淺談氯乙烯轉(zhuǎn)化蒸汽冷凝水的回收及利用改造

（天辰化工有限公司，石河子市，832000） 王明杰 馬致昌 吉建紅

新疆天業(yè)天辰化工有限公司（以下簡稱天辰化工）氯乙烯轉(zhuǎn)化系統(tǒng)共有轉(zhuǎn)化器166臺，分為一、二、三期建設，其中一期轉(zhuǎn)化共68臺、二期轉(zhuǎn)化74臺、三期轉(zhuǎn)化26臺。轉(zhuǎn)化器循環(huán)熱水分為一、二、三期。其中一期熱水系統(tǒng)給一期系統(tǒng)供水。由于一期熱水系統(tǒng)同時還提供精餾系統(tǒng)、一期混合脫水預熱器的加熱供水以及廠區(qū)內(nèi)澡堂熱水的加熱水源，因此一期熱水槽熱量基本平衡，每小時對熱水槽的補水量很少基本不存在水資源的浪費。而二期熱水槽提供二期、三期轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的換熱用水，蒸發(fā)量較大造成水資源的浪費，本文主要對二期熱水槽的改造進行總結(jié)以供參考。

1 熱水槽的現(xiàn)有工藝

在氯乙烯合成過程中，乙炔和HC1氣體的催化反應屬劇烈放熱反應，如操作不當、控制不穩(wěn)會造成局部反應劇烈，產(chǎn)生高溫。當溫度達到160℃時，觸媒中少量的氯化汞升華;當溫度達到180℃時，觸媒中大量的氯化汞升華，升華的氯化汞隨氣流進入下道土序被消耗。為防止因大量的熱量積聚而造成觸媒的大量消耗，在氯乙烯生產(chǎn)過程中，要將產(chǎn)生的熱量移走，一般采用的工藝是在管外通入加壓循環(huán)熱水(95～105℃)進行冷卻，以除去反應熱[1]。天辰化工二期熱水槽主要是對合成二期、三期轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、二期預熱器供水，循環(huán)水在給轉(zhuǎn)化器、預熱器、換完熱后回到熱水槽。

氯乙烯合成裝置在滿負荷生產(chǎn)時，大量的反應熱使熱水溫度進一步升高，熱水槽為敞口形式，循環(huán)回至熱水槽熱，造成熱水槽內(nèi)蒸汽揮發(fā)量較大。需要不斷的向熱水槽補加純水以保證熱水槽的液位。回水中的蒸汽直接外排不僅影響環(huán)境還造成資源浪費。（詳見圖1）

圖1 二期熱水槽工藝流程示意圖

2 各種水循環(huán)量及消耗分析

對現(xiàn)場各種水的流量能消耗量進行分析，由表1可知，造成熱水槽水損耗主要是由于轉(zhuǎn)化放熱造成循環(huán)水回水夾帶的大量蒸汽，這些蒸汽通過敞口容器頂部直接外排，而為了維持熱水槽的液位需每小時補加15m3/h的純水進行維持液位正常。因此對熱水槽的蒸汽冷凝水進行回收利用是解決問題的唯一途徑，經(jīng)過做樣分析蒸汽冷凝水作為熱水槽補水使用，單純從水質(zhì)來說用于熱水槽的的補水是毫無問題的。蒸汽冷凝水即為蒸餾水，與軟水接近。但蒸凝水作為循環(huán)水使用時除注意冷凝水的冷卻和水溫較高對循環(huán)水溫度的影響之外，還需注意的是設備是否泄漏，否則漏進的物料可能將帶來較為嚴重的后果或污染循環(huán)水質(zhì)，另外蒸汽冷凝水可能會含有微量的CO2等氣體而造成冷凝水呈略偏酸性，但由于冷凝水的補水量不大，對整個大系統(tǒng)影響不大，因此可以將蒸汽冷凝后重新作為熱水槽的補水使用。

表1 熱水槽各處水損耗情況統(tǒng)計

3 對現(xiàn)有工藝的改進

針對以上情況對現(xiàn)在工藝進行改進。其工藝流程為：熱水槽的蒸汽進過管道回收進入一級自然冷卻裝置（由于新疆冬季室外溫度較低，完全利用室外的低溫進行先進行自然冷卻，減少最終冷卻器冷量的使用節(jié)約能源。夏季對冷卻器的循環(huán)水量加大，滿足工藝設計要求），經(jīng)自然冷卻后的冷凝水從冷卻裝置底部流出進入熱水槽，未冷卻的蒸汽進入二級冷卻裝置，二級冷卻裝置的頂部是來自解析的蒸汽冷凝水，由于這部分冷凝水溫度較低對蒸汽進行一次換熱后和二級冷卻裝置冷卻后的冷凝水進入一級冷卻裝置（二級冷卻器底標高高于一級冷卻裝置的頂部標高，因此冷凝水可以通過自流的方式進入一級冷卻裝置）。經(jīng)過二級冷卻裝置還未冷凝的蒸汽進入尾部的換熱器，換熱器采用循環(huán)水換熱。所有冷凝后的冷凝水進入冷凝水回收罐，冷凝水重新作為熱水槽的補水使用，多余的冷凝水送往公用工程作為循環(huán)水補水使用。（詳見圖2）

圖2 改造后熱水槽的工藝流程圖

4 改造后的效果

本次改造所有設備以及材料都是利用廢舊材料制作并無新費用投資，按照目前運行情況看每小時可以回收17m3/h蒸汽冷凝水，按照純水5.3元/方的價格，每年開車8 000h，每年可節(jié)約資金為17×5.3×8 000=72.08萬元。

5 結(jié)語

化工企業(yè)是水資源的消耗大戶，節(jié)能降耗使水資源、節(jié)約水資源最根本的途徑就是對資源的重復利用。企業(yè)除了搞好安全、環(huán)保、質(zhì)量管理外節(jié)能降耗是一個永遠的主題，天辰化工通過對現(xiàn)場的各種生產(chǎn)排水進行回收處理，使其真正做到零排污以及水資源的重復利用，為企業(yè)節(jié)約能源。