3.2Mt/a加氢处理装置节能途径可行性分析与探讨

介绍中国石化青岛炼油化工有限责任公司加氢处理装置的设计能耗与标定能耗,分析装置标定能耗降低的影响因素。根据装置的运行情况,提出了在一台往复压缩机上装备Hydrocom气量无级调节控制系统、用0.45MPa蒸汽替代1.0MPa蒸汽进行伴热和高压贫胺液增压泵改造三项节能技术改造措施,并从理论上分析与探讨了节能改造的可行性。     

延迟焦化焦炭塔大吹汽节能改造

中国石油化工股份有限公司塔河分公司1号延迟焦化装置焦炭塔大吹汽过程时间为2.5 h,1.0 MPa蒸汽耗量平均为8 t/h,另外由于焦化大吹汽只是在换塔时间断使用1.0 MPa蒸汽,用汽时的锅炉负荷峰值对全厂锅炉负荷冲击很大。通过技术改造在1号延迟焦化装置成功应用凝结水智能喷雾系统,最终按节省蒸汽60%用量进行调试,确定了焦化大吹汽最佳蒸汽凝结水配比,工艺参数均保持正常(其中塔底温度保持在100℃,塔顶压力保持在0.04 MPa),生产未发生异常震动现象,焦炭质量合格,挥发分在9.5%左右。改造后1号延迟焦化大吹汽过程1.0 MPa蒸汽耗量下降了60%,降低了装置能耗,减少了全厂蒸汽管网波动,回收了装置凝结水低温余热。     

海南炼化蒸汽平衡优化分析

针对海南炼化800万吨/年炼油项目投产初期3.5MPa蒸汽过剩问题,增上15MW的抽凝式中压蒸汽发电机组,降低全厂能耗2.4kgEo/t;新投产的60万吨/年对二甲苯装置配套20MW的全凝式低低压蒸汽发电机组,投产后提出利用该机组富裕量对过剩1.0MPa蒸汽进行合理利用;结合目前的蒸汽利用现状,建议近期第二套60万吨/年对二甲苯装置规划设计中,将异构化循环氢压缩机的汽轮机驱动透平由3.5MPa蒸汽改用0.45MPa蒸汽,进一步提高全厂蒸汽利用水平;结合公司远期炼油发展规划,对蒸汽平衡进行测算分析,提出优化建议。     

连续重整装置余热锅炉的余热再利用

对中国石油辽河石化公司的连续重整装置余热锅炉连续排水系统和2.2 MPa蒸汽凝结水系统进行了改造。结果表明,装置改造后,二者余热回收量分别为1 196.9,836.14 MJ/h,每年节约的总伴热费用为467.86万元;此外,还提高了装置的伴热效率,避免了冻凝现象的发生,达到了排污余热再利用的目的。     

柴油加氢装置汽包降压操作的效果分析

为了解决中国石化洛阳分公司柴油加氢装置柴油质量升级后,精制柴油出装置温度超过工艺卡片上限(55℃)的问题,采用在现有1.0 MPa蒸汽流程后增加1条支路,并入0.3 MPa蒸汽主管线,并将柴油加氢装置汽包操作压力由1.0 MPa降至0.45 MPa的改进措施。结果表明:改进后,精制柴油出装置温度降至53℃,精制柴油出装置空冷器减少了3台,0.3 MPa汽包蒸汽产量为12.6 t/h,节约能耗0.91 kg/t(以标准油计),反应加热炉的操作难度也得到降低。     

连续催化重整装置流程模拟与优化

应用Aspen HYSYS软件对中国石化洛阳分公司700 kt/a连续催化重整（简称重整）装置进行流程模拟,得到了与装置实际操作接近的理想模型。通过模型对重整预加氢分馏塔C101操作参数、重整生成油换热流程进行优化,并模拟反应温度对重整汽油辛烷值桶、芳烃收率、纯氢收率等产品指标及积碳速率的影响。结果表明：优化后重整进料中C5组分的质量分数由优化前的3.06%降至2.40%,C101塔底再沸炉瓦斯耗量减少94 m³/h;优化重整生成油换热流程后,重整脱戊烷油热供芳烃温度由70℃提高至95℃,下游芳烃装置3.5MPa蒸汽耗量降低2t/h,重整生成油脱戊烷塔塔底再沸炉瓦斯耗量减少20 m³/h,C101塔顶两台空气冷却器停运,节电248kW.h;结合装置烧焦能力,确定了重整装置适宜的反应温度为520℃。通过上述优化措施,连续重整装置效益可增加 1 358万元/a。     

SINOALKY硫酸法烷基化装置用能分析及优化

介绍了0.20 Mt/a SINOALKY硫酸法烷基化装置的能耗现状,分析了1.0 MPa蒸汽、循环水和除盐水耗量高的原因,采取了分馏塔降温降压操作、停用反应流出物酸碱水洗流程、降低制冷压缩机防喘振流量、优化节水等4方面的措施,共减少1.0 MPa蒸汽耗量9 t/h、3.5 MPa蒸汽耗量3 t/h、除盐水耗量7 t/h、用电量102.95 kW?h、用水340 t/h,综合测算,装置能耗已由开工初期的6 064.762 MJ/t降低至2019年12月的4 598 MJ/t以下。结合装置实际情况,提出了回收利用工艺介质低温热、回收利用凝结水低温热、增设机泵变频等建议,为装置下一步节能优化指明了方向。     

制氢装置中温变换流程改造

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司制氢装置采用轻烃水蒸气制氢技术。装置自2009年开工以来,中变气进空气冷却器入口温度及除盐水换热后进除氧器的上水温度均超出设计值,存在PSA联锁停车风险及水气系统管线氧腐蚀等问题。对中温变换流程进行如下改造:在第一分水罐后面增设1台蒸汽发生器,并拆除除盐水预热器限流孔板。装置改造后,解决了中温变换后路热量过多的问题,利用中温变换余热可产出0.5 MPa蒸汽外送管网,产生经济效益约604.8×104RMB$/a;空冷风机由停工前的4台全开,改为目前的2开2备,可节约电费约19×104RMB$/a;利用自产的0.5 MPa蒸汽代替1.0 MPa蒸汽,满足生产要求,装置能耗可降低4 186.8 MJ/t;除氧器上水温度得到有效控制后,自产除氧水除氧效果改善明显,有利于制氢装置的长周期安全生产。     

延迟焦化装置焦炭塔大吹汽节能技术改造

对中国石油兰州石化公司120万t/a延迟焦化装置焦炭塔大吹汽进行了节能改造,并对改造效果进行了分析。结果表明:通过采取增设智能雾化系统并配备可编程逻辑控制(PLC)技术,使用104℃除氧水代替部分1.0 MPa蒸汽,控制除氧水/蒸汽(质量比)为3∶5的改造措施后,焦炭塔冷焦操作平稳,冷焦效果好,焦炭挥发分质量分数均值为9%,可满足质量指标要求;同时,节约蒸汽用量5670 t/a,增加除氧水用量4095 t/a,可增效86.01万元/a,装置综合能耗(以标准油计)降低0.399 kg/t。     

重油催化裂化与苯乙烯装置的热联合节能

针对重油催化裂化装置热能过剩和苯乙烯装置高耗能的状况,分析了该联合装置的各自用能,提出了重油催化裂化与苯乙烯装置热联合的节能设想。通过合理的技术改造回收重油催化装置的过剩热并以蒸汽供热形式来满足苯乙烯装置所需用能,不仅解决重油催化裂化装置的取热瓶颈问题,降低炼油装置综合能耗,而且基本解决苯乙烯装置所需蒸汽消耗,优化了苯乙烯的生产成本,节能增效成果显著。生产运行表明,两装置热联合改造实施后,重油催化装置增产3.5 MPa的蒸汽11 t/h,而且有3.5 MPa的蒸汽26.5 t/h和1.0 MPa的蒸汽16.5 t/h作为动力源得到梯级利用,使炼油装置能耗降低291.82 MJ/t,联合装置节能增效2 507.201×104RMB$。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

四川盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性

目前,我国的氦气资源主要依赖进口,寻找大中型高含氦天然气田是改变这一现状最现实的途径。为此,对四川盆地威远地区高含氦天然气藏的成藏机理和氦气来源进行了分析,以探讨在该盆地前震旦系勘探高含氦天然气藏的可行性。首先根据盆地周缘12条野外露头剖面和4口钻穿震旦系单井的资料,系统分析了前震旦系的岩石学、沉积相、烃源岩等特征,认为前震旦系发育的沉积地层为南华系,东南缘露头剖面的地层序列为南沱组、大塘坡组、古城组和莲沱组,推测盆地内部可能发育相同的地层序列;南沱组、古城组和莲沱组主要为冰川沉积,为砂砾岩夹泥岩;而大塘坡组为间冰期沉积,发育一套砂泥岩地层,其下部泥页岩的有机质含量高,为较好烃源岩。进一步的研究表明:南沱组砂砾岩储层、大塘坡组烃源岩和地层中侵入的花岗岩"氦源岩"可形成较好的高含氦天然气藏成藏组合;前震旦系沉积岩的分布主要受早期裂谷控制,在裂谷内部充填厚层的沉积岩地层。结合地震资料预测了威远—资阳地区沉积岩和花岗岩的分布,结论认为在资阳地区对震旦系—前震旦系进行高含氦天然气藏的勘探是可行的。     

水平井多级压裂管柱力学、数学模型的建立与应用

水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开发页岩气藏和低渗透油气藏而发展起来的一项新技术,但随之出现了压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。针对该复杂的力学、数学问题,根据水平井多段压裂工艺管柱受力特点,建立了悬挂封隔器以下,多封隔器坐封、开启压差滑套和开启投球滑套3种工况的力学模型,并根据各工况的受力特征,建立了这3种工况管柱力学计算的数学模型。根据弹性力学理论中厚壁筒的Lame公式和Von Mises应力计算公式,推导出了管柱受内压力、外挤力和轴向应力共同作用下油管柱安全性评价的等效应力计算数学模型,建立了多级压裂管柱力学强度安全评价的数学模型;根据已建立的水平井多封隔器管柱力学计算的数学模型,开发了水平井多级压裂管柱力学安全评价的实用软件。该研究成果已经在新疆塔里木盆地塔河油田某气井得到了应用和验证,取得了很好的效果,为水平井多级压裂管柱安全工作参数的优化设计和安全性评价提供了理论依据和简便可靠的技术手段。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。