重油催化裂化裝置節(jié)能優(yōu)化分析

趙曉東

摘 要：21世紀(jì)，我國(guó)逐步進(jìn)入信息化時(shí)代，各類新型技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶動(dòng)了生產(chǎn)力與生產(chǎn)水平的大幅度提升。在這樣的時(shí)代大背景下，我國(guó)傳統(tǒng)的重油催化裂化設(shè)備的綜合性能已難以滿足日益增長(zhǎng)的節(jié)能環(huán)保需求，有待改進(jìn)。本文意在，對(duì)該催化裂化裝置的使用情況及節(jié)能水平進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并提出一系列整改措施。

關(guān)鍵詞：重油催化；裂化裝置；節(jié)能；研究

一直以來(lái)，石化行業(yè)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)了能源油耗的逐年激增，能源緊張已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要難題。因此，逐步提升重油催化裂化設(shè)備的綜合性能，有效提升能源利用率，是當(dāng)前我國(guó)石化企業(yè)的首要工作任務(wù)。

1 我國(guó)煉油裝置存在的問(wèn)題

時(shí)下，經(jīng)濟(jì)全球化已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流趨勢(shì)，在帶動(dòng)了各國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平穩(wěn)步提升的同時(shí)，也引發(fā)了一系列的能源危機(jī)。而我國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，幅員遼闊，資源豐富，石油資源儲(chǔ)備量較高；一方面，近年來(lái)隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化，人民生活水平日益提升，帶動(dòng)了我國(guó)人口數(shù)量與人口密度的逐年激增，在這樣的發(fā)展前提下，我國(guó)原有的石油資源已難以滿足日益增長(zhǎng)的人民需求；另一方面，我國(guó)工業(yè)化腳步日益加快，日常生產(chǎn)環(huán)節(jié)所消耗的石油總量逐年攀升，且短時(shí)期內(nèi)不會(huì)下調(diào)。除上述因素以外，人民物質(zhì)生活的大幅度提升，帶動(dòng)了我國(guó)車輛制造業(yè)及化工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)于石油的消耗情況有所提升。基于上述現(xiàn)象，我國(guó)日益增長(zhǎng)的能源需求與現(xiàn)有的石油儲(chǔ)備之間出現(xiàn)了尖銳的矛盾，能源問(wèn)題逐步成為困擾我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要難題。而隨著我國(guó)近年來(lái)生態(tài)環(huán)境的惡化情況加劇，加之環(huán)保工作的深入開(kāi)展，我國(guó)政府對(duì)傳統(tǒng)的石油提煉行業(yè)提出了更高的時(shí)代要求，即在有效減少石油提煉過(guò)程中裝置耗能的同時(shí)，充分實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保無(wú)污染的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；嚴(yán)格按照我國(guó)環(huán)保部門的節(jié)能需求，充分符合當(dāng)前我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針。而催化裂化是石油提煉工作的重要環(huán)節(jié)，是保障原有提純工作安全性與合理性的首要前提。但值得注意的是，在進(jìn)行催化裂化裝置的使用過(guò)程中，裝置自身消耗的能源總量較高。傳統(tǒng)煉油廠的原油催化裂化環(huán)節(jié)，其主要催化對(duì)象為汽油與柴油，也是能源企業(yè)的主要工作內(nèi)容。根據(jù)對(duì)2016年我國(guó)煉油企業(yè)的能耗情況進(jìn)行分析，催化裂化裝置的能源消耗總量占據(jù)全國(guó)煉油企業(yè)耗能的三成以上。因此，逐步應(yīng)用新型煉油技術(shù)、減少裝置運(yùn)行的能源消耗、借鑒外企先進(jìn)的煉油理念，增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)煉油企業(yè)的綜合實(shí)力，是當(dāng)前我國(guó)煉油企業(yè)的時(shí)代任務(wù)。而充分提升能源利用率、優(yōu)化資源使用情況、實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)已成為當(dāng)前我國(guó)煉油企業(yè)的核心工作。

2 裝置能耗分析

中原石化總廠的重油催化裂化裝置是由中國(guó)石油華東設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的同軸式催化裂化裝置，于2006年進(jìn)行多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的催化裂化工藝技術(shù)擴(kuò)能改造，裝置設(shè)計(jì)處理量提高到500kt/a，裝置設(shè)計(jì)基準(zhǔn)原料為中原油田文留石蠟基常壓渣油，產(chǎn)品分布和收率都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。隨著原料日趨變重，產(chǎn)品分布逐步變差，高附加值產(chǎn)品收率下降，裝置能耗上升。為考察裝置的生產(chǎn)運(yùn)行情況和能耗狀況，并對(duì)裝置的實(shí)際處理能力和各系統(tǒng)的操作參數(shù)是否合理有一個(gè)全面和正確的評(píng)估，為裝置的進(jìn)一步優(yōu)化操作提供合理依據(jù)，中原石化總廠與中國(guó)石油大學(xué)合作，于2012年7月對(duì)改造后的裝置進(jìn)行了標(biāo)定，裝置的能耗標(biāo)定結(jié)果見(jiàn)表1。

3 節(jié)能措施及應(yīng)用情況

3.1 節(jié)能風(fēng)機(jī)改造

空冷風(fēng)機(jī)普遍采用軸流風(fēng)機(jī)輸送空氣，風(fēng)機(jī)不但能耗高，而且它的狀態(tài)好壞直接影響整個(gè)生產(chǎn)線的穩(wěn)定。風(fēng)機(jī)葉輪是唯一對(duì)氣體做功的部件，葉片的性能好壞直接決定風(fēng)機(jī)的效率和整體性能。為了進(jìn)一步降低風(fēng)機(jī)用電，提高風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性，對(duì)車間共計(jì)9臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的葉片進(jìn)行改造，由普通葉片改為全三維高效節(jié)能軸流風(fēng)機(jī)葉片。葉片采用玻璃鋼材質(zhì)、環(huán)氧樹(shù)脂加碳纖維的中空結(jié)構(gòu)，葉片的剛度大，傳動(dòng)部件的負(fù)載輕，且表面涂有環(huán)氧樹(shù)脂，耐腐蝕、抗紫外線。通過(guò)CFD軟件計(jì)算，沿徑向設(shè)計(jì)成不同的扭曲度，升阻比大、無(wú)二次流動(dòng)，保證了二維流動(dòng)在寬廣的工作范圍內(nèi)具有非常低的流動(dòng)損失。

3.2 提高空冷利用效率

干氣與熱路液化氣的對(duì)比見(jiàn)表3。由表3可看出，干氣具有較大的壓力推動(dòng)力，且溫度比熱路液化氣低25℃左右，用溫度較低的干氣完全替代熱路液化氣作為補(bǔ)壓介質(zhì)，液化氣全部進(jìn)空冷冷卻器冷凝。改造前需6臺(tái)空冷全開(kāi)才能滿足生產(chǎn)，現(xiàn)改不凝氣充壓后，只需開(kāi)3～4臺(tái)即可滿足生產(chǎn)需要，與空冷節(jié)能風(fēng)機(jī)配合使用，使得空冷噴淋軟化水用量也較以前有大幅下降，每天可節(jié)約30t，一年可節(jié)約35萬(wàn)元。

4 結(jié)束語(yǔ)

為保障節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)裝置的標(biāo)定工作，為分析產(chǎn)品分布和調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)操作優(yōu)化的方向。在分析和實(shí)施節(jié)能降耗的工作過(guò)程中，能獲得更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)精細(xì)化管理手段降低裝置加工損失以及做好水、電、汽、風(fēng)的節(jié)約使用，可進(jìn)一步降低裝置能耗。

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