氯碱企业副产蒸汽综合利用状况总结

刘彩红，云 亮，杨小军

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山063305）

唐山三友氯碱有限责任公司隶属于唐山三友集团，2005年投产运行，该公司主要产品有32%液碱、50%液碱、次氯酸钠、高纯盐酸以及多种型号聚氯乙烯。经多年逐步进行扩能改造，现有烧碱生产规模53万t/a，多种型号聚氯乙烯50万t/a。

该公司始终坚持绿色发展，把节能减排列为工作重点，科学部署深化推进，结合实际工况不断优化工艺流程，其中，氯化氢合成工序副产蒸汽实现并网运行，经管道输送至一次盐水、蒸发以及聚氯乙烯生产工序，代替外网蒸汽用于生产耗用，降低产品能耗指标，确保该公司能耗在同行业中处于领先水平。

1 工艺流程

原盐是烧碱生产的主要原料，首先进行化盐处理，通过物理与化学方法相结合的方式除去其中包含的各种杂质。合格的精盐水输送至电解工序，经蒸汽预热后通过树脂塔进行二次精制，合格的二次盐水进入电解槽。电解产生的烧碱一部分外售，一部分送至蒸发工序，由蒸汽加热提浓至50%，合格的高浓度烧碱外售。

电解产生的氯气一部分用于生产液氯和次氯酸钠，大部分经处理后与氢气燃烧反应生成氯化氢气体。氯化氢被送至下游工序与乙炔气体合成氯乙烯，氯乙烯经聚合反应生成聚氯乙烯，作为产品外售。

现有工况下，氯化氢合成工序共21台合成炉，一期为7台热水式合成炉，二期5台热水式合成炉、2台蒸汽式合成炉，三期7台蒸汽式合成炉，来自氯氢处理工序合格的氯气、氢气按1∶1.05～1∶1.1的比例进入石墨合成炉，在灯头顶部燃烧。氯化氢合成过程中产生的反应热由纯水带走，传统工艺的热水炉产生90℃以上的热水输送至溴化锂工序，蒸汽式合成炉由闪蒸罐产生的低压蒸汽送往各下游用户。

2 低压蒸汽并网运行

图1 低压蒸汽并网工艺流程示意图

蒸汽式合成炉分属于不同的生产线，其中，二期单台炉最大产能为110 t/d，三期为150 t/d，每吨氯化氢可产0.65 t蒸汽，蒸汽温度160℃，压力0.4MPa。为提高蒸汽利用率，铺设连通管线，实现低压蒸汽管网并网运行。改造后低压蒸汽并网工艺流程示意图见图1。

正常生产过程中，二期蒸汽分配台压力设置自动调节，控制值为0.4 MPa。根据下游用气量，由二期合成主控调整外网补气阀开度，三期不再进行补汽操作。

下游蒸汽用户包括化盐水、一次盐水升温、盐酸常规解析、聚氯乙烯工序热水升温、浆料中氯乙烯汽提以及PVC干燥。根据各用户对于蒸汽压力需求的不同，可将蒸汽炉检修后点炉初期的低压蒸汽用于系统自用，待压力提至0.4 MPa后并入分配台，实现副产蒸汽的高效利用。

3 蒸汽冷凝液梯级利用

图2 蒸发装置工艺流程示意图

蒸发工序采用三效降膜蒸发工艺，将来自电解工序的质量分数为32%的烧碱溶液蒸发至50%，降温处理予以外售。其中，三效蒸发器采用生蒸汽作为热源，三效蒸发器产生的二次蒸汽作为二效蒸发器的加热介质，二效蒸发产生的二次蒸汽作为一效蒸发器的加热介质。二效冷凝水经闪蒸后进入冷凝液罐，一效蒸发器的二次蒸汽由表面冷却器冷却后产生的冷凝液与降膜蒸发器壳侧冷凝液被收集在蒸汽冷凝液罐内。

传统工艺中蒸汽冷凝液输送至盐水工序进行化盐操作，烧碱系统扩能改造后采用蒸汽式合成炉，冬季供暖热水缺失。结合实际工况，设置伴热用热水罐，将蒸发工序蒸汽冷凝液引至伴热用热水罐内，供给界区内伴热用水，液位较高时，将热水排至蒸汽炉纯水补给罐内，替代纯水作为合成炉冷却用水副产低压蒸汽。全部回收其中的显热，实现蒸汽冷凝液的梯级利用。蒸发装置工艺流程示意图见图2。

4 效益分析

满负荷工况下各期蒸汽式合成炉瞬时产汽量合计约为20 t/h，全年按8 000 h计算，年可节约外购蒸汽量16万t，降低生产成本约2 400万元。

蒸发装置生产能力8万t/a，产生冷凝液量约为4万t/a，改造前替代生产水用于化盐，改造后作为纯水补充生产需求，纯水与生产水差价按照10元/t计算，年可创效40万元。

蒸汽冷凝液温度以75℃计，回收热能为4.18×（75-25）×4×107＝8.36×109（kJ/a）。 该热能折标煤约285 t/a，标煤价格按500元/t计，年可创效14万元。

综上，低压蒸汽的高效利用年可减低生产成本合计2 454万元。

5 总结

近年来，国家对于能源的管控力度不断加大，行业竞争日益加剧，热能、废水的高效利用成为企业降本的重要措施，通过合成工序副产蒸汽的高效利用，实现了节约生产成本、降低企业耗能的目的。