糠醛精制装置用能存在的问题及优化

目的 维 持 塔 -8 底 温 在 100~105℃
加工减四线、轻脱油， 维 持 塔 -1 顶 温 ＞120℃ 燃 料 油 循 环 温 度 维 持 在 90℃ 控制抽出液汽提塔液位
春、夏、秋 冬天
倒油扫线，其他临时吹扫
4.3.1 调节换-2 壳程副线阀开度 糠醛精制重套装置生产轻脱沥青油和加工减
四 线 原 料 时 ， 塔 -1 顶 温 分 别 要 求 在 125~130℃ 和
①轻重两套装置同时满负荷生产时，抽出液溶 剂 回 收 系 统 一 次 蒸 发 率 不 到 30%，大 量 的 糠 醛 溶 剂
需通过加热炉加热从二次塔蒸出，燃料消耗多。 ② 糠 醛 轻 套 装 置 加 热 炉 节 能 改 造 后 热 效 率 达 到 88% 以上， 但糠醛重套装置 2 台加热炉热效率不到 80％，热 效 率 低 ，燃 料 消 耗 大 。 ③装 置 1.0MPa 蒸 汽 、 自产蒸汽用量和低温余热没有充分利用，致使糠醛 装 置 1.0MPa 蒸 汽 用 量 大 。 ④循 环 水 利 用 不 充 分 ，造 成了一定的浪费。 ⑤装置部分电机机组效率偏低， 或机泵选型大，电耗高。
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中外能源 SINO-G第 15 卷
糠醛精制装置用能存在的问题及优化
郑 军，黄 灏，何武章，刘 毅
( 中 国 石 化 荆 门 分 公 司 ， 湖 北 荆 门 448002)
摘 要 荆 门 石 化 糠 醛 精 制 装 置 分 轻 、 重 两 套 ， 采 用 “ 两 头 一 尾 ” 的 生 产 工 艺 ，2007 年 进 行 流 程 优 化 和 改 进 后 ， 两 套 装 置 综 合
115~125℃ 之 间 。 干 燥 塔 153℃ 的 循 环 糠 醛 经 过 换 － 15(循 环 糠 醛 与 沉 降 精 制 液 换 热 器)、换－2(循 环 糠 醛 与塔－1 底抽出液换热器)取热后，低于塔－1 加工重 质 油 时 顶 温 的 要 求 ， 为 此 过 去 常 用 冷 -2 管 程 1.0MPa 蒸汽 加热循环糠醛，以满足 塔－1 加 工 重 质 油 时顶温要求。 经过优化操作，适当开换-2 壳程副线 阀，减少换－2 对循环糠醛的取热，从而在保证塔-1 顶 温 的 同 时 减 少 冷 -2 中 1.0MPa 加 热 蒸 汽 的 消 耗 ， 此 方 法 可 节 约 0.3t/h 的 1.0MPa 蒸 汽(见 图 1)。
实际生产中采用了以下 3 条途径优化抽出液 溶 剂 回 收 系 统 操 作 ， 使 一 次 蒸 发 率 达 到 了 35%：① 提 高 塔－4 压 力 到 0.16MPa，从 而 提 高 二 次 蒸 发 溶 剂 的汽化温度，提高一次抽出液与二次糠醛气的传热 温差，提高塔－3 进料温度 3～5℃；②通过调节塔－6 顶冷却器温度，使塔－6 处于微负压状态操作，从而 使 塔 －3 压 力 由 0.075MPa 降 至 0.05MPa； ③更 换 萃 取 塔(塔-1)抽 出 液 与 一 次 糠 醛 气 换 热 器(换－3)，增 大 换 热 面 积 90m2， 以 充 分 取 走 一 次 糠 醛 气 冷 凝 热 ， 进 一 步 降 低 塔－3 压 力 至 0.04MPa。 4.2 重套糠醛精制装置加热炉节能改造
系统循环糠醛总量决定，循环糠醛总量越大，气相
糠醛提供热量越多，自产蒸汽产量就越大；反之亦
然。 装置自产蒸汽一部分外送罐区加热，一部分经
加 热 炉 过 热 到 300℃ 后 用 于 各 汽 提 塔 汽 提 。 各 汽 提
塔汽提蒸汽量分布见表 3。
表 3 汽提塔汽提蒸汽量分布
设备名称 塔-2(Q、Z)①
第1期
郑军等. 糠醛精制装置用能存在的问题及优化
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的 二 效 三 塔 工 艺 ，由 于 干 燥 塔(塔－6)公 用 ，致 使 两 套装置同时满负荷生产时抽出液一次蒸发塔 (塔－ 3) 压 力 最 高 达 到 0.075MPa， 一 次 蒸 发 率 不 高 ， 大 量 的糠醛由加热炉提供热量在抽出液二次蒸发塔 (塔－4)中 回 收 。 糠 醛 装 置 塔－3 蒸 发 率 不 足 30%，而 塔－4 蒸 发 率 达 60%以 上 ，两 塔 蒸 发 比 例 不 太 理 想 ， 因此抽出液加热炉负荷大，燃料消耗多。
装 置 1.0MPa 蒸 汽 主 要 用 于 加 热 、 伴 热 、 扫 线 、 往复泵动力、消防等方面(见表 2)。
表 2 装 置 1.0MPa 蒸 汽 消 耗 情 况
用途 换-14 加 热
换-2 加热
换-6 加热 蒸汽往复泵
伴热 伴热及防凝
临时扫线
耗 量 /(t·h-1) 0.8
0.3
0.1 0.5 0.5 1.5 0.8
2008 年 4 月 ，对 糠 醛 装 置 重 套 2 台 加 热 炉 进 行 节能改造。 措施包括：①增加一套空气预热系统；② 更 新 加 热 炉 燃 烧 器 。 通 过 改 造 ，烟 气 温 度 由 300℃降 至 150℃ ， 加 热 炉 炉 膛 温 度 下 降 80℃ ， 烟 气 氧 含 量 控 制 在 2%～4％，加 热 炉 热 效 率 达 到 92%以 上 ，瓦 斯 单 耗 下 降 了 6.6kg 标 油/t。 当 然 ，2008 年 荆 门 石 化 瓦 斯脱硫系统投用后，瓦斯发热值得到提高对降低瓦 斯单耗也起到了一定作用。 4.3 减 少 1.0MPa 蒸 汽 和 自 产 蒸 汽 用 量
4.3.2 完全用精制油加热原料
原 料 进 脱 气 塔(塔－8)预 处 理 前 ，需 要 1.0MPa 蒸
汽 在 换 -14 中 加 热 到 100～105℃ ， 这 样 无 谓 消 耗 部
分 蒸 汽 。 2007 年 ，将 轻 、重 装 置 换-14 的 加 热 蒸 汽 全
部改为精制油加热，此举在满足原料预处理温度前
利用塔－5 抽出油余热进行换热流程优化投入 生 产 后 ， 塔 -7 进 料 温 度 提 到 70℃ ， 塔 -7 吹 汽 量 随 之 降 到 1200kg/h 即 可 满 足 生 产 ，减 少 吹 汽 量 250kg/ h，同 时 冷-5 循 环 水 量 也 下 降 了 20t/h。 4.3.4 减少伴热蒸汽
2010年 第 15 卷
溶 液(温 度 38~45℃，流 量 3t/h 左 右 )进 脱 水 塔 后 ，全 靠 0.3MPa 过 热 蒸 汽 提 供 热 量 回 收 糠 醛 ， 用 掉 自 产 蒸 汽 达 1450kg/h。 为 此 ，2008 年 新 增 一 台 利 旧 换 热 器使之进行热交换，如图 2 所示。
能 耗 降 至 26.04kg 标 油 /t ， 但 仍 偏 高 。 对 其 能 耗 结 构 进 行 分 析 后 ， 发 现 装 置 存 在 抽 出 液 溶 剂 回 收 系 统 一 次 蒸 发 率 不 到 30% ， 大 量 的 糠 醛 溶 剂 需 要 通 过 加 热 炉 加 热 从 二 次 塔 蒸 出 ； 重 套 装 置 2 台 加 热 炉 加 热 效 率 不 到 80% ； 装 置 1.0MP 蒸 汽用量大，自产蒸汽和低温余热没有充分利用；循环水利用不充分；部分电机机组效率偏低等问题。 通过提高抽出 液 溶 剂 回 收 系 统 一 次 蒸 发 率 、 对 重 套 糠 醛 精 制 装 置 加 热 炉 进 行 节 能 改 造 、 减 少 1.0MPa 蒸 汽 和 自 产 蒸 汽 用 量 、 冷 却 器 循 环 水 串 级 使 用 、 电 机 安 装 变 频 调 速 器 和 切 削 叶 轮 等 一 系 列 节 能 技 术 措 施 的 实 施 ，2009 年 1 ~5 月 ， 轻 、 重 两 套 糠 醛 精 制 装 置 综 合 能 耗 降 至 17.27kg 标 油 /t ， 同 比 2007 年 下 降 了 33.68% ， 达 到 中 国 石 化 系 统 同 类 装 置 先 进 行 列 。
关键词 糠醛精制 能耗 优化措施 效果
1 前言 中 国 石 化 荆 门 分 公 司(以 下 简 称 “ 荆 门 石 化 ”) 糠
醛精制装置分轻、重两套，溶剂回收系统为二效三 塔工艺，水溶液回收系统两套共用，即“两头一尾” 的 生 产 工 艺 。 2002 年 荆 门 石 化 对 糠 醛 精 制 轻 套 装 置精制液溶剂回收工艺进行了技术改造，运用精制 液冷却—沉降—分离溶剂—换热回收溶剂的降温 沉 降 工 艺 [1]， 装 置 能 耗 为 31.69kg 标 油/t； 重 套 装 置 主 要 配 合 加 氢 改 质 装 置 生 产 HVI Ⅱ类 基 础 油[2]。 通 过加热炉节能改造、改进工艺流程、优化操作条件 等 措 施 ，2007 年 两 套 装 置 综 合 能 耗 降 至 26.04kg 标 油/t， 装置处理量有所提高， 产品质量和收率也得 到了一定改善，但和国内同类装置相比，装置能耗 仍 然 偏 高 ，主 要 表 现 在 燃 料 、1.0MPa 蒸 汽(来 自 动 力 管网)、循环水以及电的消耗上。 2 装置用能结构分析
塔-5(Q、Z)①
塔-7 塔-8(Q、Z)①
汽 提 量 /(kg·h-1)
目的
400~500
降分压，随处理量加大而变大
500~550
降分压，随循环糠醛量加大 而变大
1450
提供脱水塔热量
300
提供原料部分热量
注：①Q 表示轻套装置，Z 表示重套装置；下同。
从表 3 可见，通过有效降低汽提蒸汽量，糠醛
百 分 比 ，% 82.37 15.98 9.06 4.65 0.73 0.08 - 12 . 86 100
4 优化措施及效果 4.1 提高抽出液溶剂回收系统一次蒸发率
荆门石化糠醛装置溶剂回收仍沿用最初设计
作 者 简 介 ： 郑 军 ， 工 程 师 ，1997 年 毕 业 于 江 汉 石 油 学 院 石 油 炼 制 专业，现主要从事糠醛装置生产管理工作。 E-mail ：zhengjun70534@
春 秋 两 季 气 温 在 20~28℃时 ， 通 常 把 装 置 蒸 汽 伴 热 关 掉 一 半 ； 夏 季 气 温 往 往 在 30℃ 以 上 ， 停 掉 装 置绝大部分伴热。 这样装置用于伴热的蒸汽每年约 可 节 约 40%。 4.4 冷却器循环水串级使用，降低循环水消耗