2 500t/d甲醇裝置回收低壓蒸汽節能措施

謝宗杰，賈瑞博

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

2 500t/d甲醇裝置回收低壓蒸汽節能措施

謝宗杰，賈瑞博

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

針對裝置長期存在大量低壓蒸汽放空的現狀，從減少低壓蒸汽來源和增加低壓蒸汽用量等方面進行了分析，通過優化操作和技改措施成功地回收了部分放空的低壓蒸汽。

低壓蒸汽；回收；減小放空；技改

中海石油化學股份有限公司2500t/d甲醇裝置在2010年10月正常投產，投產后一直存在低壓蒸汽放空的現象，2013年11月裝置引入界外中壓蒸汽后，脫氧槽消耗的低壓蒸汽減少，加大了低壓蒸汽放空。近年來國家大力推進節能減排，化工企業節能減排任務嚴峻，如果能將直接排放的低壓蒸汽回收利用，就能減少排放損失和減少污染、提高能源利用效率和企業的經濟效益。

1 中、低壓蒸汽管網概況

如圖1所示，J561、J501、J502、J541A/B、J542均為背壓式蒸汽透平，3.2MPa、350℃的中壓過熱蒸汽經蒸汽透平做功后排出200℃的低壓過熱蒸汽；低壓過熱蒸汽通過減溫噴淋裝置ZM6102，降溫為低壓飽和蒸汽，溫度由TIC6106控制在155℃。低壓過熱蒸汽管網與低壓飽和蒸汽管網壓力相同，由PIC6205控制在0.41～0.42MPa。

圖1 中低壓蒸汽管網

2 低壓蒸汽放空情況

裝置自2010年10月投產以來正常運行時PV6206A一直保持約70%的開度，蒸汽放空量約為14t/h；為了減少天然氣的用量，公司與附近發電廠合作引入發電廠副產的中壓蒸汽，減小輔助鍋爐的負荷（輔助鍋爐利用燃燒天然氣產生355℃、3.2MPa的中壓過熱蒸汽）。隨著輔助鍋爐負荷的降低進入脫氧槽（利用低壓蒸汽汽提脫鹽水達到脫除氧氣的目的）的脫鹽水用量減小，消耗的加熱蒸汽隨之減少，導致低壓蒸汽的放空量加大，PV620A開度100%，PV620B開度6%，蒸汽放空量約為20t/h。蒸汽的放空增加了裝置的生產成本，造成浪費和污染，給公司造成了巨大的經濟損失。

為了挽回公司的經濟損失，需要想辦法減少低壓蒸汽的放空，主要途徑有減少低壓蒸汽的來源和增加低壓蒸汽用戶的用汽量回收蒸汽冷凝液。

3 減少低壓蒸汽的來源

如圖1所示，正常生產時低壓蒸汽主要來源于各蒸汽透平的排氣，以及排污罐與蒸汽冷凝液罐的閃蒸蒸汽。

3.1 減少蒸汽透平的低壓蒸汽來源

J541A/B共同備用一臺電泵；J542備有一臺電泵；J561備有一臺電泵；J501、J502沒有備用電機必須一直運行。如果將備有電泵的透平倒至電泵運行停下透平，就能減少進入低壓過熱管網的蒸汽，低壓蒸汽的放空必然減小。

在化工生產裝置中，由于蒸汽透平具有效率高、功率大、自動化程度高、操作簡單、運行時間長等特點被廣泛使用[1]。在正常生產時，如果蒸汽透平故障停車，電泵可以快速啟動保證裝置運行，而蒸汽透平的啟動時間比較長，遇到緊急情況時無法快速啟動；蒸汽透平可以隨時控制透平轉速來控制泵出口的壓力和流量比電泵方便快捷。所以從生產的穩定性、操作性等方面考慮不可能停下蒸汽透平，所以不能依靠減少蒸汽透平來減少低壓蒸汽的放空。

3.2 減少排污罐的低壓蒸汽來源

排污罐用于收集裝置內各汽包的連續排污水，排污水進入排污罐閃蒸產生低壓蒸汽后經過冷卻送往污水處理裝置，要減少排污罐的低壓蒸汽只有通過減少汽包的排污量。

汽包運行時，由鍋爐給水帶入汽包的雜質只有部分能被汽包帶走，隨著汽包運行時間的累積，爐水中鹽含量不斷增大，當爐水中鹽含量超過允許值時，就會使蒸汽品質惡化。因此在汽包運行中把一部分鹽濃度較大的爐水排掉，降低爐水的含鹽量、含硅量，保證蒸汽的品質[2]。檢查確認汽包的排污量不大，而且排污量直接影響到蒸汽的品質，所以不能依靠減少汽包排污量來減少低壓蒸汽放空。

3.3 減少蒸汽冷凝液罐的低壓蒸汽來源

兩個合成汽包產生2.32MPa、220℃的飽和蒸汽與飽和塔的循環水換熱冷凝為液體減壓進入蒸汽冷凝液罐閃蒸蒸汽，冷凝液再由泵打入合成汽包循環產生飽和蒸汽。正常生產時，合成汽包的產氣量與蒸汽冷凝后液體的溫度都不會變化，所以閃蒸的蒸汽不會變化，自然無法減少。

4 增加低壓蒸汽用戶的用汽量

如圖1所示正常生產時低壓蒸汽的用戶主要是脫氧槽和精餾塔的蒸汽加熱器；小部分蒸汽用于蒸汽透平的密封和輔助鍋爐的燃氣加熱器，這部分低壓蒸汽是沒有辦法回收的。

4.1 增加精餾塔蒸汽加熱器的低壓蒸汽用量

精餾塔蒸汽加熱器E134是利用0.42MPa、155℃的低壓蒸汽與精餾塔底液換熱為精餾塔提供熱量，換熱后的蒸汽冷凝液回到脫氧槽回收利用。

裝置精餾系統采用三塔精餾技術，如圖2所示。粗甲醇在預塔中除去輕組分后進入精餾塔D232在塔頂采出一部分甲醇產品，剩下的從底部進入回收塔D233完成重組分的分離。精餾塔D232的熱量來源主要有三個：塔底加熱器E112、測線加熱器E113、蒸汽加熱器E134，其中E112、E113是回收前系統的廢熱，不能調節熱量。D232頂部甲醇蒸汽一部分采出，余下的進入換熱器E136為回收塔D233提供熱量，冷凝液進入精餾塔回流槽D332，經回流泵J433打回D232頂部回流。回收塔D233頂部蒸汽經空冷器E232冷卻后進入回收塔回流槽D334，由回流泵J436打回D233頂部回流，一部分采出甲醇產品；重組分由J435送到前系統回收。正常生產時由E134調節D232、D233的熱負荷。低壓蒸汽進入E134換熱后其冷凝液全部回收進入脫氧槽。

圖2 精餾系統

2014年9月，為了回收放空的低壓蒸汽，逐漸把E134的低壓蒸汽量FI4206從47t/h加到51t/h。隨著FI4206流量的增加，低壓蒸汽放空閥開度逐漸減小：PV620B關閉，PV620A開度關至80%，進入裝置的脫鹽水流量降低了4 t/h，低壓蒸汽得到了有效的回收。

E134加入過多低壓蒸汽的危害：

（1）造成D232頂部壓力過高；D232頂部設有壓力高聯鎖，必須防止其聯鎖。

（2）造成回流量FI4301過大，會導致回流泵J433超電流。

（3）造成D233汽相負荷過大，風機E232能力不足，PIC4305壓力上升導致甲醇產品放空損失

4.2 增加脫氧槽的低壓蒸汽用量

脫氧槽是鍋爐給水的除氧和儲水裝置，在蒸汽熱力除氧和聯胺化學除氧的雙重作用下使鍋爐給水的氧含量在7撤10-9以下。

如圖3所示，界外來的脫鹽水經過預熱器加熱到50℃進入脫氧槽頂部，由低壓蒸汽汽提除氧后進入到儲水槽；正常生產時脫氧槽由PIC6002控制壓力為38kPa，溫度為109℃，液位由LIC6002控制在76%。

2014年10月，為了回收放空的低壓蒸汽，逐步把脫氧槽的壓力PIC6002從38 kPa增加至76 kPa，具體參數變化見表1：

表1 脫氧槽參數變化

如表1所示，隨著脫氧槽的壓力從38 kPa增加至76 kPa，低壓蒸汽放空閥逐步從80%減少到62%，脫氧槽耗汽量逐漸從11.2 t/h增加到15.5 t/h；同時脫氧槽上水量減少了3.2 t/h，這是低壓蒸汽回收最直接的體現。通過這個措施，裝置減少了4.3 t/h的低壓蒸汽放空，回收了3.2 t/h的蒸汽。

圖3 鍋爐給水系統

脫氧槽提壓的制約因素：

（1）由于壓力提高加入蒸汽量多，脫氧槽放空量增大造成設備振動加大。

（2）蒸汽加入閥門的開度近90%，要為其波動留下余量。

（3）脫氧槽壓力升高、儲水溫度升高，容易造成鍋爐給水泵的汽蝕。

5 通過技改項目回收低壓蒸汽

項目背景簡介

目前裝置內每小時0.42MPa、155℃低壓蒸汽富裕10～15t，轉化爐高壓燃氣溫度5～20℃，轉化爐低壓燃氣溫度20～35℃。利用裝置富裕低壓蒸汽加熱轉化燃料氣，可以提高轉換爐燃氣入爐溫度，降低轉化爐燃料氣消耗及煙氣排放，回收部分放空的低壓蒸汽。

以低壓蒸汽狀態及高低壓燃氣組分為依據，計算得出以下結果，如表2所示。

表2 低壓蒸汽消耗

從表2中可以看出，利用裝置富裕低壓蒸汽預熱轉化爐燃料氣，消耗低壓蒸汽6 422kg/h。即：同樣燃料氣流量條件下，有～3.15 Gcal/h的能量通過換熱進入了燃料氣，進而帶入轉化爐。如維持轉化爐負荷不變，則可簡單計算為每小時節省相當于約3.15 Gcal的燃料氣燃燒所產生的熱值，煙氣排放量也相應減少。

技改措施如圖4所示：設計安裝加熱器E103A/E103B，利用低壓蒸汽分別加熱高壓燃氣和低壓燃氣，蒸汽冷凝液回收到脫氧槽。

圖4 燃氣加熱系統

E103A/E103B主要參數如表3所示。

表3 E103A/E103B主要參數

2015年3月在裝置大修期間實施了技改措施，增加了E103A高壓燃氣加熱器和E103B低壓燃氣加熱器，6月投用加熱器，通過TIC1602/TIC1604逐漸把高壓燃氣和低壓燃氣溫度提高到120℃，在此過程中低壓蒸汽放空閥逐漸從60%關小到30%，進入裝置的脫鹽水流量降低了6 t/h，低壓蒸汽得到了有效的回收。

6 結束語

通過分析，在無法減少低壓蒸汽來源的情況下對裝置內脫氧槽和精餾蒸汽加熱器進行優化操作，同時根據低壓蒸汽放空的情況針對性地提出并實施了技改措施，增加燃氣加熱器，有效降低了低壓蒸汽的放空量，并回收了13.2 t/h的脫鹽水。脫鹽水的成本為5.53元/t，一年以生產8 000h算，每年回收的低壓放空蒸汽為公司挽回損失583 968元，提高了能源利用效率和企業的經濟效益。

[1]黃開炳.蒸汽透平的結垢處理[J].乙烯工業，1999，11（03）：32-35.

[2]嚴古國.寶鋼電廠鍋爐汽包連排工質回收系統剖析[A].全國火電大機組（300MW級）競賽第34屆年會論文集[C].2005.

Energy Saving Measures for Recovery of Low Pressure Steam in 2500t/d Methanol Plant

Xie Zong-jie，Jia Rui-bo

For device for a long time there are a lot of a lot of low pressure steam vent of the status quo，from reduced low-pressure steam source and increase the dosage of low pressure steam，etc are analyzed，by optimizing the operation and technical measures of success recycling in parts of the low pressure steam vent

low pressure steam；recycling；reduce the empty；technical renovation

TQ223.121

B

1003–6490（2016）04–0011–03

2016–04–20

謝宗杰（1987—），男，四川自貢人，助理工程師，主要從事化工生產中控操作工作。