氯堿企業副產蒸汽綜合利用狀況總結

劉彩紅，云 亮，楊小軍

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

唐山三友氯堿有限責任公司隸屬于唐山三友集團，2005年投產運行，該公司主要產品有32%液堿、50%液堿、次氯酸鈉、高純鹽酸以及多種型號聚氯乙烯。經多年逐步進行擴能改造，現有燒堿生產規模53萬t/a，多種型號聚氯乙烯50萬t/a。

該公司始終堅持綠色發展，把節能減排列為工作重點，科學部署深化推進，結合實際工況不斷優化工藝流程，其中，氯化氫合成工序副產蒸汽實現并網運行，經管道輸送至一次鹽水、蒸發以及聚氯乙烯生產工序，代替外網蒸汽用于生產耗用，降低產品能耗指標，確保該公司能耗在同行業中處于領先水平。

1 工藝流程

原鹽是燒堿生產的主要原料，首先進行化鹽處理，通過物理與化學方法相結合的方式除去其中包含的各種雜質。合格的精鹽水輸送至電解工序，經蒸汽預熱后通過樹脂塔進行二次精制，合格的二次鹽水進入電解槽。電解產生的燒堿一部分外售，一部分送至蒸發工序，由蒸汽加熱提濃至50%，合格的高濃度燒堿外售。

電解產生的氯氣一部分用于生產液氯和次氯酸鈉，大部分經處理后與氫氣燃燒反應生成氯化氫氣體。氯化氫被送至下游工序與乙炔氣體合成氯乙烯，氯乙烯經聚合反應生成聚氯乙烯，作為產品外售。

現有工況下，氯化氫合成工序共21臺合成爐，一期為7臺熱水式合成爐，二期5臺熱水式合成爐、2臺蒸汽式合成爐，三期7臺蒸汽式合成爐，來自氯氫處理工序合格的氯氣、氫氣按1∶1.05～1∶1.1的比例進入石墨合成爐，在燈頭頂部燃燒。氯化氫合成過程中產生的反應熱由純水帶走，傳統工藝的熱水爐產生90℃以上的熱水輸送至溴化鋰工序，蒸汽式合成爐由閃蒸罐產生的低壓蒸汽送往各下游用戶。

2 低壓蒸汽并網運行

圖1 低壓蒸汽并網工藝流程示意圖

蒸汽式合成爐分屬于不同的生產線，其中，二期單臺爐最大產能為110 t/d，三期為150 t/d，每噸氯化氫可產0.65 t蒸汽，蒸汽溫度160℃，壓力0.4MPa。為提高蒸汽利用率，鋪設連通管線，實現低壓蒸汽管網并網運行。改造后低壓蒸汽并網工藝流程示意圖見圖1。

正常生產過程中，二期蒸汽分配臺壓力設置自動調節，控制值為0.4 MPa。根據下游用氣量，由二期合成主控調整外網補氣閥開度，三期不再進行補汽操作。

下游蒸汽用戶包括化鹽水、一次鹽水升溫、鹽酸常規解析、聚氯乙烯工序熱水升溫、漿料中氯乙烯汽提以及PVC干燥。根據各用戶對于蒸汽壓力需求的不同，可將蒸汽爐檢修后點爐初期的低壓蒸汽用于系統自用，待壓力提至0.4 MPa后并入分配臺，實現副產蒸汽的高效利用。

3 蒸汽冷凝液梯級利用

圖2 蒸發裝置工藝流程示意圖

蒸發工序采用三效降膜蒸發工藝，將來自電解工序的質量分數為32%的燒堿溶液蒸發至50%，降溫處理予以外售。其中，三效蒸發器采用生蒸汽作為熱源，三效蒸發器產生的二次蒸汽作為二效蒸發器的加熱介質，二效蒸發產生的二次蒸汽作為一效蒸發器的加熱介質。二效冷凝水經閃蒸后進入冷凝液罐，一效蒸發器的二次蒸汽由表面冷卻器冷卻后產生的冷凝液與降膜蒸發器殼側冷凝液被收集在蒸汽冷凝液罐內。

傳統工藝中蒸汽冷凝液輸送至鹽水工序進行化鹽操作，燒堿系統擴能改造后采用蒸汽式合成爐，冬季供暖熱水缺失。結合實際工況，設置伴熱用熱水罐，將蒸發工序蒸汽冷凝液引至伴熱用熱水罐內，供給界區內伴熱用水，液位較高時，將熱水排至蒸汽爐純水補給罐內，替代純水作為合成爐冷卻用水副產低壓蒸汽。全部回收其中的顯熱，實現蒸汽冷凝液的梯級利用。蒸發裝置工藝流程示意圖見圖2。

4 效益分析

滿負荷工況下各期蒸汽式合成爐瞬時產汽量合計約為20 t/h，全年按8 000 h計算，年可節約外購蒸汽量16萬t，降低生產成本約2 400萬元。

蒸發裝置生產能力8萬t/a，產生冷凝液量約為4萬t/a，改造前替代生產水用于化鹽，改造后作為純水補充生產需求，純水與生產水差價按照10元/t計算，年可創效40萬元。

蒸汽冷凝液溫度以75℃計，回收熱能為4.18×（75-25）×4×107＝8.36×109（kJ/a）。 該熱能折標煤約285 t/a，標煤價格按500元/t計，年可創效14萬元。

綜上，低壓蒸汽的高效利用年可減低生產成本合計2 454萬元。

5 總結

近年來，國家對于能源的管控力度不斷加大，行業競爭日益加劇，熱能、廢水的高效利用成為企業降本的重要措施，通過合成工序副產蒸汽的高效利用，實現了節約生產成本、降低企業耗能的目的。