延迟焦化装置用能分析及节能策略

发表时间:2020/10/19   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:李朋朋
[导读] 摘要:近年来,我国的化工行业有了很大进展,对延迟焦化装置的应用也越来越广泛。
        山东恒源石油化工股份有限公司  山东德州  251500
        摘要:近年来,我国的化工行业有了很大进展,对延迟焦化装置的应用也越来越广泛。延迟焦化装置能耗主要为燃料气、电能、蒸汽和水。以某设计能力120万t/a的延迟焦化装置为例,对其能耗结构及用能单耗进行了分析,指出降低装置综合能耗的关键是降低燃料气消耗、电消耗及蒸汽消耗。针对各用能单耗情况,采取了更换空气预热器、优化循环比、热水伴热改造、蒸汽防冻排冷凝水加装疏水器、乏汽冷凝水代替软化水、优化压缩机返飞开度、冷焦水流程优化、减少焦炭塔冷焦大小吹汽量等措施,装置综合能耗(以标油计)由设计值29.99kg/t降至目前16kg/t左右,处于同行业领先水平。
        关键词:延迟焦化;用能分析;节能效用
        引言
        现阶段,我国现代化进程不断推进,社会在发展过程中需要注重对能源的保护。各行业都提倡节能减排,意在发展经济的同时,兼顾对生态环境的保护。而延迟焦化作为常见的工艺,更是体现生产节能性的重要技术。延迟焦化属于热裂化工艺的一种,通常用于炼油过程,发挥着转化残油性质,进而得到轻质油的作用。借助延迟焦化装置,并按照一定的流程,能够对重油进行一系列操作,最终实现油的反复利用。对于炼油行业而言,延迟焦化工艺的应用显然是至关重要的。而目前促进延迟焦化装置的节能化,也是延迟焦化工艺更大程度发挥作用的必然要求,对于炼油产业的发展有积极意义。
        1延迟焦化装置
        延迟焦化生产工艺自1963年进入我国后,一直是国内炼厂处理重质、劣质原油的一种重要手段,就其生产特点来讲,这是一种连续生产,间断操作的工艺。2个焦炭塔为一对。当1个焦炭塔处于在线生焦时,另外1个焦炭塔进行冷焦及除焦等操作,2个焦炭塔交替运行。离线的高温焦炭(老塔)塔需经过小吹汽、大吹汽、小给水、大给水、放水、开顶盖、开底盖、高压水力切焦、蒸汽赶空气及密闭试压、排汽脱水、油气预热等步骤后切换并线。老塔的处理需要蒸汽、水。这部分处理后的水、汽的排放势必带来环保问题;老塔的放水、除焦需要与大气开放,同时也带来了VOCs的排放问题。
        2延迟焦化装置用能分析
        经过多年的摸索发展,目前我国的延迟焦化工艺趋于成熟,有了完善操作流程。但受到一些因素的限制,该工艺的应用过程仍然体现出诸多不足。通过改良延迟焦化装置,则可以有效改善这些问题。要实现延迟焦化装置性能优化,首先就要了解该设备的工作原理,通过深入了解设备在应用过程中的优点和不足,来确定装置改良方向,并找到合适的方法手段。对延迟焦化装置进行性能改良,是以强化装置的节能性为主。而三环节能量模型凭借其显著的优势,得到了行业人员的青睐,以此为依据和参考,并充分考虑焦化能量平衡要求,进行装置改进工作,能够获得理想的效果。
        3延迟焦化装置的节能策略
        3.1优化工艺及相关操作
        各个炼油厂为提高经济效益和对装置的适应性,需要严格控制原料中硫等杂质的含量,并结合炼油厂的实际加工能力,选择适当的掺炼比例进行加工。此外,还要严格执行工艺操作,禁止设备超温和超压,严格控制焦化装置掺炼污油及催化油浆的比例,减少装置的波动。
        3.2减少染料气的消耗
        首先应在装置进行清焦过程中,需要对炉管表面进行工艺处理。通过重点清除炉管上的灰与锈,更换受损的部位,保证储存热量,避免热量无形流失,影响作业效率。其次,应重视管理加热炉的运行过程。通过检测设备在运行时的环境与状态,做好相应的设备的保养工作,保证每个设备都能正常工作,使每个设备都发挥自身性能和效用,避免出现二次燃烧等不利状况。
        3.3冬防检查情况
        (1)盲肠死角及闲置管线检查。岗位、班长、车间三级管理,保证重点部位不出问题。(2)高空防化冻排查。

车间组织工艺、设备、安全,分组对全装置高空进行重点排查,对存在泄漏问题及时处理,同时检查高空仪表保温情况,保证装置平稳运行。(3)低点排凝检查。车间工艺组将汽油流程上低点放空分别打开,检查是否存水冻凝,共计检查汽油部分3处;加强液态烃脱水,实行液态烃脱水车间监管制度,保证脱水安全受控。(4)装置存在的重大隐患。焦化装置仍然存在3处较为重大隐患,分别为焦炭塔底盖泄漏,汽轮机结垢,钻杆焊口存在泄漏风险。无新增重大隐患。
        3.4控制加热炉排烟温度
        一方面要合理控制排烟温度,另一方面还要尽量把硫、氮等酸性物脱出。此外,使用新型有机硅耐蚀涂料,在预热器翅片钢材等部位增加耐蚀涂料来隔绝酸性化合物,可有效抑制耐酸露点腐蚀。
        3.5降低电消耗
        1)不断摸索经验,缩短了高压水泵启动自循环时间,合理设置钻孔及除焦下钻速率控制,从而缩短除焦时间,减少电量消耗。2)加强气压机运行管理,通过优化分馏塔操作保持分馏塔顶压力,减小气压机返飞动控制阀开度,降低气压机系统返飞循环量,减少无谓电耗。3)加强装置变频器运行管理,保证各变频器完好可用,利用变频器自动调节功能节约用电。4)优化冷焦水输转流程,焦炭塔冷焦后放水时直接放至焦池,不经过冷焦热水罐,在焦池中延长停留时间使其自然冷,节约了空冷运行消耗的电耗。
        3.6焦化装置异味攻关
        1)优化冷焦水罐区水处理系统的运行,焦化放空塔污水泵出口增加过滤器、除油器,不再作为冷焦水回用有效解决了冷焦水罐区异味的产生。2)通过增加一套焦炭塔顶、底的废气收集处理系统,减少了焦化装置周围VOCs的排放。在焦炭塔顶、底增加集气罩,通过轴流风机收集打焦、放水产生的带烃蒸汽,引入碱洗塔脱硫后改入加热炉焚烧处理。
        3.7优化相应的分馏系统
        分馏系统是延迟焦化发挥功能的重要部位,因为结合延迟焦化的工作目标来看,应用该技术的主要目的就是对重油进行分馏,可见从分馏系统入手,能够取得事半功倍的效果。在改良分馏系统时,要以节能降耗为根本目标,重点关注分馏塔体现的不足,并采取恰当的方法进行优化,为物料在延迟焦化装置中的循环提供支持,尤其是分馏塔温度的把控要足够准确。此外,分馏塔在运行过程中会产生大量热量,对反应后参与的热量进行再利用,能够取得理想的节能效果,也避免了原料的损失。最后,稳定系统也是延迟焦化装置不可或缺的结构。要保障稳定系统内换热流程的高效有序,才能够为装置的正常运行提供坚实保障。确保消耗的蒸汽量在较低范围,达到节能减排的目标。
        结语
        综上所述,目前,为了提升炼油厂的竞争力和经济效益,使得采购的海洋原油中硫等腐蚀性介质含量存在不同程度的提高,进一步反映在炼油装置原料高含硫原油的比例越来越大,延迟焦化装置的原料性质也必将会逐步恶劣,硫和硫化物等腐蚀已经成为影响延迟焦化装置安全、平稳和长周期运行的主要危害之一。因此消除和减缓装置腐蚀,提高装置的工艺管线、设备以及相关的附属设备使用寿命,将是保障装置平稳生产的一项重要工作。
        参考文献:
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