摘要 对溶剂集中再生装置能耗进行了分析，找出了影响溶剂再生能耗的主要原因，并在保证再生后的贫溶剂中硫化氢浓度满足要求的前提下，提出了优化方向，降低低压蒸汽消耗，达到节能效果。
关键词：溶剂再生装置 能耗 分析 工艺 优化
前言
中国石化扬子石化有限公司芳烃厂硫磺回收车间溶剂集中再生装置是根据H2S和CO2在低温下与溶剂化学反应，生成一种不稳定的化合物进入溶液中，使干气、液化气等得以净化，而这种化合物又在高温下分解脱出H2S、CO2使溶剂得以再生。该装置于2014年3月投产，期间经过了2017年的大修，对所有换热器进行了射流清洗，但在大修后三年的生产运行过程中，发现了装置能耗缓慢升高的问题。
1.工艺流程简述
自产品精制装置、3#常减压装置轻烃回收、渣油加氢处理装置和2#高压加氢裂化装置的富液进入溶剂再生装置，经富液过滤器FD313101AB过滤，并经贫富液二级换热器EA313102AB换热至65℃后进入富液闪蒸罐FA313101闪蒸，闪蒸出的轻烃排放至酸性气火炬焚烧，闪蒸后的富液经富溶剂泵GA313102AB进贫富液一级换热器EA313101A~D换热至98℃后，进入再生塔DA313101。再生塔塔底重沸器EA313104AB由经过减温减压的饱和蒸汽间接加热。塔顶气体经酸性气空冷器EC313102A~J和酸性气水冷却器EA313105AB冷凝冷却、再生塔顶回流罐FA313102分液后，56℃的酸性气送至硫磺回收装置，冷凝液经再生塔顶回流泵GA313103AB返塔作为回流。塔底贫液经贫富液一级换热器EA313101A~D换热、溶剂循环泵GA313101AB加压、贫富液二级换热器EA313102AB、贫液空气冷却器EC313101A~F冷却至55℃后，经溶剂输送泵GA313107AB加压后，送至上游脱硫装置循环使用。
2.装置能源消耗分析
装置大修后，经过一段时间的运行，贫富液换热器换热效果下降，装置能量利用率不高，能耗大。通过对装置实际运行过程中的参数收集与分析（见第3节的附表1），发现再生低压蒸汽对装置能耗起到决定性作用，而蒸汽/溶剂比又直观反映了装置的能耗变化，通过分析影响蒸汽/溶剂比变化的主要因素，找到再生塔富液进料/贫液换热效果不佳，使得再生塔进料温度从98℃下降到89℃，，从而导致塔再生效率下降是主要因素。而为了降低贫液中H2S含量，必然要加大塔底蒸汽量，这就使得装置能耗上升。
3.1溶剂再生装置能种消耗分析
本装置使用能源种类有：蒸汽、电、循环水、氮气、仪表风、脱盐水、生活水、工厂风、仪表风、工业水及蒸汽凝液等, 其中蒸汽占装置全部用能99.88%。下表为2018年装置总用能统计。
表1 装置2018年总用能统计表
单元 能源种类 介质单位 实物量 折标系数千克标油/吨 等价值（千克标油） 占本装置中的用能比例
溶剂再生 循环水 吨 1451971 0.1 145197.10 0.34
凝结水 吨 -974121 7.65 -7452025.65 -17.21
10Kg蒸汽 吨 257389 76 19561564.00 45.19
3.5Kg蒸汽 吨 424298 66 28003668.00 64.69
电 千瓦时 13175305 0.23 3030320.15 7.00
合计 43288723.60 100.00
从表1看出，蒸汽消耗占装置能源消耗的99.8%，是装置的主要能源消耗，那么要降低装置的能耗从降低蒸汽消耗方面考虑，效果会更显著。
3.2再生塔进料温度对蒸汽消耗的影响
再生塔的作用是脱除富溶剂中的H2S 3，使得再生后的贫溶剂达到上游使用要求后送上游装置循环使用。再 摘要 对溶剂集中再生装置能耗进行了分析，找出了影响溶剂再生能耗的主要原因，并在保证再生后的贫溶剂中硫化氢浓度满足要求的前提下，提出了优化方向，降低低压蒸汽消耗，达到节能效果。
关键词：溶剂再生装置 能耗 分析 工艺 优化
前言
中国石化扬子石化有限公司芳烃厂硫磺回收车间溶剂集中再生装置是根据H2S和CO2在低温下与溶剂化学反应，生成一种不稳定的化合物进入溶液中，使干气、液化气等得以净化，而这种化合物又在高温下分解脱出H2S、CO2使溶剂得以再生。该装置于2014年3月投产，期间经过了2017年的大修，对所有换热器进行了射流清洗，但在大修后三年的生产运行过程中，发现了装置能耗缓慢升高的问题。
1.工艺流程简述
自产品精制装置、3#常减压装置轻烃回收、渣油加氢处理装置和2#高压加氢裂化装置的富液进入溶剂再生装置，经富液过滤器FD313101AB过滤，并经贫富液二级换热器EA313102AB换热至65℃后进入富液闪蒸罐FA313101闪蒸，闪蒸出的轻烃排放至酸性气火炬焚烧，闪蒸后的富液经富溶剂泵GA313102AB进贫富液一级换热器EA313101A~D换热至98℃后，进入再生塔DA313101。再生塔塔底重沸器EA313104AB由经过减温减压的饱和蒸汽间接加热。塔顶气体经酸性气空冷器EC313102A~J和酸性气水冷却器EA313105AB冷凝冷却、再生塔顶回流罐FA313102分液后，56℃的酸性气送至硫磺回收装置，冷凝液经再生塔顶回流泵GA313103AB返塔作为回流。塔底贫液经贫富液一级换热器EA313101A~D换热、溶剂循环泵GA313101AB加压、贫富液二级换热器EA313102AB、贫液空气冷却器EC313101A~F冷却至55℃后，经溶剂输送泵GA313107AB加压后，送至上游脱硫装置循环使用。
2.装置能源消耗分析
装置大修后，经过一段时间的运行，贫富液换热器换热效果下降，装置能量利用率不高，能耗大。通过对装置实际运行过程中的参数收集与分析（见第3节的附表1），发现再生低压蒸汽对装置能耗起到决定性作用，而蒸汽/溶剂比又直观反映了装置的能耗变化，通过分析影响蒸汽/溶剂比变化的主要因素，找到再生塔富液进料/贫液换热效果不佳，使得再生塔进料温度从98℃下降到89℃，，从而导致塔再生效率下降是主要因素。而为了降低贫液中H2S含量，必然要加大塔底蒸汽量，这就使得装置能耗上升。
3.1溶剂再生装置能种消耗分析
本装置使用能源种类有：蒸汽、电、循环水、氮气、仪表风、脱盐水、生活水、工厂风、仪表风、工业水及蒸汽凝液等, 其中蒸汽占装置全部用能99.88%。下表为2018年装置总用能统计。
表1 装置2018年总用能统计表
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从表1看出，蒸汽消耗占装置能源消耗的99.8%，是装置的主要能源消耗，那么要降低装置的能耗从降低蒸汽消耗方面考虑，效果会更显著。
3.2再生塔进料温度对蒸汽消耗的影响
再生塔的作用是脱除富溶剂中的H2S 3，使得再生后的贫溶剂达到上游使用要求后送上游装置循环使用。再生塔的再生效果直接关系到上游装置脱硫的质量。根据塔的工作原理，要提高再生效果，必须使再生塔底温度达到合理值，而进料温度对塔底温度有较大的影响。为了分析进料温度的变化对装置蒸汽消耗的影响，从装置2017年大修后到2019年中再生塔操作压力在0.07Mpa、塔底温度在121.0-122.0℃时选取的具有代表性的月平均进料温度与蒸汽/溶剂，绘制出进料温度与蒸汽/溶剂随时间变化趋势图（见图1）。
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图1 进料温度与蒸汽/溶剂变化趋势图
为了更直观的分析，在上图中，把蒸汽/溶剂放大了1000倍。在不考虑塔顶及塔底温度波动对蒸汽/溶剂影响的情况下，从趋势图中可以发现，再生塔的进料温度从大修后的100℃开始缓慢下降到现在的89℃，蒸汽/溶剂比也随着进料温度的下降呈上升趋势，这说明再生塔的富溶剂进料/塔底贫溶剂换热器换热效果慢慢变差，导致进料温度不断下降，蒸汽/溶剂比不断升高，引起装置能耗走高。
3.3蒸汽/富溶剂对塔底再生贫液质量的影响
根据3.1的分析可知，降低蒸汽消耗，可以有效降低装置能耗。而要降低再生蒸汽消耗，主要手段就是提高再生塔富溶剂进料/再生塔底贫溶剂换热量，也就是提高再生塔进料温度和降低蒸汽/富溶剂比。随着蒸汽/富溶剂比的升高，塔底再生贫溶剂中硫化氢浓度则不断下降，表明再生蒸汽用量越大，再生塔贫溶剂中硫化氢浓度越低，蒸汽/富溶剂比在0.120时再生贫溶剂中硫化氢浓度在360 mg/l，蒸汽/富溶剂比在0.133时再生贫溶剂中硫化氢浓度在164 mg/l。但再生后的贫溶剂指标要求硫化氢浓度≤1000mg/l，装置再生后的贫溶剂中硫化氢浓度明显好于指标。
4.优化方向
4.1 提高再生塔进料温度
根据3.2的分析可以看出，随着运行时间的增长，进料温度不断降低，说明富溶剂/贫溶剂换热器结垢导致换热效果变差，需要对富溶剂/贫溶剂换热器分批切出清洗，来提高换热效果，这样通过加大再生塔进、出料换热量，把再生塔进料温度提高到98±1℃范围内，这样可以更加合理利用再生塔底贫溶剂余热，从而降低再生塔的再生蒸汽用量，使装置能耗降低。
4.2 适当提高再生后贫溶剂中硫化氢浓度
把再生后的贫溶剂中硫化氢浓度控制在500 mg/l，同样能满足再生贫溶剂质量要求，这样可以尽量降低蒸汽/富溶剂比，从而有效降低了再生蒸汽使用量，达到节能降耗的目的。
5.结束语
通过对溶剂集中再生装置能源消耗进行了分析，找出了蒸汽是装置的主要能源消耗，提出了改进方向：对再生塔进出料换热器切出清洗可以解决结垢问题，提高进料温度；适当提高再生贫溶剂中硫化氢浓度，也可以降低再生蒸汽的用量。这二项措施实施后，就可以有效降低装置的蒸汽用量，从而达到降低装置能耗的目的。
参考文献：
[1]施小仙, 张明会. 溶剂再生装置再生塔回流工艺选择[J]. 炼油技术与工程, 2019(8).
s生塔的再生效果直接关系到上游装置脱硫的质量。根据塔的工作原理，要提高再生效果，必须使再生塔底温度达到合理值，而进料温度对塔底温度有较大的影响。为了分析进料温度的变化对装置蒸汽消耗的影响，从装置2017年大修后到2019年中再生塔操作压力在0.07Mpa、塔底温度在121.0-122.0℃时选取的具有代表性的月平均进料温度与蒸汽/溶剂，绘制出进料温度与蒸汽/溶剂随时间变化趋势图（见图1）。
图1 进料温度与蒸汽/溶剂变化趋势图
为了更直观的分析，在上图中，把蒸汽/溶剂放大了1000倍。在不考虑塔顶及塔底温度波动对蒸汽/溶剂影响的情况下，从趋势图中可以发现，再生塔的进料温度从大修后的100℃开始缓慢下降到现在的89℃，蒸汽/溶剂比也随着进料温度的下降呈上升趋势，这说明再生塔的富溶剂进料/塔底贫溶剂换热器换热效果慢慢变差，导致进料温度不断下降，蒸汽/溶剂比不断升高，引起装置能耗走高。
3.3蒸汽/富溶剂对塔底再生贫液质量的影响
根据3.1的分析可知，降低蒸汽消耗，可以有效降低装置能耗。而要降低再生蒸汽消耗，主要手段就是提高再生塔富溶剂进料/再生塔底贫溶剂换热量，也就是提高再生塔进料温度和降低蒸汽/富溶剂比。随着蒸汽/富溶剂比的升高，塔底再生贫溶剂中硫化氢浓度则不断下降，表明再生蒸汽用量越大，再生塔贫溶剂中硫化氢浓度越低，蒸汽/富溶剂比在0.120时再生贫溶剂中硫化氢浓度在360 mg/l，蒸汽/富溶剂比在0.133时再生贫溶剂中硫化氢浓度在164 mg/l。但再生后的贫溶剂指标要求硫化氢浓度≤1000mg/l，装置再生后的贫溶剂中硫化氢浓度明显好于指标。
4.优化方向
4.1 提高再生塔进料温度
根据3.2的分析可以看出，随着运行时间的增长，进料温度不断降低，说明富溶剂/贫溶剂换热器结垢导致换热效果变差，需要对富溶剂/贫溶剂换热器分批切出清洗，来提高换热效果，这样通过加大再生塔进、出料换热量，把再生塔进料温度提高到98±1℃范围内，这样可以更加合理利用再生塔底贫溶剂余热，从而降低再生塔的再生蒸汽用量，使装置能耗降低。
4.2 适当提高再生后贫溶剂中硫化氢浓度
把再生后的贫溶剂中硫化氢浓度控制在500 mg/l，同样能满足再生贫溶剂质量要求，这样可以尽量降低蒸汽/富溶剂比，从而有效降低了再生蒸汽使用量，达到节能降耗的目的。
5.结束语
通过对溶剂集中再生装置能源消耗进行了分析，找出了蒸汽是装置的主要能源消耗，提出了改进方向：对再生塔进出料换热器切出清洗可以解决结垢问题，提高进料温度；适当提高再生贫溶剂中硫化氢浓度，也可以降低再生蒸汽的用量。这二项措施实施后，就可以有效降低装置的蒸汽用量，从而达到降低装置能耗的目的。
参考文献：
[1]施小仙, 张明会. 溶剂再生装置再生塔回流工艺选择[J]. 炼油技术与工程, 2019(8).