中间再沸器节能技术在DCC装置解吸塔中的应用
应用窄点技术对局部换热网络的分析及节能改造
应用窄点技术对局部换热网络的分析及节能改造朱亚东(荆门分公司经理办)摘要:中国石化荆门分公司对80万吨/年催化裂解装置进行节能改造,以相关联的几股物流组成的局部换热网络作为优化的对象。
利用窄点技术进行分析,并制定换热流程优化方案。
经过两次改造后,降低了装置的蒸汽和循环水的消耗,产生的经济效益约630万元/年,投资回收期不到4个月。
关键词:窄点技术催化裂解换热网络节能改造用于过程能量综合(Process Integration)分析的窄点技术已在炼油等多个领域得到广泛应用,通过对换热网络中所涉及的冷热物流的温度、比热容或焓值的数据计算,可以快速得到网络在设定的最小允许传热温差(ΔTmin)下的最大的热量回收,也就是确定了在ΔTmin下网络需要的最小的冷热公用工程负荷。
换热网络所涉及的范围可以是一套装置内的所有冷热物流,也可以是其中的一部分。
中国石化荆门分公司对0.8Mt/年催化裂解装置(DCC)进行节能改造,将相关联的几股物流组成一个局部的换热网络。
利用此换热网络的运行操作数据为核算基础,计算出网络需要公用工程的目标负荷,得到的公用工程实际负荷与目标负荷的比值较高,同时找出违反窄点设计原则的位置。
第一次改造以调整换热流程为主,利用窄点技术中的“分流”原理进行了分析比较,确定了换热流程调整方案。
以流程改造后实际运行数据再次核算,表明实际公用工程消耗已接近目标值。
进一步节能需要利用“加减原理”改变工艺过程,增加冷热物流的数目,增加热集成的机会。
经过流程模拟和窄点技术分析后,制定了增加中间再沸器的第二次改造方案。
实施后运行数据表明在满足同样工艺目标的前提下,新换热网络热需要的公用工程目标负荷降低,新换热流程下公用工程实际负荷与目标负荷的比值为100%。
节能改造取得了显著的效果和经济效益。
1 待改造换热网络的分析1.1待改造换网络介绍待改造网络为DCC装置分馏系统、吸收稳定系统、胺液脱硫系统的几股物流组成的局部换热网络。
中间再沸器节能技术在DCC装置解吸塔中的应用
能耗和和吸收效果方面都优于双股进料工艺。文献4中也介绍了解吸塔采用一次通过式中间(侧线)再沸器的节能技术。经过对两种工艺技术比较论证,认为采用中间再沸器技术对0.8Mt/a DCC-Ⅱ装置解吸塔进行改造更为有效,其技术路线是可行的。
2 解吸塔采用中间再沸器技术的改造
2.1改造方案的确定
由于解吸塔中间再沸器所使用的热源为稳定塔底汽油与进料换热后的汽油,温度一般在110~130℃之间。采用一次通过式热虹吸再沸器,进入再沸器的塔内液体抽出口标高高于出口气液两相物返塔口,适用于气化率较低的场合。对再沸器壳程进出管线设计需精心考虑,尽量降低再沸器出口管线压降,否则因配管设计不良也可能造成热虹吸循环不起来。
中间再沸器回收的热量接近于塔底再沸器的50%,解吸塔总供热量与采用冷进料时相近(表1、4)。从气体组成分析数据(表2、3)知,解吸气中≧C3组分的含量与冷进料时基本相当,说明解吸塔的效率没有降低,验证了此前的分析。稳定汽油由于部分热量被中间再沸器取走,冷却后的稳定汽油(补充吸收剂)在冷却器循环水流量降低的情况下,冷后温度由原40~45℃下降为35℃左右,吸收塔操作温度降低,吸收塔中段冷却回流可以不开,而且吸收塔顶贫气中C3、C4含量还有所降低。说明解吸塔采用中间再沸器后对吸收塔的吸收效果没有负面影响,相反由于能够降低作为补充吸收剂的稳定汽油温度,提高了吸收效果,吸收塔的能耗还有所降低。
0.8Mt/a DCC-Ⅱ装置解吸塔原设计采用热进料方式,塔底再沸器热源由分馏一中循环回流油单独提供。解吸塔先后采用过热进料和冷进料流程,解吸塔采用冷进料较热进料在吸收-解吸系统整体分离效果及经济效益上都占优势。(见表6)但存在解吸塔底所需热源增加,稳定汽油的低温(110~130℃)余热没有利用的情况。原流程设计中稳定塔底汽油首先与稳定塔进料换热后,再与解吸塔进料换热,然后被冷却后出装置和作为补充吸收剂。解吸塔进料不加热后,此部分余热不仅没有利用,而且需要用循环水去冷却。分馏塔一中循环回流油抽出后首先作为解吸塔底再沸器的热源,然后作为脱硫系统胺液再生塔底再沸器热源,之后返回分馏塔。胺液再生塔底以一中循环回流油为热源的再沸器长期存在供热不足的情况,需要同时开另外一台以蒸汽为热源的再沸器。
催化裂解(DCC) 新技术的开发与应用
催化裂解(DCC)新技术的开发与应用王巍谢朝钢(中国石化集团石油化工科学研究院,北京,100083)摘要:文章介绍了DCC技术的主要特点、原料油和催化剂、典型工业试验结果,并重点介绍催化裂解技术的最新工业应用情况。
对于石蜡基常压渣油原料,DCC-Ⅰ型技术的丙烯质量收率可以达到24.8%,DCC-Ⅱ型技术的丙烯质量收率可以达到14.6%。
另外对新开发的高丙烯选择性催化裂解催化剂的工业应用情况进行了总结。
关键词:催化裂解丙烯催化剂工业化随着石油化学工业的快速发展,我国丙烯产量大幅增长。
2001年我国丙烯产量为4.75 Mt,2002年达到5.32 Mt,2003年则达到5.93 Mt,年增长率达到12%左右。
预计2005年丙烯产量可以达到6.75 Mt,丙烯表观消费量为7.92 Mt左右,而2010年丙烯表观消费量将达到10.49 Mt,2005-2010年年均增长率为5.8%。
丙烯平衡存在大量缺口,大力发展我国的丙烯生产技术具有很重要的现实意义。
目前丙烯的生产主要依靠蒸汽裂解和催化裂化的副产,全球丙烯产量中70%来源于蒸汽裂解,28%来源于催化裂化和2%来源于丙烷脱氢等技术。
在我国,催化裂化生产的丙烯占总产量的比例为39%左右,而蒸汽裂解生产的丙烯占总产量的比例约为61%。
由于我国原油偏重,轻烃和石脑油资源贫乏,而催化裂化生产丙烯技术具有原料重质化、产品中丙烯/乙烯比值高以及生产成本低的优点,因此发展多产丙烯的催化裂化技术是适合我国国情的一条丙烯生产技术路线。
20世纪80年代末,石油化工科学研究院成功地开发出了以重油为原料、以生产丙烯为主要目的的催化裂解(Deep Catalytic Cracking-DCC)新工艺[1~2]。
该技术在生产丙烯的同时,兼产异丁烯及高辛烷值汽油组分。
DCC技术分别获得中国、美国、欧洲和日本专利,并于1991年获中国专利金奖,1992年获中国石化科技进步特等奖,1995年获国家发明一等奖。
DCC催化裂解装置分馏塔结盐的相关研究
DCC催化裂解装置分馏塔结盐的相关研究作者:钱堃来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第02期摘要:在日常生产中,DCC催化裂解装置中分馏塔出现结盐后,会对设备的正确运行造成较大影响,严重时会堵塞塔盘以及降液管,不加处理的话会腐蚀分馏塔顶和塔顶循环系统的管线及设备,出现泄露事故。
本文就对DCC催化裂解装置分馏塔结盐的原因以及解决策略进行简要分析,希望对相关工作人员提供一定帮助。
关键词:DCC催化裂解装置;分馏塔结盐;探究1 概述DCC催化裂解工艺DCC催化裂解工艺是以重质油为原材料,使用固体酸分子做催化剂,在较为缓和的反应环境下进行催化裂解生产。
该工艺的操作方式是采用大蒸汽量与大剂油比在高温环境下进行最大量生产,产物为生产异丁烯、丙烯、异戊烯等小分子烯烃,同时生产高辛烷值优质汽油。
2 DCC催化裂解装置中分馏塔出现结盐现象的原因探究DCC催化裂解装置在实际生产中的情况不难发现,不仅分馏塔会出现结盐现象,且塔顶会出现积水,造成设备负荷较大,出现冲塔现象,对日常生产造成较大损害。
分析DCC 催化裂解的生產工艺不难发现,其生产原料为重质油,其中的有机氮化物在反应中会分解出NH3,有机氯与无机氯会分解出NaCl、MgCl2、CaCl2等,生成物在遇到环境中的水或者结晶水后,都会发生水解反应生成 HCl。
而环境中的HCl与NH3会发生反应生成NH4Cl,HCl+NH3=NH4Cl。
分析分馏塔出现结盐现象中“盐”的成分主要就是NH4Cl。
所以要遏制结盐现象,就需要对其反应物入手,因为重质油中的氯化物是不可避免的,所以对环境中的水或者结晶水进行处理是解决结盐现象的主要抓手。
也可以通过脱盐新技术对重质油进行脱盐处理。
依据重质油的性质选择合适的脱盐技术并创新优化生产操作条件可以从根本解决问题。
利用脱水设备预防结盐现象其成本较低,效果也较好。
生产企业可以依据自身生产情况选择合适的预防结盐措施。
3 DCC催化裂解装置中分馏塔出现结盐现象的解决策略3.1原油应用脱盐技术众所周知,原油中的有机氯使用常规蒸馏与电脱盐的方法是很难祛除的,其中氮化物也不能通过工艺清除。
碳捕集 吸收塔-概述说明以及解释
碳捕集吸收塔-概述说明以及解释1.引言1.1 概述碳捕集吸收塔是一种应对气候变化和减少碳排放的重要技术手段。
随着全球工业化进程的加速和人类对能源的大量消耗,大量的二氧化碳(CO2)等温室气体释放到大气中,导致全球气候发生变化,给地球环境和人类社会带来了巨大的影响和挑战。
碳捕集技术的出现为解决这一全球性问题提供了新的思路。
碳捕集就是利用吸收塔等装置将工业排放的二氧化碳从烟气中分离出来,并将其储存或进行后续利用。
这种技术不仅可以减少大气中二氧化碳浓度,降低温室效应,还可以为碳排放者提供经济收益和减排空间。
因此,碳捕集吸收塔作为碳捕集技术中的重要组成部分,具有重要的意义。
本文将首先介绍碳捕集的意义,分析其在减缓气候变化、保护环境和推动可持续发展中的重要作用。
接着,将详细讲解碳捕集技术的原理,包括分离和捕集二氧化碳的各种方法和技术。
最后,针对碳捕集吸收塔这一核心装置,将详细介绍其构造和工作原理,包括塔板结构、溶液循环和吸收剂选择等方面的内容。
通过本文对碳捕集吸收塔的深入探讨,希望能够全面了解碳捕集技术及其在环境保护中的作用,为各界人士提供参考和启示,促进碳捕集技术的进一步研究和应用。
同时,也希望通过碳捕集吸收塔在减缓气候变化中的应用,为实现低碳经济和可持续发展做出更大的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构:本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分旨在介绍碳捕集吸收塔的背景和重要性,以引起读者的兴趣。
首先,本部分将概述碳捕集吸收塔的概念和作用,为读者提供一个整体了解。
接下来,文章将介绍本文的结构以及每个部分的内容,以便读者能够清楚地了解文章的组织框架。
最后,本部分将明确文章的目的,即通过分析碳捕集吸收塔的原理、构造和工作原理,探讨其优势、应用前景以及在减缓气候变化中的作用。
正文部分将详细介绍碳捕集吸收塔的意义、技术原理以及构造和工作原理。
首先,文章将探讨碳捕集的意义,包括降低温室气体排放、减缓气候变化等方面的作用。
催化裂解(DCC)装置开工不放火炬技术总结
催化裂解(DCC)装置开工不放火炬技术总结摘要:国内最大的220万吨/年催化裂解装置,采用中国石化股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的催化裂解(Deep Catalytic Cracking,简称DCC)技术。
介绍了该装置在首次开工过程中不放火炬操作要点、参数控制、具体操作方案及操作注意事项等,通过对气压机开机和吸收稳定系统操作方法的改进,实现了DCC装置开工不放火炬。
关键词:催化裂解、开工、火炬、瓦斯冲压、气压机、防喘振一、装置概况中海石油宁波大榭石化有限责任公司220万吨/年催化裂解装置采用中国石化股份有限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发的以重质烃为原料,以丙烯为主要目的产品,副产碳十粗芳烃的化工型炼油工艺技术。
催化剂是与DCC工艺配套设计的专用分子筛催化剂。
第一提升管反应器的原料为常压渣油和加氢尾油的混合原料,第二提升管反应器的原料是轻汽油和C4,第三反应器是床层反应器。
再生部分采用烧焦罐+床层的完全再生技术。
装置于2016年6月9日正式投产,实现一次开车成功,并创新开工工艺,喷油前启动气压机组,实现了开工不放火炬。
二、催化裂解装置开工放火炬原因分析1、催化裂解装置常规开工进料主要过程当两器流化正常、分馏塔底油浆循环正常时,逐步向反应提升管喷油,喷油过程中反应压力先用分馏塔顶蝶阀控制直至全开,然后改用放火炬阀控制。
所产生的富气全部排放至低压瓦斯管网,放火炬燃烧。
进料量达到70%负荷后,启动气压机组,向吸收稳定系统并富气。
提升管进料正常后,用蒸汽轮机转速控制沉降器压力,并关闭放火炬阀门,火炬熄灭。
2、催化裂解装置开工不放火炬的主要制约因素一是开工喷油初期,反应器进料量少,富气量小,不能满足气压机组的正常运行,气压机易喘振。
二是开工初期分馏各中段未建立,吸收稳定系统热源不足,导致稳定汽油中含有大量C3、C4组分。
三、气压机防喘振控制分析1、气压机喘振的原因离心式压缩机在一定转速下有一个飞动点,即一定压力下的最小流量点。
蒸馏过程中间再沸器与中间冷凝器
楚地了解蒸馏过程中间换热器的节能原理 。图 1给 出了二元蒸馏过程添加了中间冷凝器和中间再沸器 后的 M cCabe2Thiele图 。可以看出 ,添加中间换热器 后 ,精馏段和提馏段的操作线均发生了改变 ,它们更 加靠近平衡线 ,也即塔内分离过程的推动力得以减 少 ,因而提高了分离过程的可逆性 ,使得能量利用的 效率更高 。然而 ,也正是由于操作线靠近平衡线 ,使 得完成同样的分离任务 ,需要更多的塔板数 。故中 间换热器的节能是以板数增加为代价的 ,但幸好板 数的增加并不多 ,通常都在几块的范围内 ;并且操作 费用的节省带来的效益远远大于设备费用的增加 。 因而只要有可能 ,添加中间换热器总是可以取得良 好的经济效益 。
CH EM
化 学 工 程 ICAL ENGINEER ING (CH INA )
Vol. 36 Nov.
No. 11 2恩锡 , 李小玲 , 吴 震
(华南理工大学 传热强化和过程节能教育部重点实验室 , 广东 广州 510640)
115. 4
115. 4
115. 4
0. 97
1. 21
1. 09
冷凝器 热负荷 / 再沸器
kW 中间再沸器
- 582. 2 611. 9
0
- 652. 5 202. 2
480
- 617. 2 166. 9
480
图 1 具有中间换热器的蒸馏塔 M cCabe2Th iele图 Fig. 1 McCabe2Thiele diagram with inter2exchanger
中间再沸器的热负荷可以在一定范围内调整 , 该热负荷愈大 ,则塔釜再沸器的热负荷愈小 。采用 多大的热负荷 ,应当通过塔的逐板模拟计算进行权 衡 ,使得相关工艺参数能够获得较好的匹配 。本案 例的数据 ,中间再沸器的热负荷取 480 kW ,相当于 基本工况塔釜再沸器热负荷的 78%左右 ,如果使用 废热来加热中间再沸器的话 ,其节能幅度无疑是十 分显著的 。
吸收稳定系统双塔流程分析及改进
气返回吸收塔流程 , 是由于汽油对 C 和 C 等组分
吸收的选择性不很高 的物性所决定 的。因此 , 吸 收解吸系统在压缩富气 中 ≤C 与 L G组分分离 P
过程中起到类似传统吸收过程单独的吸收塔 ( 或
表l 数据可知 , 吸收塔底油与压缩富气混合
加闪蒸罐 ) 的作用。通过解吸气不断在吸收和解
双塔流程中解 吸塔操 作方式有冷进料 、 热进
料、 冷热双股 进料 、 中间换 热 ( 中间再沸 ) 流程。
其 中以中间换热流程 为最优 : ①解 吸塔进料不预
热为饱和状态进料 , 解吸气 流量 与冷进料流程相
气体。也就是 说传 统 吸收操 作过 程是 : 收塔 吸
( 或加闪蒸罐 ) 一再生塔。 富气 中≤c 与 L G组分 的分离采 用吸收稳 : P 定工艺 , 富气 进入 吸收解 吸系统 得到 ≤c 组分 : ( 干气 ) 和脱 乙烷汽油 。然后 在稳定塔 内用分馏
摘要: 在流程模拟和基本原理分析的基础上 , 出 F C装置吸收稳定 系统吸收解吸过程存在双 向传 质, 出了 指 C 提
一
种新的改 进型节能双塔流程 。该流程具有压 缩富气 直接进入解 吸塔上部 、 吸收塔取热 能力增强等特点 , 较原流
程分离效率 提高 、 能耗降低。
关键词: C 装置 FC 吸收稳定 吸收塔 解吸塔 双塔流程 分析 改进
相 比于分馏过程 中气液相之间 的双向传质 , 传统吸收的操作 中主要进行的是气相到液相的单 向传质。 富气吸收塔采用汽油作为吸收剂 , 必须有一
个配套的解吸 ≤C 组分 的解吸塔 , 以及设置解 吸
表 1 吸收塔底油 与压缩富气 混合冷却后 液相组分
T l C a g f] udc mp nn o rt f rmiigo b a e 1 hn eo i l o o e t w・aeat xn f q l f e as re otm i a dc mpesd r h gs k Lh b ob rb t o o n o rse i a mo/ l c
DCC装置稳定塔重沸器管束泄漏原因分析与对策
DCC装置稳定塔重沸器管束泄漏原因分析与对策
李贵;王胜潮;杨丰华;钟海博
【期刊名称】《石油炼制与化工》
【年(卷),期】2023(54)1
【摘要】针对某石化企业增强型催化裂解(DCC-plus)装置稳定塔重沸器管束泄漏,严重影响装置长周期安全运行的问题,从设备结构、工艺操作、设备腐蚀等方面进行了原因分析,通过采取优化重沸器换热系统控制方案、优化工艺参数等应急措施,抑制了重沸器管束内漏程度,延长了重沸器的运行周期。
在检修期间通过重沸器结构改造和工艺管道走向优化,彻底解决了重沸器的内漏问题,不仅消除了安全隐患,而且节约3.5 MPa中压蒸汽9.7 t/h,产生效益约2390万元/a。
【总页数】5页(P135-139)
【作者】李贵;王胜潮;杨丰华;钟海博
【作者单位】中海石油宁波大榭石化有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.催化稳定塔底重沸器管束腐蚀泄漏分析
2.凝析油稳定塔塔底重沸器管束腐蚀原因及对策
3.制氢装置再生塔底重沸器管束损坏原因分析及对策
4.催化裂化装置稳定塔塔底重沸器管束泄漏原因及处理
5.DCC装置脱丙烷塔塔底重沸器结焦原因及对策
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DCC联合装置脱硫净化水回用至洗涤塔的运行效果
术和装备,促进科技成果转化,发挥科学技术在大气污染防治中的支撑作用”(《大气污染防治法》第6条)。
目前,先进且无污染的冶金技术是氢冶金技术,因为氢冶金技术不仅会在源头上解决SO 2、NO x 等污染物的排放,还会减少CO 2温室气体的排放并解决我国高精尖钢材性能低、质量不稳定等问题。
由此可见,氢冶金是钢铁工业提升基材品质、减少污染排放的全新前沿技术,以氢代替碳是当前低碳发展、能源变革的重要方向,也是钢铁行业绿色化的主要出路[10]。
4 结语钢铁产品的需求量日益增加,同时人们对环境质量的要求也在增高。
传统的火法冶金技术因存在固有缺陷,排放的废气给大气带来严重危害并影响人们的健康。
根据《中国21世纪议程》与打赢蓝天保卫战的要求,政府应积极行使自己的权力,做好资源利用与经济发展的合理规划;企业应当在生产中承担保护环境的责任,使用清洁原料或者改进生产技术,走可持续发展道路,为保护环境贡献自己的一份力量。
参考文献:[1] 中央人民政府.国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知[N/OL]. 2018-6-27. [2020-5-19].[2] 2019年我国炼铁技术发展评述[N/OL].世界金属导报,2020-5-19.[3]伯鑫,甄瑞卿,屈加豹,等.中国钢铁行业大气污染物排放清单管理系统研究[J].环境污染与防治,2017 (5): 578.[4] 姚宇坤,赵秋月,刘倩,等.徐州市钢铁企业大气污染影响评估[J].环境监控与预警,2018 (6).[5] 深圳市科诚环保科技有限公司.钢铁企业产生的烟气对人体的危害[N/OL]. 2020-5-19.[6] 仇开涛.大气颗粒物污染防治对策探讨[J].中国资源综合利用,2020 (3): 161-163.[7] 生态环境部.践行生态文明理念勇担企业公民责任[N/OL]. 2020-5-19.[8] 山东省人民政府.山东省人民政府关于印发山东省“十三五”节能减排综合工作方案的通知[N/OL]. 2017-07-03.[2020-5-19].[9] 张华.高炉出铁场、矿槽除尘系统的优化改造[J].山东冶金,42(1).[10] 激战氢冶金!日钢、河钢、建龙、酒钢煤基氢冶金走列[N/OL].钢铁咨询网,2020-5-12.作者简介:李倩文(1999-),女,汉族,山东泰安人,澳门科技大学法学院2017级本科,研究方向:环境法。
甲苯二异氰酸酯生产过程中废气的回收与利用
甲苯二异氰酸酯生产过程中废气的回收与利用甲苯二异氰酸酯生产过程中废气有:光气、氯化氢气体,这些废气能否有效回收及处理,做到回收减少光气损耗,及无害化处理排放,是保障甲苯二异氰酸酯生产安全连续稳定运行、环保达标、降低生产成本的一个关键因素。
本文主要对甲苯二异氰酸酯生产过程中光气分离塔、闪蒸塔、精馏塔、光气储罐挥发出来的光气回收及处理进行研究,采用的工艺路线是:用冷冻甲苯吸收上述光气、然后加热甲苯解析光气、排除异组分后回收利用,通过建立一条中试生产线,实现过程控制,研究最佳工艺控制条件,应用到生产线中确保回收光气之纯度达到工艺要求,并且将少量尾气全部吸收并破坏达到安全环保排放。
1、甲苯二异氰酸酯生产工艺简介甲苯二胺和光气在加压条件下反应生成甲苯二异氰酸酯和氯化氢,同时生成少量的重残渣。
反应分两步进行,第一步是放热反应,在光化反应器中进行。
其反应方程式如下:第二步是吸热反应。
其反应方程式如下:光气经精制提纯后送往光气储罐以补充反应中消耗的光气。
TDI反应中的过量光气回收提纯后送至光气储罐。
光气储罐用冷冻甲苯冷却。
光气储罐排出的废气经过换热器用冷冻甲苯冷却,冷凝的光气经返回光气储罐,未冷凝的气体被送往光气回收塔T510。
光气储罐中的光气由泵送往光化反应,使甲苯二胺TDA在溶剂DEIP的混合溶解状态下与光气在光化反应器中反应,送入反应器R400A/B与光气完成第一步反应,反应是在温度100℃、压力2.1MP的条件下进行。
然后溶剂DEIP和TDA经混合后,反应混合物进入反应塔,完成第二步反应,反应条件是温度148℃、压力1.51MPa。
塔顶为光气和HCl,未冷凝的HCL和光气送往分离塔。
液态光气收集于反应塔的集液盘上,通过冷却器冷却后,送往光气储罐回收使用。
底部的液体(TDI、DEIP、COCL2、和TDI残渣)经热虹吸式再沸器蒸汽加热,送至降压闪蒸脱出光气。
塔顶送出的HCL和光气在冷凝器内用氟利昂冷却,冷凝的光气返回作为塔顶回流,气态HCL送往HCL盐酸吸收系统。
优化的顶循系统在线清洗方案在DCC分馏塔的应用
1 装置概况东方石化DCC装置是国内投产的首套DCC-PLUS装置,反应系统采用石油化工科学院自主开发的以丙烯为主要目的产品的化工型炼油工艺技术,再生系统采用快速-湍流床主风串联再生技术。
装置分馏塔内设有塔顶冷回流、顶循环回流、一中段回流,回炼油循环回流(无换热流程)、油浆循环回流,各回流共同取出分馏塔的过剩热量,在维持分馏系统热平衡的同时确保产品质量合格。
自2017年5月装置首次大检修后开工至今,已经连续运行43个月。
自2018年上半年起,上游装置掺炼外购燃料油,原油密度大,性质劣化,脱盐脱水困难,催化原料的氮含量和盐含量均有明显升高,造成裂化催化剂活性降低,裂化反应转化率和选择性降低、目标产物收率降低等一系列负面效果[1]。
同时,降低汽油干点以提高柴汽比,使得分馏塔冷回流温度降低、顶温度处于水蒸汽凝结的边缘,分馏塔顶部不定期的频繁出现顶温波动且不好控制、顶循环泵不上量、顶循环油泵入口过滤网频繁清理等现象。
针对此情况,决定对分馏塔进行水洗,但是采用传统的水洗方法需要停工或大幅度降低处理量,会造成一定的经济、环保损失。
图1 东方石化DCC装置顶循环泵入口过滤网清理、换热器堵漏情况2 分馏塔盐垢的成因分析随着常压蒸馏装置掺炼外购燃料油,催化原料的氮含量和盐含量均有明显升高,反应油气中NH3和HCl含量增加,从而使分馏塔顶循腐蚀回路结盐倾向增加。
通过对清理出的塔内盐垢进行分析,确定其包含NH4Cl、NH4HS等等,本文仅对塔内盐垢的主要成分NH4Cl进行分析,NH4Cl的生成机理可以用以下方程式表示[2]:2RN+3H2→2R+2NH3(气相)Cl+2H2O→OH+HCl(气相)NH3(气相)+HCl(气相)→NH4Cl(气相)在分馏塔内,反应生成的NH3和HCl与混有少量水蒸汽的油气在上升的过程中,温度逐渐降低,当优化的顶循系统在线清洗方案在DCC分馏塔的应用万涛中海油东方石化有限责任公司 海南 东方 572600摘要:随着常压装置原油性质劣化,脱盐脱水困难,催化原料的氮含量和盐含量均有明显升高。
常减压装置中段取热优化的碳排放驱动效果分析
常减压装置中段取热优化的碳排放驱动效果分析摘要:常减压装置是一种处理能力强、能耗高的装置,已引起国内外学者的高度重视。
当前,大多数炼化企业对常压装置的运行和换热网络的优化都是分开进行的。
本文以 AspenPlus过程仿真软件及其相关部件为依托,基于对中段采热-传热网络的综合分析,对其进行了碳排放核算分析。
研究发现,将常二中取热率由33.1%增加至38.1%,减三中取热率由40%减少至35.4%,每年可增加1.46亿元左右的纯净度,并使设备的碳排放量减少1.5%。
因此,本项目研究成果将有助于实现最大限度降低碳排放、最大限度提升企业效益的目标,为企业实施相应的优化措施奠定了理论基础。
关键词:常减压装置;流程模拟;碳排放分析;中段取热优化前言:近年来,由于人们对资源的需求日益增加,因此,对生态系统的保护就显得尤为重要。
为了达到这一目的,我国已经签署了《京都协定书》《哥本哈根协议》等多项条约,与其他国家一起努力,以达到减少温室气体排放的目的。
石油化工是我国能源消费最大的产业,其中,常压法是石油精制的关键工序,由于其在石油精制过程中所占的相对较高,受到了国内外学者的广泛关注。
AspenPIMS、GIOPIMS是目前广泛使用的设备综合优化软件,它将企业收益因素纳入到生产计划中,从而更好地满足企业的实际操作需求。
1常减压装置特征概述常减压装置在企业中,起到了关键性的作用。
然而,它的制造工艺牵扯到的各个方面,加上国内现有的技术还不够成熟,因此,常常会造成能量的浪费。
尤其是常压蒸馏器和减压蒸馏器,它们在使用过程中起到了不同的作用,在实际的加热时,它们对压力等特性也有一定的要求,因此,必须要根据实际的具体需求来进行加工和整理,并做好各个环节的控制,不然就会导致资源的浪费。
最近几年,国内石化企业的能耗问题受到了全社会的广泛重视,与国外先进国家相比较,我国在能源管理上仍有着不少不足和短板,唯有将这些不足之处加以解决,才可以使我国的工业现代化程度得到切实提高,从而获得与之相适应的经济建设结果[1]。
DCC-气体分离装置热集成方案分析评价
DCC-气体分离装置热集成方案分析评价陈璟仪;王侃;张冰剑;陈清林【摘要】DCC(Deep Catalytic Cracking)is a catalytic conversion process derived from the FCC(Fluid Catalytic Cracking)process,using heavy feedstocks for producing more propylene.The absorption-stabilization system of DCC unit and the gas separation unit followed requires more low-grade heat,compared with the conventional FCC unit.Hence,the heat integration schemes of DCC and gas separation unit have significant impacts on the low-grade waste heat recovery,steam balance and cooling duty.In this paper,exergy analyses with two heat integration schemes of DCC and gas separation units,including the direct heat integration scheme based on circulating hot water,and the scheme based on the heat pump process,are presented using process simulation software and ε-Q diagram.The analysis results show that the heat integration scheme based on the heat pump process can reduce 13.1% exergy loss of heat exchange process and the consumption of 1.0 MPa steam 20 t/h,but needs higher equipment investment costs.According to the study,the optimal matching of low-grade heat sources and sinks in DCC and gas separation units is a vital factor of increasing the energy efficiency.%DCC(Deep Catalytic Cracking)是一种多产丙烯的深度重油催化裂解工艺.与常规的催化裂化装置相比,DCC装置的吸收稳定系统和下游的气体分离(简称气分)装置需要更多的中低温位热量.因此,DCC与气分装置的热集成方案对装置的低温余热系统、蒸汽产耗平衡和冷却负荷有着重要的影响.采用(火用)分析方法,借助流程模拟工具及能级-热量图,量化分析了DCC与气分装置的2种热集成方案,包括基于循环热媒水的直接热联合方案,以及基于热泵工艺的热联合方案.与直接热联合方案相比,热泵方案的换热过程(火用)损可减少13.1%,1.0 MPa蒸汽消耗量可降低20 t/h;但是直接热集成方案的设备投资低.结果表明,DCC和气分装置中低温热源热阱的优化匹配是提高装置用能效率的重要因素.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2017(048)009【总页数】6页(P78-83)【关键词】DCC;气体分离;热集成;热泵【作者】陈璟仪;王侃;张冰剑;陈清林【作者单位】中山大学化学工程与技术学院广东省石化过程节能工程技术研究中心,广州510275;中山大学化学工程与技术学院广东省石化过程节能工程技术研究中心,广州510275;中山大学化学工程与技术学院广东省石化过程节能工程技术研究中心,广州510275;中山大学化学工程与技术学院广东省石化过程节能工程技术研究中心,广州510275【正文语种】中文随着丙烯需求量的不断增加,传统的丙烯生产工艺如催化裂化(FCC)、蒸汽裂解、丙烷脱氢等已难以满足市场的需求[1]。
中间再沸式热泵甲醇精馏节能及经济分析
中间再沸式热泵甲醇精馏节能及经济分析张钰;刘军;张振涛;杨鲁伟【摘要】典型的年产60万t甲醇双效精馏流程能耗较大,为此提出了中间再沸式热泵精馏方案.采用Aspen-Plus化工流程模拟软件,以能耗最低为目标函数,对甲醇中间再沸式热泵精馏进行了模拟与分析,得到了合适的工艺参数.模拟结果表明:在满足生产要求的条件下中间再沸式热泵精馏相比于双效精馏系统,节能48.34%,运行费用节约24.14%.每年可节省运行费用1 056万元.%Inter-reboiler mechanical vapor recompression heat pump distillation is proposed based on large energy consumption of the typical 600 000 t/a methanol distillation plant.The inter-reboiler mechanical vapor recompression heat pump distillation was simulated and analyzed by the Aspen Plus software with the purpose of getting the minimum energy consumption and the suitable process parameters were obtained.The results show that:compared with the double effect distillation system,the Inter-reboiler mechanical vapor recompression heat pump distillation can save energy by 48.34% and save operating cost by 24.14%.The operating cost can be reduced to 10 million and 560 thousand yuan per year.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2017(035)004【总页数】4页(P367-370)【关键词】甲醇;精馏;中间再沸式热泵;模拟;节能【作者】张钰;刘军;张振涛;杨鲁伟【作者单位】中国科学院理化技术研究所,北京100190;中国科学院大学,北京100049;热力过程节能技术北京市重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究所,北京100190;热力过程节能技术北京市重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究所,北京100190;热力过程节能技术北京市重点实验室,北京100190;中国科学院理化技术研究所,北京100190;热力过程节能技术北京市重点实验室,北京100190;南京科盛环保科技有限公司,江苏南京210000【正文语种】中文【中图分类】TQ028甲醇是重要的基础化工原料和溶剂,广泛应用于化工生产,在化工行业、医药行业、轻纺织类、国防安全等众多相关部门有着十分广泛且不可替代的用途。
吸收稳定星级题库
吸收稳定星级题库一、填空题1、吸收是根据气体混合物中各组分在液体中的()不同来进行的。
2、解吸是根据液体在混合物中各组分()的不同得以实现的。
3、温度越低,压力越()对吸收有利。
4、稳定系统所用的吸收剂有()、()。
5、汽油的牌号是用()来表示的。
6、汽油的()性,说明汽油对金属腐蚀的能力。
7、稳定塔顶为()回流。
8、液化气的主要组分是()、()。
9、稳定塔的任务是把汽油中的C3、C4脱除掉,在塔底得到()。
10、温度(),压力()对解吸过程有利。
11、稳定汽油先后经过 3 组换热设备,换热介质有()。
12、再吸收剂采用的是(),其主要吸收()组分。
13、吸收是()过程,解吸是一个()过程。
14、吸收塔主要吸收()组分,解吸塔主要解吸()组分。
15、再吸收塔顶装有()是为了减少干气带液。
16、大检修时手持照明灯具的电压为()伏。
17、正常操作时,解吸塔压力()吸收塔压力。
18、采气样时,应站在(),先排出一部分,再采样置换()次。
19、停工扫线完毕后,装置边界处加()隔绝与外界的连通。
20、在再吸收塔未投用的情况下,贫富吸收油由(),返回分馏塔。
21、法兰螺栓紧固好以后,螺栓应露出螺母()扣。
22、当富气中断后,粗汽油可改进(),调整操作可保证稳定蒸汽压合格。
23、停工后应()打开入孔,通风冷却。
24、再吸收塔吸收油中断,应及时中断,()进分馏塔。
25、脱吸重沸器出口温度太低,则使()。
26、回流比过小,液化气会带()组分。
27、对同一种吸收剂()越高,()越大,对吸收有利。
28、稳定塔底温度高,汽油10% 点温度()。
29、稳定塔根据进料,温度不同,选择进料位置,进料温度高时,使用()进料口。
30、粗汽油带水,会使吸收塔温度()。
31、当富气中断后,应()富气水洗调节阀的上下游阀,防止(32、如稳定塔底重沸器热源不足,进料预热温度也不能再提高,则只(33、稳定塔液面过高,会发生()现象。
34、解吸气量过大时,会增加()负荷,降低()收率。
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解吸气中C2含量% 19.32 45.59 49.02
解吸气量t/h 16~20 10~14 10~14
液态烃中C2含量 % 1~2 0~0.5 0~0.5
吸收塔中段回流数目 3~4段 1~2段 0段
干气中≥C3含量 >3% <1% <1%
改造后的工艺流程如图1所示。
图1 中间再沸器改造后的工艺流程
2.2中间再沸器投用运行情况
2004年5月解吸塔中间再沸器与吸收-稳定系统同步开工运行。解吸塔底部再沸器在控制出口温度与冷进料时相近情况下,再沸器所需要热量明显减少。从解吸塔底再沸器出来的一中回流油温度,从不投中间再沸器时的120~140℃上升为175~195℃,胺液再生塔的蒸汽加热再沸器完全切除。通过解吸塔中间再沸器回收的110~130℃的低温位热量,代替了1.0MPa蒸汽这样高温位的热量。
关键词:中间再沸器 节能技术 DCC装置 解吸塔 应用
1 概述
催化裂化装置中的吸收-解吸系统其作用是将粗汽油和压缩富气进一步分离为贫气和脱乙烷汽油。解吸塔按进料方式有以下几种流程:(1)热进料方式:凝缩油与稳定汽油换热后进入解吸塔。优点是可以减少塔底再沸器热负荷;但解吸气量较大,增大了吸收系统的气相负荷及冷却负荷,吸收效果差。(2)冷进料方式:进料不预热进入。优点是解吸气较少,吸收效果好;缺点是解吸塔底再沸器所需热量增加。(3)冷热双股进料方式[1~3]:凝缩油分为冷热两股,分别进入到解吸塔顶部和中上部。该流程在一定程度上综合了冷、热进料的优点。(4)中间换热流程:采用冷凝缩油直接进解吸塔顶部,在解吸塔中部设置一个利用稳定汽油热源的中间再沸器。[2]中间换热流程实质就是在解吸塔冷进料的基础上增加一个中间再沸器,以降低塔底再沸器的热负荷,而解吸效果和效率都与冷进料基本相同。
表6 解吸塔三种运行方式实际经济效益评估
对比指标 热进料 冷进料 中间换热流程
时间 98年12月 2003年7月 2004年7月
进料预热回收热量 kW 3000 / /
中间再沸器回收热量 / / 1907
塔底再沸器热负荷 kW /价值(元/h) 4160/358 5900/ 507 4260/ 366
中间再沸器节能技术在DCC装置解吸塔中的应用
江军峰
(催化车间)
摘要:荆门分公司0.8Mt/年DCC-Ⅱ装置吸收-稳定系统解吸塔采用中间再沸器节能技术改造,以回收稳定汽油余热,降低解吸塔底再沸器热负荷。项目实施后直接的经济效益为233.9万元/年,项目投资在4个月内回收。
N2、CO2、H2、CH4等 C2组分 C3 组分 C4 组分 C5 组分
解吸气 16.2% 49.02% 23.56% 4.93% 2.09%
贫气 51.37% 43.21% 0.38% 0.33% 4.71%
Байду номын сангаас
表3 解吸塔冷进料下各气体组成(V%)分析
N2、CO2、H2、CH4等 C2组分 C3 组分 C4 组分 C5 组分
利用中间再沸器进行换热的液相抽出塔盘的位置也是需要仔细考虑的。抽出塔盘的位置高,抽出温度低,液相组分相对较轻,热虹吸再沸器容易建立热虹吸循环,回收的热量也多,但会造成解吸塔中上部温度上升,解吸气流量增加;抽出塔盘的位置低,抽出温度高,液相组分相对较重。因热源温度不高,如果气化率较低,热虹吸再沸器不一定能够建立热虹吸循环。或者会造成回收的热量太少。0.8Mt/a DCC-Ⅱ装置解吸塔为40层F1浮阀塔盘,文献2中建议解吸塔中间再沸器换热位置为从下向上6~12理论板(全塔为20块理论板),考虑中间再沸器需要在塔内设置抽出集液塔盘及再沸器升气管返回分配管所需要的空间,需拆除4层塔盘。以此推算,当解吸塔塔盘总数为36层时,解吸塔中再沸器升气管返回口位置为从下向上数第11~22塔盘之间。从解吸塔施工方便和利用原9层和15层热偶角度考虑,并主要参考冷进料时塔盘的温度分布,最终确定解吸塔换热塔盘再沸器升气管返回口位置为从下向上数第9层塔盘。取消10~13层塔盘的空间作为新增的液体收集塔盘和中间再沸器返回管所需空间。
热虹吸再沸器推动力主要是由再沸器壳程出入口管线内介质的密度差和高度差所决定的,为确保再沸器不因组分气化率不足导致再沸器热虹吸循环建立不起来的情况发生,除了设计为一次通过式中间再沸器,还做了如下考虑:(1)对稳定汽油与稳定塔进料换热器增加了副线,这样通过开副线阀门能够适当提高解吸塔中间再沸器供热量,增加壳程组分的气化率,提高密度差增加循环的推动力。(2)中间再沸器设备安装的位置尽量降低,提高抽出塔盘与再沸器之间的高度差,增加循环的推动力。
解吸塔中间再沸器在塔下部进行了部分气化,流到塔底再沸器入口的液相中轻组分减少,液相泡点温度相应提高。实际生产中解吸塔增加中间再沸器后,达到塔底脱乙烷汽油中C2相同的解吸效果,即控制液态烃中C2含量不超标,塔底再沸器出口温度控制区间较原来100~110℃上升为110~115℃。
中间再沸器回收的热量接近于塔底再沸器的50%,解吸塔总供热量与采用冷进料时相近(表1、4)。从气体组成分析数据(表2、3)知,解吸气中≧C3组分的含量与冷进料时基本相当,说明解吸塔的效率没有降低,验证了此前的分析。稳定汽油由于部分热量被中间再沸器取走,冷却后的稳定汽油(补充吸收剂)在冷却器循环水流量降低的情况下,冷后温度由原40~45℃下降为35℃左右,吸收塔操作温度降低,吸收塔中段冷却回流可以不开,而且吸收塔顶贫气中C3、C4含量还有所降低。说明解吸塔采用中间再沸器后对吸收塔的吸收效果没有负面影响,相反由于能够降低作为补充吸收剂的稳定汽油温度,提高了吸收效果,吸收塔的能耗还有所降低。
热进料 105 99.9 83.2 76.5 75 70.4 63.2 59.1 66.5
中间换热流程 110.2 104 85.8 78.9 77.6 74.7 64.1 43.5 37.62
2.3解吸塔三种运行方式效益评估
表5为在吸收-解吸系统运行负荷基本相当的工况下,三种方式下解吸塔的操作数据。表6为对三种运行方式的能耗及效益进行评估。基准为:循环水价0.1元/吨,电价0.5元/kWh,热量价格为1元/(kg标油)(0.086元/kWh)。
为回收利用稳定汽油的余热及降低解吸塔底再沸器的热负荷,可采用解吸塔双股进料工艺和中间再沸器技术。文献2对两种工艺通过流程模拟进行比较,认为中间换热流程避免双股进料流程存在轴向传质返混问题,结合了冷、热两种进料方式的优点。塔底再沸器热负荷与热进料接近,吸收效果及吸收系统冷却负荷与冷进料几乎相同。在能耗和和吸收效果方面都优于双股进料工艺。文献4中也介绍了解吸塔采用一次通过式中间(侧线)再沸器的节能技术。经过对两种工艺技术比较论证,认为采用中间再沸器技术对0.8Mt/a DCC-Ⅱ装置解吸塔进行改造更为有效,其技术路线是可行的。
解吸塔采用中间再沸器技术改造,解吸塔的塔盘减少4层,关于是否会对解吸效率造成影响也进行了分析:(1)解吸效果评价的指标主要是液态烃中C2组分的含量,即是否把过多吸收下来的C2组分解吸干净。而解吸塔效率的指标应是解吸气中C3及以上(≧C3)组分的含量。也就是说解吸效果相同情况下,解吸气中≧C3组分含量越低越好。因为解吸气中≧C3组分是在吸收和解吸系统中间循环,是属于过多解吸出来的气体,在解吸效果相同的情况下,这部分流量越低说明解吸塔效率越高。因此,可以在液态烃中C2含量相同的基础上,把解吸气中≧C3组分含量的高低作为解吸塔效率的指标。(2)文献5中介绍,随着解吸塔理论板数的增加,在乙烷解吸率不变的情况下,解吸塔重沸器的热负荷和丙烯的解吸率均下降了。但是当理论板数增加到15块以后,这种下降的幅度明显降低。采用30块实际板偏低,宜选择40块实际板数。(3)在中间再沸器内气液两相基本处于相平衡状态,气液两相出口在解吸塔内有气液分离需要的空间,中间再沸器系统自身基本相当于一块理论板,可以弥补2块以上的塔板。采用中间再沸器后解吸塔相当于有至少38块的实际板,与改造前解吸塔40块实际塔板相差不大。因此可以认为改造前后解吸塔的效率变化不大,这将通过解吸气中≧C3组分的含量进行验证。
0.8Mt/a DCC-Ⅱ装置解吸塔原设计采用热进料方式,塔底再沸器热源由分馏一中循环回流油单独提供。解吸塔先后采用过热进料和冷进料流程,解吸塔采用冷进料较热进料在吸收-解吸系统整体分离效果及经济效益上都占优势。(见表6)但存在解吸塔底所需热源增加,稳定汽油的低温(110~130℃)余热没有利用的情况。原流程设计中稳定塔底汽油首先与稳定塔进料换热后,再与解吸塔进料换热,然后被冷却后出装置和作为补充吸收剂。解吸塔进料不加热后,此部分余热不仅没有利用,而且需要用循环水去冷却。分馏塔一中循环回流油抽出后首先作为解吸塔底再沸器的热源,然后作为脱硫系统胺液再生塔底再沸器热源,之后返回分馏塔。胺液再生塔底以一中循环回流油为热源的再沸器长期存在供热不足的情况,需要同时开另外一台以蒸汽为热源的再沸器。
为确保在中间再沸器停止运行时,解吸塔仍能够正常运行,设计中做了如下考虑:(1)在中间再沸器抽出液体收集塔盘内有供气体上升的升气管及液体向下流动的溢流管,使塔内的液相和气相在中间再沸器停用时均能正常通过液体收集塔盘。(2)当中间再沸器运行后,塔底再沸器提供的热负荷降低,液体收集塔盘以下的9层塔盘的气相负荷降低,存在漏液的可能。考虑浮阀塔盘弹性较大,故此9层塔盘开孔率未进行调整,其上的原27层浮阀塔盘开孔率因气相负荷变化不太大,也不做改动。
表5 三种方式下解吸塔操作数据比较
项目 热进料操作 冷进料操作 中间再沸器操作
解吸塔进料温度/℃ 50~60 38~41 37~40
解吸塔底再沸器出口温度/℃ 98~108 100~110 110~115
解吸塔顶压力/MPa 1.18~1.23 1.18~1.23 1.18~1.23
解吸气 24.31% 45.59% 24.50% 4.43% 1.17%
贫气 62.29% 29.16% 2.10% 1.44% 5.02%