一种乙二醇精馏余热回收处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及精馏余热回收技术领域，尤其涉及一种乙二醇精馏余热回收处理系统。


背景技术：

2.我国是能源消费大国，能源利用效率仍有较大提升空间，以煤炭为主的能源结构有待转型。2006～2020年全国能源消费总量从 28.6 亿 t 标准煤增长至 49.8 亿 t 标准煤，14年间增长了 21.2 亿 t 标准煤；同时我国单位gdp能耗仍是世界平均水平的1.5倍。
3.在此背景下，我国从“十一五”开始设定单位gdp能耗降低20％的约束性目标，“十二五”首提能源消费总量控制并初步建立双控目标责任考核机制，“十三五”期间继续实施能耗总量和强度“双控”制度。疫情后经济的快速复苏叠加“十四五”单位gdp能耗降低13.5%的目标将给“十四五”期间的双控工作带来更大的挑战。
4.随着工业化的快速发展，能耗已成为国家和企业发展的重要核心，在市场竞争愈加激烈之际，为降低企业生产成本、提高企业竞争优势，能耗就显得至关重要，已足以攸关企业经营之盈亏。所以，如何在化工生产中有效节约能源、降低能耗是当今化工企业发展和研究的重点方向。
5.现今，化工行业中乙二醇精馏塔顶的蒸汽温度高达128-145℃，塔底装置凝液的温度高达125-130℃，如图1所示，虽在乙二醇精馏塔（序号1）塔顶和塔底分别设置有换热器，将此部分高温物料采用循环冷凝水（序号6）进行冷却。这种方式存在以下问题：
6.一、乙二醇精馏塔塔顶蒸汽的高品位余热以及系统中的蒸汽凝液余热通常没有得到有效利用，而采取循环冷凝水作为交换介质进行处理，致使生产工艺中产生的余热不能充分利用；
7.二、过多使用循环冷凝水无疑会带来固定资产的投资，及相关水量、电量等能源的消耗，在人力、物力和时间上均需投入较大精力，极大地增加了生产成本。


技术实现要素：

8.伴随乙二醇工艺技术的逐步成熟，生产装置的规模也越来越大，若充分将此部分工艺物料余热进行回收利用，其回收效益极高，可成为能源节约领域中最有效的途径之一。因此，本技术提供一种乙二醇精馏余热回收处理系统，旨在解决当前余热损失未得到充分回收利用的问题。
9.本技术通过下述技术方案实现：
10.一种乙二醇精馏余热回收处理系统，包括乙二醇精馏塔、换热器和循环冷却水供给站，乙二醇精馏塔的塔顶蒸汽出口和塔底凝液出口与换热器的热媒入口连接，所述换热器的冷媒入口连接循环冷却水供给站，所述换热器的热媒出口连接锅炉给水系统和循环冷却水供给站。本技术方案实现了对乙二醇精馏过程中高品位余热的回收，热量回收后的预热水可用于给锅炉给水系统供水，避免了热能的流失，解决了当前余热损失未得到充分回
收利用的问题。
11.值得说明的是，通常只需要对一级换热器处的热量进行回收即可。乙二醇精馏塔的塔顶蒸汽出口的一级换热器数量根据需要设置，可为一个，两个或者更多。乙二醇精馏塔塔底凝液出口的一级换热器数量根据需要设置，通常设一个即可，当然也可设置更多。
12.因乙二醇项目通常需要配套集中供热用的设备。集中供热包括锅炉，其锅炉给水系统包括除盐水站、除氧水站和水加热装置。水源经除盐、除氧、加热后再输送至锅炉生产蒸汽。为解决现有技术中对循环冷凝水过多使用的问题，本技术利用脱盐水代替部分循环冷凝水对乙二醇精馏过程中塔顶蒸汽的高品位余热和塔底装置凝液的高品位余热进行回收。具体方案为：
13.将除盐水站与乙二醇精馏塔的塔顶蒸汽出口和塔底凝液出口处的换热器的热媒入口连接；所述乙二醇精馏塔的塔顶蒸汽出口和塔底凝液出口处的换热器的热媒出口通过管道、阀门连接循环冷却水供给站和除氧水站，所述除氧水站连接水加热装置的入水口，水加热装置的出水口与锅炉连接。
14.与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
15.1.本技术可对乙二醇精馏过程中高品位余热进行回收利用，其中预热回收主要包括塔顶蒸汽的余热和塔底装置凝液的余热两个部分，避免了热能的流失；
16.2.本技术解决了配套的集中供热锅炉给水水温的提升，可由30℃提升至125℃，一定程度上降低了脱盐水水温提升的成本；
17.3. 本技术利用脱盐水代替部分循环冷凝水对乙二醇精馏过程中塔顶蒸汽的高品位余热和塔底装置凝液的高品位余热进行回收，既实现了余热的回收利用，又减少了循环冷凝水的用量，大大缩小了生产成本，达到了生产资源利用的最大化。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本技术实施方式的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施方式的限定。
19.图1是现有技术的示意图
20.图2是实施例一的结构示意图；
21.图3是实施例二的结构示意图。
具体实施方式
22.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特
征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
25.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.实施例一
28.如图2所示，本实施例公开的乙二醇精馏余热回收处理系统，包括乙二醇精馏塔1、第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4、循环冷却水供给站6和锅炉给水系统。
29.乙二醇精馏塔1的塔顶蒸汽出口通过两路支管分别与第一换热器2和第二换热器3的热媒入口连接，乙二醇精馏塔1的塔底凝液出口与第三换热器4的热媒入口连接；第一换热器2和第二换热器3的热媒出口与下一级换热器5连接。第三换热器4的热媒出口根据需要选择连接或者不连接下一级换热器。
30.循环冷却水供给站6通过管道分别与第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4、下一级换热器5的冷媒入口连接。第一换热器2、第二换热器3和第三换热器4的冷媒出口通过管道、阀门10与锅炉给水系统、循环冷却水供给站6连接。下一级换热器5的冷媒出口与循环冷却水供给站6连接。
31.本实施例的工作原理：
32.1.乙二醇精馏塔1塔顶蒸汽的高品位余热约在145℃左右，需进行回收利用，具体路线为：蒸汽经过第一换热器2和第二换热器3换热后度降温，流出后的余热再流经下一级换热器5继续进行余热处理。
33.进行余热回收的介质使用的循环冷却水，循环冷却水流经第一换热器2和第二换热器3，与精馏塔顶气中的热量进行换热；从第一换热器2和第二换热器3预热后的两处预热水再送至锅炉系统生产蒸汽或回到循环冷却水供给站6。值得说明的是，送至锅炉的水应先进行除盐除氧，随后再根据需要进行加热，最后再输送至锅炉。
34.2.乙二醇装置使用大量的蒸汽，从而产生大量的蒸汽凝液，针对蒸汽凝液中所含的热量，本实施例设置了第三换热器4，将蒸汽凝液与循环冷却水进行换热，具体路线为：蒸汽凝液经过第三换热器4换热后度可降温，流出的界外凝液输送至锅炉系统生产蒸汽或回到循环冷却水供给站6，进行循环利用。
35.值得一提是，经第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4预热的水是送至锅炉系统还是循环冷却水供给站6，可通过循环冷却水供给站6和锅炉给水系统处的阀门10的开闭来控制，当然这两处的阀门10也可由一三通阀代替，这是本领域的常规技术，此处不再赘述。
36.本实施例实现了乙二醇精馏塔1顶蒸汽高品位余热和装置凝液高品位余热的回收利用，可节约能耗，降低生产成本。
37.实施例二
38.乙二醇项目通常需要配套集中供热用的动力岛。本实施例在乙二醇项目厂区内设置集中供热用的动力岛一座。动力岛项目拟分两期建设，一期包括2台循环流化床锅炉，用以配套20万吨乙二醇项目及部分园区用汽；二期建设2台循环流化床锅炉，用于配套40万吨乙二醇项目及全部园区用汽。项目建成后可为宁东能源化工基地化工新材料园区工艺生产用汽及设备动力用汽提供可靠的汽源。
39.其中，动力岛设计范围包括：锅炉装置、热力系统、锅炉排污系统、卸煤装置、贮煤装置、上煤装置、制粉系统、除渣系统、除尘系统、除灰系统、脱硫系统、脱硝系统、化学制水系统、锅炉给水系统、燃油系统、空气系统、电气系统、热控系统，烟囱、小型生产办公楼等相配套的全厂性生产设施、公用工程设施、辅助工程设施、全厂电信、网络及监控系统、供电、消防、地下管网、外管及全厂总图运输等动力岛红线范围内装置的设计工程。其中，锅炉给水系统包括除盐水站、除氧水站和水加热装置。
40.本实施例利用配套的动力岛提供部分冷却水并进行预热回收。具体的，用脱盐水代替部分循环冷凝水换热。如图3所示，本实施例的乙二醇精馏余热回收处理系统，包括乙二醇精馏塔1、第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4、下一级换热器5和循环冷却水供给站6、锅炉7、除盐水站8、除氧水站9和水加热装置11。
41.乙二醇精馏塔1的塔顶蒸汽出口通过两路支管分别与第一换热器2和第二换热器3的热媒入口连接，乙二醇精馏塔1的塔底凝液出口与第三换热器4的热媒入口连接；第一换热器2和第二换热器3的热媒出口与下一级换热器5连接。
42.循环冷却水供给站6通过阀门10、管道与第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4、下一级换热器5的冷媒入口连接。除盐水站8通过阀门10、管道与第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4的冷媒入口连接。
43.第一换热器2、第二换热器3和第三换热器4的冷媒出口通过管道、阀门10与除氧水站9、循环冷却水供给站6连接，除氧水站9连接水加热装置的进水口，水加热装置的出水口连接锅炉7。下一级换热器5的冷媒出口与循环冷却水供给站6连接。
44.本实施例的工作原理：
45.1.乙二醇精馏塔1塔顶蒸汽的高品位余热约在145℃左右，需进行回收利用，具体路线为：蒸汽经过第一换热器2和第二换热器3换热后温度降低至135℃左右，流出后的余热再流经下一级换热器5继续进行余热处理。
46.进行余热回收的介质使用的是与乙二醇精馏塔1配套建设的动力岛项目的除盐水站8产生的脱盐水，利用该脱盐水代替部分现有技术中普遍使用的循环冷却水，脱盐水流经第一换热器2和第二换热器3，与精馏塔顶气中的热量进行换热，脱盐水的水温从流入口的30℃提升至流出口的125℃，从第一换热器2和第二换热器3预热后的两处脱盐水再送至动力岛的除氧水站9除氧后送至锅炉7生产蒸汽，以给乙二醇精馏塔1用。
47.2.乙二醇装置使用大量的蒸汽，从而产生大量的蒸汽凝液，针对蒸汽凝液中所含的热量，本实施例设置了第三换热器4，将蒸汽凝液与除盐水站8产生的30℃的除盐水进行换热，具体路线为：蒸汽凝液经过第三换热器4换热后温度可降低至70℃左右，流出的界外凝液输送至动力岛的除盐水站8，进行循环利用。进行余热回收的介质使用的是除盐水站8的脱盐水，利用该脱盐水代替现有技术中普遍使用的循环冷凝水，脱盐水流经第三换热器
4，与蒸汽凝液的高品位余热进行换热，脱盐水的水温从流入口的30℃提升至流出口的125℃，从第三换热器4预热后的脱盐水再送至动力岛的除氧水站9除氧后送至水加热装置11，水加热装置11加热的水送至锅炉7生产蒸汽。
48.因送至水加热装置11的水是升温后的水，所以可减少水加热装置11的耗能。
49.采用循环冷却水供给站6给第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4提供冷媒的原理和实施例一相同，此处不再赘述。
50.值得说明的是，循环冷却水供给站6还通过带阀门10的管路连接除盐水站8，除盐水站8通过带阀门10的管路连接除氧水站9，这样通过循环冷却水供给站6可给锅炉7上水。该供水路线，相对于使用经第一换热器2、第二换热器3、第三换热器4换热的供水路线而言，加热装置11的耗能更高。
51.本实施例通过使用生产中的脱盐水代替部分循环冷凝水对40万吨/年乙二醇精馏过程中塔顶蒸汽的高品位余热和装置凝液的高品位余热进行回收处理，可将540t/h的脱盐水从30℃提升至125℃，折合成标煤每年可节约5.8万吨标煤/年，极大地降低了生产成本，确保了资源利用的最大化。
52.以上的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。