特油裝置換熱系統(tǒng)節(jié)能改造

張文紹

（洛陽金達石化有限責任公司，河南洛陽 471012）

特油裝置換熱系統(tǒng)節(jié)能改造

張文紹

（洛陽金達石化有限責任公司，河南洛陽 471012）

通過特油裝置換熱系統(tǒng)及能耗問題分析，對存在的問題進行討論，并提出改造方案，實施后節(jié)能降耗效果明顯，取得顯著的經(jīng)濟效益。

換熱系統(tǒng)；節(jié)能；改造；效益

特油裝置以分子篩料為原料，采用高溫、高壓、固定床催化加氫工藝技術(shù)，生產(chǎn)鋁、銅材加工、精細化工等行業(yè)應(yīng)用的低硫、低芳、微氣味的特種窄餾分溶劑油。特油裝置中消耗的燃料氣、電、循環(huán)水占裝置總結(jié)能耗的91.2%，特別是燃料氣消耗占裝置總能耗的58.7%，因此，降低特油裝置能耗的關(guān)鍵是降低裝置燃料氣、電、循環(huán)水的消耗量。針對系統(tǒng)存在問題，提出優(yōu)化及節(jié)能改造方案，實施后大幅度降低了燃料氣和循環(huán)水的用量，節(jié)能降耗效果明顯，取得了顯著的經(jīng)濟效益。

1 現(xiàn)有工藝流程介紹

特油裝置分反應(yīng)、分餾兩部分和配套的注水設(shè)施等，由于原料變化和產(chǎn)品種類多樣化，分餾部分采用雙分餾塔、多側(cè)線抽出方案。

1.1 反應(yīng)部分流程

如圖1所示，原料自罐區(qū)原料罐來，經(jīng)加氫進料泵升壓后與新氫及循環(huán)氫混合為混合進料，先后經(jīng)反應(yīng)物流/混合進料換熱器、反應(yīng)進料加熱爐加熱至反應(yīng)所需溫度進入加氫反應(yīng)器，進行加氫精制反應(yīng)。反應(yīng)器設(shè)為兩臺串聯(lián)，兩個反應(yīng)器各設(shè)一個催化劑床層，在一反和二反之間設(shè)置急冷氫注入設(shè)施。

圖1 現(xiàn)有反應(yīng)工藝流程

自加氫反應(yīng)器來的反應(yīng)流出物經(jīng)過流出物/混合進料換熱器換熱，以盡量回收熱量。為防止反應(yīng)流出物冷卻過程中胺鹽析出堵塞管路，通過注水將除鹽水注入反應(yīng)流出物冷卻器前并與反應(yīng)流出物混合后進入冷卻器冷卻，冷卻后物流進入到高壓分離器中，進行油、氣分離。自高壓分離器頂部出來的循環(huán)氫經(jīng)循環(huán)氫壓縮機入口分液罐分液后進入循環(huán)氫壓縮機升壓，然后分成兩路，一路作為冷氫去急冷氫注入口控制反應(yīng)器床層溫度，另一路于新氫壓縮機出口的新氫混合為混合氫。

高分油自下部排至低壓分離器。低壓分離器的氣相并入燃料氣管網(wǎng)，液相換熱后至分餾部分，底部分水包排除的含硫污水送裝置外處理。自裝置外來的氫氣經(jīng)新氫壓縮機升壓后于循環(huán)氫壓縮機出口的氣體混合為混合氫。

1.2 分餾部分流程

分餾部分為多側(cè)線抽出雙塔精餾（見圖2），1#分餾塔接獲加氫反應(yīng)后低分油經(jīng)2#產(chǎn)品/低分油換熱器、3#產(chǎn)品/低分油換熱器、4#產(chǎn)品/低分油換熱器換熱后進入第一分餾塔，第一分餾塔設(shè)1#產(chǎn)品汽提塔和2#產(chǎn)品汽提塔。

第一分餾塔的油氣經(jīng)第一分餾塔頂冷卻器冷卻冷凝后進入第一分餾塔頂回流管并分離為塔頂氣和輕油，塔頂氣進火炬管網(wǎng)，輕油經(jīng)第一分餾塔頂回流泵升壓后大部分為塔頂回流，少部分作為塔頂不合格油出裝置。

第一分餾塔底重沸器及2#產(chǎn)品汽提塔底重沸器由熱載體做重沸熱源，1#產(chǎn)品汽提塔底設(shè)加熱盤管，由熱載體做重沸熱源。1#產(chǎn)品自1#產(chǎn)品汽提塔底由1#產(chǎn)品泵升壓，經(jīng)1#產(chǎn)品冷卻器水冷后出裝置；2#產(chǎn)品自2#產(chǎn)品汽提塔底由2#產(chǎn)品泵升壓經(jīng)2#產(chǎn)品/低分油換熱、器換熱冷卻后出裝置：第一分餾塔底油經(jīng)第一分餾塔底泵升壓后進入第二分餾塔。

第二分餾塔為減壓操作，塔頂設(shè)抽真空系統(tǒng)。塔頂?shù)挠蜌饨?jīng)第二分餾塔頂冷凝器冷凝冷卻后，冷凝液進入大氣水封罐，氣體進入真空罐進行氣液分離，分出的少量液體至大氣水封罐，用水環(huán)真空泵自真空罐頂抽出的不凝氣至火炬總管。

第二分餾塔設(shè)側(cè)線抽出系統(tǒng)，側(cè)線抽出油由泵升壓經(jīng)3#產(chǎn)品/低分油換熱器及冷卻器冷卻后一部分做為第二分餾塔頂循環(huán)回流；另一部分作為3#產(chǎn)品出裝置。

4#產(chǎn)品由第二分餾塔底泵升壓經(jīng)4#產(chǎn)品/低分油換熱器、4#產(chǎn)品冷卻器換熱、冷卻后出裝置。第二分餾塔設(shè)第二分餾塔底重沸器，熱載體作為重沸熱源。

圖2 分餾部分流程

2 存在的問題

2.1 反應(yīng)部分

由圖1可看出，盡管混合原料利用了反應(yīng)流出物的熱量進行預熱，但其熱量利用率較低且能量降質(zhì)嚴重。原料油與循環(huán)氫混合后溫度僅有47℃，其隨后的預熱完全依賴高達325℃的反應(yīng)流出物流，原料預熱器的平均溫差達76℃，接近溫差為59℃。近80℃的平均溫差說明冷熱物流的匹配不合理，近60℃的接近溫差說明現(xiàn)有換熱設(shè)備的換熱能力不足，能量利用率低。

2.2 分餾部分

分餾部分最主要的問題集中在1#分餾塔塔頂油氣和2#分餾塔3#產(chǎn)品抽出物流均采用循環(huán)水冷卻進行降溫。1#分餾塔塔頂油氣不但抽出溫度高，達175℃，且由于發(fā)生相變，冷卻負荷大；但該油氣物流冷卻由循環(huán)冷卻水冷卻，傳熱溫差極大，能量降質(zhì)嚴重，在冷卻水量不大的情況下，常造成冷卻水回水溫度過高，加大冷卻水降溫系統(tǒng)的功耗，同時由于上水溫度也隨之增加，取熱能力變差。2#分餾塔盡管采用減壓操作，由于餾分較重，其中段抽出溫度依然有172℃，且抽出量大，因此冷卻負荷也較大，造成了和1#分餾塔塔頂油氣一樣的問題。

3 改造內(nèi)容及效果

3.1 改造內(nèi)容及投資

3.1.1 改造內(nèi)容

3.1.2 投資費用

節(jié)能項目改造投資主要分為管道投資、設(shè)備投資（新增換熱器）和施工安裝費用。其中：設(shè)計費用2萬元；管道及管件投資為5萬元；設(shè)備投資為新增2臺（直徑400 mm）油—油換熱器，設(shè)備費用為30萬元；安裝費用為4萬元；%其他費用4萬元。總投資為45萬元。

3.2 生產(chǎn)運行情況

改造后生產(chǎn)運行情況及操作參數(shù)見圖3。先用1#分餾塔塔頂175℃的物料給反應(yīng)原料預熱，之后用2#分餾塔側(cè)線173℃的3#產(chǎn)品再次給反應(yīng)原料預熱，最后用原流程中溫度325℃的反應(yīng)流出物給反應(yīng)原料預熱至282℃（原流程預熱至266℃），然后送往原料加熱爐，原料加熱爐將原料加熱升溫至反應(yīng)所需的295℃后，進入反應(yīng)器進行反應(yīng)。

圖3 改進后的反應(yīng)工藝流程

3.3 效果及效益

3.3.1 效果

3.3.2 效益

4 結(jié)論及建議

TQ051.5

B

1003-3467（2010）17-0055-03

2010-07-18

張文紹（1965-），男，工程師，從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作，電話：（0379）66992638。