裂解汽油加氫裝置節能改造淺析

徐仲龍（中海石油寧波大榭石化有限公司,浙江　寧波　315812）

裂解汽油加氫裝置節能改造淺析

徐仲龍
（中海石油寧波大榭石化有限公司,浙江寧波315812）

通過分析某公司裂解汽油加氫裝置能耗，從工藝路線、低溫熱利用和操作節能等方面對降低裝置能耗進行技術探討。

裂解汽油；加氫；能耗；改造

1　裝置介紹

中國石化股份有限公司某分公司70萬噸/年裂解汽油加氫裝置，是某公司100萬噸/年乙烯工程中的配套裝置之一，公稱處理能力為70萬噸/年粗裂解汽油，操作時數為8000小時/年。裝置可以在設計能力的60～110%負荷下運行。

2　能耗分析

裂解汽油加氫裝置的能耗計算范圍包括裝置的水、電、汽、風、氮和燃料氣等。其中外部輸入包括循環水、新鮮水、除氧水；蒸汽包括中壓（1.5MPa）和低壓（0.3MPa）；燃料氣為甲烷氫；氣包括低壓氮氣和高壓氮氣；風包括凈化風和非凈化風。輸出的是中壓凝結水。從表中可以看出，蒸汽消耗約占總能耗的75%左右，其次是循環水消耗、電耗和燃料氣消耗，分別約占12%、10%和5%。由此可見，蒸汽消耗是裝置所占能耗比重最大的部分，因此也是節能降耗工作的重點。但各條件相互關聯，相互制約。需要我們從綜合分析考慮。裝置能耗分析如下表所示：

項目　能量單耗（千克標油/噸裂解汽油）2011年　2012年　2013年（至2月）新鮮水　0.002　0　0.001循環水　6.66　6.42　6.027除氧水　0.52　0.47　0.442凝結水　-1.95　-2.11　-2.054 電-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風儀表空氣　0.03　0.03　0.048氮低壓氮氣　0　0.04　0.004燃料氣　甲烷氫　2.73　2.73　2.885能耗合計　56.86　55.22　54.175 水

3　主要存在問題

（1）裝置二段進出料換熱器（E-760）效率不高、管路熱損失大等原因。裝置具體工況如圖1所示。

二段進出料換熱器E760采用4臺臥式串聯換熱器（單管程浮頭式）設計，特點：制造成本低、管殼側均可清洗，造價低。

二段進料經E-760與二段出料換熱后，由60℃加熱到230℃，再經F-760加熱至二段反應溫度240℃。目前，二段出料未全部通過E-760換熱，E-760旁路的控制閥仍有55%左右開度，造成二段加熱爐F-760燃料氣和二段出料冷卻器循環水的浪費。經分析，在二反溫升較高情況下、E-760旁路的控制閥關的情況下，E-760可以將二段進料加熱至反應器所需入口溫度，但在開工期間和反應溫升較小的情況下，仍需投運二段加熱爐F-760，但正常工況下，如果能夠關E-760旁路閥，仍可降低F-760加熱負荷，降低裝置能耗。

（2）二段進料加熱爐（F-760）負荷調節范圍狹窄，加熱爐熱效率低，在正常生產時不能停用。浪費了大量燃料氣，不利于節能。國內同類裝置福建聯合石化和天津中沙石化也有類似情況。

（3）脫碳五塔分離效率偏低，計算結果僅為55%左右，為保證分離效果，塔回流量控制較高，回流比為2.26，而國內同類裝置最低只有1.3左右。

（4）裝置低溫熱未被利用，目前裝置有中壓蒸汽凝液（約30t/h溫度140℃、壓力0.26MPa）直接送出裝置，造成熱源浪費。

（5）其它節能方面。比如提高了裝置平穩率，減少開停工次數，停運利用率低的設備等。

4　改造方案

（1）更換二反進出料換熱器E-760提高換熱效率。可以考慮應用近些年研制投用的高效率纏繞式換熱器。

（2）可以考慮采用二反熱高分工藝，在二反出料冷卻器E-761前增設一個熱分離罐，二段反應產物經E-760換熱后直接進入該罐進行氣液分離，分離后的氣相經冷卻器E-761冷卻進入冷分離罐。冷、熱分離罐液相混合后進入穩定塔進。冷高分流程改為熱高分流程后，一方面能減少二反冷卻器E-761循環水量，另一方面提高了穩定塔的進料溫度，減少穩定塔蒸汽耗量，對節能有一定效果。

（3）增加二反進料前置換熱器。由于進二反進出料換熱器E-760的冷料溫度僅為60℃，用高溫位的二反出料熱源（280℃）去加熱不是一個很好的方案，在E-760前增加預加熱器，利用出裝置凝液將二段反應物料進E760前提高15℃以上，可以代替加熱爐產生的溫升15℃。以期達到利用低溫熱和正常生產時停開加熱爐的目的。

（4）針對F-760特點進行改造，目前的加熱爐爐盤較大，操作彈性小。如果能適當改小爐盤，增加火嘴數量，可以提高操作彈性和熱效率，對設備本身外壁保溫層、控制排煙溫度和看火窗漏風等各種利于提高爐子熱效率進行改進。

（5）更換脫碳五塔塔盤，提高塔分離效率。塔盤分離效果的好壞直接影響到裝置的長周期運行和經濟效益。國內加氫裝置脫碳五塔結構形式和操作條件各異，可以借鑒的經驗不多，故尋找合適的結構形式和操作條件需要我們去摸索，如合適的進料溫度，進料位置。就節能來說，目前可以利用脫碳九塔底物料，或與部分一段反應出料和脫碳五塔進料進行換熱，以提高脫碳五塔進料溫度，來降低塔釜重沸器蒸汽消耗。

（6）有效利用中壓蒸汽凝液的熱量。凝液可以作為增設的二段進出料換熱器前的預熱器的熱源，對二段進料進行預熱，以期停用或降低加熱爐負荷。

5　總結

在對裂解汽油加氫裝置進行全流程熱量分析后，可以發現分餾塔和二段進出料換熱器是節能改造的重點。選擇合適的分餾塔塔盤，既節省能耗，又可提高裝置的運行周期和經濟效益。二段進出料換熱器換熱效果的好壞，直接影響裝置中二段進料加熱爐是否停運，對降低裝置能耗效果更為明顯。

[1]李大東.加氫處理工藝與工程[M].中國石化出版社,2004:496-497. [2]白焱.裂解汽油加氫裝置精餾塔壓力和溫度的選擇[M].石油化化工技術,2008,25(04):17-16.

[3]李玉濤.裂解汽油加氫裝置操作優化及效果.工業技術，齊魯石油化工,2012,40(04):330-333.