全厂低温热回收利用系统优化

李正国（中石化洛阳石油工程有限公司 河南洛阳471003）

石油化工、煤化工企业能量消耗巨大且集中，尽管在工艺装置设计中已进行了充分优化，但仍有大量能量以低温位热量的形式被释放出来。为降低全厂能耗，炼油厂一般都设有低温热水系统，主要回收装置的低温热。这些措施为节能降耗，提高企业经济效益有明显作用，但普遍存在低温热采出不充分，全局不合理的问题等。下面以某炼油厂为例进行说明。

一、低温热系统现状及存在的问题分析

某炼油厂低温热用户主要为预热催化裂化（FCC）装置除盐水和常减压蒸馏装置原油及冬季采暖,全年平均使用低温热约为2.75GJ/h。存在的主要问题及分析：

(1)气体分馏装置使用蒸汽约27t/h，其中5t/h为常减压蒸馏装置和焦化装置所产的0.3MPa蒸汽，其余为1.0MPa蒸汽。但由于气体分馏装置中原料加热、脱乙烷塔重沸器及脱丙烯塔重沸器温位等热阱热负荷大且温位低（55～65OC），完全可以使用低温热，因此气体分馏装置热利用不合理。

（2）使用高温位的热源加热低品位的热阱。如使用减压渣油（190～145OC）的热量加热55～70OC的采暖水，能级损失大。

（3）罐区所需温度不高约32～45OC，罐数较多，使用蒸汽加热，浪费较大。

（4）动力厂化水站新鲜水冬季从常温加热到20OC左右，冬季平均使用1.0MPa蒸汽约8t/h。

可以看出，该炼油厂还有许多热阱可以使用低温余热而却使用蒸汽加热，存在很大的节能潜力。

二、全厂低温热水系统优化

为回收炼油装置低温热，并供气体分馏装置、新鲜水、原油罐区加热、溴化锂制冷等热阱利用，根据装置及热阱平面布置，拟建立两座低温热水站，既A热水系统和B热水系统。

1.A热水系统

热源由FCC、1套常减压、柴油加氢及重整装置组成，热阱为气体分馏装置、原油罐区组成。

（1）A热水系统的低温热源及用户

全厂节能优化后，A热水系统低温热热源装置分别为常减压蒸馏、FCC、柴油加氢和连续重整装置的进出口温度分别为60/93，60/93,60/90,60/95℃;热负荷分别0.23，8.29，0.81，1.17 GJ/h，总可用热量10.51GJ/h。A热水系统的低温热用户是气体分馏装置的原料预热器、脱乙烷塔重沸器和脱丙烷塔重沸器，其进/出口温度均是93/70℃，热负荷分别是0.08,0.81,7.09 GJ/h，另外两个低温热用户是原油罐区和采暖，原油罐区的进出口温度分别是70和60℃，热负荷是0.77 GJ/h；采暖的热负荷是1.64 GJ/h总热负荷是10.39 GJ/h。气体分馏装置脱乙烷和脱丙烯塔重沸器温度都很低，完全可用低温热来加热，两部分需热负荷7.83GJ/h；原油罐区亦完全可用低温热来加热维持温度，可利用低温热0.76GJ/h，总折合热量为8.75GJ/h，冬季用于采暖的热量为1.64GJ/h，低温热源热量可以满足用户需求。

（2）A热水系统回收利用方案

FCC、常减压、柴油加氢和连续重整装置与热阱用户气体分馏装置及原油罐区组成A热水系统，从热水站去FCC、常减压及柴油加氢装置的热水温度为60℃，回水温度为～93℃，然后去气体分馏装置使用，从气体分馏装置出来的70℃热水，部分去原油罐区换热，温度降至60℃。

气体分馏装置热水配套系统措施全部实施后，热水供热量大于需要热量，供出热量能够满足气体分馏装置及原油罐区加热的需要，热水系统不需补充蒸汽。由热源负荷和用户需热量可知，在满足现有热阱的情况下，还剩余热量1.72GJ/h，冬季可用于采暖，非采暖期在热水站用空冷器冷却。

2.B热水系统

热源由Ⅱ套常减压和焦化装置组成，热用户为润滑油罐区、动力站化水车间、焦化装置溴化锂制冷。

（1）低温热源及用户

低温热源：（1）Ⅱ套常减压装置的常压分馏塔顶油气、常三线和减四线进口温度分别是120，100和135℃，冬/夏出口温度分别是85/90，80/90和80/85℃，冬/夏热负荷分别是0.31/0.24，0.07/0.04和0.17/0.13GJ/h；（2）延迟焦化装置的分馏顶油气和稳定汽油，进口温度105和100℃，冬/夏出口温度分别是85/90和80/90℃，冬/夏热负荷分别是0.61/0.31和0.13/0.07GJ/h。总可用热量1.30/0.78GJ/h（冬/夏）。

低温热用户是润滑油罐区（80℃）、焦化装置溴化锂制冷和动力厂化水车间（10/18.7℃），热负荷（冬/夏）分别是0.46/0.30，0/0.49和0.84/0GJ/h，总热负荷1.30/0.79GJ/h（冬/夏）。

由此可知，润滑油罐区、溴化锂制冷及动力厂化水车间加热新鲜水完全可用低温热来代替蒸汽，夏季可利用低温热0.79GJ/h，冬季可利用低温热1.30GJ/h。

（2）低温热回收方案

从热水站去Ⅱ套常减压及焦化装置的热水温度为70℃，回水温度为～90℃，直接去润滑油罐区加热、维持罐内温度、焦化装置溴化锂制冷及动力厂化水车间加热，回水温度稳定在70℃，如果高于70℃，使用备用甩负荷换热器冷却至70℃。然后用泵加压再去装置取热，热水循环使用。

润滑油罐区部分热量由低温热来加热，目前用蒸汽约6t/h，改用热水系统后，可节约低压汽2.4t/h；夏季送往焦化装置作为溴化锂制冷机组热源，可节约低压蒸汽3.4t/h；冬季加热化水车间新鲜水，节约低压蒸汽7t/h。

结语

该厂低温热水系统优化实施后，平稳运行多年且节能效果显著，在石油化工、煤化工行业具有较高的推广价值。