苯酐生產裝置熱量的綜合利用

邵澤坦 唐正杰

摘要：為進一步節能降耗，經對苯酐生產工藝研究分析、理論計算，關于苯酐生產裝置熱量的綜合利用、降低生產成本，做了以下改造方案

關鍵詞：苯酐；化工；科技創新；節能降耗；熱量的綜合利用

1、增加一臺換熱器，用導熱油冷卻的熱量加熱除鹽水、汽輪機凝結水，再與過剩的低低壓蒸汽換熱，工藝改造后可達到減少蒸汽外排、節約蒸汽的作用。

2、工藝改造后還可降低導熱油冷卻器循環水用量，降低涼水塔負荷，降低電廠涼水塔補水量，達到節約一次水用量的目的。

一、工藝簡介

1.氧化工段和發電工段工藝為：

a當外送蒸汽量為12.38t/h時：鍋爐給水罐F-281，有四個進水管，一個進汽管。四個進水管為：①低壓閃蒸罐凝液（流量約為24t/h，溫度約為157℃）②電廠脫鹽水；F-284（流量12.97t/h，溫度≤20℃）；③G-210A/B汽輪機凝汽器凝結水（流量12.14t/h，溫度20.8℃）；④E-281低低壓凝液；一個進汽管為：低低壓進汽加熱。

b. 現工藝為F-284低壓凝液、電廠除鹽水、汽輪機凝汽器凝結水、E-281低低壓凝液進入鍋爐給水罐F-281，經低低壓蒸汽加熱后，由G-281A/B→ E-281低低壓蒸汽加熱→ E-282低壓蒸汽加熱后→ 氣冷E-216→ 高壓鍋爐給水罐F-215。

2.切換工段工藝為：切換冷卻降溫過程：導熱油→G-222A/B→E-222→E-221A/B/C/D（切換箱）→返回至G-222A/B，冷卻器E-222進口溫度≥60℃，出口為52.4℃，流量約為543.5t/h，溫差大約8℃。

二.工藝原現狀為：

切換工段冷卻循環系統，導熱油降溫方式為電廠涼水塔循環水，導熱油循環量大（流量約為550t/h），熱量大；而電廠除鹽水和汽輪機凝汽器凝結水溫度較低，需經幾次蒸汽加熱后→氣冷→高壓鍋爐給水罐→產生高壓蒸汽，可將導熱油熱量利用。

三.改造后的工藝為：

電廠除鹽水和汽輪機凝汽器凝結水（冬季溫度約為20℃）匯集后→先與切換工段冷卻循環系統的導熱油換熱→再與過剩的低低壓蒸汽換熱→除氧器鍋爐給水罐→G-281A/B→氣冷E-216→ 高壓鍋爐給水罐F-215。

四.計算

（一）改造前的工藝計算

1.E-281低低壓蒸汽和鍋爐水的換熱計算

低低壓蒸汽0.27MPa，無流量表，查表得其溫度為130℃，加熱進口為130℃的氣體，出口為130℃的凝液，熱焓值為2720.7KJ/Kg，130℃時水的熱焓值為546.61KJ/Kg，潛熱為2174.09KJ/Kg，水的流量約為48t/h，加熱進口為110℃，出口最高為130℃，定性溫度為120℃，120℃時水的比熱容為4.266KJ/Kg.℃，則：WhRh=WcCpc（t2-t1） Wh*2174.09=48*4.266*（130-110）Wh=1.88t/h 即消耗低低壓蒸汽1.88t/h

2.E-282低壓蒸汽和鍋爐水的換熱計算

低低壓蒸汽0.57MPa，無流量表，查表得其溫度為157℃，加熱進口為157℃的氣體，出口為157℃的凝液，熱焓值約為2754KJ/Kg，157℃水的熱焓值約為662.36KJ/Kg，潛熱為2091.64KJ/Kg，水的流量約為48t/h，加熱進口約為130℃，出口最高為142℃，定性溫度為136℃，136℃時水的比熱容為4.28KJ/Kg.℃，則：WhRh=WcCpc（t2-t1） Wh*2091.64=48*4.28*（142-130） Wh=1.18t/h 即消耗低壓蒸汽1.18t/h

3.鍋爐給水罐還需要低低壓蒸汽將混合水加熱到110℃計算

20℃的水25t/h+130℃的E-281加熱凝液1.88t/h+157℃低壓閃蒸罐凝液約24t/h→除氧器鍋爐給水罐→氣冷→高壓鍋爐蒸汽罐，混合后除氧器鍋爐給水罐溫度： =86.8℃。而除氧器鍋爐給水罐出口溫度為110℃，則需要低低壓蒸汽加熱的流量為：混合水52t/h，溫度由86.8℃升至110℃，定型溫度為98℃，定性溫度下水的比熱容為4.2165KJ/Kg.℃，而低低壓蒸汽加熱由130℃的氣體→130℃的液體→110℃的液體，130℃的潛熱為2174.09KJ/Kg，定性溫度120℃時水的比熱容為4.266KJ/Kg.℃，則52*4.2165*（110-86.8）=W*（2174.09+4.266*20） W= 2.25t/h 即此時還需2.25t/h的低低壓蒸汽才可將鍋爐給水罐的水加熱至110℃.

（二）改造后的工藝計算

1、導熱油和水換熱可節約的低壓蒸汽為：25*4.174*（55-20）=W*2091.64 W=1.75t/h 即可節約1.75t/h的低壓蒸汽。可節約的循環水用量為：冬季循環水進水溫度為1℃，出水溫度為9.7℃，溫差為約8℃，定型溫度為5.35℃，定型溫度下水的比熱容為4.2153KJ/Kg.℃，則25*4.174*（55-20）=W*4.2153*8 W=108t/h 即可節約108t/h的循環水用量。

2、E-281和E-282改為：55℃水和過剩的低低壓蒸汽換熱計算

水的進口溫度為55℃，出口溫度最高為130℃，假設出口溫度為130℃，定性溫度為92.5℃，定性溫度下水的比熱容為4.208KJ/Kg.℃，流量為25t/h；低低壓蒸汽加熱進口為130℃的氣體，出口為130℃的凝液，潛熱為2174.09KJ/Kg，則：

WhRh=WcCpc（t2-t1） Wh*2174.09=25*4.208*（130-55）

Wh=3.63t/h，即需3.63t/h的低低壓蒸汽可實現換熱。E-281消耗的低低壓蒸汽為1.88t/h。鍋爐給水罐消耗的低低壓為2.25t/h。外排的蒸汽（晨陽余熱爐外供汽時外排浪費更嚴重）按1t/h。1.88+2.25+1=5.13t/h 即低低壓蒸汽量足夠加熱到130℃，而低壓蒸汽還可轉成低低壓蒸汽，能保證穩定供汽加熱。

3.工藝改造后鍋爐給水罐出口溫度的計算

130℃的水25t/h+130℃的E-281凝液3.63t/h+157℃低壓凝液約24t/h，出口溫度為（130*28.63+157*24）/（28.63+24）=142℃

即和原工藝E-281和E-282換熱后的溫度相同。

4、新增換熱器換熱面積的計算

進水溫度為20℃，出水溫度為55℃，水在定性溫度下的比熱容為4.174KJ/Kg.℃，導熱油進口溫度為60℃，出口溫度為60-3.49=56.51℃，△tm1=56.51-20=36.51℃ △tm2=60-55=5℃ △tm= =15.85℃查表得導熱油和水的總傳熱系數K值為170--450 W/（M2.℃），取K=300 W/（M2.℃）計算得WcCpc（t2-t1）=KS3△tm 25*1000*4.174*1000*（55-20）/3600=300*S3*15.85

S3=213M2 213*1.2=255.5M2

5、可以節約的蒸汽量計算

現工藝消耗的蒸汽為：鍋爐給水罐消耗的低低壓蒸汽為2.25t/h，E-281消耗的低低壓蒸汽為1.88t/h，E-282消耗的低壓蒸汽為1.18t/h及外排的低低壓蒸汽約1t/h，合計為低低壓蒸汽約5.13t/h，低壓蒸汽為1.18t/h。改造后的工藝消耗的蒸汽為：E-281和E-282消耗的低低壓為3.63t/h。改造后節約的蒸汽為：低低壓蒸汽可節約1.5t/h，低壓蒸汽可節約1.18t/h。

（作者單位：濟寧辰光煤化有限公司）