醋酸乙烯精餾裝置的技術(shù)改造研究

張長法

盛虹煉化（連云港）有限公司 江蘇連云港 222065

文章將通過研究醋酸乙烯精餾裝置，借助夾點技術(shù)來分析當(dāng)前此類裝置換熱網(wǎng)絡(luò)，并且以問題表法對夾點的位置加以確定，按照此類技術(shù)的相關(guān)原則將不合理環(huán)節(jié)找出來，且將最終改造規(guī)劃提出來[1]。

1 醋酸乙烯精餾裝置介紹

當(dāng)前所用的醋酸乙烯精餾裝置作用主要原料即合成工段相應(yīng)反應(yīng)液，經(jīng)由精餾工藝確保所獲得醋酸乙烯具有較高純度。將所用合成液送入到第一精餾塔進(jìn)行分離處理，所生成塔釜液包含了醋酸以及醋酸乙烯等，隨后將其送至第二精餾塔進(jìn)行進(jìn)一步的分離處理；在第二精餾塔當(dāng)中能夠有效分開醋酸以及醋酸乙烯等，所生成的餾出液主要為醋酸乙烯，隨后將其送到第三精餾塔當(dāng)中，而在該塔的下部位置，會生成精醋酸乙烯，相應(yīng)的餾出液會流入到第四精餾塔內(nèi)；在第四精餾塔當(dāng)中，該精餾塔將對上一個精餾塔所生成餾出液內(nèi)部醋酸乙烯進(jìn)行有效回收。

2 分析系統(tǒng)目標(biāo)

2.1 對節(jié)能潛能以及最小加熱公用的工程量加以計算

所用裝置對應(yīng)△Tmin（夾點溫差）的溫度范圍一般是5-30℃，此次研究將綜合考慮此裝置的熱面積、具體操作工況以及熱回收能量等主要因素，同時所選△Tmin（夾點溫差）為10℃。借助問題表法對夾點溫度進(jìn)行計算，便能獲取系統(tǒng)相應(yīng)問題表。

經(jīng)計算，當(dāng)夾點溫度處于平均溫度為70 以及80℃的位置時，系統(tǒng)當(dāng)中的最小加熱公用的工程量是16201.7kW。經(jīng)由原本的工藝信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，能夠獲得醋酸乙烯精餾裝置在實際工作過程中的加熱公用的工程量，即18141.3kW，由此可見，系統(tǒng)擁有高達(dá)10.7%的相應(yīng)節(jié)能潛能。

2.2 借助夾點技術(shù)對具體的換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析

借助夾點技術(shù)的有關(guān)原則，對相應(yīng)改造方案（后文將詳細(xì)提及）展開全面分析可知，當(dāng)前所用換熱網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)流程當(dāng)中具有一些不科學(xué)的地方。其中，冷物流C1 經(jīng)由E9 換熱器會自20℃被加熱到35℃，所以需要將該換熱器立即拆除。除此之外，結(jié)合設(shè)計夾點技術(shù)使需要遵循熱容流率相應(yīng)原則進(jìn)行分析可知，在當(dāng)前所用的換熱網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)流程當(dāng)中，熱物流H1 對應(yīng)熱容流率比冷物流C1 對應(yīng)熱容流率要小，也就是E1 換熱器并未被科學(xué)設(shè)置，需要對流股實際換熱的模式進(jìn)行重新的優(yōu)化設(shè)計。通過整體分析得知，有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)重新計算和設(shè)計醋酸乙烯精餾裝置當(dāng)前的換熱網(wǎng)絡(luò)包含低溫區(qū)，也就是低于70℃夾點溫度相應(yīng)換熱網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)流程[2]。

3 具體的改造優(yōu)化方式

對于當(dāng)前所用的換熱網(wǎng)絡(luò)不科學(xué)的設(shè)計而言，應(yīng)該結(jié)合夾點設(shè)計的基本原則，設(shè)置目標(biāo)準(zhǔn)則為循環(huán)水實際使用量、換熱單元的具體數(shù)目以及換熱網(wǎng)絡(luò)整體面積，并且提出相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計模式。在各類設(shè)計方案當(dāng)中包含的低溫區(qū)物流主要為C1，C4，H1，H2，H3 以及H4。

詳細(xì)的改造優(yōu)化方案為：

第一優(yōu)化設(shè)計方案：基于當(dāng)前所用的工藝流程，此項方案將C1 和H1 的相應(yīng)換熱器拆除掉，這與熱容流率相應(yīng)準(zhǔn)則使相符合的，同時也將換熱器E1 以及E2 拆除掉，將其改換成E1-1 這一單一的換熱器，經(jīng)由對H1 物流經(jīng)過E1-1 換熱器和冷卻水的換熱能加以計算，保證其與相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)相符合，如此便可使實際換熱單元數(shù)減少。除此之外，將E9 換熱器拆除掉，而C1 物流對應(yīng)換熱器經(jīng)由H2 物流以及E4 換熱器，自20℃上升至32.2℃，隨后經(jīng)由H3 物流和E5 換熱器上升至60℃來滿足相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)，這樣便能使不在夾點下進(jìn)行公用工程加熱器設(shè)置的問題，此外還可以使熱容流率對應(yīng)準(zhǔn)則得到滿足。H2 物流的較低溫區(qū)經(jīng)由H1 物流以及E4 換熱器進(jìn)行換熱處理，而高溫區(qū)會經(jīng)由冷卻水以及E3 換熱器進(jìn)行換熱；H3 物流優(yōu)先經(jīng)由C1 物流與E5 換熱器展開換熱處理，相應(yīng)不足的部分則應(yīng)該新增1 態(tài)E1-2 換熱器和冷卻水進(jìn)行換熱處理。

第二優(yōu)化設(shè)計方案：基于當(dāng)前所用的工藝流程，此項方案與第一優(yōu)化設(shè)計方案相同，也會將E1 以及E2 這兩個換熱器拆除掉，將其改換成E1-1 這一單一的換熱器。除此之外，此項設(shè)計方案會將E9 換熱器拆除掉，并且對E2-2 換熱器進(jìn)行增設(shè)處理。需要注意的是，此項方案和第一優(yōu)化設(shè)計方案不同的地方在于按照熱容流率相應(yīng)的原則，會借助C1、H3 以及H4 物流展開換熱處理。H3物流優(yōu)先經(jīng)由C1 物流與E5 換熱器進(jìn)行換熱處理，相應(yīng)不足的部分則經(jīng)由E2-2 換熱器和冷卻水進(jìn)行換熱處理；H4 物流低溫部分經(jīng)由E7 換熱器和C1 物流展開換熱處理，高溫部分經(jīng)由E6 換熱器和冷卻水進(jìn)行換熱處理；C1 物流則經(jīng)由E5 與E7 換熱器和H3以及H4 物流分別展開換熱處理，確保需求得到相應(yīng)滿足[3]。

第三優(yōu)化設(shè)計方案：基于當(dāng)前所用的工藝流程，此項方案第一、第二優(yōu)化設(shè)計方案間最大的差異，便在于借助熱物流高溫區(qū)域和相應(yīng)冷物流展開換熱處理，也就是H2 物流經(jīng)由E3 換熱器直接對C4物流進(jìn)行換熱處理，使之與相應(yīng)工藝需求的溫度相適應(yīng)，相應(yīng)不足的部分則經(jīng)由E4 換熱器和冷卻水展開換熱處理。

4 結(jié)語

某企業(yè)采用以上優(yōu)化設(shè)計，經(jīng)過計算可知，當(dāng)前所用工藝與第一、第二方案間應(yīng)用設(shè)施有所區(qū)別，各自總體投資費用是480.2 萬元、423.4 萬元以及433.6 萬元。對上述方案進(jìn)行分析得知，第一優(yōu)化設(shè)計方案總體效果良好，所以可選做最優(yōu)改造設(shè)計。