对优化加热炉工艺运行的研讨

李德臣

摘 要：通过研究中国石油抚顺石油化工公司石油二厂3.5×105 t/年糠醛精制装置的生产工艺，开展了有针对性的工业试验对比，摸索出降低装置能耗的生产运行控制措施，进而指导装置的实际生产运行，实现装置能耗指标的降低，大幅度提升了装置的运行效益。

关键词：糠醛精制装置；加热炉；燃料气；排烟温度

中图分类号：TQ241 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.115

1 装置简介

执行正序生产方案时，装置原料来源于8.0×106 t/年蒸馏装置生产的减二、三、四线减压侧线蜡油；执行反序生产方案时，装置原料来自酮苯脱蜡脱油装置的减二至减四线脱蜡油。装置由抽提系统、精制液溶剂回收系统、抽出液溶剂回收系统、水溶液回收系统、抽真空系统、发汽系统和燃料系统组成。目的产品为精制油和副产品抽出油，精制油经后序生产装置酮苯脱蜡脱油、加氢精制、白土精制、石蜡成型装置，产品为润滑油基础油及石蜡，抽出油作为2.4×106 t/年延迟焦化原料使用。

2 问题原因分析

3.5×105 t /年糠醛精制装置2013年装置累计开工时间为184 d，加工大蒸馏减四线馏分油，全年总加工量为156 739 t，日均852 t。其中，糠醛精制油13 543 t，收率86.41%，年度能耗完成值40.12 kgeo/t。3.5×105 t/年糠醛精制装置2013年能耗数据如下：

燃料气：年度累计30.41 Kgeo/t，能耗占比75.8%，要素排序为1；

电：年度累计3.835 Kgeo/t，能耗占比9.56%，要素排序为2；

1.0 MPa蒸汽：年度累计2.889 Kgeo/t，能耗占比7.2%，要素排序为3；

循环水：年度累计1.965 Kgeo/t，能耗占比4.898%，要素排序为4；

除氧水：年度累计0.86 Kgeo/t，能耗占比2.143%，要素排序为5；

新鲜水：年度累计0.019 Kgeo/t，能耗占比0.034 736%，要素排序为6；

能耗合计：年度累计40.12 Kgeo/t，能耗占比100%.

由上数据可看出，燃料气的消耗情况是装置节能降耗的最重要因素，控制燃料气消耗是降低能耗最直接、最有效的手段。

2.1 燃料气消耗分析

影响燃料气消耗的主要因素为燃料气组成、压力、热值的变化导致消耗的变化。当装置加工量、溶剂比、加热炉进料量一定，燃料气压力相对平稳时，监测燃料气的用量变化时发现，燃料气用量变化较大，波动范围为700～1 500 kg/h，装置设计燃料气用量为900 kg/h。由此可推断是由于燃料气组成的不稳定导致燃料气用量的大幅波动，燃料气组成的变化直接造成燃料气热值的变化，因此，燃料气组成的相对稳定是影响装置能耗的重要因素。

2.2 加热炉运行工况及热效率分析

加热炉的运行工况及热效率可以反映出以下两方面的情况：①外网燃料气组成和燃料气压力的波动变化。对装置操作而言，外网燃料气组成和燃料气压力的波动变化是被动和不可控的。②装置内加热炉工艺操作的稳定性。在保证加热炉燃烧效果的情况下，强化加热炉管理。操作人员随装置负荷变化通过强化运行控制，以提高加热炉热效率、降低燃料消耗为目标；通过重点关注影响加热炉热效率的氧含量、排烟温度、负压值、炉膛温度等指标来指导生产调节；通过调整“三门一板”，降低烟气氧含量，保证氧含量控制在3%～4%的合理区间。冬季生产控制氧含量尤为重要，减少加热炉冷空气量的带入，将控制炉膛负压控制在-50～-20 kPa区间；关注加热炉排烟温度，既要保证排烟温度不能过高，以免增加热量损失，又要保证排烟温度不能过低，以免造成加热炉露点腐蚀，缩短设备的使用寿命。给加热炉平稳进料，根据加热炉火焰的颜色、烟气组成变化、火嘴燃烧状态及燃料气是否带液等情况及时进行操作调整。

3 加热炉优化运行的建议及改进措施

加热炉优化运行的措施主要有以下几点：①投用空气预热器系统，高效回收精制油热量；②控制好氧含量、炉膛负压、排烟温度和炉膛温度等指标；③不断优化工艺操作，提高加热炉热效率；④采用高效隔热衬里，降低炉体热损失；⑤控制溶剂比，减少溶剂循环量，从而降低加热炉负荷；⑥强化操作管理，优化加热炉系统仪表PID设置，精准控制仪表，确保加热炉不超温，避免或减少炉管结焦，提高炉管传热效率；⑦控制火焰高度，在满足炉出口温度时，降低炉膛温度和排烟温度；⑧做好炉体相关组件的密封工作，减少热量散失；⑨控制加热炉进料量的相对平稳，避免因进料量的波动而导致燃料气的波动；⑩加强瓦斯流量、压力、携带残液的监控和检查，提高操作预见性，实现加热炉的安全、平稳运行。表1为3.5×105 t/年糠醛精制装置实施改进措施前、后的能耗数据对比表。

表1 3.5×105 t/年糠醛精制装置实施改进措施前、后的能耗数据对比表

项目 单位 2013年累计 2014年累计 降比/（%） 节约燃料气量/t

燃料气 Kgeo/t 30.41 21.01 30.91 2 769

电 Kgeo/t 3.835 3.65 — —

1.0 MPa蒸汽 Kgeo/t 2.889 0.90 — —

循环水 Kgeo/t 1.965 1.38 — —

除氧水 Kgeo/t 0.86 0.52 — —

新鲜水 Kgeo/t 0.019 0.01 — —

能耗合计 Kgeo/t 40.12 27.47 31.53 —

通过采取上述措施，从能耗占比最大的燃料气入手，不断摸索和优化加热炉工艺，以提高加热炉的运行效率，降低燃料气的消耗。2014年按可比口径实现节约燃料气2 769 t，能耗降低31.53%，实现了装置降本降耗的目标，最终实现了装置经济效益的大幅提升。

〔编辑：刘晓芳〕