夾點(diǎn)技術(shù)在延遲焦化換熱網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

尚建龍，何 康，孫蘭義

(1.中國(guó)石油大學(xué)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266580；2.鎮(zhèn)海石化工程股份有限公司)

夾點(diǎn)技術(shù)在延遲焦化換熱網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

尚建龍1，何 康2，孫蘭義1

(1.中國(guó)石油大學(xué)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266580；2.鎮(zhèn)海石化工程股份有限公司)

某石化企業(yè)處理量為1.20 Mta的延遲焦化裝置存在較大的節(jié)能潛力，應(yīng)用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)其能量利用進(jìn)行分析與優(yōu)化。首先確定換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)位置和能量目標(biāo)，消除違背夾點(diǎn)規(guī)則的換熱，然后對(duì)優(yōu)化后換熱網(wǎng)絡(luò)的熱負(fù)荷回路進(jìn)一步優(yōu)化，提高原料渣油進(jìn)爐溫度，并得到最終換熱網(wǎng)絡(luò)。研究結(jié)果表明，改造后的換熱網(wǎng)絡(luò)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，年降低能耗11.89×104GJ，改造總投資77.82萬元，年增經(jīng)濟(jì)效益457.70萬元，投資回收期為2個(gè)月。夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)延遲焦化裝置的節(jié)能降耗、經(jīng)濟(jì)效益的提高有著重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

延遲焦化 夾點(diǎn)技術(shù) 換熱網(wǎng)絡(luò) 能量系統(tǒng)優(yōu)化

節(jié)能已成為當(dāng)今世界主要的技術(shù)和社會(huì)問題，與能源供應(yīng)密切相關(guān)的措施都具有非常重要的戰(zhàn)略意義[1]。迄今為止，石油化工行業(yè)依舊是世界上最大的能源消耗行業(yè)，約占世界工業(yè)總能源消耗的30%。然而，基于化工行業(yè)的用能復(fù)雜性，其節(jié)能潛力的評(píng)估依舊是個(gè)難題[2]。石化行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，但也是能耗大戶，每年能源消耗量約為全國(guó)能源總消耗量的10%～12%。同時(shí)，能源消耗占化工產(chǎn)品成本的20%～30%，對(duì)高耗能產(chǎn)品達(dá)到60%～70%。石化行業(yè)節(jié)能降耗面臨巨大壓力[3]。

隨著原油的日益重質(zhì)化和劣質(zhì)化以及市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)油品需求的不斷增長(zhǎng)，石油的深度加工已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。延遲焦化裝置因設(shè)備投資少、工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、可加工各種重質(zhì)渣油和提高輕質(zhì)油收率，已成為世界各國(guó)重質(zhì)油輕質(zhì)化的重要手段[4]。我國(guó)的延遲焦化裝置能耗相對(duì)較高，高能耗導(dǎo)致我國(guó)延遲焦化裝置的加工成本乃至整個(gè)原油加工行業(yè)成本普遍較高。因此，降低延遲焦化裝置的能耗成為我國(guó)石油煉制行業(yè)的重要任務(wù)。

延遲焦化原料在500 ℃下發(fā)生重度裂化和縮合反應(yīng)，大量消耗高品位能量。焦化反應(yīng)中熱裂化反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)所需的全部熱量均由焦化爐提供，大量的高品質(zhì)能量通過能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)后變?yōu)榈推肺荒芰?，在推?dòng)工藝過程進(jìn)行后，或回收再利用或被排棄[5-6]。為降低延遲焦化裝置能量消耗，不但需要提高加熱爐的效率，回收低品位能量也尤為重要。換熱網(wǎng)絡(luò)是煉化行業(yè)中重要的能量回收子系統(tǒng)[7]。

夾點(diǎn)技術(shù)(Pinch Technology)最早由Linnhoff于1978年提出[8]。經(jīng)過近30年的不斷進(jìn)步，現(xiàn)已成為石油化工行業(yè)節(jié)能的一個(gè)重要技術(shù)手段[9]。一般認(rèn)為延遲焦化裝置的換熱網(wǎng)絡(luò)較為簡(jiǎn)單，導(dǎo)致了許多不合理的用能。本課題以某石化企業(yè)1.20 Mt/a延遲焦化裝置為例，應(yīng)用夾點(diǎn)技術(shù)分析當(dāng)前換熱網(wǎng)絡(luò)，對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化并提出改進(jìn)方案。

1 延遲焦化工藝

某石化企業(yè)1.20 Mt/a延遲焦化裝置主要加工減壓渣油，包括焦化部分和吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)，工藝流程示意如圖1和圖2所示。焦化原料升溫后進(jìn)入分餾塔底部，與熱循環(huán)油一起流入塔底，抽出油分4路進(jìn)入焦化加熱爐并快速升溫至500 ℃左右，進(jìn)入焦炭塔底部進(jìn)行焦化反應(yīng)，焦炭聚結(jié)在焦炭塔底部，在達(dá)到一定高度后進(jìn)行水力除焦，反應(yīng)油氣經(jīng)急冷油冷卻后進(jìn)入分餾塔底部，被原料渣油洗滌的反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔切割成富氣、汽油、柴油以及蠟油。焦化富氣進(jìn)入吸收塔，由焦化汽油吸收富氣中的C3、C4組分。吸收塔設(shè)中段回流取熱，塔頂貧氣進(jìn)入再吸收塔，由貧吸收油吸收其中的汽油組分。平衡罐底部汽油進(jìn)解吸塔塔頂，脫除其中的C2以上輕組分。解吸塔塔底油進(jìn)入穩(wěn)定塔得到液化氣和塔底穩(wěn)定汽油。

圖1 焦化部分流程示意

圖2 吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)流程示意

2 延遲焦化裝置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

某石化企業(yè)延遲焦化裝置設(shè)計(jì)加工能力為1.20 Mt/a，設(shè)計(jì)生焦周期為24 h，操作彈性為60%～120%，年開工時(shí)數(shù)為8 400 h。其中焦化部分實(shí)際加工能力為1.27 Mt/a，吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)加工部分外來輕烴，實(shí)際加工能力為0.50 Mt/a。其中粗汽油、焦化富氣來自0.60 Mt/a延遲焦化裝置，瓦斯來自氣柜回收裝置。1.20 Mt/a延遲焦化裝置物料平衡數(shù)據(jù)如表1所示，以減壓渣油原料為100%計(jì)。

表1 裝置物料衡算

1.20 Mt/a延遲焦化裝置換熱網(wǎng)絡(luò)用能分析所需的數(shù)據(jù)包括工藝物流數(shù)據(jù)和公用工程物流數(shù)據(jù)。對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行分析，共有11股工藝熱物流和8股工藝?yán)湮锪鳎绫?所示。公用工程物流如表3所示，包含空氣、冷卻水、高/中壓蒸汽、燃料氣。

表2 現(xiàn)場(chǎng)操作條件下工藝物流數(shù)據(jù)

表3 公用工程物流數(shù)據(jù)

3 焦化裝置用能現(xiàn)狀分析

3.1 最優(yōu)夾點(diǎn)溫差ΔTmin的確定

ΔTmin是指冷換設(shè)備中冷、熱物流在逆流條件下冷端和熱端之間的最小溫差，反映了投資與能耗的權(quán)衡關(guān)系[10]。隨著夾點(diǎn)溫差ΔTmin的增大，操作費(fèi)用增大，設(shè)備投資減小，反之亦然。最優(yōu)ΔTmin的確定需要綜合考慮設(shè)備投資和操作費(fèi)用的相對(duì)大小，取年總費(fèi)用最小時(shí)對(duì)應(yīng)的溫差為最優(yōu)夾點(diǎn)溫差。采用文獻(xiàn)[11-12]中延遲焦化裝置換熱網(wǎng)絡(luò)ΔTmin經(jīng)驗(yàn)值20.0 ℃。

3.2 夾點(diǎn)技術(shù)用能分析

輸入工藝物流數(shù)據(jù)和公用工程物流數(shù)據(jù)，利用Aspen Plus軟件對(duì)流程進(jìn)行模擬，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Aspen Energy Analyzer中進(jìn)行能量分析與用能診斷。由上述分析及問題表法，可以確定ΔTmin為20.0 ℃的情況下，夾點(diǎn)溫度為146.0 ℃，即焦化裝置物流夾點(diǎn)處熱物流的溫度為156.0 ℃，冷物流的溫度為136.0 ℃。冷、熱物流復(fù)合曲線如圖3所示，在兩曲線重疊區(qū)，冷、熱物流之間可以進(jìn)行換熱。

圖3 冷、熱物流復(fù)合曲線

延遲焦化換熱網(wǎng)絡(luò)總復(fù)合曲線如圖4所示。由圖4可以得出最小加熱公用工程量為1 860 kW，最小冷卻公用工程量為21 194 kW。焦化裝置的實(shí)際公用工程用量與所需最小公用工程用量對(duì)比見表4。

表4 公用工程用量對(duì)比

由表4可見，實(shí)際加熱公用工程用量為4 863 kW，最小加熱公用工程用量為1 860 kW。換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造的節(jié)能量(ΔQ)定義為實(shí)際加熱公用工程用量與最小加熱公用工程用量的差值[13]。換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造的節(jié)能潛力指標(biāo)(R)定義為節(jié)能量和夾點(diǎn)區(qū)間熱物流熱量的比值[14]。該換熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)能量(ΔQ)為：

ΔQ=Qh，real-Qh，min=

4 863 kW-1 860 kW=3 003 kW

式中：Qh， real為實(shí)際加熱公用工程用量，kW；Qh，min為最小加熱公用工程用量，kW。

節(jié)能潛力(R)為：

式中，Qr為最大熱回收量，此處為實(shí)際加熱公用工程用量，kW?，F(xiàn)行裝置節(jié)能潛力高達(dá)61.7%，由此可見，現(xiàn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的能量利用系統(tǒng)是不合理的。

根據(jù)夾點(diǎn)規(guī)則：①夾點(diǎn)之上(或稱熱端)不應(yīng)設(shè)置任何公用工程冷卻器；②夾點(diǎn)之下(或稱冷端)不應(yīng)設(shè)置任何公用工程加熱器；③不應(yīng)有跨越夾點(diǎn)的傳熱。

現(xiàn)有換熱網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格如圖5所示，依據(jù)夾點(diǎn)規(guī)則分析裝置用能的不合理之處：蠟油回流-蒸汽發(fā)生器違背了夾點(diǎn)之上不應(yīng)設(shè)置公用工程冷卻器的原則；柴油回流-采暖水換熱器、蠟油產(chǎn)品-采暖水換熱器、柴油產(chǎn)品-采暖水換熱器、蠟油產(chǎn)品-除氧水換熱器、穩(wěn)定汽油-穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器為跨越夾點(diǎn)的換熱；夾點(diǎn)之下無違背夾點(diǎn)原則換熱的現(xiàn)象。將現(xiàn)有換熱網(wǎng)絡(luò)違背夾點(diǎn)規(guī)則換熱的換熱器及其換熱負(fù)荷列于表5。由表5可知，夾點(diǎn)之上使用的冷卻器有1個(gè)，跨越夾點(diǎn)換熱的換熱器有5個(gè)，共有6個(gè)換熱器違背了夾點(diǎn)規(guī)則換熱，需要進(jìn)行重新匹配換熱。

圖5 現(xiàn)行換熱網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格

表5 違背夾點(diǎn)原則的換熱器

4 改進(jìn)方案與經(jīng)濟(jì)分析

以整個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)的最小公用工程用量為研究重點(diǎn)，以最小能量目標(biāo)為基礎(chǔ)，提出延遲焦化裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的有效配置和優(yōu)化改造建議，提高工藝物流之間的換熱量，消除跨越夾點(diǎn)的換熱，降低公用工程用量，從而達(dá)到最大限度節(jié)能降耗的目的。

4.1 消除違背夾點(diǎn)規(guī)則的換熱

夾點(diǎn)之上，移除蠟油回流-蒸汽發(fā)生器，同時(shí)新增蠟油回流-原料渣油換熱器和蠟油回流-穩(wěn)定塔中段回流換熱器，回收蠟油的熱量，提高能量回收效率，減少冷卻公用工程用量。

消除跨越夾點(diǎn)的換熱，移除蠟油產(chǎn)品-除氧水換熱器，同時(shí)新增蠟油產(chǎn)品-原料渣油換熱器、柴油抽出-穩(wěn)定塔中段回流換熱器和柴油回流-解吸塔塔底油換熱器。其中移除蠟油產(chǎn)品-除氧水換熱器消除了除氧水升溫過程中跨越夾點(diǎn)的換熱；新增蠟油產(chǎn)品-原料渣油換熱器緩解了蠟油產(chǎn)品冷卻過程中跨越夾點(diǎn)換熱的程度；新增柴油抽出-穩(wěn)定塔中段回流換熱器和柴油回流-解吸塔塔底油換熱器消除了柴油回流冷卻過程中跨越夾點(diǎn)的換熱，同時(shí)回收了柴油回流的熱量，使柴油回流-采暖水換熱器負(fù)荷從2 677 kW減少至1 420 kW，提高了能量回收率。換熱網(wǎng)絡(luò)改造需要結(jié)合工業(yè)實(shí)際進(jìn)行，對(duì)于柴油回流-采暖水換熱器和穩(wěn)定汽油-穩(wěn)定塔進(jìn)料換熱器兩處跨越夾點(diǎn)的換熱，只能盡量減少其跨越夾點(diǎn)的換熱量而不能完全消除。對(duì)穩(wěn)定塔中段回流-高壓蒸汽換熱器的改造可降低高壓蒸汽的使用，減少加熱公用工程用量。

4.2 換熱網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步調(diào)優(yōu)

4.2.1 原料渣油換熱流程優(yōu)化 換熱網(wǎng)絡(luò)改造前原料渣油換熱到280.0 ℃后進(jìn)入分餾塔，進(jìn)塔溫度較低，分餾塔塔底輻射油溫度也較低，導(dǎo)致了加熱爐熱負(fù)荷的增加，這表明在原料渣油換熱方面還有進(jìn)一步節(jié)能降耗的空間。

原設(shè)計(jì)換熱流程中，原料渣油經(jīng)穩(wěn)定汽油-原料渣油換熱器、蠟油回流-原料渣油換熱器換熱后進(jìn)入主分餾塔底部，進(jìn)塔溫度較低，經(jīng)整個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)用能分析，進(jìn)塔溫度還有進(jìn)一步提升的空間。在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)蠟油取熱進(jìn)行改進(jìn)，取消蠟油產(chǎn)品-除氧水換熱器，利用新增的蠟油產(chǎn)品-原料渣油換熱器和蠟油回流-原料渣油換熱器回收蠟油產(chǎn)品和蠟油回流多余的熱量預(yù)熱原料渣油。經(jīng)過進(jìn)一步預(yù)熱后，原料渣油經(jīng)蠟油產(chǎn)品-原料渣油換熱器后溫度升至185.0 ℃，后經(jīng)蠟油回流-原料渣油換熱器后溫度升至192.5 ℃，最終進(jìn)入分餾塔底部的原料渣油溫度達(dá)到289.7 ℃，不僅充分利用了蠟油的熱量，還提高了原料渣油進(jìn)塔溫度。原料渣油換熱流程優(yōu)化前后的流程示意如圖6和圖7所示。

圖6 改造前原料渣油換熱流程示意

圖7 改造后原料渣油換熱流程示意

4.2.2 熱負(fù)荷回路的合并 熱負(fù)荷回路是指在換熱網(wǎng)絡(luò)中從一股物流出發(fā)，沿與其匹配的物流找下去，又回到此物流。上述初步優(yōu)化后的換熱網(wǎng)絡(luò)中蠟油回流與原料渣油的換熱過程中出現(xiàn)了熱負(fù)荷回路，如圖8中虛線所示。圖8中換熱器1和換熱器3構(gòu)成換熱器熱負(fù)荷回路，需要進(jìn)行合并。因?yàn)閳D8中換熱器3的換熱負(fù)荷相對(duì)較小(233 kW)，因此將其合并到換熱器1中，合并后換熱器1的換熱負(fù)荷為10 071 kW，合并后的換熱網(wǎng)絡(luò)如圖9所示。合并換熱器后會(huì)使局部傳熱溫差減小，需要檢驗(yàn)傳熱溫差是否滿足最小傳熱溫差的限制。經(jīng)檢驗(yàn)，合并后冷熱端溫差大于夾點(diǎn)溫差，符合換熱器合并的原則。上述改造不僅減少了一臺(tái)換熱器，降低了投資費(fèi)用，還回收了蠟油回流(256.8～250.0 ℃)的熱量。

圖8 有熱負(fù)荷回路的換熱網(wǎng)絡(luò)

圖9 換熱器合并后的換熱網(wǎng)絡(luò)

對(duì)延遲焦化換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，首先消除違背夾點(diǎn)的換熱，接著對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)優(yōu)，得到最終優(yōu)化后的換熱網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果如圖10所示。

圖10 優(yōu)化后的換熱網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格

4.3 經(jīng)濟(jì)分析

4.3.1 公用工程分析 經(jīng)夾點(diǎn)技術(shù)改進(jìn)與調(diào)優(yōu)，最終裝置所需的熱公用工程用量為2 794 kW，較改造前節(jié)省能耗2 069 kW；冷公用工程用量為23 653 kW，較改造前節(jié)省能耗9 334 kW。計(jì)算能量費(fèi)用采用的公用工程價(jià)格[15]如表6所示，包括高壓蒸汽、燃料氣、冷卻水和電能，每年按8 400 h計(jì)，公用工程經(jīng)濟(jì)效益分析過程如下：

表6 公用工程價(jià)格

(1) 高壓蒸汽。改造前，利用高壓蒸汽將穩(wěn)定塔中段回流由185.0 ℃加熱到198.0 ℃，需要消耗較多的高壓蒸汽才能滿足熱量需求。此時(shí)所需高壓蒸汽熱負(fù)荷為4 863 kW。改造后，穩(wěn)定塔中段回流油先經(jīng)蠟油回流和柴油抽出油加熱后，再由高壓蒸汽加熱，此時(shí)所需高壓蒸汽熱負(fù)荷為2 794 kW。高壓蒸汽節(jié)省量(W蒸汽)可由下式計(jì)算：

ΔH1=4 863 kW-2 794 kW=2 069 kW

ΔH1=2 069 kJ/s×3 600 s/h=7 448.40 MJ/h

ΔH1=W蒸汽ΔH蒸汽

式中：ΔH1為高壓蒸汽熱負(fù)荷的降低量，kW；W蒸汽為蒸汽節(jié)省量，kg/h；為4.0 MPa、250.0 ℃下蒸汽的汽化潛熱，為1 712.90 kJ/kg。計(jì)算得：

(2) 燃料氣。改造前燃料氣燃燒的熱量需要將原料渣油由280.0 ℃加熱到500.0 ℃左右，改造后則是由289.7 ℃加熱到500.0 ℃，因此根據(jù)能量守恒，優(yōu)化后節(jié)省的能耗與原料渣油由280.0 ℃加熱到289.7 ℃所需熱量相等。原料渣油加熱(280.0～289.7 ℃)所需熱量為：

ΔH2=CPΔt1

式中：ΔH2為燃料氣燃燒熱負(fù)荷減少量，kW；CP為原料渣油的熱容流率，為103.57 kW/℃；Δt1為原料渣油的溫升，℃。得ΔH2=103.57 kW/℃×9.7 ℃=1 005 kW

根據(jù)煉油廠燃料氣的組成、熱值等性質(zhì)，將能耗降低量換算為燃料氣年消耗流量為173×104m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，年增經(jīng)濟(jì)效益約50.20萬元。

(3) 冷卻水。換熱網(wǎng)絡(luò)改造后冷卻水總換熱負(fù)荷為1 856 kW，較改造前節(jié)約能耗899 kW。公用工程冷卻水溫度由20.0 ℃升至25.0 ℃。在1 h內(nèi)，冷卻水換熱負(fù)荷減少量按下式計(jì)算：

ΔH3=899 kJ/s×3 600 s×10-3=3 237.84 MJ

根據(jù)能量衡算，熱負(fù)荷減少量換算為冷卻水的節(jié)省量：

ΔH3=WH2OCPΔt2

式中：ΔH3為冷卻水換熱負(fù)荷減少量，kW；WH2O為冷卻水的減少量，kg/h；CP為冷卻水熱容，為4.186 kJ/(kg·℃)；Δt2為冷卻水溫度變化量，為5.0 ℃。計(jì)算得WH2O=154.70 t/h。

(4) 電耗。對(duì)于公用工程中電耗的降低及經(jīng)濟(jì)分析需要借助換熱器設(shè)計(jì)校核軟件HTRI中的空氣冷卻器模塊進(jìn)行計(jì)算，得出優(yōu)化前后的電機(jī)功率，從而得出換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前后電耗的差值，并計(jì)算其經(jīng)濟(jì)效益。換熱網(wǎng)絡(luò)經(jīng)改造后，電耗有所增加，但是從整體經(jīng)濟(jì)效益來看是合理且有益的。改進(jìn)前后公用工程用量及經(jīng)濟(jì)效益如表7所示。

表7 改進(jìn)前后公用工程用量及經(jīng)濟(jì)效益

4.3.2 換熱器設(shè)計(jì)與選型 通過換熱網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，共有4臺(tái)換熱器需要進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型，移除2臺(tái)換熱器，其它換熱器利舊即可。根據(jù)換熱器選型原則，采用換熱器計(jì)算與校核軟件HTRI進(jìn)行換熱器的重新選型，并進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算，結(jié)果如表8所示。改造方案主要增加了換熱器、部分管線及其它設(shè)備。其中新增柴油回流-解吸塔塔底油、蠟油回流-穩(wěn)定塔中段回流換熱器、柴油抽出-穩(wěn)定塔中段回流換熱器、蠟油產(chǎn)品-原料渣油換熱器，其它換熱器利舊即可，新增、改造和安裝等費(fèi)用共計(jì)77.82萬元。改造后每年節(jié)能降耗11.89×104GJ，年增經(jīng)濟(jì)效益約457.70萬元，投資回收期為2個(gè)月，經(jīng)濟(jì)上是可行的。

表8 換熱器選型與投資費(fèi)用

5 結(jié) 論

(1) 通過用能分析與診斷，發(fā)現(xiàn)1.20 Mt/a延遲焦化裝置當(dāng)前換熱網(wǎng)絡(luò)公用工程用量與最小公用工程用量相差較大，并存在違背夾點(diǎn)原則的換熱。夾點(diǎn)技術(shù)為有效減少延遲焦化裝置的能量消耗提供重要的技術(shù)支持。

(2) 依據(jù)夾點(diǎn)技術(shù)原則，根據(jù)用能情況和工業(yè)實(shí)際對(duì)延遲焦化裝置換熱網(wǎng)絡(luò)提出優(yōu)化措施，消除違背夾點(diǎn)規(guī)則的換熱。主要包括：移除2臺(tái)換熱器，新增柴油回流-解吸塔塔底油換熱器、蠟油回流-穩(wěn)定塔中段回流換熱器、柴油抽出-穩(wěn)定塔中段回流換熱器、蠟油產(chǎn)品-原料渣油換熱器。同時(shí)合并換熱網(wǎng)絡(luò)熱負(fù)荷回路，降低設(shè)備投資。

(3) 通過能耗分析和經(jīng)濟(jì)性分析，改造后延遲焦化換熱網(wǎng)絡(luò)投資費(fèi)用為77.82萬元，改造后裝置年均節(jié)能11.89×104GJ，年增經(jīng)濟(jì)效益約457.70萬元，投資回收期為2個(gè)月，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

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簡(jiǎn) 訊

《中外能源》雜志征訂啟事

《中外能源》雜志創(chuàng)刊于1996年，月刊，國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行，國(guó)內(nèi)刊號(hào)CN 11-5438/TK，國(guó)際刊號(hào)ISSN 1673-579X，大16開，每期定價(jià)18元，全年定價(jià)216元。郵發(fā)代號(hào)：80-674。

《中外能源》雜志主要立足能源領(lǐng)域，特別是石油、天然氣、煤炭及新能源和可再生能源領(lǐng)域，重點(diǎn)圍繞能源戰(zhàn)略規(guī)劃和建設(shè)、新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用、節(jié)能與清潔生產(chǎn)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等熱點(diǎn)問題進(jìn)行報(bào)道。主要欄目包括：能源戰(zhàn)略與政策研究、替代能源與新能源、油氣勘探與開發(fā)、煉油與化工技術(shù)、節(jié)能與環(huán)境保護(hù)、區(qū)域能源、寰球能源動(dòng)態(tài)、能源知識(shí)等。

《中外能源》雜志系美國(guó)《化學(xué)文摘》(CA)、美國(guó)《石油文摘》(PA)、美國(guó)《劍橋科學(xué)文摘》(CSA)、美國(guó)《烏利希期刊指南》、波蘭《哥白尼索引》(IC)、中國(guó)期刊網(wǎng)、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊。

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中國(guó)石化茂名分公司干氣提濃裝置能耗創(chuàng)全國(guó)新低

2015年6月，中國(guó)石化茂名分公司3×104m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))干氣提濃裝置綜合能耗達(dá)到25.93 kg標(biāo)油/t(1 kg標(biāo)油=41.8 MJ)，創(chuàng)2009年開工以來單月能耗最低和全國(guó)同類裝置新低。

該裝置主要從干氣中提取富乙烯氣作為裂解原料，能耗一直保持國(guó)內(nèi)同類裝置領(lǐng)先水平。但前5個(gè)月，受原料等因素影響，裝置能耗提高，落后于同類先進(jìn)裝置。

6月以來，茂名分公司對(duì)關(guān)鍵機(jī)組實(shí)施特護(hù)，實(shí)現(xiàn)裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)。優(yōu)化原料氣處理量，及時(shí)調(diào)整半產(chǎn)品氣壓縮機(jī)負(fù)荷，確保負(fù)荷最佳；根據(jù)氣溫變化適時(shí)調(diào)整冷干機(jī)負(fù)荷，使裝置電耗環(huán)比降低4.11×104kWh；優(yōu)化裝置循環(huán)水，裝置節(jié)約循環(huán)水337 t/h。

[錢伯章供稿]

PINCH TECHNOLOGY APPLICATION IN DELAYED COKING HEAT EXCHANGE NETWORK

Shang Jianlong1， He Kang2， Sun Lanyi1

(1.StateKeyLaboratoryofHeavyOilProcessing，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao，Shandong266580；2.ZhenhaiPetrochemicalEngineeringCo.Ltd.)

There was a considerable energy saving potential in the delayed coking unit with a capacity of 1.20 Mt/a in a petrochemical plant. The heat exchanger network (HEN) of the delayed coking unit is analyzed and optimized by pinch technology. After obtaining the pinch point and energy targets， the pinch technology was applied to eliminate the heat exchange which violates the pinch rules. The optimized HEN was further optimized to cancel the problematic heat exchanger loop and raise the inlet temperature of the vacuum residue (VR) before entering the heating furnace， resulting in a final optimized HEN. Consequently， the modified HEN has achieved remarkable economic benefits by decreasing energy consumption of 11.89×104GJ， which indicates that energy saving of this proposal can bring additional benefits of 4.577 0 million Yuan/a. The payback period of investment is 2 months with a total reconstructive investment of 0.778 2 million Yuan. The pinch technology for energy saving of delayed coking unit and the improvement of economic benefits has very important theoretical and practical significance.

delayed coking； pinch technology； heat exchanger network； energy system optimization

2015-03-09； 修改稿收到日期： 2015-06-10。

尚建龍，碩士研究生，從事化工流程模擬與節(jié)能優(yōu)化研究工作。

孫蘭義，E-mail：sunlanyi@163.com。