陶開(kāi)成

摘 要：石油企業(yè)要想降低生產(chǎn)成本，從石油煉制的裝置系統(tǒng)研究，降低能源的消耗是一種有效且重要的手段。本文從石油煉制過(guò)程中的常減壓整流裝置的節(jié)能進(jìn)行了分析探討，通過(guò)對(duì)石油常減壓裝置的工藝改進(jìn)，將能源消耗降到最低程度。

關(guān)鍵詞：常減壓;節(jié)能探析;石油煉制

一、蒸餾裝置能耗系統(tǒng)分析

石油煉制中的蒸餾裝置核心工藝就是常減壓分餾系統(tǒng)，它的能耗是由原油產(chǎn)品的質(zhì)量好壞以及原油內(nèi)需要撥出餾分的含量來(lái)決定的。因此，常減壓裝置的過(guò)氣化率是石油煉制系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題，以下將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 過(guò)汽化率問(wèn)題。過(guò)氣化率的高低從不同方面來(lái)看，其達(dá)到的效果不同。經(jīng)過(guò)分析對(duì)比之后得出三點(diǎn)規(guī)律：第一，閃蒸段壓力與每噸常渣的汽提蒸汽量保持不變時(shí)，閃蒸段溫度每增加4℃，可增加l%過(guò)汽化率;第二，當(dāng)閃蒸段溫度和汽提蒸汽量都不變時(shí)，閃蒸段壓力每降低15.3脅，也可增加1%過(guò)汽化率;第三，當(dāng)閃蒸段溫度和壓力都不變時(shí)，每噸渣油的汽提蒸汽量每增加3kg也可增加1%的過(guò)汽化率。從上文中可以看得出來(lái)，提高過(guò)氣化率可以通過(guò)對(duì)蒸段溫度、蒸段壓力以及塔底汽提蒸汽量進(jìn)行調(diào)整來(lái)達(dá)到目的。因此，降低常壓爐出口溫度能夠提高輕油收率，降低塔頂?shù)睦鋮s負(fù)荷。

2 中段回流取熱分配及返塔溫度差問(wèn)題。在石油煉制過(guò)程中，合理的控制過(guò)氣化率之后要做的就是回收進(jìn)塔熱量過(guò)剩的問(wèn)題，在整個(gè)常減壓裝置的熱量回收與換熱網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系的就是優(yōu)化分配中段回流取熱問(wèn)題。石油產(chǎn)品的收率與質(zhì)量和分配中段回流的取熱息息相關(guān)，常減壓裝置上部側(cè)線的質(zhì)量以及收率會(huì)受到下部高位熱量取出多少的影響。正確做法是將中段回流的取熱量控制在總段剩余熱量的60%～70%之間，如此一來(lái)，上部塔板的內(nèi)回流就得到充足的保證。在此基礎(chǔ)上，充足的熱量能夠使得上一側(cè)線的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為合格的石油產(chǎn)品。其中需要注意的是，要避免對(duì)石油質(zhì)量的過(guò)分控制，以防止石油產(chǎn)品過(guò)純。這樣不但對(duì)高溫的熱量回收造成影響，還會(huì)使得產(chǎn)品收率降低。

3 加熱爐系統(tǒng)。在石油煉制生產(chǎn)過(guò)程中，最主要的能源消耗設(shè)備是加熱爐，石油煉制過(guò)程中所需要的大部分能量都是由加熱爐提供的。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，整個(gè)常減壓裝置的能源消耗中，有70%～80%是加熱爐系統(tǒng)消耗的，通過(guò)分析得出過(guò)?？諝庀禂?shù)以及排煙溫度是影響加熱爐效率的兩個(gè)主要因素。

1）優(yōu)化過(guò)?？諝庀禂?shù)，減少排煙氣總量。加熱爐會(huì)受到過(guò)大過(guò)剩空氣系數(shù)造成的以下三方面影響：第一，排煙溫度保持不變，那么排煙量的大小會(huì)隨著過(guò)?？諝庀禂?shù)大小的變化而變化，由此導(dǎo)致的煙氣排出熱量也越來(lái)越多。如此一來(lái)，大量的過(guò)程空氣熱量就被排放到大氣中去，使得加熱爐熱效率下降，由此造成熱損失的增加。第二，過(guò)?？諝庀禂?shù)越大露點(diǎn)腐蝕溫度就越高，為避免空氣預(yù)熱系統(tǒng)遭受露點(diǎn)腐蝕;影響其長(zhǎng)周期運(yùn)行，只能限制降低排煙溫度。因此降低過(guò)?？諝庀禂?shù)，可使排煙溫度有降低的余地。第三，過(guò)大的過(guò)剩空氣系數(shù)還會(huì)加劇爐管的氧化，影響加熱爐使用壽命;促使氮氧化物增加，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。

2）確定過(guò)剩空氣系數(shù)最佳值。從理論上來(lái)看，過(guò)剩空氣系數(shù)的最高燃燒溫度是在a=1時(shí)，也就是說(shuō)燃燒過(guò)程中所有進(jìn)入爐內(nèi)的氧氣都被燃燒。如果a≠1時(shí)，無(wú)論是空氣以及燃料都會(huì)造成浪費(fèi)。在分析了加熱爐燃燒器內(nèi)的火焰橫斷面的含量之后發(fā)現(xiàn)，火焰邊緣的含氧量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)火焰中心的。換句話說(shuō)就是，火焰中心含有較高的一氧化碳成分，沒(méi)有完全的燃燒。從加熱爐的角度來(lái)看，過(guò)剩空氣系數(shù)的最佳值是在上述因素都確定之后才能確定的，也就是說(shuō)加熱爐最高的運(yùn)行熱效率是在這種條件下才能達(dá)到的。

3）煙氣熱量回收，維持較低排煙溫度。加熱爐總熱量交換的25%是對(duì)流交換熱量所占的百分比，400℃左右是煙氣在輻射室出口所能達(dá)到的溫度，對(duì)流換熱主要是為了降低此時(shí)的溫度。所以，降低排煙的關(guān)鍵所在就是保持較高的加熱爐對(duì)流傳熱的效率水平。煙氣預(yù)熱是現(xiàn)階段石油煉制加熱爐系統(tǒng)所采用的，其排煙溫度都能夠控制在180℃以下，有部分可以進(jìn)一步將排煙溫度降低到160℃左右，這需要對(duì)裝置的露點(diǎn)溫度進(jìn)行計(jì)算。然而，在實(shí)際的石油煉制過(guò)程中，傳熱會(huì)受到空氣預(yù)熱管、對(duì)流管積灰的影響。在煙氣排放之后，通常會(huì)殘留一些不可燃燒的成分以及沒(méi)有燃燒完畢的碳粒，它們?cè)跓煔獾倪\(yùn)行過(guò)程中，會(huì)在換熱管的表面沉積吸附，從而形成積灰，對(duì)傳熱產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

二、裝置內(nèi)綜合節(jié)能途徑

這里所說(shuō)的節(jié)能，是常減壓裝置多變量、多參數(shù)以及各個(gè)不同流程組合形成的綜合節(jié)能。

1 在石油煉化的裝置中，物流數(shù)目最多，網(wǎng)絡(luò)合成的工作量以及難度最大的就是常減壓裝置換熱。要合成以及優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮所有熱源包括加熱爐煙氣以及所有冷源包括燃燒用的空氣，以?shī)A點(diǎn)為劃分，冷公用工程不應(yīng)當(dāng)在夾點(diǎn)以上應(yīng)用，熱公用工程不應(yīng)當(dāng)在夾點(diǎn)以下應(yīng)用。

2 分餾流程組合。常減壓裝置的分餾流程是與原油的性質(zhì)以及具體的條件有關(guān)的，原油性質(zhì)不同，常減壓裝置的分餾流程也會(huì)隨之改變，并與換熱網(wǎng)絡(luò)的合成息息相關(guān)，也就是說(shuō)冷源的狀況以及參數(shù)都會(huì)隨著分餾流程組合的不同而有所改變。從原則上來(lái)看，多級(jí)蒸餾可以在較低的溫位下實(shí)現(xiàn)原油中一部分組分的分餾過(guò)程，減少最終必須使用燃料加熱的熱公用工程用量，有利于利用較低溫位的熱源，降低分餾過(guò)程所需的能耗，特別是對(duì)于輕質(zhì)原油更是如此。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，石油煉化裝置正在朝著規(guī)?；姆较虬l(fā)展，要想在石油煉制過(guò)程中達(dá)到節(jié)能的效果，只有綜合設(shè)計(jì)多套裝置的能量才是唯一解決辦法。合理的將大系統(tǒng)范圍里的能量進(jìn)行匹配，才能夠給石油煉制帶來(lái)節(jié)能效益，而信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，也為能量系統(tǒng)的優(yōu)化提供了科學(xué)合理的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]王兵.常減壓蒸餾裝置操作指南[M].北京：中國(guó)石化出版社，2006.

[2]武金倫.常減壓裝置節(jié)能途徑探討[J].湖北化工，2003（01）：44-45.

（作者單位：中國(guó)石油大慶煉化公司）