催化裂化裝置的節(jié)能優(yōu)化

【摘要】以某石化公司煉油廠1.0Mt/a催化裂化裝置為例，對裝置能耗結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。分析表明燒焦、電是主要的消耗能源。使用先進(jìn)的工藝和設(shè)備技術(shù)是節(jié)能的關(guān)鍵。實(shí)施熱進(jìn)出料、優(yōu)化換熱流程和低溫?zé)峄厥绽檬墙档脱b置能耗的重要的途徑。

【關(guān)鍵詞】催化裂化裝置；能耗分析；節(jié)能措施

1、前言

我國煉油廠的煉油能耗從1978年的105.4kgEO/t原油左右降低到1988年的69.3kgEO/t，降低了34.3%[1]。其中常壓蒸餾裝置從28kgEO/t降低到了13kgEO/t左右。2001年，在二次加工比例有所增大情況下，全國煉油能耗為85.9kgEO/t，比1988年增加了24%[2]。

2、裝置簡介

催化裝置#2于1995年建成投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)處理能力為0.6Mt/a。采用同軸式兩段再生工藝。2005年裝置進(jìn)行改造，改造后裝置處理能力達(dá)到1.0Mt/a。

3、裝置能耗分析

2009年裝置加工量為1.0Mt/a，裝置能耗為51.75kgEO/t。

2008年中石化催化裂化裝置的能耗平均值為58.25kgEO/t，先進(jìn)值為39.96kgEO/t[3]。

4、優(yōu)化方案

4.1能量利用環(huán)節(jié)

1）分餾塔

a）優(yōu)化循環(huán)取熱抽出和返塔溫差，提高返塔溫度。

在頂循環(huán)取熱負(fù)荷不變的情況下，加大頂循環(huán)流量，提高頂循返塔溫度至90℃。在中循環(huán)取熱負(fù)荷不變的情況下，加大中循環(huán)流量，提高中循返塔溫度至167℃。

b）對全塔的循環(huán)取熱優(yōu)化前后，全塔的循環(huán)取熱情況分別見下表。

優(yōu)化后，一中和頂循環(huán)的回流返塔溫差減少，同時(shí)，二中用于穩(wěn)定塔底再沸器熱源的部分熱量通過油漿循環(huán)取出，油漿發(fā)生3.5MPa的蒸汽，提高了熱量利用的品質(zhì)。

c）取消柴油汽提塔的汽提蒸汽，節(jié)省1.0MPa蒸汽0.38t/h。

2）將溶劑濃度提高至40%，溶劑循環(huán)量由15t/h降低至10t/h，塔底熱負(fù)荷由1593kW降低至1062kW。

3）催化劑裝劑系統(tǒng)采用電動(dòng)抽空無塵裝劑系統(tǒng)，減少蒸汽消耗和催化劑跑損。

本裝置的催化劑單耗為0.68kg/t，按100×104t/a加工量計(jì)算，則催化劑用量為680t/a。

4.2能量回收環(huán)節(jié)

1）利用熱出料的機(jī)會，原料進(jìn)料溫度從102℃提高至180℃。通過換熱網(wǎng)絡(luò)傳遞到高品位，降低加熱爐燃料消耗。

2）優(yōu)化原料油緩沖罐的液位控制系統(tǒng)

優(yōu)化控制，通過控制儲運(yùn)罐區(qū)來的混合蠟油的量來控制原料油緩沖罐的液位。

優(yōu)化后原料油緩沖罐的液位控制如下圖所示。

優(yōu)化后，停原料返回罐區(qū)的流程，降低了儲運(yùn)罐區(qū)冷蠟泵的功耗。儲運(yùn)罐區(qū)冷蠟油泵可考慮上變頻或換小泵等節(jié)電措施。

3）優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，充分回收熱量。

目前換熱網(wǎng)絡(luò)傳熱溫差大（加權(quán)平均換熱溫差56.3℃），溫位匹配不合理，如二中（320℃）與穩(wěn)定塔底汽油換熱（再沸器出口溫度160℃），傳熱溫差達(dá)到87℃，對換熱網(wǎng)絡(luò)按照“溫度對口，梯級利用”的科學(xué)用能原則重新匹配優(yōu)化。

a）停二中循環(huán)，二中的熱量主要通過油漿循環(huán)取出。

b）用一中（289℃）先作為穩(wěn)定塔底再沸器的熱源，然后再作為解吸塔底再沸器的熱源，經(jīng)換熱器（E314）和穩(wěn)定汽油換熱后直接作為回流返分餾塔。

c）柴油（228℃）先作為預(yù)分餾塔底再沸器（E803）的熱源，然后經(jīng)換熱器（E217/1，2）與頂循換熱，之后（138℃）直接熱出料。柴油-富吸收油換熱器（E203/1，2）改造為貧吸收油-富吸收油換熱器（E203/1，2）。

4）油漿高溫位的熱量先與初底油換熱，然后與催化原料換熱，之后再發(fā)生蒸汽。油漿和外取熱發(fā)生3.5MPa蒸汽，停中壓蒸汽減壓到1.0MPa管網(wǎng)。

5）氣壓機(jī)一級出口凝縮油通過泵輸送到凝縮油罐（D301），降低氣壓機(jī)的負(fù)荷，節(jié)省3.5MPa蒸汽。

6）柴油（138℃）熱出料至下游裝置。

4.3能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)

粗汽油泵（P202/1，2）切削葉輪，溶劑循環(huán)泵（P402/1，2）切削葉輪。煙機(jī)入口煙氣管線加強(qiáng)保溫，煙機(jī)多發(fā)電。

5、節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

優(yōu)化前后熱進(jìn)出料參數(shù)見下表。

節(jié)能改造項(xiàng)目實(shí)施后，降低裝置能耗3.80kgEO/t，經(jīng)濟(jì)效益：674×104￥/a。

6、結(jié)語

①科學(xué)地分析裝置能耗是節(jié)能的前提，采用先進(jìn)的工藝和設(shè)備技術(shù)是節(jié)能的關(guān)鍵。②進(jìn)一步提高進(jìn)料溫度，強(qiáng)化換熱，減少熱損失是進(jìn)一步降低裝置能耗的關(guān)鍵。③裝置的熱回收率低，冷卻排棄能較多。分析認(rèn)為，優(yōu)化換熱流程，實(shí)施熱進(jìn)出料、換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和低溫?zé)峄厥绽?，是裝置能耗進(jìn)一步降低的有效途徑。④裝置優(yōu)化后，節(jié)能效果顯著，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)可觀。

參考文獻(xiàn)

[1]中國煉油技術(shù)，（修訂第二版），第19章，中國石化出版社，2000年，北京.

[2]郭文豪.節(jié)能技術(shù)講座.中國石化集團(tuán)公司節(jié)能技術(shù)中心（資料），2002.

[3]《中石化2008年數(shù)據(jù)匯編》.