裂解汽油加氫裝置節(jié)能改造淺析

徐仲龍（中海石油寧波大榭石化有限公司,浙江　寧波　315812）

裂解汽油加氫裝置節(jié)能改造淺析

徐仲龍
（中海石油寧波大榭石化有限公司,浙江寧波315812）

通過分析某公司裂解汽油加氫裝置能耗，從工藝路線、低溫?zé)崂煤筒僮鞴?jié)能等方面對降低裝置能耗進(jìn)行技術(shù)探討。

裂解汽油；加氫；能耗；改造

1　裝置介紹

中國石化股份有限公司某分公司70萬噸/年裂解汽油加氫裝置，是某公司100萬噸/年乙烯工程中的配套裝置之一，公稱處理能力為70萬噸/年粗裂解汽油，操作時數(shù)為8000小時/年。裝置可以在設(shè)計能力的60～110%負(fù)荷下運行。

2　能耗分析

裂解汽油加氫裝置的能耗計算范圍包括裝置的水、電、汽、風(fēng)、氮和燃料氣等。其中外部輸入包括循環(huán)水、新鮮水、除氧水；蒸汽包括中壓（1.5MPa）和低壓（0.3MPa）；燃料氣為甲烷氫；氣包括低壓氮氣和高壓氮氣；風(fēng)包括凈化風(fēng)和非凈化風(fēng)。輸出的是中壓凝結(jié)水。從表中可以看出，蒸汽消耗約占總能耗的75%左右，其次是循環(huán)水消耗、電耗和燃料氣消耗，分別約占12%、10%和5%。由此可見，蒸汽消耗是裝置所占能耗比重最大的部分，因此也是節(jié)能降耗工作的重點。但各條件相互關(guān)聯(lián)，相互制約。需要我們從綜合分析考慮。裝置能耗分析如下表所示：

項目　能量單耗（千克標(biāo)油/噸裂解汽油）2011年　2012年　2013年（至2月）新鮮水　0.002　0　0.001循環(huán)水　6.66　6.42　6.027除氧水　0.52　0.47　0.442凝結(jié)水　-1.95　-2.11　-2.054 電-5.93　5.17　5.480汽　1.5MPa蒸汽　42.95　42.0　40.254 0.3MPa蒸汽　0　0.46　1.088風(fēng)儀表空氣　0.03　0.03　0.048氮低壓氮氣　0　0.04　0.004燃料氣　甲烷氫　2.73　2.73　2.885能耗合計　56.86　55.22　54.175 水

3　主要存在問題

（1）裝置二段進(jìn)出料換熱器（E-760）效率不高、管路熱損失大等原因。裝置具體工況如圖1所示。

二段進(jìn)出料換熱器E760采用4臺臥式串聯(lián)換熱器（單管程浮頭式）設(shè)計，特點：制造成本低、管殼側(cè)均可清洗，造價低。

二段進(jìn)料經(jīng)E-760與二段出料換熱后，由60℃加熱到230℃，再經(jīng)F-760加熱至二段反應(yīng)溫度240℃。目前，二段出料未全部通過E-760換熱，E-760旁路的控制閥仍有55%左右開度，造成二段加熱爐F-760燃料氣和二段出料冷卻器循環(huán)水的浪費。經(jīng)分析，在二反溫升較高情況下、E-760旁路的控制閥關(guān)的情況下，E-760可以將二段進(jìn)料加熱至反應(yīng)器所需入口溫度，但在開工期間和反應(yīng)溫升較小的情況下，仍需投運二段加熱爐F-760，但正常工況下，如果能夠關(guān)E-760旁路閥，仍可降低F-760加熱負(fù)荷，降低裝置能耗。

（2）二段進(jìn)料加熱爐（F-760）負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍狹窄，加熱爐熱效率低，在正常生產(chǎn)時不能停用。浪費了大量燃料氣，不利于節(jié)能。國內(nèi)同類裝置福建聯(lián)合石化和天津中沙石化也有類似情況。

（3）脫碳五塔分離效率偏低，計算結(jié)果僅為55%左右，為保證分離效果，塔回流量控制較高，回流比為2.26，而國內(nèi)同類裝置最低只有1.3左右。

（4）裝置低溫?zé)嵛幢焕?，目前裝置有中壓蒸汽凝液（約30t/h溫度140℃、壓力0.26MPa）直接送出裝置，造成熱源浪費。

（5）其它節(jié)能方面。比如提高了裝置平穩(wěn)率，減少開停工次數(shù)，停運利用率低的設(shè)備等。

4　改造方案

（1）更換二反進(jìn)出料換熱器E-760提高換熱效率?？梢钥紤]應(yīng)用近些年研制投用的高效率纏繞式換熱器。

（2）可以考慮采用二反熱高分工藝，在二反出料冷卻器E-761前增設(shè)一個熱分離罐，二段反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)E-760換熱后直接進(jìn)入該罐進(jìn)行氣液分離，分離后的氣相經(jīng)冷卻器E-761冷卻進(jìn)入冷分離罐。冷、熱分離罐液相混合后進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)。冷高分流程改為熱高分流程后，一方面能減少二反冷卻器E-761循環(huán)水量，另一方面提高了穩(wěn)定塔的進(jìn)料溫度，減少穩(wěn)定塔蒸汽耗量，對節(jié)能有一定效果。

（3）增加二反進(jìn)料前置換熱器。由于進(jìn)二反進(jìn)出料換熱器E-760的冷料溫度僅為60℃，用高溫位的二反出料熱源（280℃）去加熱不是一個很好的方案，在E-760前增加預(yù)加熱器，利用出裝置凝液將二段反應(yīng)物料進(jìn)E760前提高15℃以上，可以代替加熱爐產(chǎn)生的溫升15℃。以期達(dá)到利用低溫?zé)岷驼Ｉa(chǎn)時停開加熱爐的目的。

（4）針對F-760特點進(jìn)行改造，目前的加熱爐爐盤較大，操作彈性小。如果能適當(dāng)改小爐盤，增加火嘴數(shù)量，可以提高操作彈性和熱效率，對設(shè)備本身外壁保溫層、控制排煙溫度和看火窗漏風(fēng)等各種利于提高爐子熱效率進(jìn)行改進(jìn)。

（5）更換脫碳五塔塔盤，提高塔分離效率。塔盤分離效果的好壞直接影響到裝置的長周期運行和經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)加氫裝置脫碳五塔結(jié)構(gòu)形式和操作條件各異，可以借鑒的經(jīng)驗不多，故尋找合適的結(jié)構(gòu)形式和操作條件需要我們?nèi)ッ鳎绾线m的進(jìn)料溫度，進(jìn)料位置。就節(jié)能來說，目前可以利用脫碳九塔底物料，或與部分一段反應(yīng)出料和脫碳五塔進(jìn)料進(jìn)行換熱，以提高脫碳五塔進(jìn)料溫度，來降低塔釜重沸器蒸汽消耗。

（6）有效利用中壓蒸汽凝液的熱量。凝液可以作為增設(shè)的二段進(jìn)出料換熱器前的預(yù)熱器的熱源，對二段進(jìn)料進(jìn)行預(yù)熱，以期停用或降低加熱爐負(fù)荷。

5　總結(jié)

在對裂解汽油加氫裝置進(jìn)行全流程熱量分析后，可以發(fā)現(xiàn)分餾塔和二段進(jìn)出料換熱器是節(jié)能改造的重點。選擇合適的分餾塔塔盤，既節(jié)省能耗，又可提高裝置的運行周期和經(jīng)濟(jì)效益。二段進(jìn)出料換熱器換熱效果的好壞，直接影響裝置中二段進(jìn)料加熱爐是否停運，對降低裝置能耗效果更為明顯。

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[3]李玉濤.裂解汽油加氫裝置操作優(yōu)化及效果.工業(yè)技術(shù)，齊魯石油化工,2012,40(04):330-333.