一种酯化聚合反应的余热回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种酯化聚合反应的余热回收系统，其特征在于，包括：分离装置，用于分离出酯化聚合反应产生的余热中的高温蒸汽；透平装置，包括蒸汽涡轮，所述蒸汽涡轮利用所述高温蒸汽将热能转化为机械能；高温蒸汽经透平装置后转化为汽水混合物排出；蒸发器，利用所述透平装置输出的汽水混合物的潜热，将低压的冷媒加热至气态或气液混合态；汽水混合物经蒸发器后输出凝结水；调和反应池，用于处理蒸发器输出的凝结水。本实用新型专利技术将反应釜产生的热蒸汽通过膨胀透平回收转换成电能或者为热冷供给提供动力，将反应的伴随蒸汽显热和潜热均转换成可用能，可提高整个工艺系统的热循环效率，提高了回收能量的利用效率，同时适应了不同季节变化情况下的能量需求。不同季节变化情况下的能量需求。不同季节变化情况下的能量需求。

【技术实现步骤摘要】
一种酯化聚合反应的余热回收系统


[0001]本技术涉及化工
，具体是一种酯化聚合反应的余热回收。

技术介绍

[0002]在PET生产中总会产生一定量的酯化蒸汽，理论上每生产1T的PET就会产生186Kg的水，目前PET、EG分离设备的运行情况监测，每生产1T的PET就会有370g的低品位蒸汽产生，传统的工艺中，酯化蒸汽一般通过空气冷却器冷却，空气冷却风机消耗大量的电能，能源浪费巨大。为了提高酯化蒸汽余热的利用效率，部分聚酯生产企业采用溴化锂制冷机组对酯化蒸汽的余热回收利用，但是溴化锂制冷机组仅供夏季使用，冬季和春秋季时，酯化蒸汽仍采用空气冷却器冷却，因此采用溴化锂制冷机组的综合热能利用效率低。能能将这部分酯化蒸汽余热全都有效利用起来，将会产生巨大的经济效益，同时也符合国家节能减排碳中和的产业政策。
[0003]生产PET过程中还会产生酯化废水和纤维废水,需要通过生物发酵方式调和处理，通过浮选、生物过滤、臭氧催化氧化、过滤进行酯化废水的处理,对二次沉淀池的出水开展进一步的处理,使得出水COD 浓度、浊度、含油量、铁离子含量降低至标准定量,所处理后的污水可以符合循环冷却水补充水的标准，污水水中蕴含一定温度的热量，虽然其中可提取的热量不多，但直接进入生物发酵池依然形成热浪费，
[0004]通常聚烯烃通过颗粒形式聚合( 例如淤浆聚合或气相聚合)制备。乙烯的聚合反应是高度放热的，每生成1吨聚乙烯，其释放热量约945kWh。此外聚乙烯的制造单元是主要的能量消耗者。来自该工业的大量热量被排放到大气中，这不仅导致能量损失而且增加了空气污染。聚烯烃制造工艺中的其它设备消耗能量。列举如下，使聚合反应器( 例如环流淤浆反应器) 中的液体反应混合物循环的泵；使冷却介质( 例如经处理的水) 循环通过聚合反应器夹套的泵；对再循环的稀释剂加压并使其返回至聚合反应器的压缩机；用于输送绒毛和粒料的鼓风机；以及将聚烯烃绒毛转变为聚烯烃粒料的挤出机。因此，聚烯烃的生产是消耗电力、蒸汽、燃料气体等的能量密集型过程。这样的能量消耗通常增加了生产企业的成本。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是提供一种实现余热再利用的酯化聚合反应的余热回收系统。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0007]一种酯化聚合反应的余热回收系统，其特征在于，包括：
[0008]分离装置，用于分离出酯化聚合反应产生的余热中的高温蒸汽；
[0009]透平装置，包括蒸汽涡轮，所述蒸汽涡轮利用所述高温蒸汽将热能转化为机械能；高温蒸汽经透平装置后转化为汽水混合物排出；
[0010]蒸发器，利用所述透平装置输出的汽水混合物的潜热，将低压的冷媒加热至气态
或气液混合态；汽水混合物经蒸发器后输出凝结水；
[0011]调和反应池，用于处理酯化污水和蒸发器输出的凝结水。
[0012]所述透平装置还包括压缩机，所述压缩机用于压缩低温低压的冷媒；经压缩后的冷媒输入到冷凝器。
[0013]在所述蒸汽涡轮的输出端连接有蒸汽透平发电机，所述蒸汽透平发电机用于将蒸汽涡轮输出的机械能转化为电能。
[0014]所述蒸汽透平发电机包括发电机、发电控制系统和并网系统；在所述分离装置与蒸汽涡轮之间设置有系统比例阀和蒸汽调节阀，所述系统比例阀和蒸汽调节阀与蒸汽透平发电机组的发电控制系统连接。
[0015]所述余热回收装置还包括中水换热器，通过换热从酯化反应产生的废水中提取热量；经换热后的废水进入调和反应池。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017]本申请酯化蒸汽余热回收将动力系统、制冷系统、制热系统耦合，将反应釜产生的热蒸汽通过膨胀透平回收转换成电能或者为热冷供给提供动力，将反应的伴随蒸汽显热和潜热均转换成可用能，可提高整个工艺系统的热循环效率，提高了回收能量的利用效率，同时适应了不同季节变化情况下的能量需求。
[0018]有效利用了蒸汽的膨胀能和相变潜热，产生不同的功能对应不同的设备，实现透平和蒸发器对蒸汽的阶梯利用，综合系统热效率可达80%以上。
[0019]动力系统的发电机及压缩机布置在蒸汽透平两侧，通过制动连接的接入脱开实现各模式的转换。
[0020]采用本系统可为企业减少碳排放，达到环境友好，并产生丰富经济效益。
[0021]酯化反应产生的废水温度通常比环境温度高10～20℃，直接进入调和池将此温差直接浪费掉，通过中水换热器可以从废水中提取2～3℃的温差换热，可回收热量巨大，对制冷制热循环可节省较多的输入能量，经济效益明显；
[0022]对于采用吸收制冷机组的酯化生产企业，只满足供冷需求，无供冷需求时酯化反应热依旧会浪费，本文采用冷热模块外加发电输出，解决春夏秋冬四季的冷热需求，额外负荷供电，温度对口的热量梯级利用提高装置的系统热效率。
[0023]透平乏汽的冷凝热部分被蒸发器吸收，减少了冷却循环水的消耗。
附图说明
[0024]图1为本技术蒸汽余热回收系统框图；
[0025]图2 为本技术蒸汽余热回收系统制热模式框图；
[0026]图3为本技术蒸汽余热回收系统发电模式框图；
[0027]图4为本技术蒸汽余热回收系统制冷模式框图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图，对本技术作详细说明：
[0029]如图1所示，本申请酯化聚合反应的余热回收系统，主要为酯化反应、聚合反应产生的蒸汽余热及废水的热回收利用。系统主要包括蒸汽回收系统、污水系统、循环水系统、
冷媒系统、动力系统等，各系统之间有热量交换，功能转换关系，最终为用户输出可用的热、冷及电能，有效的将酯化反应产生的伴随热转换成可用能，并根据季节变化调整能量输出形式。
[0030]蒸汽回收系统包括反应釜、分离装置、比例阀、调节阀和透平装置。其中分离装置连接在反应釜的蒸汽出口。在一个实施例中，分离装置采用分离塔。透平装置包括蒸汽涡轮和压缩机，比例阀和调节阀连接在分离塔与蒸汽涡轮的连接管线上。
[0031]污水系统包括中水导流泵、循环水冷却器、空冷器和调和反应池。
[0032]冷媒系统包括冷凝器的冷媒通道和蒸发器的冷媒通道。
[0033]动力系统为蒸汽透平发电机，包括发电机、发电控制系统和并网系统。系统比例阀和蒸汽调节阀与蒸汽透平发电机组的发电控制系统连接，既保证系统高效换热的热量分配，又满足后端拖动设备的稳定高效运行，也减少机械设备故障的发生。
[0034]聚酯蒸汽压力通常为100～115Kpa，温度为100～105℃，该温度下蒸汽品质较差，但依然含有2675Kj/Kg的可用焓，本申请通过高膨胀比透平产生驱动能，将蒸汽变成45～55℃的汽水混合物，然后进入蒸发器利用潜热将低压冷媒加热至气态或气液混合态，水将完全凝结后汇入调和反应池处理。
[0035]伴随蒸汽通过比例阀分成主路和旁路，主路进入蒸汽透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酯化聚合反应的余热回收系统，其特征在于，包括：分离装置，用于分离出酯化聚合反应产生的余热中的高温蒸汽；透平装置，包括蒸汽涡轮，所述蒸汽涡轮利用所述高温蒸汽将热能转化为机械能；高温蒸汽经透平装置后转化为汽水混合物排出；蒸发器，利用所述透平装置输出的汽水混合物的潜热，将低压的冷媒加热至气态或气液混合态；汽水混合物经蒸发器后输出凝结水；调和反应池，用于处理蒸发器输出的凝结水。2.根据权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述透平装置还包括压缩机，所述压缩机用于压缩低温低压的冷媒；经压缩后的冷媒输入到冷凝器。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄建军，强亮亮，康磊，
申请(专利权)人：江苏禄航动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：