催化重整節(jié)能降耗(燕山,201109)PPT課件

1、1催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗中國石化工程建設(shè)公司中國石化工程建設(shè)公司2011.92011.9北京北京燕山燕山 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗21.1.目前我國催化重整現(xiàn)狀目前我國催化重整現(xiàn)狀2.2.重整裝置能耗分析重整裝置能耗分析2.1 2.1 半再生重整能耗半再生重整能耗2.2 2.2 連續(xù)重整能耗連續(xù)重整能耗2.3 2.3 兩類重整工藝能耗對(duì)比兩類重整工藝能耗對(duì)比2.4 2.4 低能耗的重整裝置案例低能耗的重整裝置案例3. 3. 降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施4. 4. 結(jié)束語結(jié)束語 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗31.1.目前我國催化重整現(xiàn)狀目前我國催化重整現(xiàn)狀催化重整節(jié)

2、能降耗催化重整節(jié)能降耗 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗4 19651965年我國在大慶建成投產(chǎn)了第一套年我國在大慶建成投產(chǎn)了第一套1010萬噸萬噸/ /年的工業(yè)化催年的工業(yè)化催化重整裝置化重整裝置 經(jīng)過經(jīng)過4545年的發(fā)展，到年的發(fā)展，到20102010年底共建成投產(chǎn)催化重整裝置年底共建成投產(chǎn)催化重整裝置8989套套 總加工能力總加工能力4900萬噸萬噸/ /年，約占原油總加工能力的年，約占原油總加工能力的12%12%左右左右 連續(xù)重整裝置連續(xù)重整裝置4242套，加工能力為套，加工能力為39003900萬噸萬噸/ /年年 半再生重整裝置半再生重整裝置4747套，加工能力為套，加工能力為100

3、01000萬噸萬噸/ /年年 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗5建設(shè)投產(chǎn)年代建設(shè)裝置套數(shù)，套處理量，萬噸/年原設(shè)計(jì)/改造增加萬噸/年半再生連續(xù)重整合計(jì)半再生連續(xù)重整合計(jì)604-455-55 40/15709-9160-160 117/458071811060170139/359019113045073011801050/13120008303822531103335至2010年11月合計(jì)474289100039004900 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗6 90年代以前的25年，建成投產(chǎn)了21套催化重整裝置，其中只有1套連續(xù)重整裝置 90年代以后的18年間共建成投產(chǎn)了54套催化重整裝置，占全

4、部投產(chǎn)裝置總套數(shù)的72%；而其加工能力占全部投產(chǎn)裝置總能力的88.1% 90年代以后的18年建成投產(chǎn)了27套連續(xù)重整裝置 僅2000年代的10年就建成投產(chǎn)了38套重整裝置，其中連續(xù)重整30套。加工能力占全部投產(chǎn)裝置總能力的68% 預(yù)計(jì)到2015年前還將建成投產(chǎn)約15套左右裝置，再增加能力約1700萬噸/年。屆時(shí)我國的重整裝置套數(shù)超過100套，總加工能力將達(dá)到6600萬噸/年 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗7已建成裝置的規(guī)模分布情況已建成裝置的規(guī)模分布情況規(guī)模，萬噸/年數(shù)量，套占總套數(shù)的比例，%152620402450802022.51001921.329.227.0 催化重整節(jié)能降耗催化重整

5、節(jié)能降耗8 連續(xù)重整裝置占總套數(shù)的連續(xù)重整裝置占總套數(shù)的47%47%，加工能力卻占，加工能力卻占到了到了79.6%79.6%42套連續(xù)重整裝置中的5套平均反應(yīng)壓力為0.8MPa左右,其余的平均反應(yīng)壓力為0.35MPa左右，單套裝置的平均能力為92.8萬噸/年連續(xù)重整裝置所采用的工藝技術(shù)包括了UOP和IFP兩家專利公司的各代專利技術(shù)以及自己的技術(shù)，已具有國際水平 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗9 目前我國已經(jīng)建成投產(chǎn)的連續(xù)重整裝置情況 我國從1979年開始引進(jìn)連續(xù)重整技術(shù)，1985年第一套連續(xù)重整裝置在上海金山投產(chǎn)，20多年來有了很大發(fā)展，到現(xiàn)在已建成投產(chǎn)或正在投產(chǎn)的共42套裝置，總能力達(dá)到3

6、900萬噸/年。僅2009年一年就建成投產(chǎn)10套，加工能力為1120萬噸/年，占連續(xù)重整總能力的1/3 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗10 我國已經(jīng)投產(chǎn)連續(xù)重整裝置情況 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗11 我國在建連續(xù)重整裝置情況 近年來隨著石化工業(yè)的發(fā)展，我國的連續(xù)重整不論是數(shù)量還是規(guī)模，都有了巨大的提高，還有一批新的裝置正在設(shè)計(jì)和建設(shè)中，初步統(tǒng)計(jì)其總能力達(dá)1800萬噸/年，這些裝置都將在最近幾年內(nèi)陸續(xù)建成投產(chǎn)，下表是我國正在設(shè)計(jì)和建設(shè)的連續(xù)重整裝置的初步名單 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗12 半再生重整裝置的平均反應(yīng)壓力大多在半再生重整裝置的平均反應(yīng)壓力大多在1.5MPa1.5MP

7、a左右左右單套裝置的平均能力為21.3萬噸/年，平均能力偏低 大多是80年代以后建設(shè)的，技術(shù)水平比較高 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗13 半再生和連續(xù)重整催化劑都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，并達(dá)到國際水平 半再生重整和連續(xù)重整的工程設(shè)計(jì)全部國產(chǎn)化 開發(fā)出了以逆流移動(dòng)床為代表的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)重整專利技術(shù) 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗14 目前我國生產(chǎn)的車用汽油在質(zhì)量方面與世界燃料規(guī)范及國內(nèi)車用無鉛汽油新標(biāo)準(zhǔn)相比的主要差距烯烴含量高硫含量高芳烴及苯含量相對(duì)較低其中烯烴、硫含量差距最大 造成上述這種情況的主要原因是我國車用汽油的構(gòu)成不合理 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗15我國車用汽油調(diào)和組

8、分中我國車用汽油調(diào)和組分中 催化裂化汽油所占比例太大 催化重整汽油和其它高質(zhì)量汽油組分所占比例太小 低辛烷值（直餾）汽油組分還占一定比例 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗16 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油的特點(diǎn) 辛烷值高 烯烴含量很低 芳烴含量較高 基本不含硫、氮、氧等雜質(zhì) 催化重整汽油的這些特點(diǎn)正好能彌補(bǔ)目前我國車用汽油的質(zhì)量缺點(diǎn)，是理想的可增加的調(diào)和組分。要實(shí)現(xiàn)車用汽油質(zhì)量的升級(jí)換代，就要調(diào)整汽油構(gòu)成，減少催化裂化汽油所占比例，增加其它汽油調(diào)和組分尤其是催化重整汽油的比例 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗17 催化重整裝置與其它生產(chǎn)高質(zhì)量汽油的工藝相比 其原料來源廣范，加工量大 可根據(jù)需要在一定

9、范圍內(nèi)調(diào)整所生產(chǎn)的汽油辛烷值的高低 是解決目前我國車用汽油質(zhì)量的最有效和最重要的手段。是實(shí)現(xiàn)汽油質(zhì)量升級(jí)的主要工藝 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗18 重整產(chǎn)氫是煉廠寶貴的氫源，目前，國內(nèi)柴油產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)也正在逐步提高，對(duì)硫含量等限制更加嚴(yán)格，所以要建設(shè)大量的加氫裝置，因而就需要大量的氫氣 采用制氫等裝置生產(chǎn)的氫氣成本很高，生產(chǎn)每噸純氫近萬元 催化重整可付產(chǎn)大量廉價(jià)的含氫氣體，重整裝置的純氫產(chǎn)率為2.54.0,氫純度可達(dá)90%（分子），是加氫裝置非常好的氫源 一套規(guī)模為60萬噸/年的催化重整裝置,采用半再生重整純氫產(chǎn)量至少每年1.5萬噸，采用連續(xù)重整純氫產(chǎn)量每年約2.4萬噸?？蔀橐惶?20

10、200萬噸/年的柴油加氫精制裝置提供氫氣，節(jié)省大量的制氫原料，降低加氫裝置的操作成本 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗19 催化重整裝置生產(chǎn)的汽油芳烴含量較高，一般為5580（重） 可生產(chǎn)高純度的苯，甲苯，混合二甲苯及重芳烴等芳烴產(chǎn)品 目前市場(chǎng)上芳烴產(chǎn)品十分緊俏，價(jià)格較高 我國已建成投產(chǎn)的催化重整裝置有一半是用來生產(chǎn)芳烴的 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗20 我國的重整還將繼續(xù)發(fā)展,主要以連續(xù)重整為主,裝置建設(shè)以新建為主 除中石化和中石油外,其他石化企業(yè)尤其是民營企業(yè)將成為重整規(guī)模的增長點(diǎn) 規(guī)模趨于大型化,大多在100萬噸/年以上 連續(xù)重整工藝技術(shù)以國產(chǎn)為主, 采用國內(nèi)催化劑,基本不再引進(jìn)技

11、術(shù) 除少量特殊儀表外,設(shè)備基本國產(chǎn)化 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗212 2重整裝置能耗分析重整裝置能耗分析 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗22 重整裝置因所采用的原料種類和性質(zhì)、要求的產(chǎn)品方案以及裝置規(guī)模的不同其能耗差別很大 一般規(guī)模越小、原料越差、要求的產(chǎn)品辛烷值越高、外送氫氣的純度的壓力越高其能耗越大 生產(chǎn)高辛烷值汽油與生產(chǎn)芳烴的重整裝置能耗相差很大 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗23 一般半再生重整裝置能耗為70-90萬大卡/噸進(jìn)料左右連續(xù)重整為70-105萬大卡/噸進(jìn)料左右 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗242.1 2.1 半再生重整能耗半再生重整能耗 催化重整節(jié)能降耗催化

12、重整節(jié)能降耗25裝置案例分析裝置案例分析 原料：大慶53%的直餾和47%的加氫石腦油 處理量：20萬噸/年 產(chǎn)品：RON95的高辛烷值汽油 平均反應(yīng)壓力：1.4 MPa 氫油比：600：1（一段）和 1200：1（二段） 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗26裝置公用工程消耗統(tǒng)計(jì)裝置公用工程消耗統(tǒng)計(jì)-表示裝置產(chǎn)生外送量，余熱鍋爐產(chǎn)生3.5MPa蒸汽，循環(huán)氫壓縮機(jī)采用背壓式透平驅(qū)動(dòng) 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗27裝置各部分能耗計(jì)算裝置各部分能耗計(jì)算 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗28 重整反應(yīng)部分的能耗最高，約占全裝置能耗的53.6%左右 預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的34.6%左右 產(chǎn)

13、物分離部分的能耗最小，占全裝置能耗的11.8% 在單項(xiàng)公用工程消耗中，燃料能耗占比例最大，為97% 其中重整反應(yīng)部分燃料消耗量最大，主要是重整反應(yīng)熱 預(yù)處理和產(chǎn)物分離燃料能耗分別占各自能耗的73%和79% 重整煙氣余熱鍋爐發(fā)生蒸汽為裝置貢獻(xiàn)能量，占全裝置能耗的21.6% 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗29 循環(huán)氫壓縮機(jī)占全裝置能耗的11.2% 重整煙氣余熱鍋爐發(fā)生中壓蒸汽，循環(huán)氫壓縮機(jī)透平背壓出1.0MPa蒸汽,蒸汽項(xiàng)對(duì)能耗的貢獻(xiàn)是負(fù)的。不使用背壓透平情況就不一樣 循環(huán)氫壓縮機(jī)用蒸汽驅(qū)動(dòng)，全裝置電的耗量量就比較低。耗電能占全裝置能耗的11%左右; 如果用電動(dòng)，則耗電能占全裝置能耗的35%左右

14、 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗30裝置耗電分項(xiàng)情況，裝置耗電分項(xiàng)情況，kwhkwh/ /噸進(jìn)料噸進(jìn)料 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗31 壓縮機(jī)耗電量最大，占全裝置用電量的54%，如果循環(huán)氫壓縮機(jī)用電驅(qū)動(dòng)，則占的比例更大，約80% 泵耗電量占全裝置用電量的30% 循環(huán)水能耗占全裝置能耗的比例最小，為1.7%。如果循環(huán)氫壓縮機(jī)用凝氣式透平驅(qū)動(dòng)，則循環(huán)水耗量就會(huì)增加很多 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗32 半再生重整裝置的兩個(gè)能耗半再生重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶大戶” 加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的76%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的11% 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的87%

15、。因此節(jié)能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗332.2 2.2 連續(xù)重整能耗連續(xù)重整能耗 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗34 典型的典型的UOPUOP連續(xù)重整裝置能耗連續(xù)重整裝置能耗 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗35 典型的典型的IFPIFP連續(xù)重整裝置能耗連續(xù)重整裝置能耗 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗36 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗37 重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離部分的能耗比較高，約占全裝置能耗的75%左右 預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的20%左右 催化劑再生部分的能耗僅占全裝置能耗的25% 預(yù)處理部分主要用于重整反應(yīng)原料的精制，因此它的能耗主要取決

16、于原料油的雜質(zhì)含量及C6烷烴以下的輕石腦油的比例 催化劑再生部分的能耗占全裝置能耗的比例較小，因此，不同催化劑再生工藝的能耗差別對(duì)全裝置能耗的影響不大 對(duì)于采用不同工藝技術(shù)的連續(xù)重整裝置來講，在裝置生產(chǎn)規(guī)模、原料組成、產(chǎn)品要求相同的前提下，原料預(yù)處理、重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離等部分的能耗基本相同，只是催化劑再生和循環(huán)方式不同使催化劑再生部分的能耗有所差別 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗38反應(yīng)需供熱反應(yīng)需供熱重整主要反應(yīng)是預(yù)加氫及重整反應(yīng)。預(yù)加氫反應(yīng)熱較小，可忽略不計(jì)。催化重整是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，在反應(yīng)過程中為了保持所需的溫度需多次“接力”加熱，一般有四個(gè)反應(yīng)加熱爐。熱量均由加熱爐供給，約占全裝置總能耗

17、的45.0%加熱爐提供的熱量（按燃料折算）占重整反應(yīng)及產(chǎn)物分離部分總能耗的94%左右 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗39蒸餾 重整裝置設(shè)有多臺(tái)蒸餾塔以實(shí)現(xiàn)原料的切割及產(chǎn)品分離。塔底加熱爐和重沸器所消耗的能量約占全裝置能耗總量的22.3% 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗40工藝介質(zhì)輸送工藝介質(zhì)輸送 重整反應(yīng)及催化劑再生所需氣體的增壓、循環(huán)以及油品的加壓、輸送都是依靠壓縮機(jī)及泵的驅(qū)動(dòng)來完成，約占全裝置能耗總量的26.3%，其中壓縮機(jī)部分的能耗占全裝置能耗總量的21.6% 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗41產(chǎn)品冷卻產(chǎn)品冷卻 裝置塔的回流、氣液分離及產(chǎn)品送出裝置，均采用空氣冷卻或水冷卻。此外，壓

18、縮機(jī)及泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也需冷卻水。以上消耗占全裝置總能耗的3.9% 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗42其它加熱及伴熱等能耗占總能耗的2.5% 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗43連續(xù)重整裝置的兩個(gè)能耗連續(xù)重整裝置的兩個(gè)能耗“大戶大戶”加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的67.3%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的21.6% 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的88.9%88.9%。因此節(jié)能措。因此節(jié)能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗442.3 2.3 兩類重整工藝能耗對(duì)比兩類重整工藝能耗對(duì)比 催化重整節(jié)能降耗催化重

19、整節(jié)能降耗45 無論何種重整工藝類型，其反應(yīng)條件對(duì)能耗的無論何種重整工藝類型，其反應(yīng)條件對(duì)能耗的影響較大，相同原料條件下影響較大，相同原料條件下苛刻度（產(chǎn)品的辛烷值）決定反應(yīng)條件苛刻度（產(chǎn)品的辛烷值）決定反應(yīng)條件苛刻度高苛刻度高 溫度高、壓力低、氫溫度高、壓力低、氫/ /烴比大烴比大 能耗高能耗高不同的反應(yīng)苛刻度，其能耗差別較大不同的反應(yīng)苛刻度，其能耗差別較大 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗46 半再生重整的反應(yīng)苛刻度小于連續(xù)重整，需要的反應(yīng)熱比連續(xù)重整少半再生重整的反應(yīng)壓力（約1.4MPa）高于連續(xù)重整(約0.35MPa )，循環(huán)氫壓縮機(jī)及產(chǎn)氫增壓機(jī)的功率小于連續(xù)重整連續(xù)重整能耗比半再生重

20、整高連續(xù)重整能耗比半再生重整高 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗47 對(duì)重整能耗影響最大的是反應(yīng)爐和循環(huán)氫壓縮機(jī)對(duì)重整能耗影響最大的是反應(yīng)爐和循環(huán)氫壓縮機(jī)半再生重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的76%76%，壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的11%11%連續(xù)重整加熱爐的能耗占整個(gè)裝置能耗的67.3%67.3%，而重整反應(yīng)加熱爐占的比例最大。壓縮機(jī)的能耗占裝置能耗的21.6%21.6% 兩項(xiàng)共計(jì)占全裝置能耗的88%88%。因此節(jié)能措施應(yīng)主要針對(duì)這兩個(gè)耗能大項(xiàng)進(jìn)行 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗48 2.4 2.4 低能耗的重整裝置案例低能耗的重整裝置案例 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗49 舉例裝置以直

21、餾石腦油、高壓和中壓加氫裂化重石腦油及加氫焦化汽油為原料，規(guī)模為200萬噸/年（重整進(jìn)料），采用UOP的連續(xù)重整工藝技術(shù)，生產(chǎn)脫戊烷油，為下游的芳烴聯(lián)合裝置提供原料。其中： 直餾石腦油、加氫焦化汽油進(jìn)石腦油加氫部分精制 高中壓加氫裂化重石腦油不經(jīng)石腦油加氫直接送入重整部分 產(chǎn)品辛烷值RONC106，年操作時(shí)間按8400小時(shí) 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗50 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗51 技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn) 本裝置輕石腦油組分占預(yù)處理進(jìn)料的比例約為3wt%,比在常規(guī)裝置進(jìn)料中的比例降低很多；預(yù)處理部分采用先加氫后分餾且預(yù)分餾塔與蒸發(fā)塔“合二為一”的方案，塔頂少量含硫輕石腦油及燃料氣送往

22、焦化裝置脫硫，塔底精制石腦油送往連續(xù)重整部分原料緩沖罐 連續(xù)重整部分采用超低壓連續(xù)重整工藝技術(shù)，脫戊烷油送往下游芳烴聯(lián)合裝置做原料；所產(chǎn)含氫氣體送往工廠2.4MPa氫氣管網(wǎng) 催化劑再生部分采用UOP的Cyclemax工藝技術(shù)，并選用Chlorsorb工藝技術(shù)回收再生放空氣中的氯，取消常規(guī)設(shè)計(jì)中的放空氣堿洗系統(tǒng) 重整循環(huán)氫壓縮機(jī)采用9.5MPa蒸汽背壓至3.5MPa蒸汽的背壓透平驅(qū)動(dòng)的離心機(jī)；重整氫增壓機(jī)采用3.5MPa蒸汽的凝氣透平驅(qū)動(dòng)的離心機(jī) 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗52裝置能耗情況裝置能耗情況 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗53 裝置能耗指標(biāo)分析因原料預(yù)處理規(guī)模較小，該裝置重整部

23、分的能耗比較高，約占全裝置能耗的91%左右原料預(yù)處理部分的能耗約占全裝置能耗的7%催化劑再生部分的能耗約占全裝置能耗的2% 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗54 在單項(xiàng)公用工程消耗中： 燃料能耗占比例最大為99.4% 而蒸汽和凝結(jié)水的綜合消耗對(duì)能耗的貢獻(xiàn)是負(fù)的，為-8.44% 電能耗占比例為5.2% 冷卻水能耗占比例為2% 除鹽水能耗占比例為1% 該裝置單位設(shè)計(jì)能耗為3105.5 MJ/噸重整進(jìn)料，即74.2 kg標(biāo)油/噸重整進(jìn)料，此能耗水平在目前國內(nèi)同類裝置的設(shè)計(jì)中名列前茅 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗55 2010 2010年年1 13 3月份統(tǒng)計(jì)該裝月份統(tǒng)計(jì)該裝置實(shí)際能耗為置實(shí)際能耗

24、為56.256.2 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗56 采取的主要節(jié)能措施采取的主要節(jié)能措施 優(yōu)化裝置的原料 采用餾程適宜的直餾石腦油及加氫焦化汽油為原料，采用先加氫處理后汽提的流程脫出石腦油中的雜質(zhì)，精制后的石腦油送往重整部分 不再設(shè)置石腦油分餾及拔頭油汽提，這樣的改進(jìn)對(duì)降低連續(xù)重整裝置的能耗有一定的幫助 優(yōu)化壓縮機(jī)配置 循環(huán)氫及重整產(chǎn)氫增壓機(jī)均按蒸汽驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì) 循環(huán)氫壓縮機(jī)將循環(huán)氫及產(chǎn)氫從0.24MPa升壓至0.58MPa 增壓機(jī)則將產(chǎn)氫壓力從0.51MPa升壓至2.78MPa 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗57 循環(huán)氫壓縮機(jī)突破性的采用9.5MPa蒸汽背壓至3.5MPa蒸

25、汽的背壓透平驅(qū)動(dòng)，重整氫增壓機(jī)采用常規(guī)的3.5MPa蒸汽驅(qū)動(dòng)的凝氣透平，在實(shí)現(xiàn)蒸汽逐級(jí)利用的同時(shí)，較大程度地降低了裝置的能耗 若產(chǎn)氫增壓機(jī)采用3.5MPa蒸汽背壓至1.0MPa蒸汽的背壓透平驅(qū)動(dòng)，蒸汽逐級(jí)利用將更為完善，則本裝置的能耗值預(yù)計(jì)為66.2kg標(biāo)油/t重整進(jìn)料，在目前國內(nèi)同類裝置的設(shè)計(jì)中將位居首位 若循環(huán)氫壓縮機(jī)及產(chǎn)氫增壓機(jī)均采用3.5MPa蒸汽驅(qū)動(dòng)的凝氣透平，蒸汽未實(shí)現(xiàn)逐級(jí)利用，則本裝置的能耗值指標(biāo)預(yù)計(jì)為84.9kg標(biāo)油/t重整進(jìn)料 壓縮機(jī)的型式對(duì)裝置能耗影響很大，在全廠蒸汽平衡情況允許的前提下，循環(huán)氫壓縮機(jī)及產(chǎn)氫增壓機(jī)應(yīng)盡量采用背壓透平驅(qū)動(dòng)或采用一臺(tái)背壓透平驅(qū)動(dòng)、一臺(tái)凝氣透平驅(qū)動(dòng)

26、方案。若兩臺(tái)壓縮機(jī)均采用凝氣透平驅(qū)動(dòng)對(duì)裝置能耗最為不利 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗58 優(yōu)化重整進(jìn)料換熱器的設(shè)計(jì)，實(shí)例裝置中的重整進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器選用傳熱系數(shù)高、壓降小的純逆流焊板式換熱器，在大限度地回收熱量的同時(shí)，降低了重整第一進(jìn)料加熱爐的熱負(fù)荷以及重整產(chǎn)物空冷器的面積，達(dá)到節(jié)省燃料及降低用電量的目的，以降低裝置能耗 提高加熱爐的熱效率，常規(guī)加熱爐的熱效率為90%左右，本裝置的加熱爐設(shè)計(jì)熱效率高達(dá)92.5%，可使全裝置能耗降低2個(gè)單位 合理利用物料余熱，該裝置的原料-加氫裂化石腦油采用熱進(jìn)料流程，正常生產(chǎn)時(shí)不經(jīng)冷卻，直接送至本裝置；該裝置的產(chǎn)品-脫戊烷油正常生產(chǎn)時(shí)，不經(jīng)冷卻，直接作為熱

27、進(jìn)料送往下游裝置。這樣在一定程度上減少了循環(huán)水用量，從而降低了全廠能耗 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗59 優(yōu)化塔的設(shè)計(jì) 根據(jù)SEI的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及裝置實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)裝置重整部分的脫戊烷塔的塔盤數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化 脫戊烷塔的規(guī)格由原1700/290026500(切)優(yōu)化為1700/290032500(切)，塔高增加了6米。經(jīng)初步的經(jīng)濟(jì)核算，約1.5年即可收回投資。 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗60 本裝置選取不同操作苛刻度對(duì)反應(yīng)條件及產(chǎn)率的影響本裝置選取不同操作苛刻度對(duì)反應(yīng)條件及產(chǎn)率的影響 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗613 3降低重整能耗的措施降低重整能耗的措施 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)

28、能降耗62催化重整裝置節(jié)能途徑催化重整裝置節(jié)能途徑提高加熱爐熱效率，降低加熱爐燃料消耗降低循環(huán)系統(tǒng)壓降，降低循環(huán)氫壓縮機(jī)功率選定適當(dāng)?shù)臍錃鈮核蛪毫?yōu)化工藝流程選用高效設(shè)備 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗63 應(yīng)通過強(qiáng)化換熱，提高反應(yīng)進(jìn)料和分餾塔進(jìn)料溫度，同時(shí)降低分餾塔的回流比，以降低加熱爐的熱負(fù)荷 結(jié)合反應(yīng)條件的優(yōu)化，降低預(yù)加氫循環(huán)氫和重整循環(huán)氫的氫油比并減少重整氫增壓機(jī)壓力平衡的返回量等措施達(dá)到節(jié)能降耗的目的 盡量利用裝置的低溫?zé)?催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗64提高加熱爐熱效率，降低燃料消耗 一套典型的催化重整裝置設(shè)有加熱爐8臺(tái)，（1臺(tái)預(yù)加氫進(jìn)料爐，4臺(tái)重整反應(yīng)爐，3臺(tái)重沸爐），爐子

29、多，熱負(fù)荷大，是裝置節(jié)能的重點(diǎn)。加熱爐有效熱負(fù)荷是由工藝過程決定的，因此加熱爐節(jié)能的主要目標(biāo)是煙氣余熱回收，提高加熱爐的熱效率 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗65提高加熱爐熱效率提高加熱爐熱效率- -余熱回收余熱回收重整反應(yīng)加熱爐用于加熱反應(yīng)物料（重整反應(yīng)加熱爐用于加熱反應(yīng)物料（500500）的）的負(fù)荷只占總負(fù)荷的負(fù)荷只占總負(fù)荷的535360%60%，輻射室排煙溫度，輻射室排煙溫度 800800設(shè)余熱鍋爐，處理設(shè)余熱鍋爐，處理1 1噸重整進(jìn)料其反應(yīng)加熱爐高噸重整進(jìn)料其反應(yīng)加熱爐高溫?zé)煔饪砂l(fā)生溫?zé)煔饪砂l(fā)生3.5MPa3.5MPa蒸汽蒸汽0.260.26噸噸自產(chǎn)的蒸汽基本滿足循環(huán)氫透平用自產(chǎn)的蒸

30、汽基本滿足循環(huán)氫透平用 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗66提高加熱爐熱效率提高加熱爐熱效率新型高效爐型新型高效爐型-四合一爐四合一爐采用高效火嘴采用高效火嘴多流路并聯(lián)爐管多流路并聯(lián)爐管-降低壓降降低壓降加熱爐總熱效率加熱爐總熱效率90%90%，目前設(shè)計(jì)的最高熱效率可達(dá)，目前設(shè)計(jì)的最高熱效率可達(dá)93%93%，可使全裝置能耗降低可使全裝置能耗降低3 3個(gè)點(diǎn)以上個(gè)點(diǎn)以上 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗67強(qiáng)化重整反應(yīng)進(jìn)料換熱器的換熱量強(qiáng)化重整反應(yīng)進(jìn)料換熱器的換熱量 反應(yīng)物出口溫度500，而反應(yīng)進(jìn)料要通過加熱爐加熱到大于500 。增加重整進(jìn)料與反應(yīng)產(chǎn)物換熱器的換熱量對(duì)降低能耗有重要影響。換熱越多則

31、進(jìn)料加熱爐的熱負(fù)荷越小，同時(shí)產(chǎn)物空冷器的冷卻負(fù)荷也越小，對(duì)節(jié)能是很有利的 目前重整進(jìn)料換熱器都采用一臺(tái)單管程純逆流合金鋼立式換熱器或者焊板式換熱器，這兩種換熱器的傳熱系數(shù)高、壓降小、占地面積小 一臺(tái)單管程純逆流合金鋼立式換熱器的壓降僅為0.02MPa左右，而傳熱系數(shù)是普通管殼式換熱器的1.5倍 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗68 換熱器熱負(fù)荷，kw164281733017856換熱面積，m21 10 06 60 01 16 64 40 02 20 02 26 6進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器換熱器重量，t355067熱流出口溫度，0C140125119冷流出口溫度，0C404422432總傳熱系數(shù)，kca

32、l/hr.m2. 0C261.7239.6235.8管程/殼程壓力降，kg/cm20.08/0.210.09/0.190.11/0.21第一重整爐熱負(fù)荷，kw4 48 81 14 43 39 91 12 23 33 38 86 6燃料氣消耗，kg/hr505411355燃料氣年操作費(fèi)用，萬元363.6295.9255.6比前一種方案節(jié)省，萬元67.740.3換熱器投資，萬元192.5275368.5比前一種方案增加投資，萬元8 82 2. .5 59 93 3. .5 5投資回收年限，年1 1. .2 22 22 2. .3 32 2進(jìn)料換熱器面積變化對(duì)冷熱流出口溫度和反應(yīng)進(jìn)料加熱爐影響進(jìn)料換

33、熱器面積變化對(duì)冷熱流出口溫度和反應(yīng)進(jìn)料加熱爐影響 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗69反應(yīng)進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器熱負(fù)荷非常大（與四個(gè)反應(yīng)爐的負(fù)荷相差不多）不同換熱面積對(duì)反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的影響很大，操作費(fèi)用變化很大盡管反應(yīng)進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器面積增大很多，但投資回收期增加幅度不大增大反應(yīng)進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器面積，節(jié)能效果非常好 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗70 近年來板式換熱器開始用于反應(yīng)進(jìn)料/產(chǎn)物換熱器，回收更多的反應(yīng)產(chǎn)物的熱量，大幅度地降低進(jìn)料加熱爐的熱負(fù)荷，減少燃料消耗 板式換熱器與單管程純逆流合金鋼立式換熱器相比，傳熱系數(shù)增加1倍。能夠進(jìn)一步減少換熱器的熱端溫差，增加換熱量，對(duì)回收熱量有利 催化重整

34、節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗71 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗72焊板式換熱器的結(jié)構(gòu)焊板式換熱器的結(jié)構(gòu) 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗73典型的立換與板換的比較典型的立換與板換的比較 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗74 60萬噸/年連續(xù)重整采用立式與焊板式換熱器的比較 換熱器形式立式換熱器工況（基本工況）焊板式換熱器工況焊板式換熱器實(shí)際標(biāo)定工況換熱面積，m240002800熱流流出口溫度，0C11010095.3100.2回收熱量，MW25.926.827.226.8板換比立換多回收熱量，MW-0.91.30.9節(jié)省燃料-噸/年-688994688萬元/年-68.899.468.8 催化重

35、整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗75 與立式換熱器相比，板式換熱器多回收的1MW的熱量，約占第一重整加熱爐和重整產(chǎn)物空冷器負(fù)荷的20%和15%。這兩部分的設(shè)備投資和空冷器的操作費(fèi)用也會(huì)因熱負(fù)荷的減少而有所下降。表中沒有考慮 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗76適當(dāng)選定循環(huán)氣量降低循環(huán)壓縮機(jī)功率適當(dāng)選定循環(huán)氣量降低循環(huán)壓縮機(jī)功率 循環(huán)氣量是決定循環(huán)壓縮機(jī)功率的重要因素，循環(huán)氣量是決定循環(huán)壓縮機(jī)功率的重要因素，它是由反應(yīng)的氫烴比決定的。氫烴比的大小直它是由反應(yīng)的氫烴比決定的。氫烴比的大小直接影響催化劑上的積碳量，應(yīng)當(dāng)根據(jù)反應(yīng)的苛接影響催化劑上的積碳量，應(yīng)當(dāng)根據(jù)反應(yīng)的苛刻度正確地加以選定刻度正確地加以選定

36、 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗77重整應(yīng)選擇合適的苛刻度和操作條件重整應(yīng)選擇合適的苛刻度和操作條件 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗78降低臨氫系統(tǒng)壓力降降低臨氫系統(tǒng)壓力降 臨氫系統(tǒng)的壓力降，決定循環(huán)氫壓縮機(jī)的壓縮比，循環(huán)氫壓縮機(jī)的功率隨壓縮比的增加而增加，因此壓縮比應(yīng)當(dāng)盡量減小。隨著重整反應(yīng)壓力的降低，要求臨氫系統(tǒng)的壓力降進(jìn)一步減小 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗79壓縮機(jī)的功率與壓縮比的關(guān)系pm1 -m12111PP1mmV634P. 1N這里： N-壓縮機(jī)理論功率，kw P1- 入口壓力，kg/cm2 P2- 出口壓力，kg/cm2 V1-入口體積流量，m3/分 m-多變指數(shù) p-

37、對(duì)于重整循環(huán)氫其多變指數(shù)m為1.4左右，則1PPPV43P. 71PPV43P. 7N0.2861111286. 01211 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗80 當(dāng)入口壓力為0.25MPag時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)壓力降P變化對(duì)循環(huán)氫壓縮機(jī)功率的影響： P=0.35 kg/cm2時(shí)， = 1.027 ，N=0.70V1 P=0.7 kg/cm2時(shí)， = 1.054 ，N=1.4V1 ，為P=0.35 kg/cm2時(shí)的2倍 P=1.5 kg/cm2時(shí)， = 1.107 ，N=2.79V1，為P=0.35 kg/cm2時(shí)的4倍 由此可見，因連續(xù)重整循環(huán)氫壓縮機(jī)入口壓力較低，所以循環(huán)系統(tǒng)的壓降對(duì)功率影響極其重

38、大，應(yīng)盡量減少系統(tǒng)的阻力降1PPPV43P. 71PPV43P. 7N0.28611110.2861211重整循環(huán)系統(tǒng)的壓降變化對(duì)循環(huán)壓縮機(jī)的功率的影響重整循環(huán)系統(tǒng)的壓降變化對(duì)循環(huán)壓縮機(jī)的功率的影響286. 011PPP286. 011PPP286. 011PPP 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗81 半半再再生生重重整整 連連續(xù)續(xù)重重整整 反反應(yīng)應(yīng)器器 190 80 加加熱熱爐爐 180 85 換換熱熱器器 90 80 冷冷卻卻器器 70 20 管管線線 50 50 合合計(jì)計(jì) 580 315 典型的重整裝置臨氫系統(tǒng)壓力降（典型的重整裝置臨氫系統(tǒng)壓力降（KPaKPa） 催化重整節(jié)能降耗催化重整

39、節(jié)能降耗82降低臨氫系統(tǒng)的壓力降所采取的措施降低臨氫系統(tǒng)的壓力降所采取的措施 采用徑向反應(yīng)器代替軸向反應(yīng)器 采用大型單管程立式換熱器或焊接板式換熱器代替多個(gè)串聯(lián)的U型管換熱器 加熱爐增加并聯(lián)流路 空冷器改用單管程，水冷器增加并聯(lián)流路 布置緊湊，以盡量減少管線長度，同時(shí)適當(dāng)增大管徑 改進(jìn)流程，如采用兩段混氫，取消后加氫等 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗83徑向反應(yīng)器是降低壓力降的有效措施徑向反應(yīng)器是降低壓力降的有效措施 重整反應(yīng)器有兩種基本型式，一種是軸向反應(yīng)器，物料自上而下軸向流動(dòng)，反應(yīng)器內(nèi)部是一個(gè)空筒，結(jié)構(gòu)比較簡單；另一種是徑向反應(yīng)器，物料進(jìn)反應(yīng)器后分布到四周分氣管內(nèi)，然后徑向流過催化劑層

40、，從中心管流出，反應(yīng)器內(nèi)需要設(shè)置分氣管、中心管、帽罩等內(nèi)部構(gòu)件，構(gòu)造比較復(fù)雜 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗84 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗85 序序號(hào)號(hào) 項(xiàng)項(xiàng) 目目 平平均均線線速速 壓壓力力降降 壓壓降降分分配配 m m/ /s se ec c K KP Pa a % % 1 1 進(jìn)進(jìn)口口分分配配頭頭 2 2. .4 45 5 1 18 8. .8 8 2 2 扇扇形形筒筒小小孔孔 0 0. .6 66 6 0 0. .0 01 1 0 0. .1 1 3 3 催催化化劑劑床床層層 0 0. .3 31 1 0 0. .9 93 3 7 7. .1 1 4 4 中中心心管管外外套套

41、筒筒小小孔孔 2 2. .9 90 0 0 0. .0 03 3 0 0. .2 2 5 5 中中心心管管小小孔孔 4 48 8. .2 2 9 9. .6 63 3 7 73 3. .8 8 合合 計(jì)計(jì) 1 13 3. .0 05 5 1 10 00 0. .0 0 典型徑向反應(yīng)器壓降分配典型徑向反應(yīng)器壓降分配 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗86 徑向反應(yīng)器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題就是如何使得流體在整個(gè)流通面積上均勻分布hZgWrPZgWrP222221211122hgWWrpp2222112 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗87 對(duì)于徑向反應(yīng)器的扇形分氣管，氣體從頂部進(jìn)來后，自上而下隨著氣量

42、的減少速度不斷減小，即W1W2，因而P2P1，靜壓力下大上小。 對(duì)于中心集氣管，由于氣量自上而下不斷增加，速度也不斷增加，即 W1W2 , 因而P2P1-P1 ，即分氣管與集氣管的壓力差下部大于上部 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗88 克服不均勻流動(dòng)現(xiàn)象可以考慮的措施 擴(kuò)大分氣管和集氣管的流動(dòng)截面積，降低流速，使上下壓差沿管長變化減小，從而使氣流分布均勻些 將分氣管和集氣管設(shè)計(jì)成變截面的錐形管，以維持管內(nèi)流速變化不大，減小管內(nèi)靜壓力的變化 分氣管和集氣管上下采用不同的開孔率，用小孔阻力的變化補(bǔ)償管內(nèi)壓力變化 增加小孔阻力，使其大大超過分氣管和集氣管內(nèi)的壓力變化 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降

43、耗89改進(jìn)的徑向反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)的徑向反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu) 改進(jìn)型徑向反應(yīng)器物料流動(dòng)方向由上進(jìn)下出改為上進(jìn)上出改進(jìn)型徑向反應(yīng)器物料流動(dòng)方向由上進(jìn)下出改為上進(jìn)上出 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗90底部多流7.1% 上進(jìn)下出13.35KPa14.06KPa0.70KPa速度頭0.001.0514.06KPa14.75KPa0.001.05速度頭KPaKPa頂部多流1.3%KPaKPa1.05KPa速度頭上進(jìn)上出0.70KPa速度頭上進(jìn)上下出和上進(jìn)上出反應(yīng)器的壓降分配比較上進(jìn)上下出和上進(jìn)上出反應(yīng)器的壓降分配比較 催化重整節(jié)能降耗催化重整節(jié)能降耗91徑向反應(yīng)器軸向截面的壓力等值線圖與速度云圖徑向反應(yīng)器軸向截面的壓力等值線圖與速度云圖 等值線越密說明壓力梯度越大?？梢钥闯?，壓力梯度最大的位置在催化劑床層，而且在催化劑床層中壓力等值線非常規(guī)律，不存在局部低壓區(qū)，因此，催化劑床層中，氣體不