2 500t/d甲醇装置回收低压蒸汽节能措施

谢宗杰，贾瑞博

（中海石油建滔化工有限公司，海南东方 572600）

2 500t/d甲醇装置回收低压蒸汽节能措施

谢宗杰，贾瑞博

（中海石油建滔化工有限公司，海南东方 572600）

针对装置长期存在大量低压蒸汽放空的现状，从减少低压蒸汽来源和增加低压蒸汽用量等方面进行了分析，通过优化操作和技改措施成功地回收了部分放空的低压蒸汽。

低压蒸汽；回收；减小放空；技改

中海石油化学股份有限公司2500t/d甲醇装置在2010年10月正常投产，投产后一直存在低压蒸汽放空的现象，2013年11月装置引入界外中压蒸汽后，脱氧槽消耗的低压蒸汽减少，加大了低压蒸汽放空。近年来国家大力推进节能减排，化工企业节能减排任务严峻，如果能将直接排放的低压蒸汽回收利用，就能减少排放损失和减少污染、提高能源利用效率和企业的经济效益。

1 中、低压蒸汽管网概况

如图1所示，J561、J501、J502、J541A/B、J542均为背压式蒸汽透平，3.2MPa、350℃的中压过热蒸汽经蒸汽透平做功后排出200℃的低压过热蒸汽；低压过热蒸汽通过减温喷淋装置ZM6102，降温为低压饱和蒸汽，温度由TIC6106控制在155℃。低压过热蒸汽管网与低压饱和蒸汽管网压力相同，由PIC6205控制在0.41～0.42MPa。

图1 中低压蒸汽管网

2 低压蒸汽放空情况

装置自2010年10月投产以来正常运行时PV6206A一直保持约70%的开度，蒸汽放空量约为14t/h；为了减少天然气的用量，公司与附近发电厂合作引入发电厂副产的中压蒸汽，减小辅助锅炉的负荷（辅助锅炉利用燃烧天然气产生355℃、3.2MPa的中压过热蒸汽）。随着辅助锅炉负荷的降低进入脱氧槽（利用低压蒸汽汽提脱盐水达到脱除氧气的目的）的脱盐水用量减小，消耗的加热蒸汽随之减少，导致低压蒸汽的放空量加大，PV620A开度100%，PV620B开度6%，蒸汽放空量约为20t/h。蒸汽的放空增加了装置的生产成本，造成浪费和污染，给公司造成了巨大的经济损失。

为了挽回公司的经济损失，需要想办法减少低压蒸汽的放空，主要途径有减少低压蒸汽的来源和增加低压蒸汽用户的用汽量回收蒸汽冷凝液。

3 减少低压蒸汽的来源

如图1所示，正常生产时低压蒸汽主要来源于各蒸汽透平的排气，以及排污罐与蒸汽冷凝液罐的闪蒸蒸汽。

3.1 减少蒸汽透平的低压蒸汽来源

J541A/B共同备用一台电泵；J542备有一台电泵；J561备有一台电泵；J501、J502没有备用电机必须一直运行。如果将备有电泵的透平倒至电泵运行停下透平，就能减少进入低压过热管网的蒸汽，低压蒸汽的放空必然减小。

在化工生产装置中，由于蒸汽透平具有效率高、功率大、自动化程度高、操作简单、运行时间长等特点被广泛使用[1]。在正常生产时，如果蒸汽透平故障停车，电泵可以快速启动保证装置运行，而蒸汽透平的启动时间比较长，遇到紧急情况时无法快速启动；蒸汽透平可以随时控制透平转速来控制泵出口的压力和流量比电泵方便快捷。所以从生产的稳定性、操作性等方面考虑不可能停下蒸汽透平，所以不能依靠减少蒸汽透平来减少低压蒸汽的放空。

3.2 减少排污罐的低压蒸汽来源

排污罐用于收集装置内各汽包的连续排污水，排污水进入排污罐闪蒸产生低压蒸汽后经过冷却送往污水处理装置，要减少排污罐的低压蒸汽只有通过减少汽包的排污量。

汽包运行时，由锅炉给水带入汽包的杂质只有部分能被汽包带走，随着汽包运行时间的累积，炉水中盐含量不断增大，当炉水中盐含量超过允许值时，就会使蒸汽品质恶化。因此在汽包运行中把一部分盐浓度较大的炉水排掉，降低炉水的含盐量、含硅量，保证蒸汽的品质[2]。检查确认汽包的排污量不大，而且排污量直接影响到蒸汽的品质，所以不能依靠减少汽包排污量来减少低压蒸汽放空。

3.3 减少蒸汽冷凝液罐的低压蒸汽来源

两个合成汽包产生2.32MPa、220℃的饱和蒸汽与饱和塔的循环水换热冷凝为液体减压进入蒸汽冷凝液罐闪蒸蒸汽，冷凝液再由泵打入合成汽包循环产生饱和蒸汽。正常生产时，合成汽包的产气量与蒸汽冷凝后液体的温度都不会变化，所以闪蒸的蒸汽不会变化，自然无法减少。

4 增加低压蒸汽用户的用汽量

如图1所示正常生产时低压蒸汽的用户主要是脱氧槽和精馏塔的蒸汽加热器；小部分蒸汽用于蒸汽透平的密封和辅助锅炉的燃气加热器，这部分低压蒸汽是没有办法回收的。

4.1 增加精馏塔蒸汽加热器的低压蒸汽用量

精馏塔蒸汽加热器E134是利用0.42MPa、155℃的低压蒸汽与精馏塔底液换热为精馏塔提供热量，换热后的蒸汽冷凝液回到脱氧槽回收利用。

装置精馏系统采用三塔精馏技术，如图2所示。粗甲醇在预塔中除去轻组分后进入精馏塔D232在塔顶采出一部分甲醇产品，剩下的从底部进入回收塔D233完成重组分的分离。精馏塔D232的热量来源主要有三个：塔底加热器E112、测线加热器E113、蒸汽加热器E134，其中E112、E113是回收前系统的废热，不能调节热量。D232顶部甲醇蒸汽一部分采出，余下的进入换热器E136为回收塔D233提供热量，冷凝液进入精馏塔回流槽D332，经回流泵J433打回D232顶部回流。回收塔D233顶部蒸汽经空冷器E232冷却后进入回收塔回流槽D334，由回流泵J436打回D233顶部回流，一部分采出甲醇产品；重组分由J435送到前系统回收。正常生产时由E134调节D232、D233的热负荷。低压蒸汽进入E134换热后其冷凝液全部回收进入脱氧槽。

图2 精馏系统

2014年9月，为了回收放空的低压蒸汽，逐渐把E134的低压蒸汽量FI4206从47t/h加到51t/h。随着FI4206流量的增加，低压蒸汽放空阀开度逐渐减小：PV620B关闭，PV620A开度关至80%，进入装置的脱盐水流量降低了4 t/h，低压蒸汽得到了有效的回收。

E134加入过多低压蒸汽的危害：

（1）造成D232顶部压力过高；D232顶部设有压力高联锁，必须防止其联锁。

（2）造成回流量FI4301过大，会导致回流泵J433超电流。

（3）造成D233汽相负荷过大，风机E232能力不足，PIC4305压力上升导致甲醇产品放空损失

4.2 增加脱氧槽的低压蒸汽用量

脱氧槽是锅炉给水的除氧和储水装置，在蒸汽热力除氧和联胺化学除氧的双重作用下使锅炉给水的氧含量在7撤10-9以下。

如图3所示，界外来的脱盐水经过预热器加热到50℃进入脱氧槽顶部，由低压蒸汽汽提除氧后进入到储水槽；正常生产时脱氧槽由PIC6002控制压力为38kPa，温度为109℃，液位由LIC6002控制在76%。

2014年10月，为了回收放空的低压蒸汽，逐步把脱氧槽的压力PIC6002从38 kPa增加至76 kPa，具体参数变化见表1：

表1 脱氧槽参数变化

如表1所示，随着脱氧槽的压力从38 kPa增加至76 kPa，低压蒸汽放空阀逐步从80%减少到62%，脱氧槽耗汽量逐渐从11.2 t/h增加到15.5 t/h；同时脱氧槽上水量减少了3.2 t/h，这是低压蒸汽回收最直接的体现。通过这个措施，装置减少了4.3 t/h的低压蒸汽放空，回收了3.2 t/h的蒸汽。

图3 锅炉给水系统

脱氧槽提压的制约因素：

（1）由于压力提高加入蒸汽量多，脱氧槽放空量增大造成设备振动加大。

（2）蒸汽加入阀门的开度近90%，要为其波动留下余量。

（3）脱氧槽压力升高、储水温度升高，容易造成锅炉给水泵的汽蚀。

5 通过技改项目回收低压蒸汽

项目背景简介

目前装置内每小时0.42MPa、155℃低压蒸汽富裕10～15t，转化炉高压燃气温度5～20℃，转化炉低压燃气温度20～35℃。利用装置富裕低压蒸汽加热转化燃料气，可以提高转换炉燃气入炉温度，降低转化炉燃料气消耗及烟气排放，回收部分放空的低压蒸汽。

以低压蒸汽状态及高低压燃气组分为依据，计算得出以下结果，如表2所示。

表2 低压蒸汽消耗

从表2中可以看出，利用装置富裕低压蒸汽预热转化炉燃料气，消耗低压蒸汽6 422kg/h。即：同样燃料气流量条件下，有～3.15 Gcal/h的能量通过换热进入了燃料气，进而带入转化炉。如维持转化炉负荷不变，则可简单计算为每小时节省相当于约3.15 Gcal的燃料气燃烧所产生的热值，烟气排放量也相应减少。

技改措施如图4所示：设计安装加热器E103A/E103B，利用低压蒸汽分别加热高压燃气和低压燃气，蒸汽冷凝液回收到脱氧槽。

图4 燃气加热系统

E103A/E103B主要参数如表3所示。

表3 E103A/E103B主要参数

2015年3月在装置大修期间实施了技改措施，增加了E103A高压燃气加热器和E103B低压燃气加热器，6月投用加热器，通过TIC1602/TIC1604逐渐把高压燃气和低压燃气温度提高到120℃，在此过程中低压蒸汽放空阀逐渐从60%关小到30%，进入装置的脱盐水流量降低了6 t/h，低压蒸汽得到了有效的回收。

6 结束语

通过分析，在无法减少低压蒸汽来源的情况下对装置内脱氧槽和精馏蒸汽加热器进行优化操作，同时根据低压蒸汽放空的情况针对性地提出并实施了技改措施，增加燃气加热器，有效降低了低压蒸汽的放空量，并回收了13.2 t/h的脱盐水。脱盐水的成本为5.53元/t，一年以生产8 000h算，每年回收的低压放空蒸汽为公司挽回损失583 968元，提高了能源利用效率和企业的经济效益。

[1]黄开炳.蒸汽透平的结垢处理[J].乙烯工业，1999，11（03）：32-35.

[2]严古国.宝钢电厂锅炉汽包连排工质回收系统剖析[A].全国火电大机组（300MW级）竞赛第34届年会论文集[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

谢宗杰（1987—），男，四川自贡人，助理工程师，主要从事化工生产中控操作工作。