范 錁，賈 耽

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834003)

2.5Mt/a蒸餾裝置抽真空系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水改造

范 錁，賈 耽

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依834003)

介紹了2.5Mt/a蒸餾裝置針對裝置建成后能耗較高的問題，進行針對性改造的工業(yè)應用情況。改造后年可節(jié)約1.0MPa蒸汽約19468噸；同時裝置的水環(huán)式真空泵經(jīng)過改造，可節(jié)約新水26,280t/a。針對改造后的實際工業(yè)應用情況，提出了進一步降低裝置能耗的建議。

常減壓蒸餾； 用能分析； 技術改造

作為煉油廠原油加工的第一道工序，常減壓蒸餾裝置技術水平的高低直接關系著后續(xù)裝置的質量、收率以及經(jīng)濟效益，常減壓蒸餾對煉油加工方案優(yōu)化和經(jīng)濟效益的基礎地位不會受到動搖。

1 裝置工況的分析

蒸餾裝置減頂抽真空系統(tǒng)使用三級冷凝冷卻兩級抽真空系統(tǒng)，冷凝冷卻器采用板式空冷，三級冷凝冷卻后安裝有水環(huán)真空泵，用以將減頂不凝氣引出。在裝置投產(chǎn)后，減頂抽真空系統(tǒng)的冷后溫度一直偏高；在水環(huán)真空泵出現(xiàn)故障時或維修保養(yǎng)時，減頂不能維持高真空度，而真空度是減壓塔操作中最重要的工藝參數(shù)，對生產(chǎn)有重大影響，嚴重時裝置被迫進行降量；同時裝置的能耗也超過設計要求，主要原因為1.0MPa蒸汽耗量大，導致裝置整體能耗超過設計要求，降低裝置能耗的要求十分迫切，對減頂抽真空系統(tǒng)的改造十分有必要進行。

2 裝置改造情況

2.1 減頂抽真空系統(tǒng)改造

圖1 減壓塔抽真空系統(tǒng)圖

減頂抽真空蒸汽噴射器和板式空冷負荷重新進行匹配，通過與設計單位進行合作，對蒸汽噴射器和板式空冷負荷重新進行計算，發(fā)現(xiàn)蒸汽噴射器與板式空冷負荷與裝置現(xiàn)在的工況不符合，在蒸汽噴射器負荷一定的情況下，板式空冷冷卻負荷偏小，這是導致板式空冷冷后溫度偏高的主要原因，同時在設計中，兩級抽真空蒸汽噴射器的工作蒸汽由一個調節(jié)閥來進行控制，導致兩級抽真空蒸汽流量不易控制，抽真空蒸汽噴射器在減壓平臺，操作員人工調整不能及時到位；由于更換板式空冷周期長，板式空冷造價，從經(jīng)濟角度和施工周期來考慮，更換減頂抽真空蒸汽噴射器為目前較優(yōu)方案。其中一級蒸汽噴射器喉部的直徑由原來的25mm減少為現(xiàn)在的20mm，二級蒸汽噴射器喉部的直徑由原來20mm減少為現(xiàn)在的15mm，降低了工作蒸汽用量；同時在兩級抽真空噴射器用蒸汽線上分兩路，分別設置調節(jié)閥、流量計、放空閥，實現(xiàn)對減壓塔真空度的控制，降低了工作強度。

表1 兩級抽真空噴射器計算匯總表

兩級抽真空噴射器工作介質采用飽和蒸汽，負荷見下2。

表2 飽和蒸汽負荷一覽表

2.2 水環(huán)真空泵的使用與改造

減壓塔的抽真空設備可以用蒸汽噴射器(也稱蒸汽噴射泵或抽空器)或機械真空泵。蒸汽噴射器的結構簡單，沒有運轉部件，使用可靠而無需動力機械，而且水蒸汽在煉廠中也是既安全以容易得到的。因此，煉油廠中的減壓塔廣泛采用蒸汽噴射器來產(chǎn)生真空。但是蒸汽噴射器的能量利用效率非常低，僅2%左右，其中末級蒸汽噴射器的效率最低。機械真空泵的能量利用效率一般比蒸汽噴射器高8-10倍，還能減少酸性污水量。因此，使用蒸汽噴射器與機械真空泵聯(lián)合操作是一個重要的技術改進。

蒸汽噴射器與其它機械真空泵的能耗對比數(shù)據(jù)見表3。

表3 蒸汽噴射器及機械真空泵的能耗

水環(huán)式真空泵適于抽吸帶有液體的氣體，可以避免氣體在抽吸過程中產(chǎn)生泄漏及發(fā)熱，因此，常用于抽吸有毒或易爆炸氣體，如氯氣、氫氣以及乙炔氣等。水環(huán)式真空泵的優(yōu)點是結構簡單，旋轉部分沒有機械摩擦，泵內(nèi)不需要潤滑，操作可靠，使用壽命長。

蒸餾裝置新增加一臺水環(huán)真空泵，使裝置內(nèi)有兩臺水環(huán)真空套，達到一用一備狀態(tài)。針對裝置使用的水環(huán)真空泵要使用新鮮水作為工作液，同時由于該型真空泵沒有工作液循環(huán)使用系統(tǒng)，大量新鮮水作為工作液被排放，是裝置內(nèi)酸性污水產(chǎn)生的另一個源頭這一問題，將水環(huán)真空泵更換為采用循環(huán)水作為工作液，約可節(jié)約新水3t/h；同時工作液可循環(huán)使用的新式水環(huán)真空泵，同時具有工作液位自動控制和泵進口真空度自動控制功能，既節(jié)約用水，減少污染，同時又減少操作人員的工作強度。

3 改造后的工業(yè)應用效果

改造前后，裝置輸入的1.0MPa蒸汽用量有了十分明顯的降低，蒸餾裝置月平均1.0MPa蒸汽耗量由上年改造前的3869噸降低到下年改造后的2700噸；同時減壓塔抽真空系統(tǒng)穩(wěn)定性和能力提高，在氣溫低于10℃后便可單獨使用板式空冷風機只用空氣進行冷凝冷卻，不再需要使用噴淋水；兩路抽真空蒸汽量可以獨立控制，易于調節(jié)兩級抽空器的工作負荷；兩臺水環(huán)真空泵一用一備，提高抽真空系統(tǒng)工作可靠性；蒸汽抽空器和水環(huán)真空泵的聯(lián)合使用，降低了抽空的蒸汽耗量；同時降低了裝置酸性污水的排放量，減少污染。

3.1 項目實施后的經(jīng)濟效益分析比較

抽真空系統(tǒng)改造項目實施后，取得了比較顯著的經(jīng)濟效益，同時在減少裝置酸性污水方面也有一定的社會效益。同時，蒸汽抽空器和機械真空泵聯(lián)合使用具有良好的應用前景，在不大幅度改造現(xiàn)有板式空冷情況下，提高減壓塔頂真空度，降低抽真空系統(tǒng)蒸汽耗量對生產(chǎn)和節(jié)能兩方面都大有益處。

圖2 蒸餾裝置改造前后1.0MPa蒸汽用量比較

注：數(shù)據(jù)引自蒸餾裝置能耗統(tǒng)計。

以下就蒸餾裝置減頂抽真空系統(tǒng)改造前后的能耗數(shù)據(jù)，計算該項目的經(jīng)濟效益：

經(jīng)濟效益=項目不投用情況下運行1年的蒸餾裝置蒸汽消耗與項目投用后運行1年的蒸餾裝置蒸汽消耗之差×項目投用后運行1年的加工量×1.0MPa蒸汽消耗品單價- 項目投用情況下1年的日常消耗性投入增加值 - 項目總投資÷5

具體計算結果：

節(jié)約蒸汽的經(jīng)濟效益=(0.027-0.017)×1,946,790×75-0-1,070,000,000÷5=1,289,765(元)

約可節(jié)約新水3t/h,全年可節(jié)約新水約26，280噸。

4 結論

裝置抽真空系統(tǒng)進行改造后，年可節(jié)約1.0MPa蒸汽約19468噸，約可節(jié)約費用為1,289,765元，效益十分可觀。

裝置上兩級抽真空系統(tǒng)都在投用，可以考慮二級抽空器與水環(huán)真空泵聯(lián)合使用，在操作成熟后，只使用水環(huán)真空泵作為二級抽真空設備，進一步降低裝置蒸汽用量及污水量。同時，在裝置板式空冷一定的情況下，通過提高水環(huán)真空泵工作負荷，達到在不更換現(xiàn)有板式空冷情況下，進一步提高減壓系統(tǒng)的真空度，達到高真空下降低加熱爐出口溫度的目的，進一步降低裝置的能耗。

[1] Friedler F. Process integration,mldelling and optimization for energy saving and pollution reduction[J].Applied Thermal Engineering,2012,30(16):2275-2279.

[2] 金 戈.石油和化工行業(yè)節(jié)能降耗的潛力與途徑[J].中國石油和化工經(jīng)濟分析，2007(13)：25-26.

[3] 馮 霄.化工節(jié)能原理與技術[M].3版.北京：化學工業(yè)出版社，2009：158-159.

(本文文獻格式：范錁，賈耽.2.5Mt/a蒸餾裝置抽真空系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水改造[J].山東化工，2017，46(16)：92-94.)

TE962

：A

：1008-021X(2017)16-0092-03

2017-05-10

范 錁，大學本科，工程師，主要從事蒸餾裝置技術管理工作。