常减压装置加工高酸原油工艺方案探讨

以3.5×106t/a常减压装置为例,对加工高酸原油优化工艺方案进行探讨,并提出以下工艺方案:①采用闪蒸-常压蒸馏-减压蒸馏的工艺流程;②优化换热网络,适当降低换热终温;③常压塔设置常顶循环回流;④加强和重视工艺防腐措施.     

燕化第三套常减压装置加热炉出口温度优化

中国石化股份有限公司北京燕山分公司炼油厂Ⅲ套常减压装置于2005年3月进行技术改造,设计在管输大庆原油中掺炼33%的俄罗斯进口原油,加工能力为2.5 Mt/a,掺炼轻质进口原油后,原油密度、酸值、硫含量等性质变化较大,原油性质变轻.燕化Ⅲ套常减压装置常压加热炉出口控制温度为369℃,减压加热炉出口控制温度为395℃.装置加热炉原有控制温度高于实际生产需要,在保证常压和减压产品收率的情况下,装置将常压炉出口温度由369℃降低到364℃,减压炉出口温度由395℃降低到380℃.降低常压炉出口温度后,常压总收率保持在46%±0.5%,常压渣油350℃馏出保持在5%左右,两项指标都基本和降温之前持平;常压炉出口降低4℃,每年可以为装置节约1 328 吨燃料油;减压炉出口温度降低幅度为15℃,减压炉出口温度降低后,采取了两项措施保证减压侧线收率和产品质量:一是增加减压塔塔底汽提蒸汽量,二是开减压侧线下馏出口,采取以上两项措施后,减压炉降低温度前后减二线收率基本在10.5%士0.5%,减三线收率基本在8.5%士0.5%、减四线收率基本在3.6%士0.5%,降低减炉出口温度后一年可以节约975吨燃料油.在加热炉操作方面,常炉炉膛温度降低了40℃,四路分支温度降低了4℃;减炉炉膛温度降低了100℃,四路分支温度降低了7℃.通过降低常压和减压加热炉炉出口温度不仅使装置燃动能耗下降0.6千克标油/吨,而且还保证了装置安全长周期运行.     

500万吨/年常减压装置换热网络优化改造

某炼油厂500万吨/年常减压装置于2005年3月首次投产正常生产运行,2009年8月进行了换热网络优化改造及材质适应性改造,2012年8月基于全厂加工流程的优化考虑,停开了常减压蒸馏装置的减压系统,换热网络长时间不能处于最佳匹配状态,出现了柴油、常渣出装置温度过高、原油换热终温低、常压炉热负荷增加、装置能耗偏高等一系列问题。因此2015年重新进行换热网络核算和优化,对装置进行必要的技术改造来达到节能降耗目的,装置改造后投入正常的生产运行,原油换热终温最高达293.6℃,装置综合能耗降到6.26 kg EO/t。     

预防常压装置系统腐蚀的措施

常压装置运行过程中,实现对原油的加工,由于原油中含有腐蚀介质,因此,极易给常压装置带来腐蚀,影响到常压装置的安全运行。因此,有必要研究常压装置烯烃腐蚀的预防措施,提高装置的耐腐蚀特性,延长装置的长周期运行的效率,降低炼油化工生产的成本。     

原油常压蒸馏装置模拟与优化

以200×10~4 t/a原油常压蒸馏装置为对象,采用Aspen Hysys流程模拟软件,建立了与实际工况相符的稳态模型,利用此模型,确定了常一线不同生产模式下最佳的操作调整方案,找出了常压渣油350℃馏出量与常压塔底蒸汽量、常压炉出口温度的关系。通过将常压塔底蒸汽量提高至2.6 t/h,常压炉出口温度提高至362℃,常压渣油350℃馏出量由8.5%下降至5%,常压装置拔出率由40.4%提高至42.6%,实现装置增效910万元/年。     

加氢裂化分馏系统的腐蚀防护思路

结合金陵石化公司炼油厂加氢裂化装置技术改造过程,分析了含硫原油加工对加氢裂化装置系统腐蚀情况,并提出相应的腐蚀防护措施.本套装置自投产以来.经历了2次炼制高含硫原油的扩能技术改造,加工原油处理量由800kt/a增加到1.2Mt/a;原油硫质量分数由0.3%～0.5%逐渐上升到平均硫质量分数1.5%左右,最高达2.5%,使本套装置加工原油的能力大大提高,同时对处理劣质原油特别是高含硫原油的设备腐蚀问题找到了一些解决办法.提出相应的应对方法和腐蚀防护思路.     

高压含气原油凝点测量新方法

针对常规测量方法只能测量常压下脱气原油凝点的不足,提出了落球法测量高压含气原油凝点的新方法,分析了测量的原理,设计了一套高压含气原油凝点测量装置,比较了该装置和常规方法对常压脱气原油的测量结果,测量了不同溶解气油比、不同压力下含气原油的凝点,分析了压力和溶解气对原油凝点的影响。结果表明,对于常压脱气原油,该装置的测量结果与常规方法吻合。压力对原油的凝点有一定的影响,随压力的升高凝点上升,在本试验条件下,压力每上升2MPa,凝点上升0.7℃;溶解气油比对原油的凝点有影响,含气原油的凝点低于脱气原油的凝点,对所研究的油样来说,溶解气油比每增加10m³·m^-3,凝点大约降低1℃。本研究结果可为高含蜡油田的生产管理和油气集输设计提供依据。     

常压蒸馏装置加工重质塔河原油

针对常压蒸馏装置由加工常规性质的中原、塔里木等原油转向全部加工重质塔河原油这一变化，从原油分析评价入手，指出了生产方案调整及采取的技术措施，总结了常压装置全炼塔河原油的经验，为今后装置加工重质原油提供了操作依据。     

常减压装置防腐分析

近几年,为降低原油采购成本,增加经济效益,常减压装置掺炼高含硫、高酸值原油的比例越来越高。现本公司常减压装置加工原油平均硫含量达到2．3％左右,平均酸值0．2mgKOH／g,已接近装置设计值,原油性质的不断劣质化,尤其是在掺炼卡斯蒂利亚等重质高硫原油及凝析等轻质原油时对装置的平稳、优质运行影响尤为明显,随着对设备腐蚀程度的不断加大,其危害已渐显露,对装置长周期、安全、平稳运行造成一定影响。为此要加大装置工艺防腐技术改造的投入,升级部分设备、管线,提高装置加工劣质原油的适应能力。     

超声波原油破乳脱水脱盐工业试验

在陕西延长石油(集团)有限责任公司永坪炼油厂250万吨/年常压装置250万t/a常压装置上进行了延长原油电脱盐超声破乳工业试验,介绍了工艺流程、超声波破乳原理及详细的试验过程。结果表明,用超声波完全替代化学破乳剂后,原油的盐含量由脱前的50.0～120.0mg/L达到脱后小于5.0mg/L的指标要求,同时三个电脱盐罐的电流均有下降,且电脱盐操作运行平稳。     

异形仿生换热器壳侧对流换热的高效低阻特性研究

开发高效低阻换热器是提升系统能量转化效率的重要途径,对于船舶航运工业和海上石油平台等海洋工程以及石油钻井平台等领域具有重要的意义。受鲨鱼鳃裂结构启发,设计了一种适用于受限空间内的异形仿生换热器,大幅释放空间,并提高了换热器的集成性。通过在换热器壳程添加四种不同形式的折流板,并在进口端引入“间隙流”,模拟分析了换热器壳侧流场、压力场和温度场的分布规律,并对比了不同Reynolds数下换热器的性能差异。结果表明,阶梯式隔板换热器可达到低阻特性,流速为0.5 m/s时,壳程压降相比于弓形折流板换热器和交错类折流板换热器分别下降了约82%和65%;当Reynolds数在15000~35000之间（流速约为0.63~1.46 m/s）时,进口间隙交错折流板换热器的高效低阻特性优势明显,比弓形折流板换热器提升了约12%;当Reynolds数大于35000即流速高于1.46 m/s时,阶梯式隔板换热器的综合性能比弓形折流板换热器高出约5%,可适用于对壳程压降要求更高的应用环境。给出了不同工况下的换热器综合性能评价图,为实际应用和设计分析提供指导。     

考虑关键换热器备用的原油预热系统清垢周期优化

原油结垢是原油预热过程面临的一个严峻问题,它使换热器的传热系数降低,影响正常的生产过程。应对原油预热过程的结垢问题最普遍的方法就是对换热器进行周期清洁,并优化清洁周期。许多结垢严重的行业都采用换热器备用的方式来减少因换热器离线造成的热回收减小,但原油预热系统尚未考虑,因而进一步考虑了关键换热器的备用来进行原油预热系统清垢周期优化。首先选取关键换热器,再通过模拟退火算法进行清洁周期优化。应用所提出的方法对简化的原油预热系统进行了清垢周期优化,结果显示,考虑换热器备用时所得到的清垢周期经济效益更好。     

500万t/a常压装置标定能耗分析及预测

中国石油某石化公司500万t/a常压蒸馏装置标定数据显示该装置能耗远低于同类装置能耗水平。从影响装置能耗的各个方面,对比分析了该装置标定能耗与设计能耗之间的差别。通过对比发现,装置区建立联合装置,可以有效提高换热终温;大型机泵电机采用变频可以降低装置电耗。通过分析五套不同地区常压装置的运行能耗及原料性质参数Cp值,发现两者之间存在近似线性关系,对预测常压装置能耗有积极意义。     

内外取热器影响装置长周期运行的因素及对策

内外取热器失效的主要表现形式为管束泄漏和翅片管变形,其主要原因是冲蚀磨损、腐蚀穿孔、焊接缺陷以及结构不合理等。文章就60 Mt/a重油催化裂化装置取热器在生产运行过程中出现的问题、影响因素、管理缺陷以及技改后所取得的成效加以分析,以期延长外取热器使用寿命,节能降耗,促进装置安稳长满优运行的目的。     

基于知识及遗传退火混合算法的翅片管换热器管路优化方法

通过在现有方法中引入专业知识及模拟退火算法;提出了一种基于知识及遗传退火混合算法的换热器管路连接优化方法。以一个实际翅片管换热器为例;在满足实际制造工艺的约束条件下;以换热器换热能力最大为优化目标对提出的方法进行了验证。结果表明;基于知识及遗传退火混合算法得到的最优管路连接中;各支路均匀交叉分布于空气流中;且所含换热管数目相等;避免了流体在不同支路之间换热不平衡的问题;优化后得到换热器的换热能力比优化前提高22％;比单纯基于遗传算法的优化方法得到换热器的换热能力提高10.3％。     

板翅式换热器在燃油燃气锅炉余热回收中的应用研究

燃油燃气锅炉排放的烟气多为低品味余热,传统余热回收装置体积大,空间布置困难,且成本高,经济性差。为此,本文采用板翅式换热器作为燃油锅炉余热回收装置,对其进行了余热回收实验和经济性评价。实验表明其节能环保功效优于传统的余热回收装置,且成本低、投资回收期短、使用寿命长,具有良好的推广应用价值。     

基于智能预测和机理模型的换热网络清洗决策

原油石化装置的换热器常受到结垢影响,导致换热器性能衰退严重,换热网络性能也会随之衰退,同时换热器之间的耦合关系,导致不同换热器的性能衰退对换热网络整体性能变化的影响不同。以往的清洗决策主要是根据单台换热器性能衰退到一定程度来制定的,这会导致换热网络整体可能处在较差的运行状态。因此,本文提出一种基于智能预测和机理模型的换热网络清洗决策方法,基于换热器的运行数据建立智能预测模型,获得换热器性能变化趋势,结合换热网络的性能模拟模型,进一步获得换热网络的性能变化趋势,从而从换热网络整体性能变化的角度来制定清洗方案。研究表明,对收集到的原油换热器运行数据,建立神经网络预测模型,具有较好的预测精度。通过对原油精馏装置换热网络的案例分析,当HE1、HE2和HE5三台换热器同时发生性能衰退时,换热网络年度公用工程能耗费用将增加12.1%。与传统基于单台换热器性能衰退情况制定的清洗方案相比,从换热网络整体性能衰退角度制定的清洗方案,年度额外公用工程费用减少13.1%,损失费用减少14.1%,年度总费用减少13.8%,而清洗次数仅增加3台次。     

Retrofitting of the Heat Exchanger Network with Steam Generation in a Crude Oil Distillation Unit

Steam generation through hot streams has an important impact on the utility consumption of a crude oil distillation unit. Retrofitting of the heat exchanger network with steam generation in a crude oil distillation unit is studied with regard to efficient energy usage. The grand composite curve is employed to provide insights into the steam generation problem, and a mixed‐integer linear programming model, presented previously for heat integration through hot discharges/feeds and steam generation, is used to obtain the optimal parameters for steam generation. Three heuristic rules are then proposed to determine suitable hot streams for steam generation. Finally, the heat exchanger network is modified based on pinch technology. After the retrofit, the hot and cold utility decrease.     

常减压新型流程的节能效果

提出了一种新型常减压流程 ,并利用大型化工工程软件PRO/II对其进行了模拟 .模拟结果表明 :新流程能较好的达到所需的换热要求 ;同时在常压拔出率较传统流程提高 0 .9%的情况下 ,新流程可节能 1 8.3% .另外 ,在减压炉能耗保持不变的情况下 ,带深拔段的新流程可使减压段拔出率提高 0 .46% .文中还利用阈值法对新流程设计了换热网络 ,模拟计算结果进一步验证了新流程节能效果和良好的应用前景 .     

Second‐Law Based Thermodynamic Analysis of a Novel Heat Exchanger

In the present investigation, second‐law based thermodynamics analysis was applied to a new heat exchanger with helical baffles. The helical baffles are designed as quadrant ellipses and each baffle occupies one quadrant of the cross‐section of the shell side. Experimental tests were carried out with cold water in the tube side with a constant flow rate, and hot oil on the shell side with flow rate range from 4–24 m³/h. The temperatures and pressures for the inlet and outlet of both sides were measured. The heat transfer, pressure drop, entropy generation, and exergy loss of the new heat exchanger were investigated and compared with the results for a conventional shell‐and‐tube heat exchanger with segmental baffles. The computed results indicated that both the entropy generation number and exergy losses of the new heat exchanger design are lower than those of the heat exchanger with segmental baffles, which means that the novel heat exchanger has a higher efficiency than the heat exchanger with segmental baffles, from the second‐law based thermodynamics viewpoint.