1、全厂能量系统优化,中石化节能技术服务公司,汇报内容,一、全厂能量系统优化思路二、全厂能量系统优化案例,汇报内容,一、全厂能量系统优化思路二、全厂能量系统优化案例,1.1节能形势,近年来，节能的压力越来越大，但各炼化企业在2014年节能工作反而出现一定程度的下滑（见下表），综合能耗上升的企业达24家，而炼油加工能力排名前15的企业综合能耗下降的只有5家，即使是综合能耗下降的企业也只是小幅下降，只有一家下降大于1kgoe/t。尽管能耗上升的因素众多，但也在一定程度上反应了近年节能工作的艰难程度，节能工作进入瓶颈期。,1.1节能形势,进入当前节能的瓶颈期，是时代发展的必然结果，因为在前一段时期，企业
2、在单元、设备等局部的优化做了大量的工作，取得了很好的效果，但再往前进一步却很困难了。炼油化工企业的节能工作进行到现在，真的没有大幅度降低能耗的可能了吗？答案是否定的，各企业的节能潜力仍然很大。只有运用新的理念、新的方法，不同于传统的局部的优化理念及方法，才能再次发掘更大的节能潜力，那就是全厂能量系统优化。,7/17,低温热综合优化利用,工艺改进和优化,装置间热联合,辅助系统用能优化,蒸汽动力系统优化,单元,以工艺改进为基础的多层次递进式集成优化技术 实现单元、子系统及系统全局的协同优化,新设备新技术,1.2具备条件,全厂能量系统优化是一项非常细致，而又具有挑战性以及开拓性的工作。最基本的，必须
3、熟悉全厂所有工艺装置以及辅助的系统的工艺流程以及用能情况，而且要细致到具体每一个塔设备的运行情况，每股物流的换热流程及参数。只有这样，才能深入分析装置中存在的用能瓶颈。其次，需要掌握运算的工具，如Aspen、PRO/II等流程模拟软件，夹点分析软件等。可以应用上述工具对装置用能设备开展定量的模拟计算分析,1.2具备条件,再次，需要时常接触新技术，可能还需要应用多种新技术相互配合才能实现效益的最大化。最重要的，必须要站在全局的角度考虑全厂能量的合理利用，必须非常清楚哪些装置存在哪些温位的低温热、热量有多少，在哪些装置存在热阱，需求热量多少、温度多少；利用什么途径实现低温热的利用，热媒水联合？发汽
4、？制冷？采暖？发电？还需要考虑低温热利用后蒸汽平衡优化的问题,汇报内容,一、全厂能量系统优化思路二、全厂能量系统优化案例,2.全厂能量系统优化案例,本文以北方某炼油企业为案例，应用全厂能量系统优化的理念对全厂进行用能优化，结果显示：优化后，冬季供暖输出热量可提高至5100104kcal/h，减少了1.0MPa蒸汽消耗（冬季18t/h，夏季34t/h），增加3.5MPa蒸汽产汽量5t/h，节省3.5MPa蒸汽6.5t/h，节省了燃料气消耗880kg/h。装置如下200万吨/年重催（三催化），80万吨/年催化（二催化），60万吨/年气分，80万吨/年蜡油加氢，80万吨/年重整，80万吨/年柴油加氢
5、，80万吨/年航煤加氢,2.1瓶颈分析,存在的主要用能瓶颈：1、区域内拟新建一套三废装置（污水汽提、溶剂再生、硫磺回收），以替代老的三废装置，新三废消耗约80t/h的1.0MPa蒸汽，同时产生80t/h凝结水需处理。2、气分装置离催化装置较远，无法直接物料热联合，只能与两套催化采用热媒水热联合，但热媒水送气分温度不高（95），两台脱丙烷塔（100）、脱异丁烷塔（58）仍消耗蒸汽共26t/h。3、该厂承担社区供暖任务，但原流程只有二催化顶循油余热加热采暖水，供热量有限，约750104kcal/h，社区另外还有五台燃烧锅炉供热。社区拟取消燃煤炉，改用天然气炉，希望炼厂能增加供热量，以减少天然气成本
6、。,2.2优化思路,主要优化思路：优化工艺装置流程，如换热网络优化，分馏塔的优化等，尽可能做温位匹配、梯级利用，从源头减少装置蒸汽消耗；通过优化，尽可能的挤出高温位的热量，从大系统角度综合考虑区域低温热的利用，应用多项先进的技术，尽可能回收低温热。,2.3蜡油加氢装置优化,2.3蜡油加氢装置优化,2.3蜡油加氢装置优化,用能瓶颈分析（1）装置掺炼焦化汽油。导致用能存在以下个瓶颈，一是不能热进料，进料温度过高会使汽油气化而导致原料油泵气蚀二是必须设置分馏塔，增加了分馏系统的能耗。（2）热高分气热量回收不充分。热高分气仅与冷低分油换热，而冷低分油的量为4.5t/h。（3）现流程为炉后混氢流程，即原
7、料油与循环氢分别与反应产物换热，反应进出料换热流程效率偏低。（4）装置热出料温度较低。尾油去催化裂化作原料，尾油从分馏塔出来后温度较高，发生了6t/h的0.35MPa蒸汽，发汽后再与升压后原料油换热，最后用空冷冷却至135出装置。,2.3蜡油加氢装置优化,优化方案（1）取消掺炼焦化汽油，焦化汽油改为进柴油加氢装置。（2）取消分馏塔。取消掺炼焦化汽油后，反应产物中石脑油馏分将大幅减少。（3）装置热进料。根据上游四蒸馏的运行情况，换热后的减三线、减四线温度约为150，进本装置的温度为140（4）增加热高分气/循环氢换热匹配，可充分回收热高分气余热，提高循环氢的温度。（5）反应进出料换热流程优化，由
8、炉后混氢改为炉前混氢，提高传热效率。,2.3蜡油加氢装置优化,2.3蜡油加氢装置优化,2.3蜡油加氢装置优化,优化效果优化后，节约反应炉及分馏炉燃料约710kg/h；减少0.35MPa蒸汽产汽量6t/h，但也提高供催化热输出温度，从136提高至172，预计将增加催化装置3.5MPa产汽量3 t/h，,2.4三催化装置优化,主要有两个问题，一是装置仍有大量余热未回收利用，二是换热流程未能完全做到温位匹配，梯级利用，具体如下：（1）除盐水流量大（180t/h），温度低（30），需要加热至112进除氧器，在装置内吸收了大量高温位的热量，吸收热量达1470104 kcal/h（2）顶循油、分馏塔顶油气
9、仍有大量低温热未回收，与气分热媒水换热后的温度分别为108和82，未回收的热量约1950104 kcal/h，同时气分热媒水输出温度偏低（97）。（3）稳定汽油热量利用不充分。稳定汽油与解吸塔进料换热后温度仍有90，然后直接空冷冷却，未回收热量约590104 kcal/h,2.4三催化装置优化,优化方案（1）新三废80t/h的高温凝结水拟送三催化除氧器，相应地减少热力厂来冷除盐水量80t/h，可以减少除盐水吸收热650104 kcal/h。（2）增加解吸塔中间再沸器，利用稳定汽油作为中间再沸器热源，以节省解吸塔再沸器负荷（一中）。（3）优化气分热媒水换热流程，增加柴油换热器及顶循油换热器，最终
10、将热媒水温度提高至120,2.4三催化装置优化,（4）优化稳定汽油换热流程。增设解吸塔中间再沸器，增加稳定塔进料换热器面积，减少除盐水换热量，可以节省一中的热量（5）提高原料油进料温度，增加原料油与一中换热匹配，增加油浆3.5MPa发汽量。（6）增加稳定塔顶油气/采暖水换热器，将稳定塔余热用于冬季供暖,优化前,优化后,优化后,优化前,优化前,优化后,优化后,2.4三催化装置优化,优化效果提高了气分热媒水供热量及温度，气分热媒水温度提高至120，可以作为脱丙烷塔重沸器热源，增加了油浆发汽量约5t/h，供暖输出热1500104 kcal/h。,2.5 航煤加氢装置优化,存在问题（1）反应产物循环氢
11、分离流程为冷高分流程，大量余热通过空冷排弃，装置后续拟扩能至140万吨/年，届时，空冷负荷更大。（2）精制航煤与分馏塔进料换热后，温度仍有91，低温热未回收利用。,2.5 航煤加氢装置优化,优化方案结合装置扩能改造，循环氢分离流程改热高分流程，减少反应产物的冷却负荷，提高原料油进料温度，将热量转称至航煤产品，航煤产品余热纳入二催化低温热回收系统。,2.6 柴油加氢装置优化,存在问题：（1）加氢反应产物循环氢分离流程为冷高分流程，反应热未充分回收利用；（2）装置将掺炼焦化汽油，反应热将增加，若反应产物取热不充分，冷却排弃低温热将更大。优化方案：将循环氢分离流程改为热高分流程，取消冷低分油/反应产
12、物换热器，该换热器改为反应进出料换热，提高反应进料换热终温。低分油温度将提高，不必再参与换热，分馏塔产品低温热纳入二催化低温热回收系统。优化效果增加热输出500104 kcal/h。,2.7 二催化装置优化,存在问题：（1）顶循油、分馏塔顶油气仍有大量低温热未回收，分馏塔顶油气与气分热媒水以及除盐水换热后温度仍有85，且气分热媒水换热后的温度仅75；而顶循油仅作为冬季采暖，夏季则直接空冷。（2）两股柴油换热流程不优化，热量回收不充分，进空冷前的温度达120。（3）稳定汽油余热回收不充分，进空冷前的温度仍有90,2.7 二催化装置优化,优化方案（1）优化除盐水换热流程，原除盐水流程只与分馏塔顶油
13、气换热，现改为与稳定汽油、柴油、顶循油换热，见图3.1。（2）优化装置低温热利用，取消气分热媒水换热流程；增加溴化锂二类热泵，将航煤加氢、柴油加氢的产品余热，三催化稳定塔顶气，以及二催化分馏塔顶油气、稳定塔顶气、顶循油余热作为整体统一考虑利用，冬季供暖（可回收50以上余热），增加供暖热量，夏季时利用溴化锂吸收式二类热泵产0.3MPa蒸汽供新三废（可回收70以上余热）。（4）采暖用户端应用先进技术进行改造，将原燃烧炉改为新型补燃型大温差换热器（吸收式热泵），可以将30以上的热量全部回收。,2.7 二催化装置优化,优化效果冬季供暖热量由原来的730104 kcal/h增加至5100104 kcal
14、/h；夏季发生0.35MPa蒸汽量14t/h供新三废。,2.8 重整装置优化,存在问题：（1）预加氢循环氢分离流程为冷高分流程，反应产物低温热未充分回收利用；（2）换热网络匹配不合理，存在大温差换热以及物料重复冷却升温情况，如预加氢汽提塔进料（40）与汽提塔底油（220）直接换热，脱碳六塔进料先与脱戊烷塔进料换热降温，又与脱碳六塔底油换热升温。（3）装置低温余热未得到合理利用：预分馏汽提塔顶汽温度为118，脱C6塔C304塔顶气温度约为83，脱戊烷塔顶气温度约为118，以上分馏塔余热总量达800104 kcal/h ，未回收利用。,2.8 重整装置优化,优化方案（1）预加氢产物循环氢分离流程热
15、高分工艺流程改进；（2）结合热高分流程改进，预加氢汽提塔C102进出料换热流程改进，增加脱碳六塔辅助重沸器，以汽提塔底油作为热源；（3）重整反应产物分馏系统换热流程改进（4）脱碳六塔再沸器热源优化调整（5）利用热媒水回收汽提塔、脱戊烷塔、脱碳六塔塔顶气低温热，供气分装置。,2.8 重整装置优化,优化效果汽提塔、脱戊烷塔再沸炉燃料气减少170kg/h；脱碳六塔再沸器减少3.5MPa蒸汽6.5t/h，但增加1.0MPa蒸汽用量2.5t/h；增加热输出500104 kcal/h。,2.9 气分装置优化,存在问题（1）装置蒸汽用量较大，两台脱丙烷塔、脱异丁烷塔，共耗汽26t/h优化方案（1）改造1台脱
16、丙烷塔以及脱异丁烷塔重沸器为热水型再沸器（仍保留原蒸汽加热器）。（2）优化热媒水换热流程，热媒水先与两台脱丙烷塔换热，再与重整来的热媒水混合，分为四股，分别与脱异丁烷塔、脱乙烷塔、丙烯精馏塔、丙烯脱气塔换热，优化效果减少装置蒸汽消耗20t/h,2.9 气分装置优化,2.9 气分装置优化,结 论,应用全厂能量系统优化的理论，对某炼厂进行全面的用能分析，结合新技术的应用，为炼厂发掘大量节能潜力：冬季供暖输出热量可提高至5100104kcal/h，夏季则利用高温段余热产汽，总体减少了1.0MPa蒸汽消耗（冬季18t/h，夏季34t/h），增加3.5MPa蒸汽产汽量5t/h，节省3.5MPa蒸汽6.5t/h，节省了燃料气消耗880kg/h，折标煤6.2万吨/年，折炼油综合能耗3.9kgoe/t,中石化节能技术服务公司（中国石化节能技术中心）自成立以来，始终把服务企业，减少中国石化能耗为己任。,软：技术,硬：工程,谢 谢,叶剑云 ,
