大型常減壓裝置節(jié)能優(yōu)化措施

田增芹（中國石油化工股份有限公司天津分公司）

大型常減壓裝置節(jié)能優(yōu)化措施

田增芹（中國石油化工股份有限公司天津分公司）

在設(shè)計和操作上，大型常減壓裝置的節(jié)能優(yōu)化措施主要包括抽真空系統(tǒng)優(yōu)化、高速電脫鹽應(yīng)用及優(yōu)化、裝置熱聯(lián)合應(yīng)用節(jié)能措施、燃料消耗節(jié)能措施、減壓深拔技術(shù)的應(yīng)用等。在設(shè)計上，SEI采用了國內(nèi)比較先進的工藝技術(shù)，裝置能耗處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，在生產(chǎn)過程中不斷摸索實踐經(jīng)驗，通過各種手段對裝置進行節(jié)能優(yōu)化，降低了裝置能耗，提高了經(jīng)濟效益。

常減壓裝置抽真空電脫鹽減壓深拔

中國石油化工股份有限公司天津分公司1000× 104t/a常減壓裝置（以下簡稱常減壓裝置）是國內(nèi)第二大常減壓裝置，是天津石化公司100×104t/a乙烯及配套項目的龍頭裝置，因此對裝置進行節(jié)能優(yōu)化勢在必行。

1　抽真空系統(tǒng)

1.1設(shè)計

裝置的減壓抽真空系統(tǒng)是美國格雷漢姆的技術(shù)，選用了蒸汽和機械抽真空混合抽空方案，采用三級抽空冷凝冷卻系統(tǒng)，第一級采用3臺蒸汽噴射式抽空器并聯(lián)操作，每臺的設(shè)計負荷分別為操作負荷的60%、40%、20%；第二級采用3臺蒸汽噴射式抽空器并聯(lián)操作，每臺的設(shè)計負荷為操作負荷的50%；第三級采用1套液環(huán)真空泵系統(tǒng)，3臺液環(huán)泵，每臺的設(shè)計負荷為操作負荷的50%；同時，第三級設(shè)1臺蒸汽噴射式抽空器作為備用，設(shè)計負荷為操作負荷的75%。一級抽真空系統(tǒng)耗氣量設(shè)計為11.7t/h，二級抽真空系統(tǒng)耗氣量為5.22t/h，三級采用液環(huán)泵，僅開停工時切換到蒸汽抽空器，若三級利用抽真空蒸汽，則消耗蒸汽7.39t/h，年消耗蒸汽為62076t，蒸汽價格170元/t，則年成本為1055萬元，根據(jù)設(shè)計文件，三級采用液環(huán)泵，年耗電393.7×104kWh，則年成本為236.22萬元，從設(shè)計方面看，三級利用機械抽真空節(jié)約成本較多。

1.2操作

1.2.1根據(jù)實際負荷調(diào)節(jié)一級抽真空系統(tǒng)

一級抽真空系統(tǒng)耗氣量設(shè)計為11.7t/h，耗氣量占總抽真空蒸汽消耗的將近70%，所以一級抽真空系統(tǒng)是節(jié)約蒸汽的重點。經(jīng)過實踐對比，在減壓塔負荷較低時，僅開60%一臺抽空器就能滿足生產(chǎn)需要。在加工負荷較大的情況下，減壓塔負荷增加，僅開60%一臺抽空器已經(jīng)不能滿足操作要求，需要根據(jù)減壓塔實際負荷調(diào)節(jié)一級抽真空系統(tǒng)，做到在滿足減壓塔操作要求的前提下最大限度節(jié)約蒸汽。

1.2.2降低抽真空蒸汽壓力

裝置的抽真空系統(tǒng)設(shè)計使用壓力為0.85MPa蒸汽，但目前沒有此壓力蒸汽，裝置利用1.0MPa蒸汽進行抽真空操作，在一級僅開60%、二級開100%負荷下，蒸汽用量為17.1～17.5t/h；工藝調(diào)整降低抽真空系統(tǒng)蒸汽壓力，將壓力降至0.85MPa，抽真空蒸汽總耗量降低至13.1t/h，節(jié)約蒸汽約4t/h。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)油品性質(zhì)變化及真空度分別調(diào)節(jié)一級、二級抽真空蒸汽的壓力，最低能調(diào)至0.50MPa，一級僅開60%的前提下，蒸汽耗量最低達到11t/h［1］。

1.2.3合理利用液環(huán)泵降低電耗

根據(jù)設(shè)計文件，三級液環(huán)泵每臺的負荷是操作負荷的50%，正常情況下，開1臺液環(huán)泵就能夠滿足真空度要求，與3臺液環(huán)泵同時工作對比，年節(jié)約用電262×104kWh。

2　高速電脫鹽應(yīng)用

2.1設(shè)計

電脫鹽是原油蒸餾裝置重要的原油預(yù)處理設(shè)施，可減輕本裝置及下游裝置設(shè)備的腐蝕，并降低下游裝置原料中的金屬離子含量。近年來隨著裝置大型化，國內(nèi)有些企業(yè)引進了國外的高速電脫鹽技術(shù)和設(shè)備，其最大的優(yōu)點就是處理能力比低速電脫鹽提高約2倍，同時罐體尺寸大幅縮小，克服了裝置大型化后電脫鹽系統(tǒng)投資高、占地大的矛盾。常減壓裝置電脫鹽設(shè)備采用國內(nèi)電脫鹽設(shè)備，在消化吸收進口高速電脫鹽技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出了國產(chǎn)化的高速電脫鹽技術(shù)，從幾年的運行情況看，脫鹽效果比較理想，而且設(shè)備造價比進口要低很多。

2.2操作

每臺電脫鹽設(shè)備分別有5級電檔，分別是13kV、16kV、19kV、22kV、25kV，電檔高的相應(yīng)耗電量大，脫鹽效果好，但在原油性質(zhì)較好的情況下，較低電檔就能滿足脫鹽要求。因此，在操作中要根據(jù)原油性質(zhì)，及時調(diào)節(jié)電檔，并配合調(diào)節(jié)好注水量、電場強度、注破乳劑量，在乳化層較厚的情況下及時切除乳化層，盡力降低電耗。根據(jù)實際操作測算，上下兩級電檔每天耗電量相差2000kWh。

3　與下游裝置的熱聯(lián)合

3.1設(shè)計

根據(jù)設(shè)計文件，下游裝置完全吸收上游裝置的波動，也就是所有的外供料全部去下游裝置，高度的熱聯(lián)合在增加了上游裝置的外輸熱之外，對下游裝置降低燃料消耗也是有益的。

3.2操作

在實際操作中，為了防止油品在冬季發(fā)生凍凝事故，確保裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)，應(yīng)采取以下措施：

1）增加熱供料流量。在保證下游裝置平穩(wěn)的前提下，盡量多向下游裝置提供熱料，少量甩罐區(qū)，對于航煤和柴油不易凝的物料，下游裝置若加工負荷允許，應(yīng)全部熱供料；保證塔頂真空度，盡力提高減爐出口溫度，提高蠟油收率，進而提高蠟油外輸熱。

2）提高熱出料的出裝置溫度。將減壓塔底溫度控制在工藝卡片范圍，并向上限控制，提高渣油出裝置溫度；通過調(diào)節(jié)換熱器的副線來提高物料出裝置溫度，如果換熱器副線開得過大，則熱量損失大、消耗燃料多，經(jīng)過核算，調(diào)節(jié)換熱器副線增加的外輸熱比多消耗燃料增加的能耗相差無幾，因此，這種方法視具體工藝條件進行調(diào)節(jié)［1］。

4　節(jié)約燃料效果

4.1設(shè)計

常減壓裝置設(shè)計燃料能耗為8.24kg/t（標(biāo)油），占總能耗的76.05%，主要通過用高溫位的物料加熱低溫位的物料，實現(xiàn)熱回收，也就是通過設(shè)計比較完善的換熱網(wǎng)路，提高換熱終溫，降低加熱爐負荷。裝置還設(shè)計了煙氣回收系統(tǒng)，通過煙氣的熱量加熱冷空氣，達到節(jié)約燃料的目的。

4.2操作

4.2.1降低加熱爐負荷

1）閃蒸塔的設(shè)計進料溫度為214℃，在操作溫度達不到該溫度時，車間通過調(diào)整換熱網(wǎng)絡(luò)，提高閃蒸塔進料溫度，從而提高了閃蒸塔塔頂氣量，降低了常壓爐負荷。

2）通過調(diào)整換熱網(wǎng)絡(luò)，提高換熱終溫，降低常壓爐負荷［1］。

4.2.2提高加熱爐熱效率

1）對加熱爐及時檢修。針對排煙溫度高的現(xiàn)象，要及時清理熱管及熱管回裝，排煙溫度最高一次能降低8℃。檢修預(yù)熱器過程中，瓦斯耗量比投用預(yù)熱器要多消耗10%左右，可見加熱爐預(yù)熱器節(jié)能的重要性；針對余熱回收漏風(fēng)現(xiàn)象要及時進行堵漏。

2）將氧含量控制在指標(biāo)下線。2012年前，加熱爐氧含量的工藝指標(biāo)為2%～4%，2012年5月開始，車間內(nèi)控1%～3%，并將氧含量指標(biāo)修訂為1%～4%。在每周的加熱爐監(jiān)測中，煙氣的CO含量不超標(biāo)，說明燃燒充分，在同樣的加工負荷下每小時降低燃氣0.3t，效果比較明顯。

5　減壓深拔技術(shù)的應(yīng)用

5.1設(shè)計

大型常減壓裝置最大的效益點就是減壓深拔，通過深拔能提高蠟油收率，為全廠蠟油平衡提供基礎(chǔ)。該裝置選用的是KBC專利技術(shù)，是通過Petro—SIM模擬軟件對減壓蒸餾裝置進行模擬計算，測試出不同原油特性數(shù)據(jù)，給出它們的結(jié)焦曲線，從而提高常壓塔及減壓塔的切割點溫度，使減壓蒸餾切割點溫度達到較高溫度。KBC公司減壓深拔技術(shù)的優(yōu)點是嚴格控制減壓爐爐管在低于結(jié)焦溫度下工作，使減壓爐在423℃以下的較高爐出口溫度下長時間運行。

使用減壓深拔技術(shù)，燃料消耗增大，但其對換熱終溫的提高是有作用的，同時因為減壓產(chǎn)品增多，對熱出料也是有貢獻的。

5.2操作

裝置自2010年4月開始正式應(yīng)用KBC減壓深拔技術(shù)以后，減壓塔頂氣、柴油、輕蠟油、重蠟油的收率全部有了明顯的提高，見表1。

表1　物料平衡收率對照（100%負荷）

從表1數(shù)據(jù)可知，裝置在達到100%的負荷的條件下，深拔操作前后數(shù)據(jù)有了很大的變化，尤其是減壓產(chǎn)品的收率提高了不少，減三線重蠟油的收率甚至超出了設(shè)計值將近1%，減二線輕蠟油、減一線柴油收率也相應(yīng)增加，從收率的變化可以判斷出蠟油切割點已經(jīng)有了很大的提高［2］。渣油收率降低了1.95%，假設(shè)全部轉(zhuǎn)化為蠟油組分，蠟油價格按5300元/t計算，渣油價格按 3000元/t計算，則1000×104t/a常減壓裝置年效益為4.48億元，按每小時增加0.5t燃料計算，燃料價格3000元/t，則多出的成本為1260萬元，可見效益可觀。

6　裝置加工負荷率

不同加工負荷下裝置能耗見表2、圖1。

表2　不同加工負荷下裝置能耗

通過數(shù)據(jù)能夠看出，在低負荷下能耗還是較高的，因此在原油儲備較高的情況下盡量提高裝置加工負荷，能達到節(jié)能降耗的目的。

圖1　不同加工負荷下裝置能耗

7　結(jié)束語

通過以上幾個方面的論述，可以看出大型常減壓裝置無論是從設(shè)計上，還是在操作上，其優(yōu)化節(jié)能措施效果還是比較顯著的，今后還要繼續(xù)多方面挖掘節(jié)能項目，爭取更大的效益。

［1］田增芹，王云強，高鵬，等.天津1000x104t/a常減壓裝置降低能耗探討［J］.石油石化節(jié)能，2011，1（8）：28-30.

［2］高鵬.KBC減壓深拔技術(shù)在1000x104t/a常減壓裝置上的工業(yè)應(yīng)用［J］.石油石化節(jié)能，2011，1（10）：19-21.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.015

2014-12-20）

田增芹，高級工程師，1997年畢業(yè)于天津大學(xué)，從事常減壓裝置生產(chǎn)技術(shù)管理工作，E-mail：tianzengqin.tjsh@sinopec. com，地址：天津市大港區(qū)中石化股份天津分公司煉油部聯(lián)合五車間，300271。