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        淺談柴油加裂裝置的能耗構(gòu)成及節(jié)能降耗措施

        2020-05-09 06:34:28黃劍波中海石油寧波大榭石化有限公司浙江寧波315800
        化工管理 2020年12期

        黃劍波(中海石油寧波大榭石化有限公司,浙江 寧波315800)

        為貫徹落實(shí)某石化公司,關(guān)于開源節(jié)流及降本增效的要求。針對(duì)該公司200 萬噸/年柴油加氫裂化裝置進(jìn)行能耗構(gòu)成分析,并針對(duì)主要耗能點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)分析,通過加強(qiáng)管理和操作優(yōu)化,使裝置綜合能耗得到降低。

        近幾年,煉油行業(yè)受到柴汽比大幅度降低的影響,大部分新建裝置都設(shè)計(jì)了將柴油通過柴油加氫裂化工藝,將柴油轉(zhuǎn)化為汽油或化工原料的裝置。某石化2016年新建一套200萬噸/年柴油加氫裂化裝置,并于2018年底進(jìn)行了檢修改造,于2019年1月開始進(jìn)入第二周期進(jìn)行。

        1 柴油加氫裂化裝置的能耗構(gòu)成

        裝置2019 年實(shí)際能耗構(gòu)成見表1。由表1 可以看出,裝置能耗構(gòu)成中電、燃料、蒸汽所占比例最大。因此降低裝置綜合能耗應(yīng)重點(diǎn)從降低蒸汽、燃料、電力消耗等方面入手。

        柴油加氫裂化裝置操作壓力12Mpa,起始反應(yīng)溫度350℃。主要生產(chǎn)石腦油、航煤等產(chǎn)品,轉(zhuǎn)化率大于50%。受到操作壓力及產(chǎn)品多樣化的影響,裝置能耗也較高。

        1.1 電能消耗

        柴油加裂裝置電能消耗主要由新氫壓縮機(jī)、反應(yīng)進(jìn)料泵、注水泵構(gòu)成,其它機(jī)泵耗電占比較小。因此降低新氫壓縮機(jī)、反應(yīng)進(jìn)料泵和注水泵的電力消耗就能大幅降低裝置的總電力消耗。

        1.2 燃料氣消耗

        加裂裝置燃料消耗主要由四部分組成:反應(yīng)加熱爐燃料、分餾加熱爐燃料、航煤加熱爐燃料以及容器氣封(隔絕空氣)用的燃料,具體情況見圖1。

        從圖1可以看出,3個(gè)加熱爐燃料消耗差距較大,三者總消耗占比99%。為保證裝置能在事故狀態(tài)下,迅速降低精制反應(yīng)器入口溫度,反應(yīng)爐入口和出口溫差一般控制在10 ~20 ℃。目前反應(yīng)爐出口和入口溫差在18℃左右。因此可以適當(dāng)降低反應(yīng)爐出口和入口溫差來降低反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的熱負(fù)荷,同時(shí)可考慮優(yōu)化分餾塔和航煤塔操作,以便降低分餾爐和航煤爐的熱負(fù)荷。

        1.3 蒸汽消耗

        柴油加裂裝置消耗3.5MPa 蒸汽,1.0MPa 蒸汽由背壓式汽輪機(jī)消耗3.5MPa蒸汽產(chǎn)生,同時(shí)分餾塔汽提蒸汽、石腦油分餾塔汽提蒸汽以及裝置伴熱蒸汽消耗1.0MPa 蒸汽。從表1可以看出3.5MPa 蒸汽消耗占比較大,循環(huán)氫壓縮機(jī)負(fù)荷越大則3.5MPa蒸汽消耗越大。

        2 柴油加氫裝置節(jié)能降耗措施

        表1 柴油加氫裝置能耗(標(biāo)油) t/t

        圖1 柴油加氫裝置燃料氣消耗構(gòu)成

        柴油加氫裝置節(jié)能降耗措施主要包括以下幾個(gè)方面:①改進(jìn)工藝流程和操作條件,降低工藝總能耗;②提高能量回收率,減少排棄能量;③提高能量轉(zhuǎn)化效率,減少裝置供入能量;④實(shí)現(xiàn)熱力聯(lián)合,提高熱直供料比例;⑤加強(qiáng)設(shè)備和管線保溫,減少熱損失。[1]

        2.1 裝置現(xiàn)有節(jié)能降耗措施

        2.1.1 余熱回收系統(tǒng)

        裝置反應(yīng)加熱爐、分餾加熱爐和航煤加熱爐各自設(shè)置余熱回收系統(tǒng),余熱回收系統(tǒng)是一種通過進(jìn)氣和排煙換熱回收能量的裝置,投用余熱回收系統(tǒng)可使加熱爐的熱效率達(dá)到90%以上。余熱回收系統(tǒng)投用后,降低了燃料氣的消耗,是裝置主要節(jié)能方法之一。

        2.1.2 新氫壓縮機(jī)系統(tǒng)

        裝置共有3臺(tái)新氫壓縮機(jī)(C-101A/B/C,一開兩備),其中C-102C 滿負(fù)荷28000Nm3/h,C-102A/B 滿負(fù)荷為44000Nm3/h。裝置在滿負(fù)荷狀態(tài)下每小時(shí)氫耗為45000Nm3左右,外裝置最大能供氫25000Nm3/h 高壓氫氣。為最大限度節(jié)能降耗,保持C-102C 的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,裝置加強(qiáng)了C-102C 巡回檢查及維護(hù)力度,C-102C的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行大幅降低了裝置電耗。

        2.1.3 液力透平

        熱高分油通過高壓角閥減壓后進(jìn)入熱低壓分離器,這一過程浪費(fèi)了大量的壓力能,可以通過液力透平回收這部分能量。液力透平通過聯(lián)軸器帶動(dòng)反應(yīng)進(jìn)料泵,從而降低反應(yīng)進(jìn)料泵的電消耗。

        3 節(jié)能降耗建議

        3.1 新氫壓縮機(jī)安裝無極調(diào)量系統(tǒng)

        新氫壓縮機(jī)安裝無極調(diào)量系統(tǒng)。裝置新氫機(jī)是往復(fù)式壓縮機(jī),采用三級(jí)壓縮,通過返回調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣量??梢詤⒄胀惣託淞鸦b置改造成的新氫機(jī)無級(jí)調(diào)量系統(tǒng),這種調(diào)節(jié)方法節(jié)效果明顯。

        3.2 裝置操作優(yōu)化

        反應(yīng)系統(tǒng)控制合適的氫油比,根據(jù)裝置實(shí)時(shí)的加工負(fù)荷隨時(shí)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù),保證精制反應(yīng)器和裂化反應(yīng)器的氫油體積比都在750左右。750左右的氫油比可以保證足夠量的冷氫同時(shí)循環(huán)氫壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速也不是很高,這樣可以節(jié)約3.5MPa蒸汽的消耗。

        分餾系統(tǒng)在保證產(chǎn)品合格的前提下,適當(dāng)降低回流比,這樣可以減少塔底熱源的消耗同時(shí)可以適當(dāng)提高空冷冷后溫度,降低空氣冷卻器的電力消耗。適當(dāng)降低燃料氣氧含量,使?fàn)t子降低燃燒成本。

        4 結(jié)語

        某石化公司200 萬噸/年柴油加裂裝置通過優(yōu)越的管理方法、優(yōu)化操作、節(jié)能設(shè)備等節(jié)能措施,使加裂裝置的能耗得到降低,有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,這表明該加裂裝置的工藝較為先進(jìn)并且管理方法比較優(yōu)越。

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