250kt/a催化轻汽油醚化装置的改造及优化

华北石化250kt/a催化轻汽油醚化装置流程简单,造成总的C_5活性烯烃转化仅为30.0%,产品中甲醇含量高达0.5%~0.6%,烯烃含量仅降低5.0个百分点,生成的高辛烷值醚化物少。经醚化后,汽油产品辛烷值基本无变化。由于以上原因,决定采用LNE-3工艺技术对原装置进行改造,将加工规模由250kt/a扩建为300kt/a。主要改造内容为:新增催化蒸馏上塔、催化蒸馏下塔、甲醇回收塔、甲醇净化器、萃取水净化器等设备;在第一醚化反应器、第二醚化反应器之间增设冷却器,以进一步提高活性烯烃转化率;增设催化蒸馏上塔塔底重沸器,以回收高温凝结水热量,可节省能量4.12kg标油/t催化轻汽油。装置改造后运行平稳,总的C_5活性烯烃转化率达到92.70%,醚化产品及剩余C_5中甲醇含量分别降至0和0.09%,总的烯烃含量降低15.27个百分点,辛烷值提高4.6个单位,蒸汽压降低约22k Pa,装置吨油净利润达到169.76元,经济效益良好。     

MTBE装置Aspen Plus流程模拟应用效果

中国石化济南分公司应用Aspen Plus软件,对MTBE(甲基叔丁基醚)装置建模,较好地模拟了醚化反应、催化蒸馏、萃取、甲醇回收等过程,模拟数据与实际生产数据拟合程度较高。利用模型的工况和灵敏度分析等功能,对装置生产进行优化调整,通过降低催化蒸馏塔回流比来降低该塔的能耗;并对MTBE与催化汽油吸附脱硫(Szorb)装置的热联合进行改进,通过降低催化蒸馏塔的操作压力、降低塔底温度,提高重沸器温差,增加了取热深度,使热联合装置节约蒸汽量显著提高;降压操作也带来异丁烯转化率的提高以及MTBE增产的效果。通过定量分析甲醇回收塔、甲醇原料罐不凝气产量,采取回收至低压瓦斯系统措施后,减少了环境污染,增加了产品产量。通过对醚化后未反应C4的分离过程模拟,创新生产方案,采取新的反序分离流程,较好地将民用烃中的烯烃组分转化为重C4,不仅大幅减少了低价值产品的产量,解决了民用烃销售不畅的问题,而且重C4产品中的1-丁烯含量大幅增加,杂质的含量显著减少,产品质量显著提高,提升了装置的经济效益。     

金陵石化2号芳烃抽提装置流程模拟与优化

中国石化金陵分公司采用Aspen Plus流程模拟软件建立了2号芳烃抽提装置的稳态模型。模拟计算结果与装置现场实际数据十分吻合,相对误差均在可允许范围之内。在此基础上,重点分析了抽提塔(T901)、汽提塔(T903)和回收塔(T904)各工艺参数在不同条件下对产品质量及能耗的影响。在保证产品质量达标的前提下,针对装置实际情况,对装置进行了两方面优化:通过逐步减少进入抽提塔的溶剂量,将抽提溶剂比由标准工况下的2.94下调至2.85,在满负荷的情况下,溶剂循环量较优化前降低4.6t/h,贫溶剂循环泵P904、P907的电耗降低3.60(k W·h)/h,年节约电费1.77万元;通过逐步减少回收塔底重沸器加热蒸汽用量,将回收塔回流比由标准工况下的0.5降至0.42左右,在满负荷的情况下,重沸器中压蒸汽消耗降低0.51t/h,年节能效益为62.86万元。     

40×10~4t/a轻汽油醚化装置设计特点探讨

轻汽油醚化工艺可将催化轻汽油中的C5~C7叔碳烯烃与醇类(甲醇或乙醇)发生醚化反应生成相应的醚(TAME、TAEE等)。该工艺可有效降低催化汽油的烯烃含量,同时将全馏分催化汽油辛烷值(RON)提高1~2个单位,蒸气压降低10k Pa左右,是提高车用汽油质量的有效手段之一。该工艺还可将低价值的甲醇转化为高价值的汽油,经济效益非常显著。宁夏恒有化工科技有限公司40×104t/a轻汽油醚化装置,是采用以催化蒸馏工艺为基础的国内首套大型深度醚化装置。就该装置的主要工艺流程(包括原料预处理、主醚化反应器、催化蒸馏的结构和流程,甲醇回收系统的防腐蚀、凝结水热量回收、装置安全联锁等)进行介绍。自开工以来,装置运行平稳,活性C5和C6叔碳烯烃的平均转化率分别为96.6%和54.5%,达到或超过设计值(设计值分别为95%和50%),说明该装置所采用的轻汽油醚化工艺达到国内先进水平,工程设计是成功的。     

济南石化1号催化裂化装置流程模拟应用

济南石化1号催化裂化装置通过流程模拟技术,寻找制约装置生产的瓶颈,以此来优化操作条件,降低能耗,离线培训操作人员,加强工艺人员对工艺机理的掌握,从而改善操作,提高企业的竞争能力。针对主分馏塔顶循环油-热媒水取热点取热能力不足的问题,利用模型,对分馏塔热负荷进行核算和优化,投用1号催化裂化装置主分馏塔顶循环与气体分馏装置的热联合,实现了主分馏塔低温热利用的最大化。热联合流程投用后,与使用蒸汽比较,1号气体分馏装置丙烷塔运转基本无异常;热媒水入装置温度下降3℃,热油入装置温度为145℃,重沸器出口温度为103℃,热油出装置温度为129℃,热油三通阀开度在40%～50%之间,满足装置操作要求。模拟优化后,气分装置丙烷塔底重沸器1.0MPa蒸汽消耗下降4.5t/h,1号催化裂化装置原料从油浆取热增加,油浆减少发汽量1.1t/h;顶循-循环水冷却器上水关小后,循环水消耗降低80t/h,全年实现综合效益338万元。     

气体分馏装置的改造及成效

气体分馏装置存在着：①脱丙烷塔底重沸器结垢严重;②脱乙烷塔底重沸器使用1.0MPa蒸汽热源,增加装置运行成本;③丙烯塔循环水量不足、粗丙烯产品纯度不合格的问题。为此进行改造：备用一台脱丙烷塔底重沸器;停用1.0MPa蒸汽,改由催化装置低温热水加热;丙烯塔粗丙烯抽出口由原来的132层和136层上移至144层;单独铺设一条循环水线,为丙烯塔供水。改造后标定数据表明,气体分馏装置各塔操作条件明显改善,精丙烯和粗丙烯纯度分别达到99.8%和97.03%,停用1.0MPa蒸汽后,年节约加工费用448万元。     

延迟焦化装置的能耗分析及节能优化实践

中国海油惠州炼油分公司420× 104t/a延迟焦化装置通过停用解吸塔上重沸器3.5MPa蒸汽、停用柴油汽提塔1.0MPa汽提蒸汽、降低循环比、采用先进控制(APC)提高加热炉热效率、降低高压水泵和罐区减渣原料泵电耗、提高水的回用率、加大装置处理量等工艺优化措施,装置综合能耗比设计能耗39.03kg标油/t原料降低3kg标油/t原料.为了进一步降低装置能耗,达到国内其他先进装置的能耗水平,该装置在2011年利用检修时机,通过加热炉节能改造降低排烟温度、利用柴油低温热发生0.45MPa蒸汽、焦化富气压缩机叶轮更换、焦炭塔区特阀汽封线改造等节能改造措施.加热炉热效率由89％提高至91.5％,节约3.5MPa蒸汽用量约6.5t/h,同时减少了燃料气、蒸汽和电的消耗,使装置能耗总体降低3.16kg标油/t原料.装置节能改造每年可增加4000万元的经济效益.     

偏三甲苯装置节能研究

在偏三甲苯装置常规双塔热集成精馏工艺基础上,分析了重沸器高温凝结水通过两级闪蒸发生1.0MPa蒸汽和0.4MPa蒸汽,比直接高温凝结水外送可降低能耗2.713kg标油/t原料;以产能5×104t/a的偏三甲苯装置为例,在脱轻塔顶设置热水换热器回收塔顶低温热产生热水,可回收热量10481kW,脱轻塔顶空冷风机大部分可以停开,节约用电153.3kW·h,可节约能耗24.22kg标油/t原料,节约操作费用925万元/a,该部分投资工程费约300万,回收期短;100×104t/a PX装置吸附分离单元抽余液塔顶气富裕热量5WM,该抽余液塔顶气直接供给偏三甲苯装置重沸器作热源,可代替3.5MPa蒸汽7.614t/h,扣除产1.0MPa蒸汽的能耗差值,可以节约能耗4.321kg标油/t原料;以上措施能耗合计降低31.254kg标油/t原料。还可通过优化换热流程、热进料热出料、采用节能设备、设置在线分析仪、装置卡边操作、改用导热油作热源等措施进一步稳定装置操作及降低能耗。这些节能方法投资回收期短,经济性好,可实施性强,对同类装置的工程设计及装置节能操作具有借鉴意义。     

柴油加氢装置分馏系统模拟及进料温度影响分析

柴油加氢精制是加工劣质原料和生产清洁柴油的重要途径,但由于加氢过程涉及高温、高压、临氢,反应产物组成复杂,柴油加氢装置分馏系统能耗较高。Aspen Plus是对生产装置进行稳态模拟的大型通用流程模拟系统,可为装置优化操作、节能降耗、寻找生产瓶颈提供指导。应用Aspen Plus流程模拟软件,建立了某120×104t/a柴油加氢精制装置的分馏系统流程模拟,研究了汽提塔的进料温度、汽提蒸汽量对汽提塔底物流H2S及H2O含量、分馏塔重沸炉的影响,同时分析了提高分馏塔进料温度对塔的气-液相负荷、汽柴油产量和重沸炉负荷产生的影响。通过对以上研究结果的综合分析发现,提高汽提塔进料温度可以强化塔的汽提效果,降低汽提蒸汽用量和分馏塔重沸炉热负荷;提高分馏塔进料温度,可使塔内气-液相负荷分布更加平均,操作稳定性增加,汽油产量增加、柴油产量减小,提高装置的经济效益,显著降低重沸炉负荷。当分馏塔进料温度提升15℃时,可节省燃料气209kg/h。     

延迟焦化装置回收利用低温热的技术措施

洛阳石化公司140×104t/a延迟焦化装置存在多种携带低温热的介质,为了有效回收利用这部分能量,进行了一系列的流程改造和技术攻关。本文探讨了焦化装置低温热回收的可行性,介绍了各种低温热回收措施的工艺流程和实施效果。其中:汽油、柴油、蜡油装置实现了与下游装置的热联合;加热炉空气预热器在原来基础上新增539根热管,进一步回收烟气余热,降低了排烟温度;凝结水回收系统实现了凝结水三种途径的回收利用;除盐水代替循环水回收分馏塔顶循环油、汽油和柴油的低温热。改造后,成功实现了稳定汽油、柴油、蜡油、加热炉烟气、凝结水、分馏塔顶循环油等低温热的回收利用。这些措施的投用,可降低装置能耗6~8kg标油/t,每年可创造经济效益3000余万元。对目前未能回收的低温热提出了进一步优化的措施和建议,对同类装置的低温热回收利用具有一定的指导作用。     

全馏分催化汽油选择性加氢脱硫工艺升级改造运行分析

惠州炼化500kt/a催化汽油加氢装置采用自主专利技术——全馏分催化汽油选择性加氢技术(CDOS-FRCN)。在生产国Ⅳ标准汽油时,一代技术(CDOS-FRCNⅠ)辛烷值损失几乎为零;但催化剂经再生后生产国Ⅴ汽油时,辛烷值损失最高达2.8~3.2个单位,严重影响装置的运行周期及经济效益。升级改造后的二代技术(CDOS-FRCNⅡ)工艺运行结果表明:在催化汽油硫含量为230~310mg/kg、新鲜进料为50t/h的情况下,生产硫含量≤7.5mg/kg的国Ⅴ汽油时,辛烷值损失在1.7~2.5个单位左右。加氢精制汽油辛烷值提升了0.7~1.5个单位,每年降低汽油调和成本约7500万元。催化剂失活速率由2℃/月降为不大于1℃/月,装置运行周期可有效延长一年以上,满足三年换剂检修的运行目标。全装置C5以上液收可达99.5%,氢耗仅为0.19%,能耗为18.22kg标油/t原料。若进一步降低进料催化汽油中的硫含量,则总辛烷值损失及装置能耗可进一步降低。     

国产化轻汽油醚化技术发展前景及应用现状分析

轻汽油醚化技术是将轻汽油中的C_5、C_6甚至C_7叔碳烯烃与醇类进行反应,降低汽油中烯烃含量,提高辛烷值,降低蒸汽压,提高甲醇原料附加值,有效地将烯烃转化成相应的醚类化合物。鉴于车用汽油标准频繁升级及其趋势,证明轻汽油醚化技术适合我国车用汽油烯烃含量高的基本国情,具有广阔的应用前景。国产化轻汽油醚化技术的优势在于四个方面:催化蒸馏技术的应用,催化蒸馏工艺具有节能和深度转化的双重优势,是醚化技术的一个发展方向,目前国内多家单位均已攻克;催化剂的发展,提高了催化剂低温活性、稳定性和适应催化蒸馏的模块化等;组合工艺技术的优化,工艺装置之间和内部的优化均可提升企业生产效益;节能优化,催化蒸馏反应、混相床反应器、再沸器热源选用导热油等,均不断降低了轻汽油醚化装置的能耗。由此可见,国产化成套轻汽油醚化技术成熟可靠,基本已占领了国内市场。     

催化裂化装置热量匹配优化与节能

催化裂化是石油炼制过程中的一个重要环节,过程耗能巨大。由于催化裂化装置内存在多个不同温位的热源,因此,在催化裂化装置内部,优化热量匹配方案对于装置节能降耗具有显著影响。目前国内炼厂低温热过剩问题普遍突出,应多利用内部热量进行热交换,提高装置能量自给率,降低系统公用工程耗量。针对某炼厂1.7Mt/a催化裂化装置在低温热利用方面存在的问题,对其热量匹配方案进行优化改造,通过Pro/Ⅱ流程模拟软件对改造前后流程进行模拟。在控制产品质量及低温热水系统进出口温度的条件下,将原料油一段预热改为轻柴油、分馏一中油和循环油浆三段预热,采用顶循油给解吸塔中间重沸器供热。显著提高了装置内能量自给率,适度降低了低温热回收比例,中压蒸汽产量提高9.44t/h,减少低温热水带出热量11.46Mkcal/h,装置能耗降低4.33kg(标油)/t(原料)。     

稳定塔釜温控失效的原因分析及对策

用显热加热重沸器已被广泛应用于石油化工装置,但如果设计不当,也会造成重沸器温度控制的失败.某催化汽油加氢脱硫装置,其稳定塔重沸器采用高温工艺流体作为加热介质,塔釜温度由设在加热介质主管线上的主调节阀和旁路线上的压差调节阀共同控制.但开工初期塔釜温度难以控制,其原因主要有两个:一是重沸器加热介质流量小,且存不稳定的过渡沸腾区操作;二是旁路调节阀两侧的管路压差过大.改进措施主要有:适当降低稳定塔的操作压力,并增加主管线上加热介质的流量,减少旁通线流量,使重沸器完全在稳定的泡核沸腾区操作;将稳定塔温度控制改为三通调节阀控制,以避免旁路调节阀两侧的压差测量值不能准确反应主调节阀的压差变化,从而导致控制的紊乱.上述措施实施后,稳定塔釜温控得到明显改善,且产品质量合格.     

芳烃联合装置节能改造效果分析

中国石化洛阳分公司芳烃联合装置节能优化改造项目,主要是采用新型塔板技术,对芳烃联合装置的8个塔器和加热炉余热回收系统进行改造。塔器改造主要是对8台塔器的内件进行更换,将原有塔板一对一更换为新型复合孔微型高效塔板;加热炉改造主要是将歧化加热炉、二甲苯塔重沸炉和异构化加热炉等4台加热炉的空气预热器,由热管式空气预热器整体更换为扰流子管+搪瓷管的重型空气预热器,改造后的空气预热器为两级、四程列管式空气预热器。从装置综合能耗标定结果来看,实施节能改造后,加热炉热效率提高到91%以上,排烟温度降至118℃,各塔热利用率有所提高,再沸量均有下降。芳烃联合装置的综合能耗达到301.31kg标油/t产品,比改造前的352.19kg标油/t产品,降低约50kg标油/t产品,节能效果显著,达到了预期目标。目前,节能设备运行平稳,产品质量合格。     

流程模拟技术在石家庄炼化Ⅰ套催化装置上的应用

通过Aspen Plus软件,建立石家庄炼化Ⅰ套催化装置除反-再部分外的流程模拟稳态模型,包括:分馏塔、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔流程模型,本流程模拟中的分馏塔、吸收塔、解析塔、稳定塔均采用Petro Frac模型,其中,分馏塔和稳定塔均为板式塔,解析塔为板式、填料混合装填,吸收塔、再吸收塔为填料塔。通过模拟工艺过程计算、灵敏度分析,确定较佳的操作条件,以指导生产,调整操作参数,旨在满足产品质量的前提下,达到节能降耗、提高装置经济效益的目的。实际运用过程中,找到吸收塔、解析塔、稳定塔相关变量的关联度,确定了最佳的优化操作参数,稳定塔顶回流量由70t/h下降至60t/h,塔底热源耗能减少266.714kW/h;解析塔底温度由118℃下降至110℃,重沸器热源减少381.14kW/h,合计节省蒸汽消耗0.73t/h,装置全年实现节能效益71.1万元。     

洛阳石化催化装置改造后能耗分析及节能措施

中国石化洛阳分公司2号催化装置自2008年5月进行FDFCC（生产清洁汽油燃料和增产丙烯的技术）改造后,由于FDFCC工艺技术的特点,除催化烧焦、除氧水外,电、蒸汽、热进（出）料和循环水消耗均有所增加。2008年6～9月,装置综合能耗平均为84.73kg标油/t,远高于设计值67kg标油/t。通过实施投用外取热器,做好烟机发电工作,提高3.5MPa压力、降低汽压机消耗,保证变频电机正常投用,用好热联合,减少1.0MPa蒸汽消耗等节能措施,在2008年10月装置综合能耗降至62.07kg标油/t。同时,提出了实施继续降低生焦率、争取实现烟机发电、优化溶剂再生操作、蒸汽伴热改热水、及时修复保温层等进一步的节能措施的建议。     

延迟焦化装置能耗分析及优化措施

克拉玛依石化公司1.5Mt/a延迟焦化装置加工原料为稠油,于2004年建成投产。装置包括电脱盐和脱钙系统、焦化系统、富气压缩吸收稳定系统三大部分,设计能耗为1798.02MJ/t原油,但2005年装置实际能耗为1967.70MJ/t原油,远超出设计值。该装置能耗构成中,燃料气占55%以上,蒸汽占34%,耗电占10%以上。减少燃料气、电耗和蒸汽消耗是降低装置能耗的关键。为此,实施如下改造措施:①对加热炉余热回收系统进行水热媒技术改造,以高压脱氧水为传热介质,实现热烟气和冷空气之间的热量交换,保证热管表面温度均匀,改造后加热炉排烟温度降至166℃,热空气入炉温度升至267℃,热效率超过90%的设计值。②优化装置操作,减少3.5MPa和1.0MPa蒸汽消耗;降低吸收稳定系统压力和解析塔底、稳定塔底温度,增加自产蒸汽量。③优化除焦操作,缩短除焦时间,为空冷器电机安装变频系统,以降低电耗。④降低焦化装置新水和循环水消耗。节能措施实施后,2009年装置能耗为1067.31MJ/t原油,比设计值降低730.71MJ/t原油,折合燃料油为21.44kg标油/t原油。     

低温热在气体分馏装置上的应用

中国石化洛阳分公司气体分馏装置原设计规模为30×104t/a,采用五塔流程,2008年扩能改造后,加工能力达到65×104t/a,实际采用四塔流程,由脱丙烷塔(T501)、脱乙烷塔(T502)、丙烯塔(T503AB/CD)、脱异丁烷塔(T504)组成。装置设计能耗为56.53kg标油/t原料,2009年装置实际能耗为51.77kg标油/t原料,但与同期中国石化先进装置能耗(37.34kg标油/t原料)相比,在蒸汽和电的单耗上,尚有差距。对此,提出实施催化装置低温热与气体分馏装置深度热联合,以及气体分馏装置内部低温优化,可取消气体分馏装置能级高的蒸汽热源,用低温热替代蒸汽伴热,蒸汽作为装置备用热源,可以节约0.3MPa蒸汽10t/h,降低装置综合能耗0.9个单位。     

S-Zorb装置热供料改造及效果分析

热供料是热联合的一种形式,上游装置的产品物流不经过冷却或不完全冷却,也不送至中间罐储存,而是直接引至下游装置作为进料,这样可以避免物料的冷却和再加热,减少换热网络的二次传热损失。永坪炼油厂900kt/a催化汽油吸附脱硫(S-Zorb)装置是国Ⅴ汽油产品质量升级项目,装置存在原料换热器换热效果差、原料加热炉负荷大、稳定塔温度低、能耗高、操作波动大等问题。经过热供料工艺技术改造后,将S-Zorb装置原料罐区供应改为直接由催化装置供应,进料温度由35℃提高至60~70℃,原料过滤器及换热器效率提高,加热炉负荷降低,瓦斯用量减少,稳定塔操作稳定性增强,节约催化装置循环水用量。S-Zorb装置热供料提高了装置操作稳定性,稳定塔的操作平稳率由96%提高到99%,产品馏出口合格率由97%提高到98.5%。在其他操作条件不变情况下,加热炉的燃料气用量每小时减少70m~3(标准)左右。