延迟焦化装置的能耗分析及节能途径探索

以某石化公司炼油厂1．2Mt／a延迟焦化装置为例。从延迟焦化系统和吸收脱硫系统两方面,对装置能耗结构进行了分析。分析表明燃料、电是主要的消耗能源,使用先进的工艺和设备技术是节能的关键,装置的设计处理能力是影响能耗的先决因素。若要进一步降低能耗以应对原料性质变化、节约电能,则优化换热流程、进行装置热联合是提高装置热回收率的途径之一;进一步强化对流换热,降低加热炉排烟温度、减少热损失、减少燃料消耗是进一步降低装置能耗的关键。     

延迟焦化装置有效能分析

洛阳石化1400kt/a延迟焦化装置由工艺生产和石油焦处理两大部分组成,分为8个生产单元。结合热力学第一定律和第二定律,从能量的数量和质量结合的角度出发,对该装置加热炉、换热器和空冷器进行有效能分析、计算,揭示了能量中的有效能在装置或设备中的转换、传递、利用和损失情况,从而获得单元换热设备的节能和改进措施。研究表明,延迟焦化装置主要用能设备中,有效能损失率较大的有加热炉F1101、空冷器A1121A~H,以及换热器E1120A/B、空冷器A1401A~H、换热器E1119A/B、换热器E1208。加热炉热负荷对装置能耗影响最大,占总热负荷的33.07%,是装置第一用能大户,装置节能工作应围绕提高加热炉热效率入手。空冷器A1115A~H、A1121A~H有效能利用效率均低于40%,热物流入口温度分别为118℃和140℃,应回收这部分低温热。     

洛阳石化延迟焦化装置节能分析

洛阳石化140×104t/a延迟焦化装置采用"一炉两塔"和"可灵活调节循环比"的工艺流程,2008年和2009年装置综合能耗分别为35.42kg标油/t和33.36kg标油/t,与设计值、中国石化平均水平(24.27kg标油/t)相比差距较大。综合分析,能耗较高的原因包括蜡油汽包产0.4MPa蒸汽未计入能耗、1.0MPa蒸汽放空、低温热回收系统未投用、蜡油热输出量小、装置加工负荷率低以及加热炉效率低等。为此,对装置采取用0.4MPa蒸汽替代1.0MPa蒸汽;回收分馏塔顶油气、接触冷却塔顶油气和冷焦水低温热量;增加稳定汽油热出料流程;增设节电变频设施,减少电耗;降低加热炉排烟温度和炉外壁温度;加热炉进料泵叶轮抽级或更换为小叶轮,降压节能;增上加热炉先进控制(APC)手段,保证加热炉最佳燃烧;加热炉出口管线保温及管托更新换型,增加空气预热器等措施,有效降低装置能耗。     

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。     

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。     

扬子石化延迟焦化装置节能措施及实施效果

扬子石化0.8Mt/a延迟焦化装置由于建成较早,加工工艺落后,2011年综合能耗达到23.04kg标油/t。结合装置特点,实施燃料气、蒸汽及用水节能措施。燃料气降耗方面,对达到使用年限的加热炉空气预热器热管进行部分更换,加热炉效率由90%提高至92%;使用气体脱硫装置的富余0.5MPa蒸汽作为热源,对燃料气进行加热,减少燃料气实际耗量5.16%。蒸汽节能方面,利用富余0.5MPa蒸汽替代1.0MPa蒸汽,节省1.0MPa蒸汽用量5.11t/h;随着装置凝结水回收项目的竣工,计划改用凝结水替代部分大吹汽蒸汽;同时,现场消除蒸汽漏点,更换腐蚀、减薄的碳钢管线,将其材质升级为不锈钢。节水方面,使用硫回收净化污水替代工业水,节省工业水用量7000t/a;拟将装置各点排放的凝结水集中回收,补入装置除氧罐或放水罐,进一步节省工业水用量。上述措施的实施,使装置能耗由2012年的22.93kg标油/t降至2013年的21.25kg标油/t,降幅达7.3%。     

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.     

炼油企业延迟焦化装置的节能技术改造

根据焦化装置的耗能特点，分析了延迟焦化装置的节能途径；以装置过程能量综合优化方法为指导，对我公司延迟焦化装置进行节能技术改造，通过提高装置处理量、优化换热流程以及回收低温热量，使该装置能耗大幅度降低。     

加氢裂化装置用能分析及节能措施

中国石化广州分公司1.2Mt/a加氢裂化装置由洛阳石化工程公司设计,采用抚顺石油化工科学研究院开发的FF-26/FC-26一段串联全循环加氢裂化工艺流程,装置开工后能耗一直处于较高水平。通过对能耗组成分析,发现装置实际能耗中电耗占46%～49%,燃料消耗占23%～29%,蒸汽消耗占14%～16%,与设计值差距较大。通过对装置高压贫胺液泵更换小叶轮、新氢压缩机应用Hydro COM气量调节系统,采取原料热进料,提高新氢纯度等节能改造,以及维持适宜氢油体积比(约为1000),降低热高压分离器和分馏进料加热炉温度,降低主汽提塔压力,提高装置负荷率等优化措施,装置能耗从2008年的1523MJ/t降低到2010年的1150MJ/t。同时指出,加氢裂化装置下一步可以通过增加变频电机、实施低温热利用、采用旋流脱烃等措施进一步降低能耗。     

综述提高焦化装置加工量措施

分析影响焦化装置加工量的主要工艺参数(生焦周期和循环比),以及与加工量相关的主要设备(加热炉、焦炭塔、分馏塔、大油气线等)对加工量的实际影响。生焦周期是指焦化装置焦炭塔的一个生产周期,其时间长短对产品质量基本没有影响,但是可以通过缩短生焦周期来提高焦炭塔的利用率,从而提高装置加工量。循环比是循环油与新鲜原料的比值,主要用来控制重蜡油的干点,其对装置加工量和产品质量都有很大影响,而且其可调节范围取决于装置所使用的工艺路线。加热炉的热效率直接决定装置的加工量,因此要提高装置加工量,必须对加热炉进行适当扩容。焦炭塔、分馏塔分别产生焦炭和液体产品,提高加工量后,产量会相应增加,需考虑其产能。另外,还要考虑大油气线结焦、分馏塔底结焦、加热炉管结焦、分馏塔顶结盐等问题。指出通过缩短生焦周期和降低循环比,可提高装置加工量15%左右,同时需对相关设备进行技改消缺和优化。     

延迟焦化装置回炼轻污油技术分析

石油炼制过程中．必然会产生各种轻污油,如何将这些轻污油回收利用,一直是困扰炼厂的难题。延迟焦化装置是炼厂重要的重油加工装置．对原料适应性较强。因此可将轻污油送至延迟焦化装置进行回炼。洛阳石化1400kt／a延迟焦化装置由洛阳石化工程公司设计,采用“可灵活调节循环比”工艺流程。洛阳焦化对轻污油流程进行改造,先后把轻污油回炼至焦炭塔、分馏塔。通过对轻污油回炼流程进行比较,确认轻污油回炼到分馏塔中段油回流最为合适。并通过对产品收率、装置能耗、产品质量进行分析,对回炼前后装置情况进行对比,指出了焦化装置回炼轻污油存在的问题。回炼轻污油后,能增加焦化装置汽、柴油收率,加热炉瓦斯耗量、装置能耗也会适当增大。提出改进措施：加强罐区脱水,关注轻污油组分分析;根据焦炭塔生产节点调整回炼量;加强对分馏塔压力、温度的监控等。     

提高延迟焦化装置原料适应性及轻质油收率的措施

中小型炼油厂常减压蒸馏装置能力不足,原料油不稳定,品种既多且杂,加之下游缺乏焦化蜡油加工手段,如何提高延迟焦化装置原料适应性以及轻质油收率,是面临的问题之一。工艺流程选择上,采取原料油进换热器换热→原料缓冲罐→两级电脱盐→换热器换热→再换热→分馏塔分馏的方案,采用三级电脱盐工艺;焦化分馏塔兼作常压蒸馏塔,原油在焦化分馏塔内进行闪蒸,以拔出其中的直馏轻组分,同时与焦化反应产物一并分离,使装置具有常压蒸馏装置和焦化装置的双重功能。提出了原料油经换热、脱盐再换热后进焦化分馏塔分馏,采用大循环比操作,以及相应的防结盐、防结焦和提高轻质油收率的措施。运行经验表明,优化原料油换热流程,增加电脱盐部分及循环比的调节,可以使延迟焦化装置对重质原料油、常渣、减渣进料都有很好的适应性;完善分馏系统、吸收稳定系统及大循环比操作,可以提高轻质油收率;相应采用有效的防结盐、结焦措施,可以提高装置的运行稳定性。     

延迟焦化加热炉存在问题分析与整改

惠州炼油420×104t/a延迟焦化装置加热炉采用美国FW公司双面辐射斜面阶梯炉,每台加热炉由6个辐射室、1个对流室组成。每个辐射管程设置单独的一个炉膛。共用的对流室安装在辐射室上,用于原料预热和蒸汽过热。该加热炉运行16月后,出现对流炉管结焦、排烟温度上升、部分炉管堵塞等问题。造成对流段结焦的主要影响因素,是回炼催化油浆以及注水温度相对偏低,导致渣油中沥青质析出;排烟温度高的主要影响因素是炉管结焦与对流段取热不足。对此,增加两排对流管、一排注水管、一排低低压蒸汽过热管。操作方面,主要优化措施有:停止催化油浆进焦化回炼,提高注水温度,注水方式从单点注水改为两点注水;同时平稳操作,减少焦粉携带。通过技术改造与操作优化,加热炉运行平稳,排烟温度显著降低,基本消除了加热炉对流段的结焦因素,加热炉在线清焦周期明显延长。