某大型芳烴聯(lián)合裝置節(jié)能改造應(yīng)用

王德勝 胡明濤(寧波中金石化有限公司總調(diào)度室，浙江 寧波 315204)

0 引言

某大型石化企業(yè)為了完善主營(yíng)聚酯及PTA 產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈一體化的重要戰(zhàn)略目標(biāo)，于2015年8月20日建成投產(chǎn)一套400萬(wàn)燃料油加工裝置以及200萬(wàn)噸芳烴聯(lián)合裝置。芳烴聯(lián)合裝置采用美國(guó)環(huán)球油品公司(UOP)的專利，綜合能耗一直居高不下，其中二甲苯裝置的綜合能耗占比整個(gè)芳烴聯(lián)合裝置的綜合能耗約50%，節(jié)能降耗壓力大[1]。鑒此，公司的節(jié)能優(yōu)化工作對(duì)于企業(yè)總體效益有著重大意義，為了優(yōu)化企業(yè)的節(jié)能系統(tǒng)，本文根據(jù)芳烴聯(lián)合裝置的能耗分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，圍繞二甲苯裝置的蒸汽消耗進(jìn)行討論，以期降低蒸汽用量，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1 芳烴聯(lián)合裝置能耗現(xiàn)狀分析

1.1 芳烴聯(lián)合裝置能耗月數(shù)據(jù)分析

芳烴聯(lián)合裝置的綜合能耗由燃料氣、蒸汽、水、風(fēng)、電等部分組成，研究2019年1月該芳烴聯(lián)合裝置平穩(wěn)運(yùn)行工況下的各種公用介質(zhì)的綜合能耗數(shù)據(jù)以及各個(gè)裝置的綜合能耗數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表1和表2。

表1 2019年1月各物料能耗占比分析

表2 2019年1月各裝置能耗占比分析

根據(jù)表1、表2可以得出，燃料氣以及蒸汽是芳烴聯(lián)合裝置的主要能源消耗部分，兩者占比達(dá)到85.3%；二甲苯裝置則是能源消耗最主要的一個(gè)裝置。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過(guò)重點(diǎn)研究并降低二甲苯裝置的燃料氣以及蒸汽用量，即可有效降低芳烴聯(lián)合裝置的綜合能耗。

1.2 二甲苯裝置能耗分析

該公司二甲苯裝置共分三個(gè)單元：二甲苯精餾塔單元、吸附分離單元以及異構(gòu)化單元。本文重點(diǎn)分析二甲苯裝置的蒸汽消耗以及優(yōu)化情況，燃料氣消耗及優(yōu)化本文不作討論。二甲苯裝置2019年1月各主要蒸汽用戶的消耗詳見(jiàn)表3。

表3 中的異構(gòu)化循環(huán)氫壓縮機(jī)為背壓汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)，汽輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)蒸汽為4.0MPag 中壓蒸汽，經(jīng)汽輪機(jī)做功后降壓至1.0MPag 低壓蒸汽，送至全廠1.0MPag 低壓蒸汽管網(wǎng)，異構(gòu)化循環(huán)機(jī)蒸汽的用量與異構(gòu)化反應(yīng)的氫烴比有關(guān)，氫烴比保持固定，因此異構(gòu)化循環(huán)機(jī)的蒸汽無(wú)法降低。

表3 二甲苯裝置蒸汽用量表

脫庚烷塔的作用就是從反應(yīng)器流出物中去除輕的副產(chǎn)物，操作好脫庚烷塔，使芳烴得到良好的分離。脫庚烷塔的熱量是由塔底再沸器提供的，進(jìn)入熱虹吸的熱量可通過(guò)調(diào)整熱源進(jìn)入再沸器的量來(lái)控制。脫庚烷塔重沸器用量跟脫庚烷塔的負(fù)荷關(guān)聯(lián)，由于異構(gòu)化裝置的負(fù)荷保持穩(wěn)定，因此脫庚烷塔負(fù)荷保持一定，蒸汽用量無(wú)法降低。

成品塔的作用是提純對(duì)二甲苯產(chǎn)品，成品塔進(jìn)料被分離為C7-和對(duì)二甲苯，C7-被送往歧化單元，對(duì)二甲苯送至儲(chǔ)罐。成品塔的熱量由塔底再沸器提供，進(jìn)入熱虹吸的熱量可通過(guò)調(diào)整熱源進(jìn)入再沸器的量來(lái)控制。成品塔重沸器用量跟成品塔的負(fù)荷關(guān)聯(lián)，由于吸附分離裝置的負(fù)荷保持穩(wěn)定，因此成品塔負(fù)荷保持一定，蒸汽用量無(wú)法降低。

脫庚烷塔塔頂物料中包括C4-組分，在送到抽提單元處理前必須除掉，脫庚烷塔頂部液體進(jìn)入脫庚烷汽提塔，氣體從汽提塔返回脫庚烷塔頂部，汽提塔底物料進(jìn)入抽提進(jìn)料緩沖罐。目前汽提塔負(fù)荷較高，且塔底含C8N，因此具有優(yōu)化的可行性。

2 二甲苯裝置蒸汽改造及優(yōu)化

異構(gòu)化汽提塔進(jìn)料量約8.2t/h，根據(jù)分析進(jìn)料組分?jǐn)?shù)據(jù)，異構(gòu)化汽提塔進(jìn)料與預(yù)加氫裝置進(jìn)料組成大致相同，詳見(jiàn)表4。

表4 異構(gòu)化汽提塔進(jìn)料與預(yù)加氫裝置進(jìn)料的組成對(duì)比

根據(jù)預(yù)加氫的工藝流程特點(diǎn)，異構(gòu)化汽提塔送至預(yù)加氫裝置之后，C4、C5以及C6P 經(jīng)預(yù)加氫拔頭之后作為液化石油氣及輕石腦油出裝置，剩余的C6N 及Bz 均滿足重整進(jìn)料的要求。

通過(guò)技術(shù)改造和修改工藝流程將脫庚烷塔頂液改送至預(yù)加氫裝置作為進(jìn)料，同時(shí)將異構(gòu)化汽提塔停用，直接減少1.0MPag 低壓蒸汽11.6t/h。

3 節(jié)能改造成果

停用異構(gòu)化汽提塔之后，可節(jié)約1.0Mpag 低壓蒸汽11.6t/h，每月可節(jié)約的能源為11.6×24×30×3182/41868=634.8噸標(biāo)油。若按照每噸蒸汽140元的成本價(jià)格計(jì)算，每月可省經(jīng)濟(jì)成本為116.9萬(wàn)元，節(jié)能降耗效果顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)煉化企業(yè)的發(fā)展中，節(jié)能減排工作是發(fā)展中的必然選擇，隨著我國(guó)對(duì)石油能源的需求不斷增加，我國(guó)目前正面臨著嚴(yán)峻的能源緊缺問(wèn)題。節(jié)能降耗是解決這些發(fā)展中矛盾問(wèn)題的有效方式。節(jié)能減排是一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨的任務(wù)，需要政府、企業(yè)以及職工的共同努力，才能更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高[2]。停用異構(gòu)化汽提塔只是企業(yè)節(jié)能改造的一個(gè)開(kāi)始。以后還要通過(guò)不斷地深入研究，不斷地優(yōu)化改造，如通過(guò)采用裝置間的熱聯(lián)合工藝等方法，降低企業(yè)的能源消耗，提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。