锡市恒禾工程咨询设计有限公司 ， 江苏 无锡214031 ； 2.平顶山市神马万里化工股份有限公司 ， 河南 平顶山467013)

摘要：针对环己醇生产系统高温冷凝水的热能损失现状，在对工艺中热交换数据进行采集、诊断以及对热负荷进行模拟的基础上，制定出合理的高温冷凝水热能回收利用优化方案，减少了高、中压蒸汽的用量；并结合生产系统冷热流之间的相互关系，改进了换热器的配置设计，取得了很好的节能效果。

关键词：高温冷凝水 ； 冷热流 ； 匹配设计 ； 节能

0前言

经过十几年的引进—消化—吸收—再创新，整套环己醇生产装置基本上完成了国产化改造，生产能力也由2.7万t/a提高到了5万t/a，形成了以环己醇为主导产品，环己烷、环己烯、精苯兼营的产业链条，技术水平和产品质量保持国内领先。随着企业节能降耗工作的深入进行，针对环己醇生产系统高温冷凝水的热能损失情况，采用热能分析、用能诊断、热负荷模拟等能量优化手段，设计了高温冷凝水回收利用工艺，经技改实施后降低了生产能耗，取得了较好的经济效益。

1存在的问题

在环己醇工业化生产装置中包括反应、分离、热交换和公用工程等操作单元，在原设计中各单元间是相对独立的，只负责给公用工程单元提出所需的热量和温度条件，而公用工程单元则按照高、中压蒸汽的热焓和数量供给各操作单元热能，仅限于每个单元操作系统，没有经过整套生产装置的蒸汽匹配与能量优化，这就造成许多操作单元的蒸汽使用不合理和能量损失。

环己醇装置高、中压蒸汽配置图如图1所示。

图1　环己醇装置高、中压蒸汽配置图

环己醇生产中使用高压蒸汽(温度244 ℃，压力3.0 MPa)，中压蒸汽(温度200 ℃，压力1.45 MPa)用于物料加热，以达到物料加热和反应工艺所需的温度要求。实际生产过程的高、中压蒸汽经管网界区送往生产现场后，通过DCS控制系统调节装置闸阀，再进入所需加热的单元设备，使用后的蒸汽冷凝液依靠蒸汽压差进入闪蒸储罐中进行闪蒸回收，产生的低压蒸汽回生产装置继续使用，剩余的高温冷凝水送往界区外处理；此时40 t/h的高温冷凝水(温度150 ℃，压力0.4～0.5 MPa)有较高热焓值，其热能并未得到充分利用，送往下游装置后需进行喷淋降温冷却处理，才能达到排放要求，造成了大量有效热能的损失。

2技术改造方案

2.1方案一

环己烯水合反应器加热盘管技改图如图2所示，将环己烯水合反应器R301N的三根中压蒸汽加热盘管改为高温冷凝水加热管，充分利用高温冷凝水的热值将反应物料加热至120 ℃，满足反应工艺条件的要求，节约了中压蒸汽的用量。

图2　环己烯水合反应器加热盘管技改图

2.2方案二

换热器的热交换流程图如图3所示。

图3　换热器的热交换流程图

在高压蒸汽管道出口增加三台换热器，将高压蒸汽释放气经热交换产生的热能，分别用于环己醇分离塔中，将环己烯进料从80 ℃加热到120 ℃、苯分离塔中环己烯进料从40 ℃加热到88 ℃，高纯水从20 ℃加热到80 ℃，大大降低了中压蒸汽的消耗。

2.3方案三

采用DCS控制系统调高温冷凝水使用量，实现高、中压蒸汽和高温冷凝水的相互切换，以满足生产系统中各物料的加热和反应过程需要，从而达到节能降耗的目的；在高温冷凝水产生的热能可以满足正常生产时，关闭高、中压蒸汽阀门，在出现异常的情况下可以随时进行自动切换，以保证整套装置的正常生产。

2.4方案四

将高温冷凝水经热能回收利用后产生的冷凝水，由管线输送至工程塑料公司溶盐工段，充分利用剩余热量作为低温脱盐水和补充水源使用，有效降低了生产成本，使水资源得到循环使用，取得了很好的经济和社会效益。

3工艺过程

用高温冷凝水输送泵，将其送至使用中压蒸汽和低压蒸汽的各操作单元；通过DCS控制系统，先关闭设备的中压蒸汽和低压蒸汽闸阀，打开设备蒸汽导淋装置，然后开启高温冷凝水输送泵出口闸阀，将高温冷凝水送入各单元设备，直至设备导淋内没有蒸汽流出，关闭导淋；打开回水总管闸阀和高温冷凝水输送泵出口闸阀，通过DCS调节阀控制高温冷凝水用量，结合高、中压蒸汽和高温冷凝水相互切换模式为生产系统供热，以满足工艺参数对反应物料和反应过程所需的温度设置，使环己醇生产系统安全稳定运行。

4节能效果

该项目实施后，平顶山市神马万里化工股份有限公司环己醇生产装置，节约中压蒸汽1.5 t/h、低压蒸汽2.3 t/a，外送脱盐水29.5 t/h。按年运行时间8 000 h计算，每年可节约中压蒸汽12 000 t折合标准煤1 152 t，节约低压蒸汽18 400 t折合标准煤为1 729.6 t，外送脱盐水23.6万t，取得了非常显著的节能效果。

收稿日期：2016-04-12

作者简介：季新跃(1959-)，男，高级工程师，从事工程设计与咨询工作，电话：1592785856；联系人：李迎春(1977-)，女，工程师，从事化工生产一线技改工作，电话：13903751917。

中图分类号：TQ051.61

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2016)06-0042-02