煤焦油加工中余热再回收

白海涛+佟敏增+潘光伟+王兆红

摘 要：节能减排是实现企业与社会、自然环境和谐相处、可持续发展的一种重要举措。在发展低碳经济和建立节约型社会化进程中，化工企业也在通过改变自身产业结构做出突出贡献。本文从煤焦油加工中余热回收出发，对三混油、蒽油余热重新设计利用，实现了良好的社会、经济效益。

关键词：煤焦油加工；余热回收；节能减排

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.063

济宁碳素集团辰光公司煤焦油加工量60万t/a，其30万t/a煤焦油加工装置中三混油、蒽油的余热用于产低压蒸汽，供精萘车间使用。现由于市场变化，公司决定不再生产精萘，余热产生的蒸汽无法消耗，造成能源浪费。顾需重新设计余热回收系统，回收的余热用于焦油加工，减少能耗。

1 辰光公司30万t/a煤焦油加工工艺简介

原料焦油经脱水、脱渣后，由一段泵经预热器（蒸汽加热）送入脱水塔，脱除水及轻油。脱水塔塔底无水焦油经二段泵送入管式炉，加热后送入馏分塔。

焦油经馏分塔精馏后，分别采出4种产品。塔顶采出酚油，侧线采出三混油、蒽油，塔底采出软沥青。

2 余热再回收工艺设计

2.1 工艺流程

结合我公司焦油系统的实际运行情况及现场设备布局，建议在焦油预热器前新增两台换热器。将原料焦油先与三混油、蒽油换热，换热后的焦油再进入预热器，后续工艺不变。示意图见图1。

2.2 能量计算

三混油、蒽油馏分等流量及其余热见表1。

三混油与原料焦油换热所提供的热量Q三混

Q三混=C三混*m三混*△t三混=0.5*8000*（190-115）=3.0*105kcal/h

蒽油与原料焦油换热所提供的热量Q蒽油

Q蒽油=C蒽油*m蒽油*△t蒽油=0.5*5500*（260-135）=3.44*105kcal/h

由于管道及换热器存在散热损失（损失按10%计算），则三混油、蒽油实际提供的热量Q实际=（Q三混+Q蒽油）*90%=5.80*105kcal/h。这些热量能使原料焦油上升的温度△t焦油=Q实际/（C焦油*m焦油）=36℃。

2.3 换热器选型

以三混油/焦油换热器为例计算换热面积（逆流换热）。

热（三混油） ：190℃ → 115℃

冷（原料焦油）：109℃ ← 90℃

△t1=190-109=81℃，△t2=115-90=25℃

则对数平均温度△tm=（△t1-△t2）/ln（△t1/△t2）=47.6℃

一般有机物与有机物换热，传热系数K取58～221K/w·m-2·℃-1[2]，这里取中间值140K/w·m-2·℃-1。 由換热器面积公式S=Q/（K*△tm） 得

S=3.0*105*0.9/（140*47.6）=41m2。由于计算中没考虑污垢系数、换热器阻力等因素，取安全系数1.2，则S实际=1.2*S=50m2。同理可计算出蒽油/焦油换热器面积。

考虑到换热介质、流体允许阻力损失、投资费用等因数，查询热交换器标准[3]，选取的换热器部分参数如表2所示。

3 实际运行及经济效益

余热回收改造共计投入约30万元，试运行3个月中，工艺参数运行平稳，余热被充分回收利用，实现了较好的社会、经济效益。

改造前，焦油预热器消耗0.7MPa低压蒸汽约0.8t/h；改造后3个月内消耗平均值为0.45t/h，蒸汽按170元/t，年节约资金约43万，7个月即可收回成本。

参考文献：

[1]炼焦化产品理化参数编写组.炼焦化产品理化参数[M].冶金工业出版社，1980：58-59.

[2]中国石化集团上海工程有限公司.化工工艺设计手册[M].化学工业出版社，2009：655-657.

[3]中国国家标准化管理委员会.GB/T 151-2014.热交换器[S].2014.