洗油余热的回收利用

通过对莱钢焦化厂焦油车间洗油冷却工艺及已洗萘油加热工艺的分析，提出并落实洗油余热回收利用措施，降低能源消耗，减少废水排放。
　　近年来，受全球经济危机影响，铁矿石价格居高不下，钢铁价格持续下滑，我国钢铁行业已进入全行业亏损状态。在当前极其严峻市场形势下，我国各大钢铁企业竞争加剧，以往粗放式的工艺设计及不合理的生产流程逐渐显露出巨大弊端，严重影响钢铁企业的成本与利润。莱钢焦化厂近年来立足生产实际，深挖内潜，不断深入推进节能减排及降本增效工作，提高能源利用率，减少能源消耗及废水排放，提升企业市场竞争力。
　　1 原来状况
　　莱钢焦化厂焦油车间年焦油处理量可达12万吨，其中洗油收率约为8%，已洗萘油采出量约为焦油处理量的20%。工业萘蒸馏系统采出温度为260℃左右的洗油，通过洗油列管式冷却器经循环水冷却至40℃左右，进入储运班洗油成品槽外发，洗油产品余热未得到有效利用。
　　三混萘油经连续洗涤脱酚后，进入已洗萘油槽，通过蒸汽由60℃加温至90℃，静置分离后作为原料进入工业萘蒸馏系统，加温过程中消耗大量蒸汽，同时产生大量废水。
　　2 热量衡算
　　以焦油蒸馏满负荷生产计，焦油年处理量12万吨，已洗萘油收率约为20%，洗油收率约为8%，则：
　　焦油处理量为120000/（360×24）≈14t/h≈12 m3/h
　　洗油采出量为（焦油处理量×8%）=1.12t/h=0.96 m3/h
　　已洗萘油采出量为（焦油处理量×20%）=2.8 t/h=2.4
m3/h
　　设换热过程中无热量损失，换热结束后冷热流体达到热平衡，则已洗萘油由60℃升至T℃，洗油由260℃降至T℃，则：
　　Ｑ萘油＝0.48×2800×（T-60）
　　Ｑ洗油＝0.53×1120×（260-T）
　　Ｑ萘油＝Ｑ洗油
　　可得T=121.3℃
　　则洗油，℃：??260→121.3
　　已洗萘油，℃：
121.3← 60
　　138.7 61.3
　　t=（138.7-61.3）/ln（138.7/61.3）=94.8℃
　　设换热系数K=100，则所需换热面积F=Ｑ/（100× t）=8.68 m2。
　　已知100 m3已洗萘油槽内置加热器换热面积为14 m2＞8.68 m2，则设备内置加热器换热面积能够达到换热要求。
　　3 改造措施
　　3.1 已洗萘油槽加温管道并联
　　将原有已洗萘油槽蒸汽加温进出口管道分别并联至一条DN50换热主管道，出口换热主管道设置控制阀，各槽换热管道进出口处分别设置控制阀控制换热介质流动途径。
　　3.2 洗油采出管道连接
　　由精热油泵洗油采出管道外接DN50管道，连接至已洗萘油槽换热入口主管道，使用闸板阀控制。已洗萘油槽换热出口主管道连接至蒸馏二楼平台洗油列管冷却器入口管道，使用闸板阀控制。
　　3.3 蒸汽管道连接
　　将已洗萘油槽换热入口主管道连接中间槽区蒸汽主管，使用截止阀控制；并将已洗萘油槽换热出口口主管道外接蒸汽加温放散管，使用截止阀控制，末端连接疏水阀。
　　4 运行效果
　　洗油余热利用改造项目完成后，充分利用高温产品介质热量进行原料换热加温，提高已洗萘油温度的同时，降低洗油产品温度，同时减少蒸汽及冷却水的消耗，降低安全风险，稳定工艺操作指标。通过一个月的跟踪验证，已洗萘油槽温度符合85℃-95℃工艺指标要求。
　　5 效益评价
　　5.1 蒸汽消耗降低
　　原有工艺消耗蒸汽量（50%冷凝）m蒸汽：
　　Ｑ萘油＝0.5×m蒸汽（646.3-639.7）+0.5×m蒸汽×（646.3-101.9）=0.48×2800×（90-60）
　　m蒸汽＝0.15 t/h
　　年消耗蒸汽量为0.15×24×360=1296吨
　　5.2 冷却水消耗降低
　　洗油由260℃冷却至40℃，放出热量为
　　Ｑ洗油1＝0.53×1120×（260-40）=130592千卡
　　洗油由280℃冷却至127.4℃，放出热量为
　　Ｑ洗油2＝0.53×1120×（260-121.3）=82332.32千卡
　　减少余热Ｑ洗油1-Ｑ洗油2=48259.68千卡
　　消耗循环冷却水m循环水为：
　　1.0×m循环水×（45-20）=48259.68，则m循环水=1.93 t/h
　　年节约冷却水量为1.93×24×360=16675.2吨
　　5.3 设备费用降低
　　原工艺中洗油由260℃冷却至40℃，受现场地形制约，需要两台20 m2列管式冷却器串联运行。工艺改造后，洗油通过换热降温至127.4℃后再进行冷却，一台20
m2列管式冷却器即可满足工艺要求，年节约设备及维修费用3万元。
　　5.4 安全隐患减少
　　若发生加热器泄漏，蒸汽加热工艺判断困难，并会造成已洗三混萘油水分增大，造成初馏塔操作波动大，重质轻油冷却后温度高，影响正常操作，存在安全隐患；洗油余热利用工艺可通过已洗三混萘油槽及洗油外发槽液位变化及时判断，对工业萘蒸馏系统无影响。
　　5.5 工艺操作稳定
　　蒸汽加热工艺为间歇加热，槽内累积一定液位后集中加热，加热时间短，加热不均匀，影响静置分离效果。洗油余热利用工艺为连续加热，槽内接收物料的同时进行加热，加热均匀，静置分离效果好，且切换接收槽同时切换加温槽，不增加劳动强度。
　　6 结束语
　　洗油余热利用改造取得了明显的效果，在不增加劳动强度的基础上，消除的安全风险，稳定了工艺操作，年可节约蒸汽消耗1296吨，减少废水产生量1296吨，降低循环冷却水消耗量16675.2吨，对莱钢节能减排、废水平衡及挖潜增效工作均有较大贡献。
 
					

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2016-12-04 09:42:44