孟碩 張海濱 張繼東 （中國(guó)海洋石油總公司節(jié)能減排監(jiān)測(cè)中心）

某常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

孟碩 張海濱 張繼東 （中國(guó)海洋石油總公司節(jié)能減排監(jiān)測(cè)中心）

從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā)對(duì)常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，在保持換熱終溫不變的基礎(chǔ)上，省出常減壓換熱網(wǎng)絡(luò)的工藝物流，用作其他裝置熱源，進(jìn)行和其他裝置的熱聯(lián)合改進(jìn)。結(jié)果表明，該方法節(jié)能效果十分明顯，改造后可節(jié)約其他裝置蒸汽消耗6.0t/h，且涉及到的調(diào)整較小，在工程上更易實(shí)現(xiàn)。因此，采用系統(tǒng)分析方法，可以很好地降低全廠的能耗。

常減壓；換熱網(wǎng)絡(luò)；熱聯(lián)合

常減壓裝置是煉油廠原油加工的第1道工序，裝置能耗高，能源消耗主要為常壓爐、減壓爐的燃料油消耗，燃料油耗量相當(dāng)于原油加工量的1%以上。常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的能量回收水平是降低裝置能耗、減少燃料油消耗的關(guān)鍵因素。

提升換熱網(wǎng)絡(luò)能量回收水平的改造，都是利用夾點(diǎn)技術(shù)，對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，提升原油進(jìn)常壓爐的溫度，以降低裝置能耗。但利用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，所涉及物流較多，改造起來(lái)難度較大。鑒于此，某煉油廠對(duì)提升換熱網(wǎng)絡(luò)能量回收水平進(jìn)行研究，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，保持原油換熱后溫度不變，通過(guò)提升常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)水平，降低全廠能耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著[1]。

1 概況

1.1全廠和常減壓裝置

煉油廠共有5套裝置，分別為常減壓、催化裂化、焦化、氣分及MTBE和加氫精制裝置，各裝置之間并未實(shí)現(xiàn)熱聯(lián)合；常減壓裝置采用原油換熱→電脫鹽→原油換熱→閃蒸塔→閃蒸底油換熱→常壓爐→常壓蒸餾→減壓蒸餾工藝路線。常壓塔設(shè)置1個(gè)塔頂抽出，3個(gè)側(cè)線抽出，2個(gè)中段回流，常頂油氣和側(cè)線換熱后進(jìn)罐區(qū)，中段回流換熱后回塔，常壓渣油進(jìn)減壓塔；減壓塔設(shè)置1個(gè)塔頂抽出，3個(gè)側(cè)線抽出及回流，其中，減頂油并入減一線換熱后進(jìn)罐區(qū)，減二和減三線進(jìn)換熱網(wǎng)絡(luò)換熱后，部分回塔，部分繼續(xù)換熱后進(jìn)罐區(qū)，減渣油換熱后進(jìn)入罐區(qū)。

1.2換熱網(wǎng)絡(luò)

該常減壓裝置分為電脫鹽前換熱網(wǎng)絡(luò)、電脫鹽后換熱網(wǎng)絡(luò)和閃蒸后換熱網(wǎng)絡(luò)，其中電脫鹽前、后換熱網(wǎng)絡(luò)流程如圖1、圖2所示。

圖1 電脫鹽前換熱網(wǎng)絡(luò)流程示意圖

圖2 電脫鹽后換熱網(wǎng)絡(luò)流程示意圖

工藝物流質(zhì)量流率數(shù)據(jù)見表1。原油在以上2個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)中均按0.5∶0.5分成2股進(jìn)行換熱。

表1 工藝物流質(zhì)量流率數(shù)據(jù)信息

電脫鹽前和電脫鹽后換熱網(wǎng)絡(luò)工藝物流換熱數(shù)據(jù)見表2和表3。

表2 電脫鹽前換熱網(wǎng)絡(luò)工藝物流數(shù)據(jù)信息

表3 電脫鹽后換熱網(wǎng)絡(luò)工藝物流數(shù)據(jù)信息

2 優(yōu)化措施

常減壓換熱網(wǎng)絡(luò)常規(guī)優(yōu)化方法為利用“夾點(diǎn)技術(shù)”對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，調(diào)整工藝物流換熱順序以提高換熱終溫。該方法節(jié)能效果明顯，一般可提高換熱終溫3～8℃，但涉及到的換熱順序調(diào)整較多，在實(shí)際工程改造中工作量較大。

由該換熱網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)可知，原油與產(chǎn)品及側(cè)線換熱溫差較大，且換熱器均存在一定的余量；因此，本優(yōu)化方案提出一種新的優(yōu)化措施，即省出一些熱流股，作為其他裝置的熱源，或另作他用[2]。

2.1電脫鹽前換熱網(wǎng)絡(luò)

優(yōu)化方案為：原油經(jīng)過(guò)E-101后按0.6∶0.4比例分成2股，0.6流股進(jìn)E-102、E-103、E-104，0.4股進(jìn)E-105、E-106、E-107，換熱后混合，再進(jìn)電脫鹽工序；常一線先進(jìn)E-103，再進(jìn)E-102，進(jìn)口溫度205℃，出E-103溫度196℃，出E-102溫度114℃，省出常三線（2）留作他用；減一線先進(jìn)E-106，再進(jìn)E-105，進(jìn)口溫度163℃，出E-106溫度131℃，出E-105溫度99℃；減二線進(jìn)E-107，進(jìn)口溫度138℃，出口溫度117℃，省出減三線，留作他用。工藝流程見圖3，工藝物流換熱數(shù)據(jù)見表4。

新方案如下：原油經(jīng)E-102、E-103、E-104后換熱終溫為130℃，經(jīng)E-105、E-106、E-107后換熱終溫為100℃，2個(gè)流股混合后，進(jìn)入電脫鹽裝置的溫度為122℃，雖然比原溫度133℃低，但滿足了電脫鹽工藝要求。

圖3 電脫鹽前換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后流程示意圖

表4 電脫鹽前換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后工藝物流數(shù)據(jù)信息

2.2電脫鹽后換熱網(wǎng)絡(luò)

優(yōu)化方案為：原油經(jīng)過(guò)電脫鹽后按0.52∶0.48比 例分 成 2股，0.52流股進(jìn) E-108、E-114、E-110、 E-111， 0.48 股 進(jìn) E-112、 E-113、E-115、E-109，換熱后混合，再進(jìn)閃蒸塔；減二減一中線先進(jìn)E-114，再進(jìn)E-108，進(jìn)E-114溫度286℃，出E-114溫度156℃，出E-108溫度138℃；常二中線流程不變，即先進(jìn)E-110，再進(jìn)E-113，但參數(shù)變化，進(jìn)口溫度339℃，出E-110溫度252℃，出E-113溫度193℃；常三線（1）流程不變，出口溫度仍為238℃；常一中線流程不變，出口溫度變?yōu)?90℃；減渣線（3）進(jìn)E-115，進(jìn)口溫度249℃，出口溫度221℃，不進(jìn)E-108，留作他用。工藝流程見圖4，工藝物流換熱數(shù)據(jù)見表5。

新方案如下：原油經(jīng)E-108、E-114、E-110、E-111后換熱終溫為220℃，經(jīng)E-112、E-113、E-115、E-109后換熱終溫為220℃，2個(gè)流股混合后，溫度為220℃，和原工藝溫度相同，滿足工藝要求。

圖4 電脫鹽后換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后流程示意圖

表5 電脫鹽后換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后工藝物流數(shù)據(jù)信息

3 節(jié)能效果

通過(guò)換熱優(yōu)化，共省出3股工藝物流，分別為減渣線（4）、減三線和常三線（2），省出的工藝物流熱負(fù)荷可以作為氣分及MTBE裝置的再沸器熱源，進(jìn)行裝置之間的熱聯(lián)合改進(jìn)。當(dāng)前氣分及MTBE裝置精餾塔再沸器溫度均較低，最高不超過(guò)110℃，用低壓蒸汽作熱源。用此3股工藝物流作再沸器熱源，換熱后工藝物流溫度最低可降至130℃，共提供3783 kW的熱量，正好可替換掉氣分及MTBE裝置的低壓蒸汽，共節(jié)省低壓蒸汽6.0 t/h，年可節(jié)約蒸汽費(fèi)用1000萬(wàn)元左右。

4 結(jié)論

常減壓裝置是煉油廠的用能大戶，換熱網(wǎng)絡(luò)的能量回收水平是影響全廠能耗的關(guān)鍵。該設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)其特點(diǎn)的分析，結(jié)合實(shí)際換熱過(guò)程，優(yōu)化了換熱流程，使其在電脫鹽后換熱終溫保持220℃不變的情況下，節(jié)省了氣分及MTBE裝置的精餾塔再沸器低壓蒸汽，達(dá)到了很好的節(jié)能減排效果。

[1]張俊峰.常減壓換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改進(jìn)和優(yōu)化控制[J].節(jié)能技術(shù)，2010，28（6）：581-522.

[2]李宏波.常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)改造探析[J].石油化工設(shè)計(jì)，2011，28（3）：35-37.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.04.006

2015-12-15

（編輯 王艷）

孟碩，工程師，2009年畢業(yè)于天津大學(xué)（化學(xué)工程專業(yè)），從事能量系統(tǒng)優(yōu)化、節(jié)能技術(shù)研究工作，Email：mengshuo@cnooc. com.cn，地址：天津市塘沽區(qū)東沽石油新村619信箱，300452