丙烷脱氢装置能耗计算及节能措施
2020-05-09
（天津渤海石化有限公司，天津300452）
近年来，丙烷脱氢项目发展迅速，丙烷脱氢技术在国内趋于成熟，丙烯产能逐年增加，市场竞争日益激烈。具有相对低的单位产品综合能耗，将具有更好的经济性，实现可持续发展。考虑到国内外各地的各项原料及公用工程消耗的市场价格因地域差异等因素价格不尽相同，因此在同行业中统一出计算能耗的标准显得至关重要。同时，在装置现有的基础上节能降耗将会在市场竞争中发挥更大的优势。
1 主要工艺介绍
天津丙烷脱氢制丙烯工艺为美国Lummus公司的Catofin技术，采用固定床工艺和Cr2O3-Al2O3催化剂。新鲜丙烷与来自产品分离塔的循环丙烷混合后，经原料气化器脱除重组分（主要为原料中C4以上的组分），经原料汽化器后加热到脱氢反应需要的温度，进入脱氢反应器，在催化剂作用下发生脱氢反应[1]。脱氢反应器排出料（生成气）经冷却、压缩及干燥后，气相组分为轻质气，主要成分为反应生成的氢气及原料中C2以下组分，去PSA单元制氢气；液相组分主要为反应生成的丙烯及未反应的丙烷，进入产品分离塔进一步精制，得到产品丙烯[2]（见图1）。
图1 丙烷脱氢制丙烯工艺流程图
2 丙烷脱氢装置能耗计算方法
为了提高能耗计算的合理性，深刻反映能耗指标的系统特性，有利于提高工艺装置和公用工程系统的用能水平，天津丙烷脱氢装置能耗采用单位产品能耗为基准进行计算。
2.1 计算公式
e=E/G
式中：e-单位丙烯产品综合能耗（kgoe/t）；E-丙烷脱氢装置能耗（kgoe）；G-丙烷脱氢装置丙烯产品产量（t）
其中E=∑(MiRi)+∑Qj
式中：Mi-各种消耗的实物量，输入实物量计正值，输出实物量计负值；Ri-各种消耗的能源折算值；Qj-与外界交换的能源量，输入能源计正值，输出能源计负值。
2.2 计算规定
1）天津丙烷脱氢装置计算能耗时装置自产的能源（蒸汽、燃料气等）及余热余压的利用，因均由消耗的各种原料、能源产生，均不需要进行二次计算。
2）装置公用工程消耗利用工业园区的配套装置优势，最大程度进行外购，以实物量进行计算。
3）装置正常生产过程中所产生的污水计入装置能耗。
4）若生产副产品氢气，则计为输出量，若不生产则回燃料气系统作为燃料使用，减少天然气的消耗。
3 丙烷脱氢单位产品综合能耗计算的各项折算值（见表1）
表1 折算值
4 目前水平
目前天津丙烷脱氢的能耗水平约在490kgoe/t。同一时期内，与同类丙烷脱氢装置进行对比，天津丙烷脱氢工艺目前的能耗水平处于领先水平。
5 节能管理与措施
5.1 2014年率先进行能源管理体系认证，至今体系有效运行。
5.2 加强装置的运行管理减少装置的波动及非计划停车次数，保证装置安全、环保、稳定、长周期、优质满负荷运行。
5.3 做好装置尾气、重组份燃料与天然气之间的平衡，避免尾气外排造成燃料浪费。
5.4 根据气温等装置各项情况调整优化操作，确保装置能耗最低。
5.5 在现有的基础上充分挖掘装置节能降耗的潜质，进行节能技术改造，降低装置能耗。
6 结论
通过整理丙烷脱氢装置能耗计算的方法，可以更好的监测装置的能耗水平。可以与同时期、同类装置的能耗水平进行对比。同时进行各项节能降耗的管理、技术措施，充分降低装置的能耗，在同类型装置中处于领先地位。
