內(nèi)容說(shuō)明4創(chuàng)新性報(bào)告

1、目 錄目錄第 1 章 工藝創(chuàng)新方案11.11.2第 2 章2.12.22.3第 3 章3.13.2工藝路線創(chuàng)新1結(jié)構(gòu)創(chuàng)新2清潔生產(chǎn)創(chuàng)新3工藝清潔，綠色化學(xué)3罐區(qū)回收技術(shù)3三廢處理4反應(yīng)技術(shù)和分離技術(shù)創(chuàng)新7反應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新7分離技術(shù)創(chuàng)新83.2.1 催化劑分離83.2.2 結(jié)晶分離9過(guò)程節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新11反應(yīng)熱的利用11熱泵精餾14中間再沸器15第 4 章4.14.24.34.4 Benfield 脫碳節(jié)能創(chuàng)新164.54.64.7第 5 章5.15.2換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化19利用低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)19循環(huán)冷卻水20新型過(guò)程應(yīng)用23采用高通量管換熱器23采用錯(cuò)排條形復(fù)合浮閥塔板24I揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇

2、項(xiàng)目第1章 工藝創(chuàng)新方案1.1 工藝路線創(chuàng)新本工藝改進(jìn)了乙烯乙二醇新型工藝路線：以碳酸乙烯酯二步乙二醇為主體路線，結(jié)合現(xiàn)有 SD 和 Shell 生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的主體工藝，以南京工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的碳酸乙烯酯水解工藝為藍(lán)本，根據(jù)后續(xù)工段對(duì)環(huán)氧乙烷實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化；采用冷凝填料塔代替再吸收塔分離環(huán)氧乙烷，達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的?，F(xiàn)有環(huán)氧乙烷酯化工藝多采用均相催化劑，催化劑分離的問(wèn)題。本工藝采用非均相催化劑，并根據(jù)實(shí)際反應(yīng)情況，采用徑向反應(yīng)器作為酯化的固定床反應(yīng)器，有效解決了催化劑與產(chǎn)物分離，純度不高，產(chǎn)物與液態(tài)催化劑接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)化率降低的問(wèn)題。水解反應(yīng)參考 Shell/MCC 工藝路線，并非均相反

3、應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，采用簡(jiǎn)單的分離即可獲得優(yōu)級(jí)品類別的乙二醇。在工業(yè)生產(chǎn)中，溫室氣體的回收，絕大部分項(xiàng)目主要考慮對(duì)水解副產(chǎn)物進(jìn)行回收利用，而由乙烯環(huán)氧化生成的副反應(yīng)產(chǎn)物只做分離處理，以保證循環(huán)氣中較低的含量。本項(xiàng)目采用了優(yōu)化節(jié)能后的Benfiled 脫碳技術(shù)對(duì)其進(jìn)行回收利用，與水解副產(chǎn)的集中處理后用作環(huán)氧乙烷酯化反應(yīng)的原料，減少尾氣排放，提高了源自利用率，節(jié)約了投資成本。最終本工藝以現(xiàn)有新工藝為基礎(chǔ)，以反應(yīng)為創(chuàng)新新型的碳酸乙烯酯水解工藝路線。對(duì)流程進(jìn)行優(yōu)化，提出圖 1-1 創(chuàng)新工藝路線示意圖1創(chuàng)新性報(bào)告1.2結(jié)構(gòu)創(chuàng)新現(xiàn)有的工藝路線由于碳酸乙烯酯水解較完全，反應(yīng)選擇性高，因此產(chǎn)生的副產(chǎn)物量較少，而

4、對(duì)乙二醇精制釜的碳酸乙烯酯廢液的回收利用較少，釜液用于再循環(huán)，但釜液中殘留的乙二醇增大了副反應(yīng)發(fā)生的可能，長(zhǎng)期循環(huán)還可能導(dǎo)致副產(chǎn)物的積累，導(dǎo)致循環(huán)效率逐漸較低。本項(xiàng)目為避免此類情況，釜液合理回收利用設(shè)立了回收工段。由碳酸乙烯酯水解工段產(chǎn)生未反應(yīng)完全的碳酸乙烯酯以及副產(chǎn)物二乙二醇在脫去主要乙二醇后，采用結(jié)晶分離的方式分別加以回收。由于結(jié)晶工藝操作時(shí)間較長(zhǎng)，并且回收制得的碳酸乙烯酯占原反應(yīng)物料的比例很小，循環(huán)回反應(yīng)系統(tǒng)影響主反應(yīng)的操作的連續(xù)性，并消耗大量的能量以及管道建設(shè)費(fèi)用。并且中間產(chǎn)物碳酸乙烯酯，二乙二醇較主要乙二醇均有較高的效益，因此本項(xiàng)目決定將結(jié)晶產(chǎn)物碳酸乙烯酯，副產(chǎn)物二乙二醇作為銷售，以

5、緩解由單一銷售造成的市場(chǎng)波動(dòng)的影響，提高效益。2揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目第2章 清潔生產(chǎn)創(chuàng)新2.1 工藝清潔，綠色化學(xué)綠色化學(xué)是一門研究運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的原理和來(lái)減少或消除化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生，使所研究開(kāi)發(fā)的化學(xué)和過(guò)環(huán)境更加友學(xué)科。本項(xiàng)目工藝符合綠色化學(xué)的基本原則（1）防治污染的產(chǎn)生優(yōu)于治理產(chǎn)生的污染；（2）原子部轉(zhuǎn)化到最終性（設(shè)計(jì)的應(yīng)將反應(yīng)過(guò)程中所用的材料，盡可能全中）即原子的利用率幾乎達(dá)到 100。本工藝原子利用率高，環(huán)氧化及酯化工段的反應(yīng)均為化合反應(yīng)，水解工段的反應(yīng)產(chǎn)物可作為原料返回酯化工段。同時(shí)環(huán)氧化的副產(chǎn)物經(jīng)脫碳后也可用于酯化工段，從源頭上減少了

6、污染的排放，并以主要原料的形式回收原本作為溫室氣體排放的，大大提高了效益，升華環(huán)境保護(hù)的理念。本工藝原料無(wú)毒性，并對(duì)生產(chǎn)流程中可能毒害作用的環(huán)氧乙烷，產(chǎn)生爆炸的乙烯、甲烷罐區(qū)等區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)和管理，嚴(yán)格執(zhí)行GB18218-2009，AQ3035-2010 等規(guī)范。整套工藝基本滿足 HJ/T190-2006 乙二醇清潔生產(chǎn)中的一級(jí)技術(shù)指標(biāo)，合理且環(huán)保。2.2 罐區(qū)回收技術(shù)乙烯球罐由于儲(chǔ)存溫度低于外界溫度，儲(chǔ)存過(guò)程中由于溫差與外界發(fā)生傳熱而氣化，導(dǎo)致球罐內(nèi)壓不斷升高。這個(gè)現(xiàn)象，目前絕大部分項(xiàng)目將球罐內(nèi)氣體送往乙烯裝置或排入火炬燃燒系統(tǒng)，以達(dá)到對(duì)球罐的。但到裝置停工時(shí)，這部分乙烯只能排入火炬燒掉或直接

7、排入大氣，對(duì)大氣造成污染，同時(shí)損失寶貴的乙烯資源。本項(xiàng)目充分考慮綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念以上罐區(qū)乙烯排放問(wèn)題采用專利公布號(hào)為CN201020517095 的一種低溫球罐乙烯回收裝置，該裝置設(shè)置在球罐外的冷凝器和向冷凝器提供冷媒的制冷系統(tǒng)，冷凝器通過(guò)管道連接球罐。冷凝器設(shè)置在所述球罐的上方，冷凝器的連接球罐的氣體出口。該技術(shù)以丙烯為制冷介質(zhì)，冷凝更徹底，使用更環(huán)保。并將冷凝器設(shè)置在球罐上方。這樣氣化的乙烯就會(huì)浮力的作用下自然上升，而冷凝的液體又會(huì)在重力的作用下自然回流到球罐。該創(chuàng)新減少了乙烯的排放，保護(hù)環(huán)境。3創(chuàng)新性報(bào)告圖 2-1 罐區(qū)乙烯回收裝置示意圖2.3 三廢處理本項(xiàng)目廢液主要為工業(yè)廢水和生活廢

8、水。工業(yè)廢水主要為含醇廢水，該部分廢水若對(duì)外排放對(duì)環(huán)境污染較大，而且由于本項(xiàng)目處理量較大，廢水中損失的乙二醇含量也較大。若能加以處理利用，既能保護(hù)環(huán)境又能有效利用該部分醇。本項(xiàng)目根據(jù)分析，采用專利公布號(hào) CN203229435U 的含醇廢水的處理進(jìn)行處理。該實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種含醇廢水回收處理系統(tǒng)，依次連接的分離槽、無(wú)機(jī)物沉淀槽、第一、精密過(guò)濾器、軟化器、第二、集汽包、蒸汽過(guò)熱器和煤氣發(fā)生爐，其特征在于：所述第一被加氣以及供以絮凝劑；所述第二被加入催化除氧劑和緩蝕分散劑；并且所述分離槽連接有槽，用于回收從含醇廢水中分離出的。本實(shí)用新型的含醇廢水回收處理系統(tǒng)將含醇廢水中的部分有害物質(zhì)作為資源進(jìn)

9、行了充分的利用，達(dá)到治理廢水與回收原料的雙重目的，既節(jié)約了水資源，又大幅度降低了處理成本，實(shí)現(xiàn)廢水的“零排放”。4揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目圖2-2廢水處理示意圖5揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目第3章 反應(yīng)技術(shù)和分離技術(shù)創(chuàng)新3.1 反應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新由于 EO 生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，現(xiàn)有的反應(yīng)器有可能形成 EO 反應(yīng)器底封頭和管道內(nèi)溫度過(guò)高，在這些部位達(dá)到著火溫度的性；環(huán)氧化反應(yīng)器出來(lái)氧乙烷的濃度較高，再者由于催化劑粉末的可能發(fā)生 EO 異的高溫氣體構(gòu)化為乙醛的副反應(yīng)并放出熱量。此時(shí)的循環(huán)氣組成距爆炸極限較近，本反應(yīng)器這一系列問(wèn)題，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)此工業(yè)上常設(shè)置反應(yīng)器出口氣體急冷裝置。

10、但是并不能根本上地解決在反應(yīng)器下封頭發(fā)生副反應(yīng)的問(wèn)題，并且反應(yīng)副產(chǎn)物乙醛等對(duì)環(huán)氧乙烷自聚的影響性極大，為降低 EO 在發(fā)生自聚的可能，本反應(yīng)器在環(huán)氧乙烷反應(yīng)器塔底設(shè)置急管板與急，催化反應(yīng)器列管與急列管均為30×2.5 的無(wú)縫鋼管，反應(yīng)段管板均為雙層管板，上層板為多孔板，開(kāi)孔率為 230%，上下層板均與列管滿焊封死，由于反應(yīng)器反應(yīng)段與急的換熱介質(zhì)溫差近 110，為減小對(duì)管板及反應(yīng)管的負(fù)荷，在上下兩段殼體間設(shè)置高度約 300mm 的管程截?cái)嗫臻g，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體及未反應(yīng)的原料氣在壓差作用下通過(guò)該段緩沖殼體進(jìn)入急冷段列管。圖 3-1 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖7創(chuàng)新性報(bào)告反應(yīng)器大體結(jié)構(gòu)如上圖所示：原料

11、氣進(jìn)入反應(yīng)段列管，在催化劑作用下生成EO；生成氣流經(jīng)急水多點(diǎn)注入冷卻水冷卻 EO 氣體后流入急管程，迅速被冷卻，避免了副反應(yīng)的發(fā)生。急的冷卻殼層，管板，經(jīng)冷卻水管板多孔分配，均勻進(jìn)入急高壓蒸汽包生產(chǎn)蒸汽。3.2 分離技術(shù)創(chuàng)新3.2.1 催化劑分離本項(xiàng)目中碳酸乙烯酯水解反應(yīng)采用的是非均相催化劑，且為多釜串聯(lián)，為保證個(gè)各釜的反應(yīng)相對(duì)，進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)釜前需對(duì)催化劑進(jìn)行分離。若在反應(yīng)器行分離，分離得到的催化劑處理后再送回反應(yīng)器，這樣對(duì)本工藝反應(yīng)不合理，因?yàn)楸竟に囀褂玫拇呋瘎┹^長(zhǎng)，無(wú)需頻繁更新。根據(jù)工藝特點(diǎn)，我們采用專利公布號(hào)CN202740876U 中的催化劑分離技術(shù)。圖 3-2 催化劑分離技術(shù)圖通過(guò)

12、內(nèi)置式金屬過(guò)濾器，所述過(guò)濾器設(shè)置在反應(yīng)釜中和過(guò)濾棒，安裝在反應(yīng)釜內(nèi)壁，并延伸至反應(yīng)釜底部，過(guò)濾棒通過(guò)各個(gè)接口與相連接。通過(guò)過(guò)濾棒上的一定大小的孔隙，可以直接對(duì)反應(yīng)物料進(jìn)行固液分離，并將固體催化劑分離出來(lái)后存留在反應(yīng)釜內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。同時(shí)也無(wú)需再進(jìn)行催化劑取出和回投的重復(fù)操作，解決物料泄漏、漏濾，固體催化劑失效等問(wèn)題。8揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目3.2.2 結(jié)晶分離工業(yè)上應(yīng)用最的化工分離提純是精餾，但我們發(fā)現(xiàn)碳酸乙烯酯和二乙二醇沸點(diǎn)相近（碳酸乙烯酯沸點(diǎn) 244，二乙二醇沸點(diǎn) 245），難以通過(guò)普通精餾分離，除非通過(guò)成本更高的萃取精餾這兩種物質(zhì)的產(chǎn)量并不大，采用萃取精餾能耗較大且需

13、要引入萃取劑，對(duì)分離精制技術(shù)要求頗高，運(yùn)行成本過(guò)高，得不償失。因此需采取更為合理的來(lái)對(duì)副進(jìn)行分離。由于碳酸乙烯酯與二乙二醇熔點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)行分離。近 50 攝氏度，采用潔凈的方式可以較容易地將這兩種本項(xiàng)目采用了由離。MWB 結(jié)晶工藝的主體Sulzer 公司開(kāi)發(fā) MWB 工藝對(duì)碳酸乙烯酯進(jìn)行結(jié)晶分為立式列管換熱器式的結(jié)晶器。結(jié)晶母液循環(huán)于管方，冷卻介質(zhì)循環(huán)于殼方。在冷的列管內(nèi)壁上晶體不斷形成，待晶體層達(dá)到一定厚度后，停止母液循環(huán)，將殼方介質(zhì)切換為加熱介質(zhì)，使晶層溫度升高并趨向其對(duì)應(yīng)熔化溫度。粗晶體在逐步升高的溫度下多次達(dá)到固、液平衡，不純的液體不斷從晶層排除，使晶體純度不斷提高。發(fā)汗過(guò)程完成后，介質(zhì)溫

14、度進(jìn)一步升高，晶體全部熔化即得最終。9揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目第4章 過(guò)程節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新4.1 反應(yīng)熱的利用對(duì)本項(xiàng)目反應(yīng)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，乙烯環(huán)氧化反應(yīng)及酯化反應(yīng)均為強(qiáng)放熱反應(yīng)，且兩反應(yīng)均需要對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行，反應(yīng)的熱量用來(lái)發(fā)生蒸汽，殼爐水，通過(guò)水沸騰來(lái)帶走反應(yīng)熱。相對(duì)于單程的無(wú)相變換熱，水汽化帶走的熱量，同時(shí)水蒸發(fā)溫度恒定，有利于反應(yīng)溫度。水的沸點(diǎn)隨的變化而變的溫差，進(jìn)而化，通過(guò)調(diào)節(jié)冷側(cè)的調(diào)節(jié)反應(yīng)的溫度。，改變冷側(cè)的溫度，從而改變列管兩圖 4-1 反應(yīng)器熱利用圖結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)狀，對(duì)本工藝中氧化反應(yīng)器及酯化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)熱利用。環(huán)氧化反應(yīng)器的反應(yīng)導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，再用導(dǎo)熱油的熱量來(lái)加熱蒸汽。而急

15、及酯化反應(yīng)器則選用鍋爐水冷卻直接產(chǎn)蒸汽。利用 Aspen plus 對(duì)直接在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽狀況進(jìn)行模擬，獲得適宜的鍋爐水，以及合理的用水量。利用 Sensitivity 工具對(duì)工段產(chǎn)蒸汽量進(jìn)行模擬。表 4-1 環(huán)氧化反應(yīng)器靈敏度分析表項(xiàng)目H2O KMOL/HRBOT/TOPTOP KG/HR2130501306.1078113171001711.451619000900.764創(chuàng)新性報(bào)告續(xù)上表4211502116.79546292502927.483837350.1574251833229.72981045450.408436483229.721941253550.659448998322

16、9.714081461650.9104627373229.706231669751.698371877851.412493883229.690512085951.663511283229.68266圖 4-2 環(huán)氧化反應(yīng)器靈敏度分析圖122190001.789020443229.678731981901.538002433229.686591773801.286985643229.694441565701.035970073229.70231357600.7849557153229.710161149500.5339425863229.71801941400.2829306793229.725

17、87733300.0319199933229.733725252002522.1392揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目表 4-2 酯化反應(yīng)器靈敏度分析表項(xiàng)目H2O KMOL/HRBOT/TOPTOP KG/HR237800037832.088441400041435.144643200043236.6728468000.03475202645266.621210504000.11434830245266.622612540000.19394460945266.622614576000.27354091645266.622616612000.35313722445266.62261864800

18、0.43273353145266.622620684000.51232983845266.622622720000.59192614545266.62261321702000.55212799245266.622619666000.47253168545266.622617630000.39293537745266.622615594000.3133390745266.622613558000.23374276345266.622611522000.15414645545266.62269486000.07455014845266.6226745000045038.2543199.328604

19、3236339600039633.616136000036030.56創(chuàng)新性報(bào)告圖 4-3 酯化反應(yīng)器靈敏度分析圖經(jīng)分析，當(dāng)進(jìn)水量到一定量時(shí)，蒸汽的產(chǎn)量將不再增加，的以液體的形式流出換熱段。經(jīng)分析優(yōu)化后，合理的環(huán)氧化和酯化工段鍋爐水用量分別為3229kg/h，3.39MPa；45000kg/h，0.27MPa。通過(guò)反應(yīng)熱轉(zhuǎn)化成蒸汽熱，節(jié)約了產(chǎn)蒸汽能耗，回收了高品味熱量，減少投資，提高了效益。4.2 熱泵精餾熱泵精餾是把精餾頂蒸汽加壓升溫，使其用作塔底再沸器的熱源，回收塔頂蒸汽的冷凝潛熱，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。對(duì)本項(xiàng)目T0102 環(huán)氧乙烷汽提塔進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)塔頂溫度 135.6，塔底溫度153.4

20、，相差 17.8，并且該塔的回流比較大，符合熱泵精餾技術(shù)使用條件。在該塔采用塔頂氣體壓縮式熱泵，可大幅度減少能耗，此技術(shù)減少了冷卻介質(zhì)和加熱介質(zhì)的用量，很達(dá)到了節(jié)能的目的。圖 4-4 精餾技術(shù)對(duì)比圖14揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目表4-3 精餾節(jié)能對(duì)比項(xiàng)目傳統(tǒng)精餾熱泵精餾電（kw）05932.71蒸汽費(fèi)用（元/h）7919.960冷卻水（元/h)726.156.89節(jié)省費(fèi)用（元/h)04486.334.3 中間再沸器中間再沸器是在塔釜和進(jìn)料板之間，即在提餾段適當(dāng)位置外設(shè)再沸器，將塔內(nèi)下降液體引出，加熱成氣相后再返回；這樣間再沸器就無(wú)須采用如同塔釜再沸器那樣高品位的加熱介質(zhì)，從而有可能使用

21、品位和價(jià)格較低的熱源，節(jié)省了操作 費(fèi)用。中間再沸器的使用并不能改變或減少總的再沸器加熱負(fù)荷，只不過(guò)將一部分熱量移往溫度級(jí)別較低的提餾段，以達(dá)到節(jié)省高品位熱量的目的。圖 4-5 中間再沸器流程模擬圖15總操作費(fèi)用（元/h)8646.124159.79電（元/h）04152.90冷卻水（t/h)3136.94707.54蒸汽（t/h)39915.970創(chuàng)新性報(bào)告對(duì)本項(xiàng)目 T0502 乙二醇精餾塔進(jìn)行分析，塔底溫度較高需要導(dǎo)熱油對(duì)塔底再沸器進(jìn)行加熱，而我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)料的輕組分乙二醇濃度較高，對(duì)于這種較純的組分精餾塔的熱力學(xué)效率往往較低，此時(shí)引入中間再沸器對(duì)提升精餾塔效率有著十分顯著的效果。因此，在該塔引

22、入中間再沸器技術(shù)能合理提升效率，節(jié)約能耗。圖 4-6 中間再沸器靈敏度分析圖根據(jù)分離要求我們對(duì)該塔進(jìn)行模擬，模擬得到的精餾塔的溫度分布如上圖所示，可以看出該塔在塔底負(fù)荷顯著增加，這種情況下可以通過(guò)改變進(jìn)料位置來(lái)進(jìn)行調(diào)整，但是對(duì)于特定的區(qū)域，作用有限，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果。因此，在該塔引入中間再沸器不僅可以降低塔底的負(fù)荷，并且換熱介質(zhì)所用的熱量品位較低，還可以減少高品位的熱量的用量。具體節(jié)能效果見(jiàn)下表：表 4-4節(jié)能效果分析表再沸器負(fù)荷/kW項(xiàng)目無(wú)中間再沸器12775.14.4 Benfield 脫碳節(jié)能創(chuàng)新本工藝在第一工段會(huì)有副產(chǎn)物產(chǎn)出，如果不加以處理，會(huì)同未應(yīng)的原料氣一起進(jìn)入循環(huán)線，嚴(yán)重影響反

23、應(yīng)；而經(jīng)處理后的脫水后又能成為第二工段的原料加以利用。故脫碳工藝在整個(gè)工藝中有著非常重要的作用，16節(jié)省高品位熱能量6414.5中間再沸器19189.6揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目為了更合理利用資源，我們對(duì)其進(jìn)行了節(jié)能優(yōu)化。首先，我們對(duì)傳統(tǒng)Benfield 脫碳工藝進(jìn)行了模擬，模擬流程圖如下：圖 4-7 Benfield 脫碳模擬流程示意圖傳統(tǒng) Benfield 脫碳工藝在本項(xiàng)目的使用中一定缺陷。由于環(huán)氧乙烷- 乙二醇循環(huán)氣中分壓始終比較低，處于貧液循環(huán)操作狀態(tài)，因此，二，采用現(xiàn)有的Benfield 脫碳再生工藝，每平方米氧化碳的解吸更加的熱耗達(dá)到 900015000KJ/N。要降低吸收

24、塔出口凈化氣中的殘留量，滿足催化劑的運(yùn)行條件，另法就是使貧液再生更加徹底，但這也就意味著需要消耗更大量的蒸汽。為了解決這一問(wèn)題，本項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行合理改造，以達(dá)到用最少的能耗來(lái)更高效地脫除的效果。17創(chuàng)新性報(bào)告圖 4-8 優(yōu)化后的 Benfield 脫碳工藝模擬圖本工藝的特征在于吸收塔采用兩段吸收貧液，經(jīng)貧液泵加壓后，分成兩部分，70%85%直接進(jìn)入吸收塔下部第二段填料，15%30%經(jīng)貧液冷卻器溫度降至7090后進(jìn)入吸收塔上部第一段填料，每段填料可以分成 14 層；溶液的解吸采用變壓再生節(jié)能技術(shù)，使用表壓為 0.040.16MPa，溫度為 141200的動(dòng)力蒸汽，通過(guò)可調(diào)式超音速噴射器對(duì)常壓

25、再生塔的抽吸作用，使加壓再生塔與常壓再生塔之間形成壓差，其中加壓塔再生塔的表壓在 0.060.12MPa，常壓再生塔底溶液沸點(diǎn)產(chǎn)生 1016的溫塔頂在表壓 0.020.08MPa，使得兩差，由此加壓再生頂出來(lái)的再生氣中的水蒸氣與的比值減少到（0.81.2）：1；塔底的加壓再生液進(jìn)入常壓再生塔進(jìn)行再生，同時(shí)由于噴射器的抽吸，常壓再生塔的蒸汽被帶出，與新鮮蒸汽混合作為加壓塔的汽提蒸汽。通過(guò)分段添加吸收液和變壓再生節(jié)能技術(shù)，在增加吸收效果的同時(shí)減少了蒸汽的用量和塔底再沸器的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。其優(yōu)化前后的對(duì)比如下表所示：表 4-5 優(yōu)化能耗對(duì)比表蒸汽用量（kg/h）再生塔能耗（Gcal/h）項(xiàng)目

26、77754.123.5優(yōu)化后18優(yōu)化前10809235揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目4.5 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化通過(guò)換熱流程的設(shè)計(jì)和換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，盡可能地進(jìn)行內(nèi)部熱量的集成和最大化利用，以減少能量損失。為此，我們利用 Aspen Energy Analyzer V8.4進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。優(yōu)化后換熱網(wǎng)絡(luò)如下圖：圖 4-9 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化圖經(jīng)換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)后，無(wú)論熱公用工程還是冷公用工程的用量都得進(jìn)一步的減少，分別節(jié)省了 49.73%和 28.31%，節(jié)能效果明顯，增加了費(fèi)用，但較節(jié)省公用工程費(fèi)用而言這部分費(fèi)用是較少的，故優(yōu)化是合理的。優(yōu)化具體數(shù)值如下表所示：表 4-6 優(yōu)化節(jié)能數(shù)據(jù)

27、表項(xiàng)目熱公用系統(tǒng)/kW冷公用系統(tǒng)/kW換熱單元數(shù)匹配后31714.5179370.18314.6 利用低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)本項(xiàng)目乙二醇脫水頂蒸汽品位較低，難以在裝置內(nèi)部得到利用，只能采用空度大、對(duì)其進(jìn)行冷卻。由于低溫?zé)嵩雌肺坏停陀^上著回收技術(shù)難效益不高等問(wèn)題。目前采用的常規(guī)辦法是配合工廠的低溫?zé)崂谜w19節(jié)能49.73%28.31%匹配前63086.37110722.8618創(chuàng)新性報(bào)告規(guī)劃，采用除鹽水或除氧水作為循環(huán)熱媒回收利用裝置低溫?zé)崃浚米鳠崴闊?、罐區(qū)維溫、生活用熱等方面，但這些隨季節(jié)變化而變化。只能回收一部分低溫?zé)?，并且其利用率因此，開(kāi)發(fā)技術(shù)上置能耗的一個(gè)重要可行、上合理有效的低溫?zé)崂?/p>

28、用技術(shù)，是降低裝。利用低溫?zé)岚l(fā)電是一種重要的能量回收形式，可以將低溫?zé)崮苤苯愚D(zhuǎn)化成電能。在大量低溫?zé)徇^(guò)剩，難以找到合適的回收時(shí)，利用低溫?zé)岚l(fā)電是一種有效途徑。近年來(lái)，部分石化裝置中分餾塔頂?shù)蜏責(zé)岚l(fā)電技術(shù)逐漸開(kāi)始其工業(yè)化應(yīng)用。根據(jù)低溫?zé)嵩吹母叩?，利用低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)：利用低溫?zé)岙a(chǎn)生低壓蒸汽，再利用低壓蒸汽發(fā)電（“低壓蒸汽發(fā)電”）。本項(xiàng)目乙二醇脫水塔的情況采用低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)，合理回收和利用了低品位能力，實(shí)現(xiàn)了能量的有效利用。4.7 循環(huán)冷卻水本工程考慮到自身對(duì)循環(huán)冷卻的要求，采用的專利公布號(hào)為CN。在補(bǔ)水裝置與冷卻水循環(huán)裝置間設(shè)102173469 A 的一種全新的循環(huán)冷卻有補(bǔ)水量的檢測(cè)裝置。通過(guò)測(cè)量

29、系統(tǒng)的補(bǔ)水量，計(jì)算出維持系統(tǒng)水處理劑濃度的水處理劑添加量?？蛇M(jìn)一步縮小所述循環(huán)冷卻的實(shí)際濃度與設(shè)定濃度的偏差，有利于循環(huán)冷卻中，循環(huán)冷卻水中水處理劑的及安全的運(yùn)行?，F(xiàn)有循環(huán)冷卻尤其是包含敞開(kāi)式冷卻水循環(huán)裝置的循環(huán)冷卻）易發(fā)生腐蝕、結(jié)垢和菌藻滋生等問(wèn)題。如此，不僅會(huì)降低熱交換效率，而且會(huì)損壞。迄今，通常采用對(duì)包含敞開(kāi)式冷卻水循環(huán)裝置的循環(huán)冷卻中的循環(huán)冷卻水進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)（可及時(shí)將不符合水質(zhì)要求的循環(huán)冷卻水部分排出系統(tǒng)外， 同時(shí)添加補(bǔ)充水）及在循環(huán)冷卻水中引入水處理劑（如緩蝕劑、阻垢劑和/或殺菌劑等）的避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)。由此可知，現(xiàn)有包含敞開(kāi)式冷卻水循環(huán)裝置的循環(huán)冷卻中的循環(huán)冷卻處于不狀態(tài)。如何保

30、持循環(huán)冷卻水的水質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，及如何維持引入循環(huán)冷卻水中的水處理劑濃度在一個(gè)合理的范圍內(nèi)變化，成為本領(lǐng)域中研究熱點(diǎn)。為了維持包含敞開(kāi)式冷卻水循環(huán)裝置的循環(huán)冷卻中，循環(huán)冷卻水中水的排污裝置（后端）設(shè)處理劑濃度的，目前通常采用在所述循環(huán)冷卻置流量檢測(cè)裝置，通過(guò)所述循環(huán)冷卻的排污量來(lái)計(jì)算需向循環(huán)冷卻增補(bǔ)的水處理劑的量。實(shí)踐表明：現(xiàn)有技術(shù)不能完全解決上述難點(diǎn)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：包含敞開(kāi)式冷卻水循環(huán)裝置的循環(huán)冷卻中，循環(huán)冷卻水中的水處理劑量的損耗不僅限于循環(huán)冷卻的排污裝置的排放，而有相當(dāng)一部分水處理劑的損20揚(yáng)子石化 40 萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目耗是由于“飄灑”和/或“泄漏”等其它不可控因素導(dǎo)致。因此，僅通過(guò)所述循環(huán)冷卻的排污量來(lái)計(jì)算循環(huán)冷卻的水處理劑的損失，會(huì)偏差，不利于循環(huán)冷卻的運(yùn)行。據(jù)此，本工程采用一種新穎的包含敞開(kāi)式冷卻水循環(huán)裝置的循環(huán)冷卻及其運(yùn)行，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。該循環(huán)冷卻中包含補(bǔ)水裝置、冷卻水循環(huán)裝置和排污裝置，三者依次相聯(lián)；同時(shí)，在補(bǔ)水裝置與冷卻水循環(huán)裝置間設(shè)有補(bǔ)水量的檢測(cè)裝置（A）；在冷卻水循環(huán)裝置上設(shè)有水處理劑添加裝置（D），及冷卻水循環(huán)裝置的進(jìn)口溫度（t1）出口溫度（t2）、