废热水闪蒸汽系统改造

2018-07-19彭民强

石油石化绿色低碳 2018年1期

彭民强

（中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司，宁夏灵武市 750411）

聚乙烯醇装置由醋酸、合成、精馏、聚合、醇解及回收六个单元组成。合成单元以乙炔和醋酸为原料，在醋酸锌的催化作用下反应生成醋酸乙烯，经精馏单元精制后，精醋酸乙烯与一定比例的甲醇混合预热后进入聚合反应器，经偶氮二异丁腈引发生成聚醋酸乙烯，提纯后的聚醋酸乙烯经过碱液的催化，在醇解机内与甲醇发生酯交换反应得到块状聚乙烯醇湿料，经粉碎、压榨、烘干和热处理后得到片状或粉末成品，醇解母液由回收单元分离、水解、提纯，得到的甲醇、醋酸回收利用。回收三塔的任务是将回收二塔、回收四塔和聚合二塔送来的甲醇水溶液精制，精制后的甲醇从塔顶馏出，废热水（138℃、180 kPa左右）从塔釜排出进入废热水槽，废热水产生大量的闪蒸汽，闪蒸汽进入聚合二塔第二再沸器，因受多种因素影响，闪蒸汽流量波动频繁，对聚合二塔造成干扰，严重影响到聚合二塔的正常操作，故闪蒸汽无法投用而直接放空。

1 闪蒸汽系统无法投用原因分析

1）回收三塔中温频繁波动。受蒸汽总管压力波动及三塔蒸汽调节阀卡顿的影响，回收三塔中温频繁波动。因蒸汽流量呈现瞬间3～5吨增减，故判断为调节阀卡顿或调节不到位。三塔中温的波动造成塔釜液位的波动，废热水槽的闪蒸汽压力亦随之波动，给聚合二塔带来很大干扰，三塔中温波动是闪蒸汽无法投用的原因之一。

2）回收三塔加料组成的变化。回收二塔和聚合二塔都是萃取精馏塔，萃取水量的变化直接改变回收三塔加料的组成，破坏了精馏塔的汽液平衡与热能平衡，导致中温频繁波动。

3）回收三塔液位频繁波动。因回收三塔液位受中温、加料量波动、加料组成变化和塔釜出管线管径过大的影响而波动，导致上升气相的波动，亦会对中温造成影响；液位波动造成塔釜出量波动，废热水槽内闪蒸汽量随之波动。

4）闪蒸汽系统缺少压力补偿调节。回收三塔废热水槽受塔釜出量的影响，闪蒸量无法稳定，既保证闪蒸汽输出流量稳定，又保持闪蒸汽压力稳定，单靠稳定塔釜出量不够，需要增加闪蒸汽压力补偿调节。

2 闪蒸汽系统改造思路

针对闪蒸汽系统无法投运的主要原因，改造思路如下：

1）更换蒸汽调节阀。针对蒸汽调节阀存在卡顿或定位器定位不精准的现象，若无法调校或修理，只能选择更换调节阀。

2）稳定聚合二塔和回收二塔萃取剂的加入量。严格控制聚合二塔和回收二塔萃取剂的加入量，稳定萃取水与甲醇的比值，若工艺要求变更则将回收三塔中温视具体情况进行调整，避免因三塔加料组成变化而影响三塔中温。

3）稳定闪蒸汽压力和流量。稳定回收三塔塔釜闪蒸汽出量，修正调节阀 PID 参数确保废热水槽液位与压力相对稳定，闪蒸汽压力相对稳定，增加一套蒸汽压力补偿系统，平稳闪蒸汽压力。

3 闪蒸汽系统改造措施及效果

闪蒸汽系统改造后流程见图1。改造内容有三项，①塔釜出管线增加一根DN100的管线与调节阀组，高负荷生产时，仍使用原有DN200的管线及调节阀进行调节，当低负荷生产时，使用DN100的管线及调节阀进行调节，此改造的目的为优化液位调节。②闪蒸汽输出阀为开关阀，不具备调节能力，将开关阀改为调节阀，实现流量稳定。③在三塔废热水槽上增加0.4 MPa蒸汽压力调节阀组及闪蒸汽流量调节阀组，通过蒸汽压力调节阀向三塔废热水槽补加蒸汽，稳定三塔废热水槽内闪蒸汽压力，达到闪蒸汽输出量稳定的目的。改造完全利用原有设备、管线及冬季防冻保温，最大限度减少改造投入。

改造方案实施后闪蒸汽系统投入使用，以回收三塔每小时提供废热水45吨，按每年运行8 000小时计算，预计每年可节约0.4 MPa蒸汽约2万吨（此数值不包含稳压加入蒸汽量），节省费用约107万元。