裂解汽油加氢装置节能改造浅析

2015-07-26徐仲龙中海石油宁波大榭石化有限公司浙江宁波315812

山东工业技术 2015年3期

关键词：脱碳加热炉进料

徐仲龙（中海石油宁波大榭石化有限公司,浙江　宁波　315812）

裂解汽油加氢装置节能改造浅析

徐仲龙
（中海石油宁波大榭石化有限公司,浙江宁波315812）

通过分析某公司裂解汽油加氢装置能耗，从工艺路线、低温热利用和操作节能等方面对降低装置能耗进行技术探讨。

裂解汽油；加氢；能耗；改造

1　装置介绍

中国石化股份有限公司某分公司70万吨/年裂解汽油加氢装置，是某公司100万吨/年乙烯工程中的配套装置之一，公称处理能力为70万吨/年粗裂解汽油，操作时数为8000小时/年。装置可以在设计能力的60～110%负荷下运行。

2　能耗分析

裂解汽油加氢装置的能耗计算范围包括装置的水、电、汽、风、氮和燃料气等。其中外部输入包括循环水、新鲜水、除氧水；蒸汽包括中压（1.5MPa）和低压（0.3MPa）；燃料气为甲烷氢；气包括低压氮气和高压氮气；风包括净化风和非净化风。输出的是中压凝结水。从表中可以看出，蒸汽消耗约占总能耗的75%左右，其次是循环水消耗、电耗和燃料气消耗，分别约占12%、10%和5%。由此可见，蒸汽消耗是装置所占能耗比重最大的部分，因此也是节能降耗工作的重点。但各条件相互关联，相互制约。需要我们从综合分析考虑。装置能耗分析如下表所示：

项目　能量单耗（千克标油/吨裂解汽油）2011年　2012年　2013年（至2月）新鲜水　0.002　0　0.001循环水　6.66　6.42　6.027除氧水　0.52　0.47　0.442凝结水　-1.95　-2.11　-2.054 电-5.93　5.17　5.480汽　1.5MPa蒸汽　42.95　42.0　40.254 0.3MPa蒸汽　0　0.46　1.088风仪表空气　0.03　0.03　0.048氮低压氮气　0　0.04　0.004燃料气　甲烷氢　2.73　2.73　2.885能耗合计　56.86　55.22　54.175 水

3　主要存在问题

（1）装置二段进出料换热器（E-760）效率不高、管路热损失大等原因。装置具体工况如图1所示。

二段进出料换热器E760采用4台卧式串联换热器（单管程浮头式）设计，特点：制造成本低、管壳侧均可清洗，造价低。

二段进料经E-760与二段出料换热后，由60℃加热到230℃，再经F-760加热至二段反应温度240℃。目前，二段出料未全部通过E-760换热，E-760旁路的控制阀仍有55%左右开度，造成二段加热炉F-760燃料气和二段出料冷却器循环水的浪费。经分析，在二反温升较高情况下、E-760旁路的控制阀关的情况下，E-760可以将二段进料加热至反应器所需入口温度，但在开工期间和反应温升较小的情况下，仍需投运二段加热炉F-760，但正常工况下，如果能够关E-760旁路阀，仍可降低F-760加热负荷，降低装置能耗。

（2）二段进料加热炉（F-760）负荷调节范围狭窄，加热炉热效率低，在正常生产时不能停用。浪费了大量燃料气，不利于节能。国内同类装置福建联合石化和天津中沙石化也有类似情况。

（3）脱碳五塔分离效率偏低，计算结果仅为55%左右，为保证分离效果，塔回流量控制较高，回流比为2.26，而国内同类装置最低只有1.3左右。

（4）装置低温热未被利用，目前装置有中压蒸汽凝液（约30t/h温度140℃、压力0.26MPa）直接送出装置，造成热源浪费。

（5）其它节能方面。比如提高了装置平稳率，减少开停工次数，停运利用率低的设备等。

4　改造方案

（1）更换二反进出料换热器E-760提高换热效率。可以考虑应用近些年研制投用的高效率缠绕式换热器。

（2）可以考虑采用二反热高分工艺，在二反出料冷却器E-761前增设一个热分离罐，二段反应产物经E-760换热后直接进入该罐进行气液分离，分离后的气相经冷却器E-761冷却进入冷分离罐。冷、热分离罐液相混合后进入稳定塔进。冷高分流程改为热高分流程后，一方面能减少二反冷却器E-761循环水量，另一方面提高了稳定塔的进料温度，减少稳定塔蒸汽耗量，对节能有一定效果。

（3）增加二反进料前置换热器。由于进二反进出料换热器E-760的冷料温度仅为60℃，用高温位的二反出料热源（280℃）去加热不是一个很好的方案，在E-760前增加预加热器，利用出装置凝液将二段反应物料进E760前提高15℃以上，可以代替加热炉产生的温升15℃。以期达到利用低温热和正常生产时停开加热炉的目的。

（4）针对F-760特点进行改造，目前的加热炉炉盘较大，操作弹性小。如果能适当改小炉盘，增加火嘴数量，可以提高操作弹性和热效率，对设备本身外壁保温层、控制排烟温度和看火窗漏风等各种利于提高炉子热效率进行改进。

（5）更换脱碳五塔塔盘，提高塔分离效率。塔盘分离效果的好坏直接影响到装置的长周期运行和经济效益。国内加氢装置脱碳五塔结构形式和操作条件各异，可以借鉴的经验不多，故寻找合适的结构形式和操作条件需要我们去摸索，如合适的进料温度，进料位置。就节能来说，目前可以利用脱碳九塔底物料，或与部分一段反应出料和脱碳五塔进料进行换热，以提高脱碳五塔进料温度，来降低塔釜重沸器蒸汽消耗。

（6）有效利用中压蒸汽凝液的热量。凝液可以作为增设的二段进出料换热器前的预热器的热源，对二段进料进行预热，以期停用或降低加热炉负荷。