盛健祥 蘇忠厚 魏永華

摘要：本文主要針對油田煉油廠600kt/a氣體分餾裝置在實際應(yīng)用熱泵流程、鋁多孔表面冷凝-蒸發(fā)器等相關(guān)節(jié)能措施后，使得煉油廠生產(chǎn)設(shè)備能耗得到了大幅度降低。與此同時還對該煉油廠使用的新工藝、新技術(shù)的特點以及相應(yīng)的實施效果進行了介紹。在實際應(yīng)用基礎(chǔ)上充分證明了油田煉油廠應(yīng)用新技術(shù)、新工藝具有非常重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：煉油廠；蒸餾設(shè)備；應(yīng)用分析

引言

某油田煉油廠為了進一步提升生產(chǎn)作業(yè)效率建設(shè)了600kt/a氣體分餾裝置，該裝置內(nèi)部的丙烯塔系統(tǒng)采用了節(jié)流膨脹開式熱泵流程，該業(yè)務(wù)流程主要是以塔底丙烷為工質(zhì)，其余塔頂定期進行熱交換主要是通過節(jié)流閥的降溫降壓來完成，與此同時還能實現(xiàn)對丙烯低溫?zé)崮艿幕厥?，而通過使用壓縮機在系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)氖羌恿烁咂肺粺崮芎笫蛊浞祷厮字匦伦鳛闊嵩词褂?。該裝置實現(xiàn)了對能源的合理利用，與常規(guī)的熱泵流程相比較，能耗得到了大幅度降低，目前在國內(nèi)同類裝置中處于領(lǐng)先水平。

1 新工藝新技術(shù)的應(yīng)用

1.1 熱泵流程在丙烯塔系統(tǒng)中的應(yīng)用

熱泵流程主要是針對塔頂以及塔底溫差相對較小的分餾系統(tǒng)進行應(yīng)用，通過熱泵流程的應(yīng)用能夠降低溫位熱經(jīng)過熱變后轉(zhuǎn)化成高溫?zé)嵛?，整個轉(zhuǎn)變過程能夠?qū)崿F(xiàn)較少能量消耗來獲取較多的可利用熱量。鑒于此，將熱泵流程應(yīng)用到丙烯塔上非常合理。目前，熱泵流程在我國氣體分餾裝置中的應(yīng)用多數(shù)都集中在丙烷-丙烯餾分分離，問下都可以采用開路壓縮式流程，在整個過程中塔頂以及塔底的產(chǎn)品都可以作為壓縮工質(zhì)。

該煉化廠主要是利用塔底丙烷為工質(zhì)，與此同時采用了開式的熱泵流程，丙烯塔塔底處于高溫狀態(tài)的丙烷再經(jīng)過節(jié)流控制閥后產(chǎn)生絕熱膨脹，將自身能量吸收后使得溫度以及壓力降低，這樣就能實現(xiàn)與塔頂處于低溫位熱能的丙烯完成熱交換，而整個熱交換過程是在換熱器-冷凝蒸發(fā)器能進行，丙烷通過吸收丙烯熱量從原來的液態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，然后通過外界施加的高品位熱能作用返回到塔底重新作為加熱源進行重復(fù)利用；而丙烯在完成換熱后從氣態(tài)逐漸冷凝為液態(tài)，然后通過回流泵輸送到塔頂來完成精餾過程。通過上述過程實現(xiàn)了充分利用低溫?zé)嵩礊楦邷匚镔|(zhì)進行加熱的目的，與此同時還實現(xiàn)了冷卻器與重沸器的結(jié)合，不僅節(jié)約了大量的投資成本，而且也使得整個裝置的能耗實現(xiàn)了大幅度下降，進一步節(jié)約了煉油廠生產(chǎn)作業(yè)成本。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計該煉油廠在充分利用熱泵流程后是的冷卻水的消耗量減少到了原來的25%左右；實現(xiàn)了熱能節(jié)約80%，整個裝置的能耗下降了40%左右[1]。

1.2 微分浮閥塔板在裝置中的應(yīng)用

1.2.1 微分浮閥的特點

（1）在微分浮閥的塔頂位置開一個小孔，這樣就能實現(xiàn)對浮閥上傳質(zhì)空間的充分利用，從而能促進具體實現(xiàn)更加均勻的分散，也進一步促進了氣液兩相進行充分接觸。

（2）針對系統(tǒng)局部同步應(yīng)用具有導(dǎo)向作用的微分浮閥能夠使塔板上的液面梯度以及液體滯止區(qū)得到有效減少，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)消除，由此就能進一步提升鼓泡的均分度以及實際的分類效果，有效提升了裝置的處理能力。

（3）為了進一步提升鼓泡的均勻度充分利用了鼓泡促進器，由此也使得氣體的分布更加均勻，使得塔板的處理能力得到了有效提升，也進一步提升了傳質(zhì)效率。

（4）針對進降液管進行了合理的改進，從而使得鼓泡區(qū)的面積得到了進一步增加。

1.2.2 微分浮閥的應(yīng)用

該煉油廠在建設(shè)分流裝置的時候在其丙烯塔上應(yīng)用了微分浮閥、四溢流塔板以及特殊的降液管，從而使得整個丙烯塔同樣得到了有效提升，與原有的普通F1浮閥相比較高度降低了0.8米左右，但是塔板效率提升了10%左右；而且總塔板數(shù)也降低了十層，使得整體設(shè)備投資成本實現(xiàn)了大幅降低。

2 熱泵流程精餾與常規(guī)流程操作操作、能耗比較

2.1 操作條件比較

該煉油廠目前共有兩套氣體分餾裝置，在上世紀(jì)90年代末投產(chǎn)建成了第1套氣體分餾裝置，該裝置主要采用的是常規(guī)流程，主要使用的原料為催化裂化裝置、催化裂解裝置在生產(chǎn)過程中脫硫后產(chǎn)生的液態(tài)烴產(chǎn)品，該氣體分餾裝置設(shè)計能力達到了150kt/a；而第2套設(shè)備與本世紀(jì)初投產(chǎn)建成，主要采用的是熱泵流程，請注意原料主要來自于常壓重油裂解中日生產(chǎn)的異丁烯然后，再經(jīng)過精餾裝置脫硫后產(chǎn)生的液態(tài)氫，該氣體分餾裝置設(shè)計能力達到了600kt/a；第2套投產(chǎn)設(shè)備采用的是新工藝、新技術(shù)，整套分流裝置工藝操作以及相關(guān)的設(shè)備規(guī)格參數(shù)都發(fā)生了巨大改變[2]。

2.2 能耗比較

由于設(shè)計能力600kt/a的氣體分餾裝置采用的是新技術(shù)新工藝，而且還使用了多項節(jié)能措施。首先，該氣體分餾裝置實現(xiàn)了對蒸汽的逐級利用，從而達到了利用低溫位熱能位高位氣體加熱的目的，從而極大的削減了高品位蒸汽而使用量。另外，主要使用了蒸汽背壓透平帶動壓縮機，這樣就能在復(fù)合但實際變化變化可以實現(xiàn)壓縮機的合理調(diào)整，針對裝置負荷低的狀況，可以適當(dāng)降低汽輪機的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)了對真氣消耗的有效節(jié)約；此外，針對空冷器使用了變頻調(diào)速電機，這樣就能隨著氣候的不斷變化來對空冷器的風(fēng)機進行合理調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)了節(jié)約電能消耗的目的。通過上述幾種節(jié)能措施的應(yīng)用使得氣體分餾裝置整體的能耗實現(xiàn)了大幅度降低。與第1套投產(chǎn)的設(shè)計能力為150kt/a氣體分餾裝置相比較整體能耗下降了12%左右，節(jié)能效果非常明顯。

3 結(jié)論

（1）與常規(guī)流程丙烯塔系統(tǒng)比較，熱泵流程新工藝實施效果非常明顯。使得整套裝置冷卻水的消耗量減少了75%。

（2）在熱泵流程丙烯塔中應(yīng)用了微分浮閥，從而使著丙烯塔的塔徑縮小了0.8米，實現(xiàn)了整體設(shè)備投資成本的削減，而且由于新丙烯塔通量得到有效提升，使得整個裝置的處置能力得到了極大的提升。

（3）新投產(chǎn)氣體分餾裝置實現(xiàn)了蒸汽的逐級利用，對低位熱量進行了有效利用，從而使得高品位蒸汽的使用量得到了有效控制，實現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。

參考文獻

[1]蔣云龍. 解決氣體分餾裝置脫碳五塔塔底再沸器結(jié)焦的一種可行的方法[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（12）：145-146.

[2]錢伯章. 煉油技術(shù)發(fā)展新趨向（下）——1993年NPRA年會論文綜述[J]. 當(dāng)代石油石化，1993（12）：12-20.

作者簡介：盛健祥，男，漢，山東省掖縣，1974年5月，本科，助理工程師，大慶煉化公司煉油二廠，研究方向：煉油廠二套氣體分餾裝置、MTBE裝置 生產(chǎn).