CN100547295C - 利用闪蒸改善双酚a装置蒸汽系统换/伴热的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，在低压蒸汽系统中增加闪蒸罐，分别与中、低压蒸汽总管以及中、低压蒸汽疏水总管连接，闪蒸罐收集中压蒸汽的凝水，并进行闪蒸；当闪蒸蒸汽的压力达到0.5MPa时，将闪蒸蒸汽供应到低压蒸汽总管上；当闪蒸蒸汽的压力不足0.5MPa时，向闪蒸罐中接入中压蒸汽，直至闪蒸蒸汽的压力达到0.5MPa后，将闪蒸蒸汽供应到低压蒸汽总管上。采用本发明的方法，低压蒸汽系统加热/伴热系统的疏水十分通畅，有效地改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热，保证加热效果，稳定生产工艺条件；同时实现中压蒸汽凝水的二次利用，减少低压蒸汽用量，起到节能减排的效果。

Description

利用闪蒸改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法

技术领域

本发明涉及一种蒸汽系统换/伴热的方法，尤其是特别涉及一种双酚A生产装置中改善蒸汽系统换/伴热的方法。

背景技术

双酚A为苯酚衍生物，学名2，2-双(4-羟基苯基)丙烷或4，4-异亚丙基联苯酚(英文名称Bisphenol A；2，2-bis(4-Hydroxyphenyl)propane)。双酚A通常是由苯酚和丙酮在酸性介质下生成的，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品。

双酚A由两分子苯酚和一分子丙酮缩合而成，该反应的催化剂为酸性催化剂，工业上应用的催化剂有硫酸、氯化氢和离子交换树脂。以离子交换树脂做催化剂合成双酚A的该工艺大大改变了传统工艺的不足，反应物质极易分离，后处理简单，离子交换树脂对设备腐蚀性较弱，系统运作的可靠性大大提高。由于缩合反应在较大的酚酮比下进行，提高了反应的选择性，可以获得高品质的双酚A产品，所以树脂法生产双酚A技术已成为双酚A生产的主流和发展方向。

化工生产中通常使用蒸汽作为热源来完成各种加热过程，双酚A生产装置也是如此。提高蒸汽系统的热利用效率，改善蒸汽系统换/伴热效果，对生产装置的节能降耗，提高经济效益有显著的作用。双酚A生产装置中，根据生产工艺的要求，使用中、低压蒸汽对反应器(釜)、蒸发器、容器及塔设备进行加热或保温。在现有的双酚A生产装置中，中压蒸汽换热器、中压蒸汽伴热、夹套系统的蒸汽冷凝水全部排入低压蒸汽凝水罐(V1)，再送入凝水罐(V2)中，然后一起送出界外，凝水罐(V2)尾气由冷凝器(E2)冷凝。这样低压蒸汽凝水罐(V1)的压力较高，对顶部的冷凝器(E1)要求较高，有时压力高的时候会导致低压蒸汽系统的换热、伴热疏水不畅，从而影响加热的效果。

高温高压冷凝水在输送过程中，压力产生的变化会使冷凝水产生二次蒸汽，产生的二次蒸汽通过回收利用，可以为低压用汽设备提供蒸汽，能有效地利用蒸汽的潜热，减少能源浪费。利用闪蒸技术可以达到这种目的。

闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分容器压力下的饱和水蒸气和饱和水。闪蒸主要应用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。闪蒸工艺还可以应用在化工生产及工艺中，可以节约大量的热能。

根据双酚A生产的工艺特点，改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法尚未见公开报导。

发明内容

本发明提供了一种改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，能克服现有双酚A生产装置蒸汽系统的换热/伴热疏水不畅、换热效果难以得到保证，低压蒸汽作为热媒时加热温度常常达不到工艺要求的缺点，达到改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热，保证加热效果、稳定生产工艺条件的技术效果，同时起到节能减排的作用。

本发明采用的技术方案如下：

一种改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，其特征在于：

在低压蒸汽系统中增加闪蒸罐，闪蒸罐分别与中、低压蒸汽总管以及中、低压蒸汽疏水总管连接，闪蒸罐收集中压蒸汽的凝水，并进行闪蒸；

当闪蒸蒸汽的压力达到0.5MPa时，将闪蒸蒸汽供应到低压蒸汽总管上；

当闪蒸蒸汽的压力不足0.5MPa时，向闪蒸罐中接入中压蒸汽，直至闪蒸蒸汽的压力达到0.5MPa后，将闪蒸蒸汽供应到低压蒸汽总管上。

现有双酚A装置蒸汽系统中，其供汽加热及凝水回收，其设计系根据有关的设计规范，包括锅炉、蒸汽管网、用汽设备、疏水系统、回收管网、泵站等，相关技术已为本领域技术人员所公知。双酚A装置蒸汽系统主要利用中、低压蒸汽，在本专利说明书中，所述的中、低压蒸汽是指，蒸汽P≤0.49MPa，148℃＜T≤158℃为低压蒸汽，蒸汽0.83MPa＜P≤1.03MPa，176℃＜T≤185℃为中压蒸汽。

本发明在低压蒸汽系统中增加闪蒸罐(V3)，原中压蒸汽的凝水不再直接排入低压蒸汽凝水罐(V1)，而是经中压蒸汽疏水总管由闪蒸罐(V3)收集，并进行闪蒸。闪蒸蒸汽的压力应达到约0.5MPa，以满足双酚A生产工艺的要求。本发明通过在低压蒸汽系统增加闪蒸罐(V3)，保证低压蒸汽系统的伴热、换热效果，实现中压蒸汽凝水的二次利用。

所述的闪蒸罐是中压蒸汽凝水进行闪蒸的空间，内部的结构比较简单，除闪蒸蒸汽出口、中压蒸汽入口、中压蒸汽凝水入口和凝水排出口外，主要是在闪蒸罐的中下部有一个蒸汽喷嘴，安装上喷嘴后，能均匀地进行闪蒸，对闪蒸的效果会有好的帮助。闪蒸罐的顶部有一个除沫器，作用是防止泡沫进入低压蒸汽系统总管，因为如果加入的中压蒸汽的量瞬时过大，会把凝水和闪蒸罐顶部的泡沫带入低压蒸汽系统总管，这种情况下低压蒸汽的温度、压力是难以保证的。底部液位可以由调节阀自动控制，一般控在50％左右即可。顶部闪蒸产生的低压蒸汽的压力控制在0.5-0.55MPa，温度在160℃左右。

中压蒸汽凝水经闪蒸所产生的闪蒸蒸汽的压力，可以通过闪蒸罐的液位进行调节或控制，或者补充部分中压蒸汽。根据双酚A生产工艺的要求，低压蒸汽应达到P≤0.49MPa，148℃＜T≤158℃的规格，以满足以低压蒸汽作为热媒的用汽设备的要求。因此，当闪蒸蒸汽的压力达到0.5MPa时，将闪蒸蒸汽供应到低压蒸汽总管上；当中压蒸汽的凝水数量不足，那么闪蒸罐顶部的蒸汽压力很难达到0.5MPa，在这种情况下，可以由中压蒸汽总管接入中压蒸汽进行补充，保证闪蒸产生的低压蒸汽压力的压力达到0.5MPa，然后供应到低压蒸汽总管上，实现二次利用。

由于本发明在低压蒸汽系统中增加闪蒸罐，原中压蒸汽的凝水不再直接排入低压蒸汽凝水罐，在低压蒸汽凝水罐中的压力不会再偏高，低压蒸汽系统的加热、伴热系统的疏水十分通畅，有效地改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热，保证加热效果，稳定生产工艺条件。

本发明的工作原理实际上是利用基本化工操作过程闪蒸的原理，闪蒸是指被加热到接近物料沸点的物料突然进入负压空间，轻组份和重组分实现分离。中压蒸汽的凝水和蒸汽的混合物在进入闪蒸罐之前，继续保持中压蒸汽的压力，突然进入低压蒸汽闪蒸罐，部分中压蒸汽凝水发生汽化，可以产生低压蒸汽(二次蒸汽)，以实现二次利用。通过闪蒸罐的液位可以控制低压蒸汽的压力，保证装置的需要；如果产生的低压蒸汽压力达不到装置的工艺要求，可以通入中压蒸汽来保证闪蒸蒸汽的压力。

本发明通过在低压蒸汽系统增加闪蒸罐，保证低压蒸汽系统的伴热、换热效果，实现中压蒸汽凝水的二次利用，起到节能减排的作用；在减少低压蒸汽用量的同时，有效地改善装置中低压蒸汽的伴热、换热的效果，保证生产工艺条件的稳定。

根据本发明，采用低压蒸汽闪蒸罐，对中压蒸汽的凝水进行回收，二次循环利用。以1.6万吨/年双酚A装置为例，按采用本发明试运行三个月的结果进行测算，每小时可以节约低压蒸汽1吨。双酚A的生产整套装置每小时需要消耗蒸汽11吨左右，采用低压蒸汽闪蒸罐以后，可以节约蒸汽用量按照百分比计算约9％。如果全年的开工时间按照7600小时计算，全年可以节约蒸汽7500吨，减排蒸汽凝水7500吨。实施本发明可以实现较好的经济和社会效益。

下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求的范围加以限定。

附图说明

图1本发明的双酚A生产装置蒸汽系统工艺流程图

图2闪蒸罐结构示意图

实施例

实施例在1.6万吨/年双酚A装置中实现本发明的方法。双酚A生产装置蒸汽系统工艺流程见图1，图中V1为低压蒸汽凝水罐，蒸汽系统的凝水经凝水罐V2送出界外。

装置中的有一台使用低压蒸汽(158℃、0.5MPa)作为热媒的换热器EX，其换热效果受中压蒸汽的疏水影响较大，如果蒸汽的凝水罐V1的蒸汽压力偏高，EX的换热效果就难以得到保证，双酚A的生产工艺要求EX中被加热物料的温度要达到150℃，而实际生产中往往会出现加热温度不到位的情况，当V1的压力偏高时，被加热物料的温度只能达到140℃左右，影响了装置的正常平稳运行。

根据本发明，在双酚A装置的公用工程蒸汽系统中加入闪蒸罐V3和管线，将闪蒸罐V3分别与中、低压蒸汽总管以及中、低压蒸汽疏水总管连接。

闪蒸罐V3的设备结构简图如图2。在罐的顶部、中部和底部，分别设有闪蒸蒸汽出口1、中压蒸汽凝水入口3、中压蒸汽入口4和凝水排出口6。闪蒸罐中有一个中压蒸汽吹扫口5(喷嘴)，中压蒸汽经吹扫口5进入罐中，能均匀地进行闪蒸。闪蒸罐的顶部还有一个除沫器2，用来防止泡沫进入低压蒸汽系统总管。闪蒸罐底部液位由调节阀自动控制，一般控在50％左右即可。顶部闪蒸产生的低压蒸汽的压力控制在0.5-0.55MPa，温度在160℃左右。

在闪蒸罐V3中加入50％的蒸汽凝水，然后从图1中A线加入中压蒸汽凝水(165℃左右、0.7-0.8MPa左右)，此时去低压蒸汽总管的C线上的阀门不要打开，观察V3顶部的蒸汽压力，此时的蒸汽压力通常只有0.15-0.25MPa，控制V3的液位，液面会不断的上升，通过D阀控制液位在50％左右。

随中压蒸汽凝水在闪蒸罐V3中进行闪蒸，经过一段时间以后，V3顶部的压力会逐渐上升，当压力升到0.5MPa的时候，打开C线去低压蒸汽总管的上的阀门，并入低压蒸汽总管正常使用。

如果A线过来的中压蒸汽的凝水数量不足，那么V3顶部的压力很难达到0.5MPa，此时需要打开B管线上的阀门，加入中压蒸汽(185℃、1.03MPa)进行补充，补充的量或者阀门的开度由V3顶部的蒸汽压力决定，只要控制蒸汽压力在0.5MPa，那么补充的中压蒸汽的量就是合适的。

采用此发明项技术后，对低压蒸汽系统的伴热、换热效果有极大的保证，V1中的压力不会再偏高，低压蒸汽系统的加热、伴热系统的疏水十分通畅，EX的温度能够正常控制在150℃。

Claims (5)

1、一种改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，其特征在于：

在低压蒸汽系统中增加闪蒸罐，闪蒸罐分别与中、低压蒸汽总管以及中、低压蒸汽疏水总管连接，闪蒸罐收集中压蒸汽的凝水，并进行闪蒸；

当闪蒸蒸汽的压力达到0.5MPa时，将闪蒸蒸汽供应到低压蒸汽总管上；

当闪蒸蒸汽的压力不足0.5MPa时，向闪蒸罐中接入中压蒸汽，直至闪蒸蒸汽的压力达到0.5MPa后，将闪蒸蒸汽供应到低压蒸汽总管上。

2、根据权利要求1所述的改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，其特征在于：所述的低压蒸汽的压力和温度是P≤0.49MPa，148℃＜T≤158℃；中压蒸汽的压力和温度是0.83MPa＜P≤1.03MPa，176℃＜T≤185℃。

3、根据权利要求1所述的改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，其特征在于：所述的闪蒸蒸汽的压力控制在0.5-0.55MPa，温度在158℃-160℃。

4、根据权利要求1所述的改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，其特征在于：所述的中压蒸汽凝水的温度和压力是163℃-167℃和0.7-0.8MPa。

5、根据权利要求1所述的改善双酚A装置蒸汽系统换/伴热的方法，其特征在于：闪蒸罐的底部液位控制在50％。

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