催化裂化干气制乙苯装置苯耗高的原因分析及改进措施探讨

从原料组成、反应产物吸收稳定系统、精馏分离过程等方面分析了大连石化公司催化裂化干气制乙苯装置苯耗较高的原因。总结了历年来在降低装置苯耗方面所采取的措施,即加强对原料催化裂化干气及苯质量指标的监控,优化烃化／反烃化反应控制,优化吸收稳定系统及精馏分离系统。分析了制约装置苯耗进一步降低的主要因素。提出了进一步完善催化裂化干气制乙苯第二代技术和利用催化裂化干气制乙苯第三代技术对装置进行改造的两种进一步降低苯耗的设想方案。     

大连石化干气制乙苯装置催化剂运行状况分析

大连石化10×104t/a催化裂化干气制乙苯装置,是目前世界上唯一一套采用催化裂化干气制乙苯第二代技术并保持长周期运行的大型装置。乙苯装置烷基化单元包括烷基化/烷基转移反应部分、吸收稳定部分,采用固定床反应器。其中,烷基化反应器采用多段冷激式,催化干气不需特殊精制、不需加压,分段直接进入反应器,反应温度、压力较低,乙苯收率较高。对2007年8月～2009年1月期间R-103/R-104催化剂运行数据分析看出:大连石化乙苯装置目前采用的3884A1型和3884B型气相烷基化催化剂,以及3884A2型气相烷基转移催化剂,能够满足技术指标及生产需要;同时,从原料催化干气品质、原料苯品质、催化干气进料量、反应温升控制与调节等方面进行总结,对指导装置运行、了解催化裂化干气制乙苯第二代技术的工业化应用,具有现实意义。对气相烷基化催化剂、气相烷基转移催化剂再生工艺的阐述,以及影响催化剂再生周期因素的分析,为干气制乙苯装置长期稳定运行提供借鉴。     

洛阳石化二套联合催化装置能耗升高的原因及对策

中国石化洛阳分公司二套联合催化装置设计为140×104t/a同轴式重油催化裂化装置。2008年5月进行FDFCC-Ⅲ技术改造,进料性质由减压蜡油改为加氢蜡油后,装置的能耗基本维持在65kg标油/t原料以下。2010年6~8月份能耗分别为66.51kg标油/t原料、79.90kg标油/t原料和71.3kg标油/t原料,均超出年度能耗目标值65kg标油/t原料。深度分析显示,装置设备运行异常,非计划停工、检修,是造成装置生焦率、电耗、蒸汽升高的主要原因;计量检测仪表不准,能耗统计、分摊及进出热物料的平衡计算是造成装置能耗升高的次要原因。通过提高设备检修质量,加强设备维护管理,避免非计划停工,以及认真统计、核算,上报相关数据等措施,9月份装置的能耗降为60.83kg标油/t,较8月份的71.3kg标油/t原料,降低了10.47kg标油/t原料。装置1~9月份累计能耗达到65.35kg标油/t原料,已接近2010年能耗目标值65kg标油/t原料。     

蜡油加氢装置节能优化分析

中国石化洛阳分公司220×104t/a蜡油加氢装置设计年开工时数8400h,主要由反应部分(包括新氢、循化氢压缩机、循环氢脱硫)、分馏部分、富氢气体脱硫部分、热回收和产汽系统以及蜡油加氢处理装置公用工程部分等组成。主要生产低硫含量的精制蜡油,为催化裂化装置提供优质原料,同时副产少量石脑油和柴油,富氢气体经脱硫后去制氢装置作原料。装置于2009年5月20日一次开车成功,设计能耗为12.96kg标油/t。开工运行一周年以来,蜡油加氢处理装置通过开展装置优化,节水、节电、节气,增大装置加工负荷,大幅降低了能耗。2009年蜡油加氢处理装置累计综合能耗为12.46kg标油/t,达到设计要求。2010年,通过节能优化措施,综合能耗从2009年的12.46kg标油/t降至8.85kg标油/t,下降3.46kg标油/t,降幅达29%,在中国石化(Sinopec)同类装置中名列前茅。     

九江石化聚丙烯装置节能分析与措施

九江石化聚丙烯装置采用国产化单环管液相本体聚合工艺和DCS、ESD控制技术,于1998年6月投产,原设计产能为70kt/a,2002年通过扩能改造,实际产能达到120kt/a以上。该装置设计能耗为186kg标油/t聚丙烯,设计各工质单耗分别为新鲜水0.5t/t,能耗为0.09kg标油/t;循环水150t/t,能耗为15kg标油/t;1.0MPa蒸汽0.4t/t,能耗为30kg标油/t;脱盐水0.2t/t,能耗为0.5kg标油/t;电耗467t/t,能耗为140kg标油/t。随着聚丙烯新工艺、新技术的工业化应用,单环管工艺聚丙烯装置在产品竞争力上渐趋劣势。对该装置能耗进行分析,确立电能、循环水、蒸汽是影响装置能耗的主要因素;并从工艺操作、设备运行以及技术改造等方面实施节能优化,该装置2013年能耗(90.46kg标油/t)较2011年和2012年分别下降15.84kg标油/t和7.99kg标油/t,在节约电能和循环水消耗方面尤其显著。     

延迟焦化装置用能潜力分析与途径

洛阳石化140×104t/a延迟焦化装置采用"一炉两塔"工艺流程和"可灵活调节循环比"工艺技术,装置设计能耗为26.71kg标油/t,但2009年装置综合能耗为33.36kg标油/t。能耗分析显示,低温热回收系统未投用、0.4MPa蒸汽不计能耗和加工负荷较低等因素,是造成装置能耗偏高的主要原因。消除以上影响因素,装置实际能耗应在21kg标油/t左右。通过优化工艺设备操作,投用节能设施,加强节能管理,减少蒸汽、水等介质消耗,增加热输出等措施,2010装置能耗得到明显下降。1～10月份装置累计综合能耗为25.35kg标油/t,低于设计值,较2009年同期下降了8.5kg标油/t,较2009年全年下降8.01kg标油/t。特别是2010年10月份,装置能耗为20.12kg标油/t,较去年同期下降12.40kg标油/t,低于2009年中国石化集团平均能耗3.87kg标油/t。     

3.0Mt/a柴油加氢精制装置节能降耗技术分析

中国石化高桥分公司4号柴油加氢精制装置设计规模3.0Mt/a,反应部分采用炉前部分混氢热高分方案,分馏部分采用硫化氢汽提塔加分馏塔出柴油和石脑油方案,设计原料油为直馏柴油(占74.74%)、焦化汽油(占8.33%)和焦化柴油(占16.93%),设计能耗为13.99kg标油/t。通过对装置满负荷标定分析数据进行能耗分析和研究,发现电耗、3.5MPa蒸汽和燃料气在装置总能耗中占比较高,分别为20%~23%,66%~67%和63%~66%。通过将原料中直馏柴油和催化柴油由冷进料切换为热进料,增上8.0MPa氢气管网,新氢增压机应用可调余隙调节系统,反应进料泵和贫胺液升压泵叶轮切割改造,在原料油升压泵、热低分气空冷器、分馏塔顶空冷器和产品柴油空冷器增上变频器,对分馏系统进行优化调整等措施,使装置能耗从2008年标定的12.81kg标油/t降至2015年的9.61kg标油/t。     

Ⅰ套催化裂化装置改完全再生后能耗分析及优化措施

洛阳分公司1套催化裂化装置,原设计蜡油加工能力为200×104t/a;2000～2001年,装置引进UOP技术改造后,达到140×104t/a重油加工能力;2010年5月5日,装置再生形式由常规再生改为完全再生,达到了改善产品分布,提高附加值产品收率的目的。改为完全再生后,再生剂定碳下降0.10%以下,焦炭产率下降约0.25%。但催化装置总能耗约增加11kg标油/t,主要是用电能耗上升,增加约3.63kg标油/t,余热能产汽量下降,能耗增加11.01kg标油/t。对能耗影响因素进行分析,并结合生产实际提出措施,包括实现2台风机平稳、满负荷运行,节约电能,优化操作,增加装置热量回收,以及降低焦炭产率等,能耗有所降低。提出增上新主风机及配套烟机,对余热锅炉按完全再生方式进行适应性改造等建议,以满足完全再生形式下,装置平稳运行、降低能耗的需求。     

炼油企业节能技术应用实践

与国外先进水平相比,我国炼油企业普遍能耗较高。截止到2008年12月,中国石化(Sinopec)炼油综合能耗累计为63.78kg标油/t,其中燕山石化降幅10.01kg标油/t,海南炼化降幅7.03kg标油/t,广州石化降幅5.29kg标油/t,金陵石化降幅4.49kg标油/t等。洛阳石化综合能耗为67.39kg标油/t,高于中国石化平均水平3.61kg标油/t。调查显示,茂名石化通过优化油罐加热维温和管线蒸汽伴热方式,采用低温热源作伴热及罐区维温,减少蒸汽消耗、提高中压蒸汽系统供汽压力,确保中压蒸汽透平机组效率,抓好优化节电项目实施投用;高桥石化通过实施装置技术改造,优化工艺过程、减少工艺用汽,优化装置发汽、增加蒸汽外输;齐鲁石化通过延迟焦化装置-CFB锅炉低温余热综合利用,含硫污水双塔汽提装置节水减排等措施,分别实现了节能增效。提出通过操作优化、新工艺应用、技术改造、设备更新和管理创新等,有效降低洛阳石化的炼油能耗。     

节能设备在加氢裂化装置上的应用

以某石化公司为例,对加氢裂化装置应用高压绕管式换热器和往复式压缩机气量无级调节系统(HydroCOM),并对高压空冷器进行改造,实现装置节能进行总结.高压绕管式换热器具有占地面积小,换热效率高,换热面积大,制造成本低等特点,相应节省燃料消耗,降低设备制造费用.装置设计能耗为45.39kg标油/t,实际标定能耗为36.77kg标油/t,仅为设计值的81％.按照同比例折算后,每年节约燃料费用1569.9万元.气量无级调节系统投用后,往复式压缩机的轴功率随加工负荷的降低而降低,低负荷运行时,功率消耗明显下降,且100％满负荷运行时,相比投用HydroCOM系统前,电流下降约30A,每小时节电约300kW.h,也能起到节能作用.针对该加氢裂化装置夏季高压空冷器冷后温度偏高问题进行改造:采用升力系数大、升阻比高的新一代HY高效叶片;将摩擦传动改为同步传动.改造后冷后温度下降3～4C,循环氢压缩机汽耗下降0.5t/h,且投资回收期只需4个月.