金陵185擴(kuò)容及節(jié)能改造總結(jié)

1、金陵1.85Mt/a延遲焦化擴(kuò)容及節(jié)能技術(shù)改造運(yùn)行總結(jié)中石化金陵分公司技術(shù)質(zhì)量處 徐寶平聯(lián)系電話訊地址：江蘇省南京市棲霞區(qū)甘家巷388號(hào) 金陵分公司技術(shù)質(zhì)量處摘要：介紹了中國(guó)石油化工有限公司金陵分公司套延遲焦化裝置1.85Mt/a擴(kuò)容節(jié)能改造的情況，對(duì)裝置改造后的運(yùn)行狀況進(jìn)行了標(biāo)定，并對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)地分析。開工后標(biāo)定表明，此次裝置的擴(kuò)容及節(jié)能改造實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。關(guān)鍵詞：延遲焦化 擴(kuò)容 節(jié)能 改造 經(jīng)濟(jì)效益 分析 1 前言金陵1.60Mt/a延遲焦化裝置自2004年底建成投產(chǎn)以來(lái)，一直處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，但是，隨著原油加工量的不斷增長(zhǎng)以及原油的逐漸重質(zhì)化，中國(guó)

2、石油化工有限公司金陵分公司減壓渣油過(guò)剩的矛盾十分突出，原有的三套延遲焦化裝置原有的加工能力已經(jīng)不能再滿足生產(chǎn)的需求，因此，金陵分公司于2008年12月13日對(duì)套延遲焦化裝置進(jìn)行1.85Mt/a改造和節(jié)能技術(shù)改造。在此改造期間一并實(shí)施了節(jié)能改造，彌補(bǔ)煙氣排煙溫度高，分餾塔中段回流和重蠟回流取熱缺乏彈性小，柴油、頂循取熱過(guò)多的不足，使裝置能耗能從27kgEo/t降低到國(guó)內(nèi)較先進(jìn)水平。2 裝置介紹金陵分公司1.60Mt/a延遲焦化（III套焦化）是配合分公司加工1300萬(wàn)噸/年高硫原油總體改造工程而新建的重質(zhì)油二次加工裝置，主要包括焦化和吸收穩(wěn)定兩部分。裝置于2004年12月建成投產(chǎn)，以減壓渣油為原

3、料，采用一爐兩塔靈活可調(diào)節(jié)循環(huán)比工藝流程，設(shè)計(jì)循環(huán)比為0.25，生焦周期為24h，生產(chǎn)干氣、液化石油氣、石腦油、柴油、蠟油以及焦炭等產(chǎn)品。為減少過(guò)程的能量耗損，爐、塔等關(guān)鍵設(shè)備均大型化，如加熱爐采用雙面輻射、三室六程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)負(fù)荷為60MW；焦炭塔直徑達(dá)9.4 m，焦化主分餾塔直徑達(dá)5.4 m，高壓水泵流量達(dá)300 m3/h、揚(yáng)程達(dá)3300 m。分餾部分采用了與傳統(tǒng)焦化分餾流程不同的設(shè)計(jì)，增加了裝置的靈活性與可操作性，提高了裝置能量利用效率。在常規(guī)流程基礎(chǔ)上，增加了循環(huán)油甩出管線，采用循環(huán)油與新鮮減壓渣油進(jìn)料直接混合的方式通過(guò)循環(huán)油的變化來(lái)調(diào)節(jié)裝置循環(huán)比，反應(yīng)油氣的熱量則采用分餾塔底循環(huán)油回流

4、移出。通過(guò)裝置取熱及換熱流程的調(diào)整，原料油換后終溫極大提高，且原料油并不進(jìn)入分餾塔底與過(guò)熱反應(yīng)油氣直接接觸混合換熱，而是通過(guò)與側(cè)線物流回流間接換熱到約310后進(jìn)入加熱爐進(jìn)料緩沖罐與分餾塔底來(lái)的循環(huán)油混合，再泵送至加熱爐對(duì)流段、輻射段加熱至500左右進(jìn)入焦炭塔發(fā)生熱裂化與縮合反應(yīng)。高溫反應(yīng)油氣從焦炭塔頂進(jìn)入分餾塔分割為富氣、汽油、柴油、蠟油等組分和循環(huán)油。為有效回收分餾塔熱量，做到熱量的梯級(jí)利用，分餾塔設(shè)有5個(gè)中段回流，即頂循、柴油回流、中段回流、重蠟油回流、塔底循環(huán)油回流。通過(guò)螺旋折流板換熱器應(yīng)用及換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)強(qiáng)化裝置熱量回收，提高原料油換熱終溫；同時(shí)采用加熱爐管多點(diǎn)注汽工藝，盡可能降低焦

5、化加熱爐負(fù)荷。3 現(xiàn)狀分析2004年底至2008年底，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷生產(chǎn)，金陵分公司套延遲焦化加熱爐火焰高度達(dá)到2.5m，爐膛操作溫度最高達(dá)到780，局部爐管表面溫度上升至700，排煙溫度170。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，受原料性質(zhì)變化和吸收穩(wěn)定系統(tǒng)操作因素影響，分餾塔中段、重蠟油循環(huán)等高溫位取熱量遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)值，下表為分餾塔側(cè)線取熱設(shè)計(jì)值和實(shí)際值對(duì)比。表-1 分餾塔回流取熱情況回流物流流量t/h抽出/返塔溫度，熱量104kcal/h比例%設(shè)計(jì)操作設(shè)計(jì)操作設(shè)計(jì)操作設(shè)計(jì)操作頂循252230127-87145-8757878028.77 39.96 柴油回流12585221-178240/p>

6、.34 20.49 中段13375299-229315-20558947429.34 24.28 重蠟油4025370-23037056 15.27 小計(jì)/18511952100100其次，受取熱手段制約，以及渣油進(jìn)料多段預(yù)熱負(fù)荷波動(dòng)，分餾塔中段和重蠟油取熱量偏小，大量的200以上中溫?zé)崃窟M(jìn)入低溫?zé)嵯到y(tǒng)，過(guò)程火用損極大，特別是因低溫?zé)嵊脩艏坝昧肯拗剖沟脽崦剿厮疁囟绕?，限制了裝置的熱量回收，冷卻排棄熱量偏大。下表-2為裝置冷熱物流負(fù)荷數(shù)據(jù)。表-2 裝置冷熱物流負(fù)荷數(shù)據(jù)物流種類物流名稱流量t/h初始溫度目標(biāo)溫度熱負(fù)荷104kcal/h冷物流原料油200 150 312

7、 2032 富吸收油28 50 120 97 解吸塔底油149 171 295 穩(wěn)定塔底油191 201 461 熱物流塔頂油氣42 105 40 377 頂循252 127 87 578 柴油及吸收劑81 180 40 513 柴油及回流206 221 180 508 中段134 299 229 590 輕蠟油30 343 80 503 重蠟油及回流82 375 230 800 重蠟油和急冷油42 230 150 211 重蠟油20 150 80 145 循環(huán)油126 360 280 672 表-2顯示，在原設(shè)計(jì)原料油換熱終溫為312條件下裝置換熱網(wǎng)絡(luò)是閾值問(wèn)題，即換熱網(wǎng)絡(luò)不存在換熱物流跨越

8、夾點(diǎn)的問(wèn)題。由于該換熱網(wǎng)絡(luò)為閾值問(wèn)題，說(shuō)明原料油換熱終溫還有進(jìn)一步提高的潛力，從理論上分析，可提高原料油換熱終溫直至閾值溫度等于允許的最小傳熱溫差，即獲得最大原料油換熱終溫，通過(guò)分析計(jì)算可知，理論上原料油換熱終溫可達(dá)335。此外，由于裝置本身熱用戶（熱阱）有限，而分餾塔多中段回流取熱、多側(cè)線抽出，使得換熱網(wǎng)絡(luò)匹配后，裝置仍存在大量低溫余熱未能有效利用，如塔頂油氣、柴油、蠟油等物流熱量大部分被循環(huán)水或空冷冷卻排棄，使得裝置熱量損失嚴(yán)重。下表-3為裝置低溫余熱統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)表明存在較大的低溫?zé)峄厥绽脻摿?。?3 裝置低溫余熱統(tǒng)計(jì)熱流名稱流量t/h進(jìn)冷卻器前溫度，出冷卻器后溫度，熱負(fù)荷104kcal/

9、h分餾塔頂油氣52.0012060407.86柴油和吸收劑85.0013060309.91輕蠟油12.451257033.08重蠟油19.261307057.94焦化富氣18.001406087.87穩(wěn)定汽油32.0010660287.70小計(jì)1184.36裝置原有流程中，冷熱渣油進(jìn)料混合后再換熱升溫，造成顯著的混合熱火用損。若進(jìn)行延遲焦化裝置熱進(jìn)料改進(jìn)，將焦化原料盡可能采用常減壓裝置熱減壓渣油或催化裂化熱油漿，減少或取消罐區(qū)冷渣油及冷油漿進(jìn)料。同時(shí)在冷熱渣油混合前將100左右的冷渣油進(jìn)料預(yù)熱升溫，減少冷熱進(jìn)料和冷進(jìn)料直接混合的火用損。4 采取措施4.1 加熱爐改造加熱爐是延遲焦化裝置的核心，

10、決定了裝置的操作周期和經(jīng)濟(jì)效益。因此，加熱爐改造成為了此次擴(kuò)能改造的重中之重。改造的方法是在原熱管前增加一臺(tái)前置擾流子空氣預(yù)熱器,與現(xiàn)有的空預(yù)熱器組成新的余熱回收系統(tǒng)。4.2 安裝焦炭塔全自動(dòng)底蓋機(jī)從生產(chǎn)及安全的角度考慮，此次改造還安裝了焦炭塔全自動(dòng)底蓋機(jī)。全自動(dòng)底蓋機(jī)采用機(jī)、電、液一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、操作簡(jiǎn)單，操作人員可遠(yuǎn)離塔口控制操作，避免塔內(nèi)除焦水(80度左右)噴出，燙傷操作人員；可防止當(dāng)焦化原料變差或操作不當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生彈丸焦、焦碳塌方等對(duì)操作人員造成人身傷害及污染操作環(huán)境；提高了焦碳塔裝置自動(dòng)化生產(chǎn)水平及操作的安全性，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了除焦時(shí)間，為進(jìn)一步縮短焦炭塔的

11、生焦周期打下了基礎(chǔ)，對(duì)提高裝置處理能力具有十分重要的作用。4.3 換熱流程改造此次改造對(duì)部分流程及設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)改造，同時(shí)新增加了一些換熱器。改造流程主要包括：熱渣油流程、冷渣油流程、污油流程、汽油流程、頂循流程、柴油流程、中段流程、重蠟流程、循環(huán)油流程以及低溫水流程等。這次流程改造不但能夠提高渣油溫度，降低加熱爐燃料消耗，而且能夠更好地控制分餾塔的平衡，同時(shí)也能夠降低裝置的總能耗。結(jié)合裝置擴(kuò)產(chǎn)脫瓶頸改造，改造重蠟油和中段回流換熱流程，提高重蠟油、中段循環(huán)等高溫位取熱量，優(yōu)化分餾塔各中段取熱比例，減少分餾過(guò)程火用損。同時(shí)在換熱條件允許的情況下考慮中段回流、重蠟油等中溫余熱發(fā)生1.0MPa蒸汽，

12、并考慮送至1#或2#焦化加熱爐對(duì)流段過(guò)熱，主要措施有：（1） 新增1.0MPa蒸汽發(fā)生器ER0001N回收中段回流余熱，以調(diào)節(jié)因原料和產(chǎn)品方案變化引起的取熱變化；（2） 在渣油-柴油換熱器后新增柴油產(chǎn)品冷渣油換熱器；（3） 新增一臺(tái)柴油/原料油換熱器和一臺(tái)重蠟油/原料油換熱器；（4） 將現(xiàn)有的四臺(tái)循環(huán)油/原料油換熱器和兩臺(tái)重蠟油/原料油換熱器交叉換熱，即原料油經(jīng)過(guò)輕蠟油換熱后，依次與循環(huán)油、重蠟油、循環(huán)油、重蠟油換熱；（5） 在柴油-熱媒水換熱器后新增一臺(tái)柴油/低溫水換熱器,與現(xiàn)有的柴油/熱媒水換熱器串聯(lián)；（6） 在重蠟油-熱媒水換熱器后新增一臺(tái)重蠟油/低溫水換熱器，與現(xiàn)有的重蠟油-熱媒水換熱

13、器串聯(lián)；（7） 新增塔頂油氣/循環(huán)熱媒水換熱器3臺(tái)；（8） 新增循環(huán)熱媒回水冷卻器一臺(tái)；5 改造后裝置標(biāo)定和運(yùn)行情況分析為全面考察套延遲焦化裝置擴(kuò)能改造后的處理能力、產(chǎn)品分布和能耗變化情況以及裝置繼續(xù)提高處理能力的新限制因素，同時(shí)也為進(jìn)一步改造提供依據(jù)，公司組織安排相關(guān)人員對(duì)套延遲焦化裝置進(jìn)行標(biāo)定。5.1 物料性質(zhì)本次標(biāo)定工作由技術(shù)處組織，生產(chǎn)計(jì)劃處、設(shè)備處、安環(huán)處、質(zhì)檢中心、計(jì)量、油品儲(chǔ)運(yùn)中心和常減壓蒸餾車間共同參與。標(biāo)定時(shí)間從2月16日13:00開始至2月18日13:00結(jié)束，標(biāo)定期間原料性質(zhì)見表-4。8表-4 標(biāo)定期間原料性質(zhì) 油品名稱分析項(xiàng)目75%沙中原油+15%阿爾巴克拉+10%管道

14、油80%管道油+20%阿爾巴克拉油合計(jì)數(shù)量46229755597密度（20）g/cm31.0200.9941.015 500餾出量ml5.856.15.894 殘?zhí)?%1914.5318.221 粘度: 1001288.7931.181226.4注：標(biāo)定期間摻煉2%催化油漿，計(jì)量統(tǒng)計(jì)在冷渣中。5.2 物料平衡為了便于對(duì)比分析，現(xiàn)將改造標(biāo)定的物料平衡與2008全年以及2008年4月19日至22日之間的物料平衡進(jìn)行對(duì)比，詳見表2。從表-5中可看出，經(jīng)過(guò)擴(kuò)能改造，套延遲焦化裝置標(biāo)定的加工量為5597t/d，比2008全年平均加工量4659t/d增加了20.1%，比2008年4月19日至22日之間的平

15、均加工量4709t/d增加了18.9%。全年按8000生產(chǎn)小時(shí)計(jì)算，套延遲焦化裝置全年加工量為186.6萬(wàn)噸/年，比設(shè)計(jì)值增加了1.6萬(wàn)噸/年。這表明本次擴(kuò)能改造的首要目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。表-5 物料平衡產(chǎn)品分布對(duì)比日期標(biāo)定期間2008全年2008.4.19-22項(xiàng)目噸/天收率%噸/天收率%增減 %噸/天收率%增減 %總進(jìn)料559746594709熱渣46224191冷渣975518干 氣3616.453327.13-0.683667.8-1.33液態(tài)烴1162.071262.71-0.641372.9-0.84汽 油100217.978316.81.1077916.51.37柴 油184132.8

16、9143130.712.18144930.82.11輕蠟油2925.222024.340.882254.80.43重蠟油3947.043617.74-0.703347.1-0.06甩 油561932-1.00481-0.02焦炭量151827.12131228.15-1.03135628.8-1.67損 失170.3200.42-0.12140.30.00合 計(jì)559710010047091005.3 主要設(shè)備運(yùn)行情況分析5.3.1 加熱爐加熱爐節(jié)能效果如表-6所示。表-6 加熱爐節(jié)能效果計(jì)算項(xiàng)目單位改造前改造后備注爐膛溫度774750煙氣出對(duì)流溫度410373排煙溫度150110空氣入爐溫度

17、275270爐效率%90.4592.2降排煙回收熱量kcal/h-1431500 KgEo/h-143節(jié)省標(biāo)油噸Eo/年1202.5按8400h 從表-6中可以看出，加熱爐排煙溫度達(dá)到了110，比改造前降低了60，爐效率為92.2%，比改造前提高了1.75%。這表明此次加熱爐改造已經(jīng)取得了明顯的效果，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。5.3.2 分餾系統(tǒng)焦化分餾系統(tǒng)前連加熱爐、焦炭塔，后連氣壓機(jī)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，是全裝置進(jìn)行主要產(chǎn)品(汽油、柴油、輕蠟油和重蠟油)分割及物料換熱的關(guān)鍵場(chǎng)所，它的操作好壞對(duì)裝置前后系統(tǒng)均有影響。在標(biāo)定期間，處理量為5597噸/天，分餾塔溫度、流量、壓力均正常，分餾塔操作彈性較大。（1

18、）分餾塔頂：增加3臺(tái)低溫水換熱器后，進(jìn)壓縮機(jī)入口溫度為38，富氣流量降低2000m3/h。（2）分餾塔頂循環(huán)：增加1臺(tái)低溫水換熱器，返塔溫度現(xiàn)在控制在70左右(設(shè)計(jì)為87，改造前為90)，在生產(chǎn)重整料(汽油干點(diǎn)小于172)時(shí)，分餾塔頂操作平穩(wěn)。（3）中段回流溫度：抽出溫度為324(設(shè)計(jì)為299)，流量為70m3/h(設(shè)計(jì)為133m3/h)，為保證柴油質(zhì)量，中段流量調(diào)整為90m3/h，解吸塔底溫?zé)崃砍渥悖蛪赫羝l(fā)汽量比設(shè)計(jì)值偏低。（4）柴油：增加1臺(tái)冷渣油換熱器，1臺(tái)低溫水換熱器后，冷渣油進(jìn)V3101溫度提高30，減少了加熱爐燃料消耗；另外，目前柴油出裝置溫度可控制在70，保證外送冷柴油

19、溫度控制在工藝指標(biāo)內(nèi)。（5）重蠟：增加1臺(tái)渣油換熱器和1臺(tái)系統(tǒng)污油換熱器，提高加熱爐入口溫度6，降低加熱爐燃料消耗。（6）低溫水系統(tǒng)：增加回水循環(huán)水換熱冷卻器，熱水輸出量增加40t/h，流程優(yōu)化后，采用循環(huán)水、低溫水雙冷卻，提高了低溫水的輸出溫度和流量，從而降低裝置能耗。5.3.3 壓縮機(jī)和吸收穩(wěn)定系統(tǒng)壓縮機(jī)中壓蒸汽噴嘴改造擴(kuò)大后，富氣流量在20000m3/h左右，中壓蒸汽消耗未增加，轉(zhuǎn)速為9850，目前壓縮機(jī)還有余量，可保障夏季滿負(fù)荷生產(chǎn)的需求。穩(wěn)定吸收部分在本次標(biāo)定中操作一切正常，干氣、液態(tài)烴質(zhì)量控制良好。6 能耗分析 此次標(biāo)定的能耗主要包括：水(新鮮水、循環(huán)水、除氧水、除鹽水、凝縮水)、

20、電、蒸汽、中壓蒸汽、燃料氣、燃料油、冷媒水、熱進(jìn)料和低溫水等十項(xiàng)內(nèi)容，具體詳見表-7。表-7 能耗統(tǒng)計(jì)名稱本次標(biāo)定2008年能耗數(shù)量計(jì)算標(biāo)定能量消耗子項(xiàng)處理量能量消耗子項(xiàng)處理量項(xiàng)目單位實(shí)際kg標(biāo)油/t(TEO)tkg標(biāo)油/t(TEO)t1.能耗合計(jì) 23.52 26.98 2.水：新鮮水t730.00 0.01 55970.01 12.91 1608685 循環(huán)水t312710.56 3.13 0.55 888.50 除氧水t0 除鹽水t270.01 0.06 0.05 88.35 凝縮水t03.電kw.h760003.53 19.76 4.05 6518.88 4.蒸汽t00.00 0.00

21、 0.00 0.00 其中：輸入t0 輸出(背壓)t-413-5.61 -31.39 -7.65 -12302.20 消耗t4235.中壓蒸汽t83613.14 73.57 16.33 26269.76 6.燃料氣t10617.99 100.70 18.64 29984.85 7.燃料油00.00 0.00 0.00 0.00 8.冷媒水t00.00 0.00 0.00 0.00 9.熱進(jìn)料t標(biāo)油00.00 0.00 1.08 1729.60 10.低溫水t4560-6.11 -34.2 -6.09 -9791.59 注：燃?xì)饷芏劝凑?.15千克/m3計(jì)算。由表-7可知，本次標(biāo)定期間實(shí)際能耗為23.52kg標(biāo)油/t，與裝置改造前2008年的平均能耗26.98kg標(biāo)油/t相比，降低了3.46kg標(biāo)油/t，能耗降幅為12.8%。此次能耗降幅較大的主要原因是由于擴(kuò)容改造后節(jié)能設(shè)施運(yùn)行較為良好，各項(xiàng)消耗分析如下：