氣體分餾裝置節(jié)能降耗研究

王龍波

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，越來越多的人認(rèn)識(shí)到能源的重要性，在各行各業(yè)中提倡節(jié)能降耗。其中就包括生產(chǎn)行業(yè)，而生產(chǎn)行業(yè)中不僅包括機(jī)械生產(chǎn)，還包括了一些化學(xué)反應(yīng)能耗和物理反應(yīng)能耗。氣體分餾裝置是一種在煉油廠及其他一些化工行業(yè)中常見的裝置，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。本文重點(diǎn)對(duì)氣體分餾過程中的能耗問題進(jìn)行研究，首先分析了氣體分餾裝置的能耗構(gòu)成，然后介紹了氣體分餾裝置用能及其加工過程損耗的現(xiàn)狀，最后提出一些氣體分餾裝置的技術(shù)改造及節(jié)能措施，希望通過文章給廣大氣體分餾裝置使用者提供一些幫助，提升能源利用率。

關(guān)鍵詞：氣體分餾裝置;節(jié)能;降耗

能耗不僅關(guān)系到國(guó)家社會(huì)的發(fā)展大計(jì)，還關(guān)系到企業(yè)的根本利益。因此隨著近些年我國(guó)對(duì)能源消耗的重視程度的提升，各個(gè)企業(yè)不約而同地關(guān)注起企業(yè)內(nèi)部的能耗工作，積極采取多項(xiàng)措施對(duì)各設(shè)備、裝置進(jìn)行研究，以達(dá)到節(jié)能的目的。本文則重點(diǎn)對(duì)氣體分餾裝置的節(jié)能進(jìn)行研究，希望通過研究分析，鞏固提升企業(yè)對(duì)氣體分餾裝置節(jié)能重要性的認(rèn)知，并了解一些常見問題和解決措施，降低氣體分餾裝置使用時(shí)的能源損失，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1 氣體分餾裝置的能耗構(gòu)成

1.1 裝置能耗的構(gòu)成狀況

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，一般氣體分餾裝置的能耗都比較高。其涉及的能耗不僅包括水、電、汽、風(fēng)等能耗，還包括裝置自身的流程能耗。目前根據(jù)各企業(yè)的設(shè)計(jì)產(chǎn)能和生產(chǎn)狀況不同，使用的具體塔流程也不盡相同。其中有脫丙烷塔、脫乙烷塔、丙烯塔、脫異丁烷塔、脫戊烷塔五塔流程的，也有脫丙烷塔、脫乙烷塔、丙烯塔、脫異丁烷塔四塔流程的，還有脫丙烷塔、脫乙烷塔以及丙烯塔三塔流程的。不同的流程和生產(chǎn)規(guī)模，也會(huì)引發(fā)氣體分餾裝置產(chǎn)生不同的能耗，但是一般而言，同等生產(chǎn)規(guī)模，工藝的塔數(shù)越多能耗越高;同等塔數(shù)的，生產(chǎn)規(guī)模越大，設(shè)備規(guī)模越大，能耗越高。

1.2 裝置能耗的構(gòu)成分析研究

實(shí)踐研究證明，氣體分餾裝置的最主要能耗部分是中壓蒸汽部分，且這一部分的能耗量要超過氣體分餾裝置總能能耗的90%以上[1]。鑒于此，氣體分餾裝置的節(jié)能降耗過程也應(yīng)該著重從降低中壓蒸汽消耗來開展節(jié)能降耗工作。在開展降耗工作時(shí)，以研究探討氣體分餾裝置中壓蒸汽階段的節(jié)能降耗為重點(diǎn)。而在研究過程中，最常采用也是最有效的辦法就是實(shí)驗(yàn)法，通過在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行不同的嘗試來驗(yàn)證不同情況或者條件下的能耗量，最終獲得最低的能耗量。這個(gè)過程中需要特別指出的是，結(jié)果不是一次實(shí)驗(yàn)就可以得出的，要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，排除偶然性。東方石化氣體分餾裝置的脫丙烷塔采用的是中壓蒸汽作為熱源。為節(jié)約能耗，裝置從開工正常后，對(duì)脫丙烷塔進(jìn)行降壓，降回流操作，從最初的1.7MPa頂壓、49t/h回流量，降到1.5MPa的頂壓、45t/h的回流量。使得中壓蒸汽用量，由原來的11.6t/h降到10.8t/h，每小時(shí)節(jié)約蒸汽量0.8t/h。裝置的運(yùn)行時(shí)間，一年按8000h算，則一年節(jié)約中壓蒸汽6400t。

2 氣體分餾裝置用能及其加工過程能耗的現(xiàn)狀

要實(shí)現(xiàn)氣體分餾裝置的節(jié)能降耗，就必須對(duì)當(dāng)前我國(guó)氣體分餾裝置的用能情況及其加工過程能耗現(xiàn)狀進(jìn)行了解，以便找到節(jié)能突破口。首先，隨著我國(guó)科技社會(huì)的飛速發(fā)展，老舊的氣體分餾裝置逐漸不能滿足生產(chǎn)需求。因此各廠在2008年以后就對(duì)氣體分餾裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造，以適應(yīng)生產(chǎn)需要。但是這次改造完成以后，實(shí)際氣體分餾裝置并沒有達(dá)到預(yù)想的效果，未能夠?qū)崿F(xiàn)加工效果100%，而只是達(dá)到60%-80%。與此同時(shí)，催化裂化中原料也由于輕組成分偏多，使得某些成分的含量超出了設(shè)計(jì)最高值。其次，在氣體分餾裝置生產(chǎn)運(yùn)行的過程中，高壓瓦斯排放量也是很大的，高壓瓦斯的大量排放又引發(fā)裝置能耗的升高，引發(fā)丙烯的損失。針對(duì)這一現(xiàn)象，通過進(jìn)行深入研究，得出可以通過采用以下措施來改善：第一，對(duì)所在工廠的資源進(jìn)行研究并做到充分利用，做到物盡其用;第二，有針對(duì)性的完善提升系統(tǒng)參數(shù)，提升整體工藝技術(shù)水平;第三，做好裝置的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，同時(shí)做好工作環(huán)境優(yōu)化[2]。

3 氣體分餾裝置的技術(shù)改造及其節(jié)能措施的簡(jiǎn)述

3.1 提升企業(yè)內(nèi)部相關(guān)技術(shù)管理者的工藝操作水平和管理水平

人是一切生產(chǎn)工作進(jìn)行的關(guān)鍵。一旦人員素質(zhì)技能或責(zé)任心達(dá)不到要求，則即使裝置設(shè)備再先進(jìn)，也很難達(dá)到預(yù)想目的，在節(jié)能降耗方面亦然。因此作為管理者，必須要認(rèn)識(shí)到人才的作用及管理人員管理操作水平的重要性，使得招聘部門或培訓(xùn)部門有序地進(jìn)行科學(xué)的招聘選擇及人員培訓(xùn)工作，保證管理者的基本素質(zhì)。

首先，重視技術(shù)管理的專業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備量，定期組織召開座談會(huì)、交流會(huì)，或者開展培訓(xùn)或外出對(duì)標(biāo)等，提升相關(guān)人員的見識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，為自己工作積蓄力量。其次，采取措施提升技術(shù)管理人員的動(dòng)手能力。定期開展實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)或比賽，提升相關(guān)人員的動(dòng)手能力，使其達(dá)到實(shí)踐與理論的充分結(jié)合，達(dá)到擴(kuò)展技術(shù)管理者的專業(yè)影響力的目的。例如：實(shí)際操作中作為一名技術(shù)操作人員，首先要具備非常專業(yè)、豐富的知識(shí)，因?yàn)橹挥芯邆淞藢I(yè)知識(shí)才能保證其符合崗位要求，及時(shí)對(duì)設(shè)備參數(shù)做出正確的調(diào)整。同時(shí)要具有很強(qiáng)的責(zé)任心和愛崗敬業(yè)的精神，否則即使專業(yè)技能再突出，不用心工作也會(huì)錯(cuò)誤百出，造成大量的能耗損失。為避免因操作員未能及時(shí)對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)整，造成裝置波動(dòng)過大，能耗損失過大這種情況的發(fā)生。東方石化氣分裝置，開展勞動(dòng)競(jìng)賽，對(duì)裝置運(yùn)行的各個(gè)參數(shù)范圍進(jìn)行精細(xì)化設(shè)定，通過DCS系統(tǒng)來提醒操作員進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，讓裝置平穩(wěn)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.2 利用精餾塔實(shí)驗(yàn)持續(xù)驗(yàn)證

我國(guó)氣體化工行業(yè)的發(fā)展過程，由于利益的趨勢(shì)，有很多的機(jī)構(gòu)和人員在不斷地嘗試著通過提升煉油企業(yè)的能源利用率來提升企業(yè)效益。其中最重要的研究方向就是提升能量吸收利用率，這一課題的研究有助于生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗的實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過多次的有效的實(shí)驗(yàn)研究證明，利用物理或化學(xué)或二者的共同的作用轉(zhuǎn)化，以及其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)變功率的快慢，都可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降效的目的。在進(jìn)行了降壓操作以后，會(huì)使得各組分間的相對(duì)揮發(fā)度增加。同時(shí)，減小回流比，間接達(dá)到了氣分裝置節(jié)能降耗的目的?；诖死碚擈?yàn)證支持，東方石化氣分裝置，從原始開工到現(xiàn)在，經(jīng)歷了一次降壓、一次降回流量的操作調(diào)整過程。

3.3 改造氣體分餾裝置的壓力控制系統(tǒng)

氣體分餾裝置壓力控制系統(tǒng)，具有受熱旁路控制及加工負(fù)荷影響的特性，也因?yàn)樨?fù)荷過小引發(fā)操作過程中塔壓的大幅度波動(dòng)，不利于操作穩(wěn)定性，使得熱源用量大，能耗大。自發(fā)現(xiàn)這一問題起，我國(guó)就重點(diǎn)對(duì)氣體分餾裝置系統(tǒng)壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，使用調(diào)節(jié)塔頂冷凝器循環(huán)水量的方式來控制塔壓。完成改造以后，塔壓波動(dòng)趨于平穩(wěn)，鮮有大幅波動(dòng)，塔的操作壓力具有了穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了操作的穩(wěn)定效率，減少了熱源，最終達(dá)到降低裝置能耗的效果。

3.4 增大低溫余熱的利用率

首先，在氣體分餾裝置中采用低溫?zé)崴?，引入DCC裝置的低溫?zé)崴o塔加熱，增大低溫余熱的利用率。其次，因?yàn)檎羝褐泻械拇罅康臒崃?，所以可以回收利用蒸汽凝液，即將氣體分餾裝置在操作中產(chǎn)生的凝液傳輸?shù)剿仩t中，一方面實(shí)現(xiàn)冷凝水中熱量的二次利用，達(dá)到低溫余熱利用的目的，另一方面使用蒸汽凝液余熱加熱，可以有效節(jié)約油氣等其他熱量供給物，從另一方面達(dá)到節(jié)能降耗、節(jié)約企業(yè)成本的目的。東方石化氣分裝置脫丙烷塔采用蒸汽全凝加熱，脫乙烷塔和丙烯塔采用低溫?zé)崴訜嵋彩腔诖朔N考慮。

3.5 降低液化石油氣的消耗

這一操作主要還是發(fā)生在氣分裝置停工檢修過程中，主要是利用“熱循環(huán)”法將氣分裝置需要的物料退出去，用在其他方面或者留待下次使用。總之是避免物料浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，做到物盡其用。這一過程的實(shí)現(xiàn)要以制定詳細(xì)的可行的停工檢修方案為前提。當(dāng)然，操作的過程中，要在保證塔壓的前提下，盡可能的實(shí)現(xiàn)多退液態(tài)烴等物質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，氣體分餾裝置節(jié)能降耗工作是當(dāng)前乃至未來發(fā)展過程中都應(yīng)該高度重視的工作，不僅在促進(jìn)行業(yè)發(fā)展及提升企業(yè)效益等方面具有重要意義，而且有益于創(chuàng)造節(jié)能型社會(huì)。作為企業(yè)管理人員必須認(rèn)識(shí)到對(duì)其研究的重要性，積極采取合適的方法和措施來提升裝置節(jié)能降耗的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳浩.氣體分餾裝置節(jié)能降耗研究[J].石化技術(shù)，2018， 25（02）：184.

[2]滕娜娜.氣體分餾裝置的優(yōu)化與節(jié)能[J].齊魯石油化工， 2016，44（04）：288-291.