摘要：在石油行業(yè)中，天然氣和石油是非常重要的能量來(lái)源，也是主要的工業(yè)原料，所以煉油企業(yè)要著力推進(jìn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，在保證工業(yè)效果的同時(shí)達(dá)到節(jié)省能源和原料、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。文章結(jié)合實(shí)例對(duì)煉油廠的用能優(yōu)化和低溫?zé)釕?yīng)用情況進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煉油廠；用能優(yōu)化；低溫?zé)?；能耗；重油催化裂化；石油行業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TE683 文章編號(hào)：1009-2374（2016）22-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.016

煉油產(chǎn)業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，也是能源消耗非常多的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，我國(guó)能源過(guò)度消耗以及環(huán)境問(wèn)題非常嚴(yán)峻，如何加強(qiáng)煉油行業(yè)的節(jié)能減排效果成為了當(dāng)前社會(huì)各界共同關(guān)注的問(wèn)題。在煉油行業(yè)中，應(yīng)用用能優(yōu)化和低溫?zé)岬燃夹g(shù)，不僅可以降低成本費(fèi)用，還可以減少能源的投入，達(dá)到良好的環(huán)境保護(hù)效果。

1 煉油廠節(jié)能優(yōu)化措施及其運(yùn)用

近年來(lái)，我國(guó)煉油行業(yè)為了達(dá)到降低成本、節(jié)約能源的目的，開(kāi)展了大量的研究工作，并取得了顯著的成績(jī)。通常來(lái)說(shuō)，煉油工藝主要包括換熱、催化反應(yīng)以及分離等環(huán)節(jié)。而節(jié)能技術(shù)在煉油產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用則主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面：

1.1 微波分離和磁性分離節(jié)能技術(shù)及其運(yùn)用

?？松梨诠狙兄屏嗽腿榛何⒉ǚ蛛x技術(shù)。該技術(shù)能夠通過(guò)電磁輻射來(lái)達(dá)到乳化液分離的目的，最終可以分離為水、固化物和油三種形式。該分離技術(shù)應(yīng)用的轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為電磁輻射，并利用微波發(fā)生器來(lái)達(dá)到和乳化液相互作用的目的。微波分離設(shè)施進(jìn)料速度為0.055～0.139m3/min，乳化液能夠?qū)δ芰窟M(jìn)行吸收，促使溫度上升，上升的幅度可以達(dá)到27℃，出口溫度不超過(guò)92℃，實(shí)際的操作壓力在135～341kPa之間。另外，出口物流通過(guò)沉降罐進(jìn)行分離作業(yè)，能夠產(chǎn)生較好的原油處理效果，也減少了其他化學(xué)品的損失。

目前，日本、美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家都開(kāi)發(fā)了磁性分離器，并在實(shí)際工作中得到了很好的運(yùn)用。其中，日本采用的磁分離裝置通過(guò)催化劑有效地提高了生產(chǎn)速率，提高了焦炭選擇的科學(xué)性，進(jìn)而提高了減壓渣油摻入量。Magnacat磁性分離器能夠很好地分離催化劑顆粒，特別是對(duì)比較老化，受到污染程度較高的顆粒具有非常好的分離效果，這對(duì)于延長(zhǎng)催化劑使用壽命、增加催化劑活性具有重要的意義。另外，對(duì)于滾動(dòng)磁力組合件來(lái)說(shuō)，能夠較好依照磁性對(duì)催化劑進(jìn)行分離作業(yè)。同時(shí)，對(duì)于RFCC裝置來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用Magnacat后，裝置的進(jìn)料量得到了顯著的增加，而減壓渣油量同樣可以得到較好的提高，提高幅度通常在10%左右。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，如果在不考慮催化劑冷卻器的情況下，依照最大模式來(lái)生產(chǎn)汽油，通過(guò)應(yīng)用Magnacat技術(shù)，每桶進(jìn)料的經(jīng)濟(jì)效益能夠達(dá)到0.46美元左右。

我國(guó)相關(guān)技術(shù)的研究工作起步較晚，但目前已經(jīng)取得了很大的突破。我國(guó)大慶石化公司通過(guò)科學(xué)研究，研制出了FCC廢催化劑磁分離回收裝置。經(jīng)過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定，該裝置已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，值得在今后的工作中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

1.2 抽提蒸餾節(jié)能技術(shù)及其運(yùn)用

抽提蒸餾的英文簡(jiǎn)稱是ED，該技術(shù)主要通過(guò)蒸餾和抽提兩種方式來(lái)對(duì)共沸物進(jìn)行分離，對(duì)于沸點(diǎn)相差不多的溶液成分具有很好的分離效果。在實(shí)際工作中，技術(shù)人員需要在蒸餾塔頂放入極性溶劑，極性溶劑要為非揮發(fā)性溶劑，從而對(duì)高活性組分進(jìn)行溶解，提高組分相對(duì)揮發(fā)度，從而達(dá)到分離的目的。通過(guò)專用溶劑混合物能夠很好地對(duì)進(jìn)料進(jìn)行回收作業(yè)，這也在一定程度上有效地拓寬了該技術(shù)應(yīng)用廣度。

1.3 分壁式塔器節(jié)能技術(shù)及其運(yùn)用

在煉油產(chǎn)業(yè)中，新式塔器塔盤填料技術(shù)的應(yīng)用成為了分壁式蒸餾技術(shù)被廣泛運(yùn)用的原因。目前，巴斯夫公司很好地應(yīng)用了該技術(shù)，并取得了較好的節(jié)能效果。分壁式塔器指的是通過(guò)直立壁來(lái)對(duì)塔器進(jìn)行分隔，3組分組合物通過(guò)中間分壁可以達(dá)到分離效果，其中質(zhì)量較大和質(zhì)量較輕的物質(zhì)能夠被塔頂、塔底回收，而中間成分可以被塔器背面?zhèn)染€抽去。根據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用分壁式塔器技術(shù)的節(jié)能效果可以達(dá)到25%～45%，成本費(fèi)用可以減少30%左右。同時(shí)，在對(duì)熱敏產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾作業(yè)時(shí)，能夠得到很好的產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品的生產(chǎn)速率也得到了很大的提高。

1.4 超臨界反應(yīng)節(jié)能技術(shù)及其運(yùn)用

近年來(lái)，超臨界法的發(fā)展速度較快，并在石化行業(yè)中得到了較好的應(yīng)用。諾丁漢伽大學(xué)和杜邦聚酷公司通過(guò)合作對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了很好的研究。日本的科學(xué)技術(shù)研究院也研制了一種良好的科學(xué)工藝，從而能夠在比較緩和的情況下，通過(guò)超臨界CO作為溶劑來(lái)生產(chǎn)環(huán)己醇、環(huán)己烷。相對(duì)于常規(guī)技術(shù)來(lái)說(shuō)，超臨界法具有很好的環(huán)境保護(hù)效果，同時(shí)也提高了生產(chǎn)KA油的產(chǎn)率。

1.5 膜法分離技術(shù)

膜分離技術(shù)能夠很好地降低煉油產(chǎn)業(yè)中對(duì)環(huán)境影響，減少能源費(fèi)用的投入。膜分離技術(shù)是當(dāng)前分離技術(shù)中比較前沿的研究，操作方法比較簡(jiǎn)單，并具有較好的分離和節(jié)能效果。氣體分離技術(shù)是分離膜法中主要的應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)和傳統(tǒng)的方法相比，最大的優(yōu)勢(shì)就是不需要分離相變就可以達(dá)到分離目的。另外，氣體分離技術(shù)應(yīng)用的裝置設(shè)施要比胺汽提裝置設(shè)施簡(jiǎn)單得多，占地面積也相應(yīng)較小，可以在加工平臺(tái)上被很好地應(yīng)用。

在膜法分離技術(shù)中，埃克森美孚公司和格雷斯公司合作進(jìn)行了先進(jìn)的工業(yè)化研究，其中格雷斯公司研制的聚酞亞胺膜取得了很好的應(yīng)用效果。該技術(shù)通過(guò)螺旋纏繞組件來(lái)對(duì)溶劑進(jìn)行回收，回收溶劑占總?cè)軇┑谋壤秊?0%，而剩余的80%溶劑通過(guò)蒸餾方式進(jìn)行回收，進(jìn)而有效地增強(qiáng)了回收處理能力，聚酞亞胺膜分離裝置的設(shè)備費(fèi)用一般在600萬(wàn)美元左右。位于俄羅斯的比密亞斯煉油公司對(duì)膜法分離設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)的膜法分離設(shè)備已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，能夠有效地制造汽油、柴油等工業(yè)產(chǎn)品，設(shè)備的能耗能夠節(jié)省10%左右，成本費(fèi)用能夠節(jié)省50%左右。

1.6 膜法蒸餾技術(shù)

Lina S-Tekllno公司通過(guò)膜蒸餾技術(shù)改進(jìn)了蒸餾方案。對(duì)于膜蒸餾技術(shù)來(lái)說(shuō)，設(shè)備建造比較簡(jiǎn)單，流體產(chǎn)生的阻力較小，并具有良好的分離效果。需要注意的是，如果蒸氣速率較高的話，膜的穩(wěn)定性將會(huì)受到較大的影響，均勻性、傳熱性等都會(huì)發(fā)生變化，造成分離效果不佳。而新型膜法蒸餾技術(shù)則很好地提升了膜法蒸餾的效果，在合適的氣相物流速度下，能夠保證蒸餾膜的穩(wěn)定性。另外，該技術(shù)還能夠?qū)π虏季诌M(jìn)行重新組合，減小蒸餾塔高度，進(jìn)而有效地減少了成本費(fèi)用。改進(jìn)膜法蒸餾技術(shù)最先在安加爾斯克化工廠被應(yīng)用，至今應(yīng)用的時(shí)間已經(jīng)達(dá)到了3年，運(yùn)轉(zhuǎn)的效果比較理想。通過(guò)膜法蒸餾技術(shù)有效的節(jié)約了能源，減少了成本投入。

2 低溫?zé)崂?/p>

2.1 工程項(xiàng)目概述

下面以我國(guó)某煉油廠為例，對(duì)用能優(yōu)化和低溫?zé)峒夹g(shù)進(jìn)行闡述。我國(guó)某煉油廠在進(jìn)行原油加工時(shí)造成的能耗較高，而熱源能級(jí)的利用不規(guī)范是造成能耗較高的主要原因。該工程項(xiàng)目主要通過(guò)各個(gè)設(shè)備不同的低溫余熱來(lái)進(jìn)行熱源的提供，并代替蒸汽加熱，來(lái)減小蒸汽的消耗，從而達(dá)到節(jié)能效果。在本工程項(xiàng)目中主要涉及到重油催化裂化裝置以及氣分裝置。

2.2 方案設(shè)計(jì)

在本項(xiàng)目中，主要通過(guò)各裝置低溫?zé)醽?lái)對(duì)熱媒水展開(kāi)加熱作業(yè)，實(shí)際操作中首先對(duì)氣分裝置供熱，剩余熱量作為冬季供暖熱源。工程項(xiàng)目的工作范圍主要包括以下三點(diǎn)：

2.2.1 對(duì)氣分裝置需要的熱量進(jìn)行計(jì)算，并調(diào)整換熱流程，以裝置內(nèi)低溫?zé)嶙鳛榛A(chǔ)熱源；對(duì)新增、更換的冷換設(shè)備進(jìn)行科學(xué)選擇，并明確設(shè)備的布局。

2.2.2 以車間裝置為基礎(chǔ)，對(duì)熱源流量和重油催化裂化裝置能夠使用的熱量展開(kāi)模擬計(jì)算；對(duì)能量梯級(jí)進(jìn)行利用，并對(duì)設(shè)備的換熱流程進(jìn)行調(diào)整，從而得到熱媒水溫位、循環(huán)量。

2.2.3 明確熱水站的位置，科學(xué)選擇熱水罐和加壓泵的機(jī)型，調(diào)整暖水系統(tǒng)的流程。

2.3 方案成效

2.3.1 在該工程項(xiàng)目運(yùn)行后，以分公司320萬(wàn)噸/年的加工量為基礎(chǔ)，通過(guò)催化裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠取熱138.3GJ/h左右，在有效的滿足了氣分裝置使用的同時(shí)，在采暖方面也得到了很好的運(yùn)用。除此之外，催化裝置需要的循環(huán)水以及電力等能源的消耗也得到了很好的降低。

2.3.2 在實(shí)際的工作中，主要對(duì)換熱流程進(jìn)行了針對(duì)性的調(diào)整，對(duì)于企業(yè)的現(xiàn)行設(shè)備工作狀況沒(méi)有

影響。

2.3.3 在工程項(xiàng)目運(yùn)行之后，氣分裝置在全力運(yùn)行時(shí)，有效地節(jié)省了蒸汽34t/h，企業(yè)的原油加工消耗量也得到了顯著的下降。

2.3.4 該工程項(xiàng)目投入總成本費(fèi)用為1945.32萬(wàn)元，其中不包含對(duì)罐區(qū)的改造。項(xiàng)目在運(yùn)行后，每年可以提高經(jīng)濟(jì)效益約為2341萬(wàn)，可見(jiàn)投資的收回期限較短，并具有很好的短期投資效應(yīng)，所以該項(xiàng)目的建設(shè)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)環(huán)境保護(hù)和能源過(guò)度消耗都面臨著比較嚴(yán)峻的形勢(shì)，因此加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排工作非常關(guān)鍵。煉油行業(yè)一直是能源消耗非常嚴(yán)重的行業(yè)，向空氣中排放的溫室氣體較多，給自然環(huán)境造成了很大的壓力，因此如何加強(qiáng)煉油企業(yè)環(huán)保節(jié)能的效果，服從社會(huì)發(fā)展的整體需要非常重要。在實(shí)際工作中，煉油企業(yè)要對(duì)用能優(yōu)化和低溫?zé)岬倪\(yùn)用引起重視，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究，從而有效地提高煉油企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)煉油企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：侯金朋（1977-），男（滿族），沈陽(yáng)新民人，撫順石化公司石油二廠生產(chǎn)運(yùn)行部工程師，研究方向：煉油焦化、蒸餾工藝能量?jī)?yōu)化及生產(chǎn)技術(shù)革新。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）