煉油廠用能優(yōu)化和低溫?zé)岬倪\用

摘要：在石油行業(yè)中，天然氣和石油是非常重要的能量來源，也是主要的工業(yè)原料，所以煉油企業(yè)要著力推進節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，在保證工業(yè)效果的同時達到節(jié)省能源和原料、提高經(jīng)濟效益的目的。文章結(jié)合實例對煉油廠的用能優(yōu)化和低溫?zé)釕?yīng)用情況進行了分析。

關(guān)鍵詞：煉油廠；用能優(yōu)化；低溫?zé)?；能耗；重油催化裂化；石油行業(yè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE683 文章編號：1009-2374（2016）22-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.016

煉油產(chǎn)業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占有重要的地位，也是能源消耗非常多的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，我國能源過度消耗以及環(huán)境問題非常嚴峻，如何加強煉油行業(yè)的節(jié)能減排效果成為了當(dāng)前社會各界共同關(guān)注的問題。在煉油行業(yè)中，應(yīng)用用能優(yōu)化和低溫?zé)岬燃夹g(shù)，不僅可以降低成本費用，還可以減少能源的投入，達到良好的環(huán)境保護效果。

1 煉油廠節(jié)能優(yōu)化措施及其運用

近年來，我國煉油行業(yè)為了達到降低成本、節(jié)約能源的目的，開展了大量的研究工作，并取得了顯著的成績。通常來說，煉油工藝主要包括換熱、催化反應(yīng)以及分離等環(huán)節(jié)。而節(jié)能技術(shù)在煉油產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用則主要體現(xiàn)在以下六個方面：

1.1 微波分離和磁性分離節(jié)能技術(shù)及其運用

?？松梨诠狙兄屏嗽腿榛何⒉ǚ蛛x技術(shù)。該技術(shù)能夠通過電磁輻射來達到乳化液分離的目的，最終可以分離為水、固化物和油三種形式。該分離技術(shù)應(yīng)用的轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為電磁輻射，并利用微波發(fā)生器來達到和乳化液相互作用的目的。微波分離設(shè)施進料速度為0.055～0.139m3/min，乳化液能夠?qū)δ芰窟M行吸收，促使溫度上升，上升的幅度可以達到27℃，出口溫度不超過92℃，實際的操作壓力在135～341kPa之間。另外，出口物流通過沉降罐進行分離作業(yè)，能夠產(chǎn)生較好的原油處理效果，也減少了其他化學(xué)品的損失。

目前，日本、美國等先進國家都開發(fā)了磁性分離器，并在實際工作中得到了很好的運用。其中，日本采用的磁分離裝置通過催化劑有效地提高了生產(chǎn)速率，提高了焦炭選擇的科學(xué)性，進而提高了減壓渣油摻入量。Magnacat磁性分離器能夠很好地分離催化劑顆粒，特別是對比較老化，受到污染程度較高的顆粒具有非常好的分離效果，這對于延長催化劑使用壽命、增加催化劑活性具有重要的意義。另外，對于滾動磁力組合件來說，能夠較好依照磁性對催化劑進行分離作業(yè)。同時，對于RFCC裝置來說，在應(yīng)用Magnacat后，裝置的進料量得到了顯著的增加，而減壓渣油量同樣可以得到較好的提高，提高幅度通常在10%左右。根據(jù)不完全統(tǒng)計，如果在不考慮催化劑冷卻器的情況下，依照最大模式來生產(chǎn)汽油，通過應(yīng)用Magnacat技術(shù)，每桶進料的經(jīng)濟效益能夠達到0.46美元左右。

我國相關(guān)技術(shù)的研究工作起步較晚，但目前已經(jīng)取得了很大的突破。我國大慶石化公司通過科學(xué)研究，研制出了FCC廢催化劑磁分離回收裝置。經(jīng)過權(quán)威機構(gòu)認定，該裝置已經(jīng)達到了國際先進水平，值得在今后的工作中進行推廣應(yīng)用。

1.2 抽提蒸餾節(jié)能技術(shù)及其運用

抽提蒸餾的英文簡稱是ED，該技術(shù)主要通過蒸餾和抽提兩種方式來對共沸物進行分離，對于沸點相差不多的溶液成分具有很好的分離效果。在實際工作中，技術(shù)人員需要在蒸餾塔頂放入極性溶劑，極性溶劑要為非揮發(fā)性溶劑，從而對高活性組分進行溶解，提高組分相對揮發(fā)度，從而達到分離的目的。通過專用溶劑混合物能夠很好地對進料進行回收作業(yè)，這也在一定程度上有效地拓寬了該技術(shù)應(yīng)用廣度。

1.3 分壁式塔器節(jié)能技術(shù)及其運用

在煉油產(chǎn)業(yè)中，新式塔器塔盤填料技術(shù)的應(yīng)用成為了分壁式蒸餾技術(shù)被廣泛運用的原因。目前，巴斯夫公司很好地應(yīng)用了該技術(shù)，并取得了較好的節(jié)能效果。分壁式塔器指的是通過直立壁來對塔器進行分隔，3組分組合物通過中間分壁可以達到分離效果，其中質(zhì)量較大和質(zhì)量較輕的物質(zhì)能夠被塔頂、塔底回收，而中間成分可以被塔器背面?zhèn)染€抽去。根據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用分壁式塔器技術(shù)的節(jié)能效果可以達到25%～45%，成本費用可以減少30%左右。同時，在對熱敏產(chǎn)品進行蒸餾作業(yè)時，能夠得到很好的產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品的生產(chǎn)速率也得到了很大的提高。

1.4 超臨界反應(yīng)節(jié)能技術(shù)及其運用

近年來，超臨界法的發(fā)展速度較快，并在石化行業(yè)中得到了較好的應(yīng)用。諾丁漢伽大學(xué)和杜邦聚酷公司通過合作對該技術(shù)的應(yīng)用進行了很好的研究。日本的科學(xué)技術(shù)研究院也研制了一種良好的科學(xué)工藝，從而能夠在比較緩和的情況下，通過超臨界CO作為溶劑來生產(chǎn)環(huán)己醇、環(huán)己烷。相對于常規(guī)技術(shù)來說，超臨界法具有很好的環(huán)境保護效果，同時也提高了生產(chǎn)KA油的產(chǎn)率。

1.5 膜法分離技術(shù)

膜分離技術(shù)能夠很好地降低煉油產(chǎn)業(yè)中對環(huán)境影響，減少能源費用的投入。膜分離技術(shù)是當(dāng)前分離技術(shù)中比較前沿的研究，操作方法比較簡單，并具有較好的分離和節(jié)能效果。氣體分離技術(shù)是分離膜法中主要的應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)和傳統(tǒng)的方法相比，最大的優(yōu)勢就是不需要分離相變就可以達到分離目的。另外，氣體分離技術(shù)應(yīng)用的裝置設(shè)施要比胺汽提裝置設(shè)施簡單得多，占地面積也相應(yīng)較小，可以在加工平臺上被很好地應(yīng)用。

在膜法分離技術(shù)中，?？松梨诠竞透窭姿构竞献鬟M行了先進的工業(yè)化研究，其中格雷斯公司研制的聚酞亞胺膜取得了很好的應(yīng)用效果。該技術(shù)通過螺旋纏繞組件來對溶劑進行回收，回收溶劑占總?cè)軇┑谋壤秊?0%，而剩余的80%溶劑通過蒸餾方式進行回收，進而有效地增強了回收處理能力，聚酞亞胺膜分離裝置的設(shè)備費用一般在600萬美元左右。位于俄羅斯的比密亞斯煉油公司對膜法分離設(shè)備進行改進，改進的膜法分離設(shè)備已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，能夠有效地制造汽油、柴油等工業(yè)產(chǎn)品，設(shè)備的能耗能夠節(jié)省10%左右，成本費用能夠節(jié)省50%左右。

1.6 膜法蒸餾技術(shù)

Lina S-Tekllno公司通過膜蒸餾技術(shù)改進了蒸餾方案。對于膜蒸餾技術(shù)來說，設(shè)備建造比較簡單，流體產(chǎn)生的阻力較小，并具有良好的分離效果。需要注意的是，如果蒸氣速率較高的話，膜的穩(wěn)定性將會受到較大的影響，均勻性、傳熱性等都會發(fā)生變化，造成分離效果不佳。而新型膜法蒸餾技術(shù)則很好地提升了膜法蒸餾的效果，在合適的氣相物流速度下，能夠保證蒸餾膜的穩(wěn)定性。另外，該技術(shù)還能夠?qū)π虏季诌M行重新組合，減小蒸餾塔高度，進而有效地減少了成本費用。改進膜法蒸餾技術(shù)最先在安加爾斯克化工廠被應(yīng)用，至今應(yīng)用的時間已經(jīng)達到了3年，運轉(zhuǎn)的效果比較理想。通過膜法蒸餾技術(shù)有效的節(jié)約了能源，減少了成本投入。

2 低溫?zé)崂?/p>

2.1 工程項目概述

下面以我國某煉油廠為例，對用能優(yōu)化和低溫?zé)峒夹g(shù)進行闡述。我國某煉油廠在進行原油加工時造成的能耗較高，而熱源能級的利用不規(guī)范是造成能耗較高的主要原因。該工程項目主要通過各個設(shè)備不同的低溫余熱來進行熱源的提供，并代替蒸汽加熱，來減小蒸汽的消耗，從而達到節(jié)能效果。在本工程項目中主要涉及到重油催化裂化裝置以及氣分裝置。

2.2 方案設(shè)計

在本項目中，主要通過各裝置低溫?zé)醽韺崦剿归_加熱作業(yè)，實際操作中首先對氣分裝置供熱，剩余熱量作為冬季供暖熱源。工程項目的工作范圍主要包括以下三點：

2.2.1 對氣分裝置需要的熱量進行計算，并調(diào)整換熱流程，以裝置內(nèi)低溫?zé)嶙鳛榛A(chǔ)熱源；對新增、更換的冷換設(shè)備進行科學(xué)選擇，并明確設(shè)備的布局。

2.2.2 以車間裝置為基礎(chǔ)，對熱源流量和重油催化裂化裝置能夠使用的熱量展開模擬計算；對能量梯級進行利用，并對設(shè)備的換熱流程進行調(diào)整，從而得到熱媒水溫位、循環(huán)量。

2.2.3 明確熱水站的位置，科學(xué)選擇熱水罐和加壓泵的機型，調(diào)整暖水系統(tǒng)的流程。

2.3 方案成效

2.3.1 在該工程項目運行后，以分公司320萬噸/年的加工量為基礎(chǔ)，通過催化裝置的運轉(zhuǎn)，能夠取熱138.3GJ/h左右，在有效的滿足了氣分裝置使用的同時，在采暖方面也得到了很好的運用。除此之外，催化裝置需要的循環(huán)水以及電力等能源的消耗也得到了很好的降低。

2.3.2 在實際的工作中，主要對換熱流程進行了針對性的調(diào)整，對于企業(yè)的現(xiàn)行設(shè)備工作狀況沒有

影響。

2.3.3 在工程項目運行之后，氣分裝置在全力運行時，有效地節(jié)省了蒸汽34t/h，企業(yè)的原油加工消耗量也得到了顯著的下降。

2.3.4 該工程項目投入總成本費用為1945.32萬元，其中不包含對罐區(qū)的改造。項目在運行后，每年可以提高經(jīng)濟效益約為2341萬，可見投資的收回期限較短，并具有很好的短期投資效應(yīng)，所以該項目的建設(shè)具有很強的現(xiàn)實意義。

3 結(jié)語

當(dāng)前，我國環(huán)境保護和能源過度消耗都面臨著比較嚴峻的形勢，因此加強環(huán)境保護和節(jié)能減排工作非常關(guān)鍵。煉油行業(yè)一直是能源消耗非常嚴重的行業(yè)，向空氣中排放的溫室氣體較多，給自然環(huán)境造成了很大的壓力，因此如何加強煉油企業(yè)環(huán)保節(jié)能的效果，服從社會發(fā)展的整體需要非常重要。在實際工作中，煉油企業(yè)要對用能優(yōu)化和低溫?zé)岬倪\用引起重視，加強相關(guān)技術(shù)的研究，從而有效地提高煉油企業(yè)的市場競爭力，推動煉油企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：侯金朋（1977-），男（滿族），沈陽新民人，撫順石化公司石油二廠生產(chǎn)運行部工程師，研究方向：煉油焦化、蒸餾工藝能量優(yōu)化及生產(chǎn)技術(shù)革新。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）