某常减压装置换热网络优化

孟硕 张海滨 张继东 （中国海洋石油总公司节能减排监测中心）

某常减压装置换热网络优化

孟硕 张海滨 张继东 （中国海洋石油总公司节能减排监测中心）

从整个系统的角度出发对常减压装置换热网络进行优化，在保持换热终温不变的基础上，省出常减压换热网络的工艺物流，用作其他装置热源，进行和其他装置的热联合改进。结果表明，该方法节能效果十分明显，改造后可节约其他装置蒸汽消耗6.0t/h，且涉及到的调整较小，在工程上更易实现。因此，采用系统分析方法，可以很好地降低全厂的能耗。

常减压；换热网络；热联合

常减压装置是炼油厂原油加工的第1道工序，装置能耗高，能源消耗主要为常压炉、减压炉的燃料油消耗，燃料油耗量相当于原油加工量的1%以上。常减压装置换热网络的能量回收水平是降低装置能耗、减少燃料油消耗的关键因素。

提升换热网络能量回收水平的改造，都是利用夹点技术，对换热网络进行调整，提升原油进常压炉的温度，以降低装置能耗。但利用夹点技术对换热网络进行改造，所涉及物流较多，改造起来难度较大。鉴于此，某炼油厂对提升换热网络能量回收水平进行研究，从系统的角度出发，保持原油换热后温度不变，通过提升常减压装置换热网络水平，降低全厂能耗，经济效益显著[1]。

1 概况

1.1全厂和常减压装置

炼油厂共有5套装置，分别为常减压、催化裂化、焦化、气分及MTBE和加氢精制装置，各装置之间并未实现热联合；常减压装置采用原油换热→电脱盐→原油换热→闪蒸塔→闪蒸底油换热→常压炉→常压蒸馏→减压蒸馏工艺路线。常压塔设置1个塔顶抽出，3个侧线抽出，2个中段回流，常顶油气和侧线换热后进罐区，中段回流换热后回塔，常压渣油进减压塔；减压塔设置1个塔顶抽出，3个侧线抽出及回流，其中，减顶油并入减一线换热后进罐区，减二和减三线进换热网络换热后，部分回塔，部分继续换热后进罐区，减渣油换热后进入罐区。

1.2换热网络

该常减压装置分为电脱盐前换热网络、电脱盐后换热网络和闪蒸后换热网络，其中电脱盐前、后换热网络流程如图1、图2所示。

图1 电脱盐前换热网络流程示意图

图2 电脱盐后换热网络流程示意图

工艺物流质量流率数据见表1。原油在以上2个换热网络中均按0.5∶0.5分成2股进行换热。

表1 工艺物流质量流率数据信息

电脱盐前和电脱盐后换热网络工艺物流换热数据见表2和表3。

表2 电脱盐前换热网络工艺物流数据信息

表3 电脱盐后换热网络工艺物流数据信息

2 优化措施

常减压换热网络常规优化方法为利用“夹点技术”对换热网络进行调优，调整工艺物流换热顺序以提高换热终温。该方法节能效果明显，一般可提高换热终温3～8℃，但涉及到的换热顺序调整较多，在实际工程改造中工作量较大。

由该换热网络特点可知，原油与产品及侧线换热温差较大，且换热器均存在一定的余量；因此，本优化方案提出一种新的优化措施，即省出一些热流股，作为其他装置的热源，或另作他用[2]。

2.1电脱盐前换热网络

优化方案为：原油经过E-101后按0.6∶0.4比例分成2股，0.6流股进E-102、E-103、E-104，0.4股进E-105、E-106、E-107，换热后混合，再进电脱盐工序；常一线先进E-103，再进E-102，进口温度205℃，出E-103温度196℃，出E-102温度114℃，省出常三线（2）留作他用；减一线先进E-106，再进E-105，进口温度163℃，出E-106温度131℃，出E-105温度99℃；减二线进E-107，进口温度138℃，出口温度117℃，省出减三线，留作他用。工艺流程见图3，工艺物流换热数据见表4。

新方案如下：原油经E-102、E-103、E-104后换热终温为130℃，经E-105、E-106、E-107后换热终温为100℃，2个流股混合后，进入电脱盐装置的温度为122℃，虽然比原温度133℃低，但满足了电脱盐工艺要求。

图3 电脱盐前换热网络优化后流程示意图

表4 电脱盐前换热网络优化后工艺物流数据信息

2.2电脱盐后换热网络

优化方案为：原油经过电脱盐后按0.52∶0.48比 例分 成 2股，0.52流股进 E-108、E-114、E-110、 E-111， 0.48 股 进 E-112、 E-113、E-115、E-109，换热后混合，再进闪蒸塔；减二减一中线先进E-114，再进E-108，进E-114温度286℃，出E-114温度156℃，出E-108温度138℃；常二中线流程不变，即先进E-110，再进E-113，但参数变化，进口温度339℃，出E-110温度252℃，出E-113温度193℃；常三线（1）流程不变，出口温度仍为238℃；常一中线流程不变，出口温度变为190℃；减渣线（3）进E-115，进口温度249℃，出口温度221℃，不进E-108，留作他用。工艺流程见图4，工艺物流换热数据见表5。

新方案如下：原油经E-108、E-114、E-110、E-111后换热终温为220℃，经E-112、E-113、E-115、E-109后换热终温为220℃，2个流股混合后，温度为220℃，和原工艺温度相同，满足工艺要求。

图4 电脱盐后换热网络优化后流程示意图

表5 电脱盐后换热网络优化后工艺物流数据信息

3 节能效果

通过换热优化，共省出3股工艺物流，分别为减渣线（4）、减三线和常三线（2），省出的工艺物流热负荷可以作为气分及MTBE装置的再沸器热源，进行装置之间的热联合改进。当前气分及MTBE装置精馏塔再沸器温度均较低，最高不超过110℃，用低压蒸汽作热源。用此3股工艺物流作再沸器热源，换热后工艺物流温度最低可降至130℃，共提供3783 kW的热量，正好可替换掉气分及MTBE装置的低压蒸汽，共节省低压蒸汽6.0 t/h，年可节约蒸汽费用1000万元左右。

4 结论

常减压装置是炼油厂的用能大户，换热网络的能量回收水平是影响全厂能耗的关键。该设计通过对其特点的分析，结合实际换热过程，优化了换热流程，使其在电脱盐后换热终温保持220℃不变的情况下，节省了气分及MTBE装置的精馏塔再沸器低压蒸汽，达到了很好的节能减排效果。

[1]张俊峰.常减压换热网络的优化改进和优化控制[J].节能技术，2010，28（6）：581-522.

[2]李宏波.常减压装置换热网络改造探析[J].石油化工设计，2011，28（3）：35-37.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.04.006

2015-12-15

（编辑 王艳）

孟硕，工程师，2009年毕业于天津大学（化学工程专业），从事能量系统优化、节能技术研究工作，Email：mengshuo@cnooc. com.cn，地址：天津市塘沽区东沽石油新村619信箱，300452