淺談如何降低丁二烯裝置蒸汽單耗

繆彩娟

摘 要：中壓蒸汽是丁二烯裝置的主要熱源，而在丁二烯能耗中中壓蒸汽所占比例最大，達到70%，降低中壓蒸汽單耗可以進一步降低裝置能耗，可以提高經濟效益，因此本文從各方面分析，找出影響蒸汽消耗的具體原因，通過削減措施，來降低蒸汽的消耗，以達到降低裝置能耗的目的，為裝置的年度達標打下基礎。

關鍵詞：丁二烯；中壓蒸汽；單耗

1 概述

揚子石化采用的DMF法，即以乙烯裂解裝置來混合碳四為原料，以二甲基甲酰胺（DMF）為萃取劑，經萃取精餾及普通精餾過程生產1，3-丁二烯產品。裝置的能源消耗包括了蒸汽、循環水、電、風等，其中1.0MPa的蒸汽消耗占了70%左右，裝置的能源消耗與蒸汽消耗密切相關，因此降低丁二烯裝置蒸汽單耗就成為降低丁二烯裝置能耗的關鍵所在。

2 丁二烯裝置概況及蒸汽消耗情況分析

裂解碳四用DMF作溶劑經兩級萃取精餾，分別在第一萃取精餾系統脫去相對揮發度大的組分和第二萃取精餾系統脫去相對揮發度小的組分，得到粗丁二烯。將第二萃取精餾塔塔頂餾出的粗丁二烯經洗胺塔脫除二甲胺，然后經過第一精餾塔脫除甲基乙炔和水，再經第二精餾塔分離掉沸點高的組分，最后得到合格的丁二烯。

根據車間統計，我們2014年1#丁二烯裝置蒸汽消耗狀況如圖1：

從圖1可以很明確地看到蒸汽單耗都在2.5 t/t以上，有的甚至到了2.85t/t，而丁二烯車間裝置蒸汽能耗單項考核指標的上限為2.50t/t。該裝置的蒸汽單耗一直超標，下面我們將對具體原因做具體分析。

3 蒸汽單耗高原因分析

DMF法丁二烯裝置共有九個塔，DA101/102/103/104/105/108均使用蒸汽作為直接熱源，除了以上幾個塔使用蒸汽作為熱源，DA106、DA107、DA109均使用熱溶劑或蒸汽凝液作為熱源。

3.1 循環溶劑熱利用不徹底 熱溶劑從DA102和DA105塔釜出來有160℃，兩組物料匯合進入EA103A/B對塔釜加熱，換熱后的熱溶劑又進入到EA120，對DA107加熱，換熱后的熱溶劑仍有70℃左右，再兵分三路進入EA-117，EA101換熱以及旁路P102，最后匯合返回溶劑大罐循環利用，如果在這中間循環溶劑的潛熱不利用完全，不但使進入大罐的溶劑溫度偏高，使使用的冷卻水量增加，還會增加EA104的蒸汽用量。

3.2 工藝參數不合理 1#丁二烯裝置的工藝參數是根據原設計負荷13.8t/h而設定的。隨著1996年擴能改造后，該裝置處理混合C4的最大能力已提至16.5t/h，上升幅度較大，雖然有不少工藝參數已得到了調整和優化，但還是未能調整或優化到位。

3.3 疏水器漏氣 裝置中有多臺換熱器采用了疏水器設備，從平常使用來看，疏水器經常會出現漏氣現象，尤其是EA108的疏水器，極易出現漏氣現象，一旦漏氣，我們的蒸汽用量就會很明顯的上升。

4 改進措施

4.1 及時調整并穩定好各塔的工藝參數 多年以來我們不斷地對各塔的工藝參數進行優化與調整，但部分關鍵的工藝參數卻沒有優化到位，溶劑量、回流量還是偏大，溶劑量大所帶的烴量也大，脫氣塔所需的蒸汽量就大。各塔頂回流量大，首先需要更多的熱源來加熱使之氣化，其次也需要更多的循環水來冷卻，為達到節約蒸汽能耗的目的，大家結合裝置的實際運行狀況對一些工藝參數作如下的調整與優化，將DA-101的溶劑比由8.0控制到7.8，回流比由0.08控制到0.078，將DA102的靈敏板溫度由155℃～160℃控制到150℃～155℃，DA103的溶劑比由2.1控制到2.0，回流比由1.0控制到0.95，DA105的靈敏版溫度由155℃～160℃控制到150℃～152℃，DA106的回流比控制到1.4，DA107的回流比由4.8～5.4控制到4.7～5.0。

4.2 有效徹底地利用好循環溶劑的熱量 裝置為了能很好地利用循環溶劑的熱量，在確保EA-101換熱足夠的情況下，盡量開大溶劑進入EA120的換熱調節閥，關小EA119的蒸汽凝液的換熱調節閥，這樣不但利用好了熱溶劑的熱量，還增加了凝液的溫度，使有些利用凝液加熱的設備的換熱效果明顯改善。我們可以通過觀察幾個熱溶劑換熱器溶劑入口溫度和出口溫度，評定溶劑換熱的效果，及時清理換熱效果不好的換熱器，以達到充分利用循環溶劑余熱的效果。

4.3 改部分低壓蒸汽保溫為凝液保溫 裝置所用伴熱介質為150℃，0.35MPa低壓蒸汽，而從凝液罐出來的凝液也達到105℃左右，完全能起到防凍保溫的效果，為進一步降低蒸汽消耗節能增效，車間采取引裝置內部產生的蒸汽凝液作為伴熱介質。我們就可以主要使用凝液作為熱源。初步計算這項改造的經濟效益：耗材總費用約100萬元，冬季防凍保溫期間為4個月，消耗的中壓蒸汽量為2.5t/h，每噸中壓蒸汽的市場價格為144元。根據丁二烯裝置熱量平衡和近年來伴熱蒸汽的實際消耗量，丁二烯裝置每年防凍保溫期間中壓蒸汽用量按照7200噸計算，可增加的經濟收益為：7200×144≈103萬/年。根據計算，需要到項目投用后第二個防凍保溫周期的第二個月方能收回投資成本，實現盈利。

4.4 采取措施控制疏水器故障 針對這個問題車間采取措施，要求裝置操作工在室外巡檢的時候要注意關鍵設備的壓力，室內操作要注意調節閥閥位以及流量的變化，一旦出現漏氣，關小疏水器后保護閥，若沒有效果，則立即組織切換。

5 結論

通過工作人員對以上優化措施的實施，我們2015年裝置的蒸汽單耗有所下降，有2014年的2.731t/t降低到2015年的2.653t/t，但與設計值2.5t/t還有很大的差距，我們將在今后的生產過程中，繼續穩定并優化操作，進一步降低裝置的蒸汽單耗。

參考文獻：

[1]1#丁二烯裝置工藝技術規程（2013）.

[2]1#丁二烯裝置崗位操作法（2013）.

[3]劉偉.優化工藝過程降低乙腈抽提丁二烯裝置能耗.

[4]陳剛，譚忠雋，曹維良.淺談如何降低丁二烯中壓蒸汽單耗.獨山子石化公司乙烯廠.