浅谈如何降低丁二烯装置蒸汽单耗

缪彩娟

摘 要：中压蒸汽是丁二烯装置的主要热源，而在丁二烯能耗中中压蒸汽所占比例最大，达到70%，降低中压蒸汽单耗可以进一步降低装置能耗，可以提高经济效益，因此本文从各方面分析，找出影响蒸汽消耗的具体原因，通过削减措施，来降低蒸汽的消耗，以达到降低装置能耗的目的，为装置的年度达标打下基础。

关键词：丁二烯；中压蒸汽；单耗

1 概述

扬子石化采用的DMF法，即以乙烯裂解装置来混合碳四为原料，以二甲基甲酰胺（DMF）为萃取剂，经萃取精馏及普通精馏过程生产1，3-丁二烯产品。装置的能源消耗包括了蒸汽、循环水、电、风等，其中1.0MPa的蒸汽消耗占了70%左右，装置的能源消耗与蒸汽消耗密切相关，因此降低丁二烯装置蒸汽单耗就成为降低丁二烯装置能耗的关键所在。

2 丁二烯装置概况及蒸汽消耗情况分析

裂解碳四用DMF作溶剂经两级萃取精馏，分别在第一萃取精馏系统脱去相对挥发度大的组分和第二萃取精馏系统脱去相对挥发度小的组分，得到粗丁二烯。将第二萃取精馏塔塔顶馏出的粗丁二烯经洗胺塔脱除二甲胺，然后经过第一精馏塔脱除甲基乙炔和水，再经第二精馏塔分离掉沸点高的组分，最后得到合格的丁二烯。

根据车间统计，我们2014年1#丁二烯装置蒸汽消耗状况如图1：

从图1可以很明确地看到蒸汽单耗都在2.5 t/t以上，有的甚至到了2.85t/t，而丁二烯车间装置蒸汽能耗单项考核指标的上限为2.50t/t。该装置的蒸汽单耗一直超标，下面我们将对具体原因做具体分析。

3 蒸汽单耗高原因分析

DMF法丁二烯装置共有九个塔，DA101/102/103/104/105/108均使用蒸汽作为直接热源，除了以上几个塔使用蒸汽作为热源，DA106、DA107、DA109均使用热溶剂或蒸汽凝液作为热源。

3.1 循环溶剂热利用不彻底 热溶剂从DA102和DA105塔釜出来有160℃，两组物料汇合进入EA103A/B对塔釜加热，换热后的热溶剂又进入到EA120，对DA107加热，换热后的热溶剂仍有70℃左右，再兵分三路进入EA-117，EA101换热以及旁路P102，最后汇合返回溶剂大罐循环利用，如果在这中间循环溶剂的潜热不利用完全，不但使进入大罐的溶剂温度偏高，使使用的冷却水量增加，还会增加EA104的蒸汽用量。

3.2 工艺参数不合理 1#丁二烯装置的工艺参数是根据原设计负荷13.8t/h而设定的。随着1996年扩能改造后，该装置处理混合C4的最大能力已提至16.5t/h，上升幅度较大，虽然有不少工艺参数已得到了调整和优化，但还是未能调整或优化到位。

3.3 疏水器漏气 装置中有多台换热器采用了疏水器设备，从平常使用来看，疏水器经常会出现漏气现象，尤其是EA108的疏水器，极易出现漏气现象，一旦漏气，我们的蒸汽用量就会很明显的上升。

4 改进措施

4.1 及时调整并稳定好各塔的工艺参数 多年以来我们不断地对各塔的工艺参数进行优化与调整，但部分关键的工艺参数却没有优化到位，溶剂量、回流量还是偏大，溶剂量大所带的烃量也大，脱气塔所需的蒸汽量就大。各塔顶回流量大，首先需要更多的热源来加热使之气化，其次也需要更多的循环水来冷却，为达到节约蒸汽能耗的目的，大家结合装置的实际运行状况对一些工艺参数作如下的调整与优化，将DA-101的溶剂比由8.0控制到7.8，回流比由0.08控制到0.078，将DA102的灵敏板温度由155℃～160℃控制到150℃～155℃，DA103的溶剂比由2.1控制到2.0，回流比由1.0控制到0.95，DA105的灵敏版温度由155℃～160℃控制到150℃～152℃，DA106的回流比控制到1.4，DA107的回流比由4.8～5.4控制到4.7～5.0。

4.2 有效彻底地利用好循环溶剂的热量 装置为了能很好地利用循环溶剂的热量，在确保EA-101换热足够的情况下，尽量开大溶剂进入EA120的换热调节阀，关小EA119的蒸汽凝液的换热调节阀，这样不但利用好了热溶剂的热量，还增加了凝液的温度，使有些利用凝液加热的设备的换热效果明显改善。我们可以通过观察几个热溶剂换热器溶剂入口温度和出口温度，评定溶剂换热的效果，及时清理换热效果不好的换热器，以达到充分利用循环溶剂余热的效果。

4.3 改部分低压蒸汽保温为凝液保温 装置所用伴热介质为150℃，0.35MPa低压蒸汽，而从凝液罐出来的凝液也达到105℃左右，完全能起到防冻保温的效果，为进一步降低蒸汽消耗节能增效，车间采取引装置内部产生的蒸汽凝液作为伴热介质。我们就可以主要使用凝液作为热源。初步计算这项改造的经济效益：耗材总费用约100万元，冬季防冻保温期间为4个月，消耗的中压蒸汽量为2.5t/h，每吨中压蒸汽的市场价格为144元。根据丁二烯装置热量平衡和近年来伴热蒸汽的实际消耗量，丁二烯装置每年防冻保温期间中压蒸汽用量按照7200吨计算，可增加的经济收益为：7200×144≈103万/年。根据计算，需要到项目投用后第二个防冻保温周期的第二个月方能收回投资成本，实现盈利。

4.4 采取措施控制疏水器故障 针对这个问题车间采取措施，要求装置操作工在室外巡检的时候要注意关键设备的压力，室内操作要注意调节阀阀位以及流量的变化，一旦出现漏气，关小疏水器后保护阀，若没有效果，则立即组织切换。

5 结论

通过工作人员对以上优化措施的实施，我们2015年装置的蒸汽单耗有所下降，有2014年的2.731t/t降低到2015年的2.653t/t，但与设计值2.5t/t还有很大的差距，我们将在今后的生产过程中，继续稳定并优化操作，进一步降低装置的蒸汽单耗。

参考文献：

[1]1#丁二烯装置工艺技术规程（2013）.

[2]1#丁二烯装置岗位操作法（2013）.

[3]刘伟.优化工艺过程降低乙腈抽提丁二烯装置能耗.

[4]陈刚，谭忠隽，曹维良.浅谈如何降低丁二烯中压蒸汽单耗.独山子石化公司乙烯厂.