全厂能量系统优化中石化节能技术服务公司.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,*,中石化节能技术服务公司,Sinopec Energy-Saving Technology Service Company,*,*,中石化节能技术服务公司,Sinopec Energy-Saving Technology Service Company,全厂能量系统优化,中石化节能技术服务企业,第1页,汇报内容,一、全厂能量系统优化思绪,二、全厂能量系统优化案例,第2页,汇报内容,一、全厂能量系统优化思绪,二、全厂能量系统优化案例,第3页,1.1节能形势,近年来，节能压力越来越大，但各炼化企业在年节能工作反而出现一定程度下滑（见下表），综合能耗上升企业达24家，而炼油加工能力排名前15企业综合能耗下降只有5家，即使是综合能耗下降企业也只是小幅下降，只有一家下降大于1kgoe/t。,尽管能耗上升原因众多，但也在一定程度上反应了近年节能工作艰难程度，节能工作进入瓶颈期。,第4页,序号,单因耗能,炼油能耗,千克标油,/,吨,因数,千克标油,/,吨,集团平均能耗,8.23,8.30,57.23,59.51,1,7.64,7.85,44.64,46.05,2,8.02,8.04,49.79,51.43,3,7.71,7.85,52.50,51.77,4,9.77,10.13,50.10,55.69,5,7.48,7.18,57.76,56.46,6,8.38,8.13,54.02,54.01,7,6.76,6.77,57.14,57.20,8,8.04,8.68,56.07,60.81,9,8.43,8.26,55.48,55.21,10,7.27,7.64,60.50,59.82,11,9.20,9.47,47.72,62.22,12,8.39,8.36,63.95,66.36,13,8.86,9.04,64.26,64.27,14,8.73,8.27,68.68,80.36,15,7.47,7.81,59.17,64.98,16,8.70,9.31,69.45,72.38,17,8.43,8.15,57.92,58.09,18,8.57,8.45,73.47,75.84,19,8.52,8.62,70.38,70.98,20,8.28,8.47,78.60,80.59,21,8.28,8.02,63.10,64.23,22,9.74,9.69,50.88,54.49,23,7.94,7.56,63.75,62.79,24,8.34,8.58,62.98,66.06,25,9.27,8.66,69.16,67.55,26,10.31,9.79,86.92,85.21,27,9.05,8.93,59.79,60.71,28,9.93,10.54,60.97,71.34,29,8.04,8.88,77.35,84.74,30,11.60,11.45,78.40,79.31,31,9.78,9.86,86.88,87.45,32,11.13,11.27,82.84,78.41,33,11.06,10.98,78.70,78.85,34,10.01,3.68,78.18,27.24,第5页,1.1节能形势,进入当前节能瓶颈期，是时代发展必定结果，因为在前一段时期，企业在单元、设备等局部优化做了大量工作，取得了很好效果，但再往前深入却很困难了。,炼油化工企业节能工作进行到现在，真没有大幅度降低能耗可能了吗？,答案是否定，各企业节能潜力依然很大。,只有利用新理念、新方法，不一样于传统局部优化理念及方法，才能再次发掘更大节能潜力，那就是全厂能量系统优化。,第6页,全局,子系统,低温热综合优化利用,工艺改进和优化,装置间热联合,辅助系统用能优化,蒸汽动力系统优化,单元,以工艺改进为基础多层次递进式集成优化技术,实现单元、子系统及系统全局协同优化,新设备新技术,7,第7页,1.2具备条件,全厂能量系统优化是一项非常细致，而又含有挑战性以及开拓性工作。,最基本，,必须熟悉全厂全部工艺装置以及辅助系统工艺流程以及用能情况，而且要细致到详细每一个塔设备运行情况，每股物流换热流程及参数。只有这么，才能深入分析装置中存在用能瓶颈。,其次，需要掌握运算工具，如,Aspen,、,PRO/II,等流程模拟软件，夹点分析软件等。能够应用上述工具对装置用能设备开展定量模拟计算分析,第8页,1.2具备条件,再次，需要时常接触新技术，可能还需要应用各种新技术相互配合才能实现效益最大化。,最主要，必须要站在全局角度考虑全厂能量合理利用，必须非常清楚哪些装置存在哪些温位低温热、热量有多少，在哪些装置存在热阱，需求热量多少、温度多少；利用什么路径实现低温热利用，热媒水联合？发汽？制冷？采暖？发电？还需要考虑低温热利用后蒸汽平衡优化问题,第9页,汇报内容,一、全厂能量系统优化思绪,二、全厂能量系统优化案例,第10页,2,.,全厂能量系统优化案例,本文以北方某炼油企业为案例，应用全厂能量系统优化理念对全厂进行用能优化，结果显示：,优化后，冬季供暖输出热量可提升至,5100,10,4,kcal/h,，降低了,1.0MPa,蒸汽消耗（冬季,18t/h,，夏季,34t/h,），增加,3.5MPa,蒸汽产汽量,5t/h,，节约,3.5MPa,蒸汽,6.5t/h,，节约了燃料气消耗,880kg/h,。,装置以下,200,万吨,/,年重催（三催化），,80,万吨,/,年催化（二催化），,60,万吨,/,年气分，,80,万吨,/,年蜡油加氢，,80,万吨,/,年重整，,80,万吨,/,年柴油加氢，,80,万吨,/,年航煤加氢,第11页,2.1瓶颈分析,存在主要用能瓶颈：,1,、区域内拟新建一套三废装置（污水汽提、溶剂再生、硫磺回收），以替换老三废装置，新三废消耗约,80t/h,1.0MPa,蒸汽，同时产生,80t/h,凝结水需处理。,2,、气分装置离催化装置较远，无法直接物料热联合，只能与两套催化采取热媒水热联合，但热媒水送气分温度不高（,95,），两台脱丙烷塔（,100,）、脱异丁烷塔（,58,）仍消耗蒸汽共,26t/h,。,3,、该厂负担小区供暖任务，但原流程只有二催化顶循油余热加热采暖水，供热量有限，约,75010,4,kcal/h,，小区另外还有五台燃烧锅炉供热。小区拟取消燃煤炉，改用天然气炉，希望炼厂能增加供热量，以降低天然气成本。,第12页,2.2优化思绪,主要优化思绪：,优化工艺装置流程，如换热网络优化，分馏塔优化等，尽可能做温位匹配、梯级利用，从源头降低装置蒸汽消耗；,经过优化，尽可能挤出高温位热量，从大系统角度综合考虑区域低温热利用，应用多项先进技术，尽可能回收低温热。,第13页,2.3蜡油加氢装置优化,原料油,75,循环氢,67,E503B,E503ACD,D509,D508,D503,D504,A501,A502,E504,172,冷低分油,144,282,反应产物,271,44,216,182,E502,E501,360,332,333,266,干气,含硫污水,去,D505,含硫污水,去,C601,97,尾油,第14页,2.3蜡油加氢装置优化,硫化氢汽提塔,C601,塔,冷低分油,热低分油,产品分馏,C602,塔,F602,热高分气,75,152,去,FCC,装置,E615,E614,263,175,258,144,171,171,43,151,185,173,A602,A601,178,E606,E504,136,A606,E606,250,E611,第15页,2.3蜡油加氢装置优化,用能瓶颈分析,（,1,）装置掺炼焦化汽油。造成用能存在以下个瓶颈，一是不能热进料，进料温度过高会使汽油气化而造成原料油泵气蚀二是必须设置分馏塔，增加了分馏系统能耗。,（,2,）热高分气热量回收不充分。热高分气仅与冷低分油换热，而冷低分油量为,4.5t/h,。,（,3,）现流程为炉后混氢流程，即原料油与循环氢分别与反应产物换热，反应进出料换热流程效率偏低。,（,4,）装置热出料温度较低。尾油去催化裂化作原料，尾油从分馏塔出来后温度较高，发生了,6t/h,0.35MPa,蒸汽，发汽后再与升压后原料油换热，最终用空冷冷却至,135,出装置。,第16页,2.3蜡油加氢装置优化,优化方案,（,1,）取消掺炼焦化汽油，焦化汽油改为进柴油加氢装置。,（,2,）取消分馏塔。取消掺炼焦化汽油后，反应产物中石脑油馏分将大幅降低。,（,3,）装置热进料。依据上游四蒸馏运行情况，换热后减三线、减四线温度约为,150,，进本装置温度为,140,（,4,）增加热高分气,/,循环氢换热匹配，可充分回收热高分气余热，提升循环氢温度。,（,5,）反应进出料换热流程优化，由炉后混氢改为炉前混氢，提升传热效率。,第17页,2.3蜡油加氢装置优化,原料油，,140,E503B,E503ACD,D508,D503,D504,A501,A502,NE505,177,冷低分油,130,反应产物,44,E502,E501,360,321,干气,含硫污水,去,D505,含硫污水,去,C601,循环氢，,67,117,冷低分油,D509,第18页,2.3蜡油加氢装置优化,硫化氢汽提塔,C601,塔,热低分油,75,175,173,A601,去,FCC,装置,第19页,2.3蜡油加氢装置优化,优化效果,优化后，节约反应炉及分馏炉燃料约,710kg/h,；,降低,0.35MPa,蒸汽产汽量,6t/h,，但也提升供催化热输出温度，从,136,提升至,172,，预计将增加催化装置,3.5MPa,产汽量,3 t/h,，,第20页,2.4三催化装置优化,主要有两个问题，一是装置仍有大量余热未回收利用，二是换热流程未能完全做到温位匹配，梯级利用，详细以下：,（,1,）除盐水流量大（,180t/h,），温度低（,30,），需要加热至,112,进除氧器，在装置内吸收了大量高温位热量，吸收热量达,1470,10,4,kcal/h,（,2,）顶循油、分馏塔顶油气仍有大量低温热未回收，与气分热媒水换热后温度分别为,108,和,82,，未回收热量约,1950,10,4,kcal/h,，同时气分热媒水输出温度偏低（,97,）。,（,3,）稳定汽油热量利用不充分。稳定汽油与解吸塔进料换热后温度仍有,90,，然后直接空冷冷却，未回收热量约,590,10,4,kcal/h,第21页,2.4三催化装置优化,优化方案,（,1,）新三废,80t/h,高温凝结水拟送三催化除氧器，对应地降低热力厂来冷除盐水量,80t/h,，能够降低除盐水吸收热,650,10,4,kcal/h,。,（,2,）增加解吸塔中间再沸器，利用稳定汽油作为中间再沸器热源，以节约解吸塔再沸器负荷（一中）。,（,3,）优化气分热媒水换热流程，增加柴油换热器及顶循油换热器，最终将热媒水温度提升至,120,第22页,2.4三催化装置优化,（,4,）优化稳定汽油换热流程。增设解吸塔中间再沸器，增加稳定塔进料换热器面积，降低除盐水换热量，能够节约一中热量,（,5,）提升原料油进料温度，增加原料油与一中换热匹配，增加油浆,3.5MPa,发汽量。,（,6,）增加稳定塔顶油气,/,采暖水换热器，将稳定塔余热用于冬季供暖,第23页,优化前,优化后,优化后,优化前,第24页,优化前,优化后,优化后,第25页,2.4三催化装置优化,优化效果,提升了气分热媒水供热量及温度，气分热媒水温度提升至,120,，能够作为脱丙烷塔重沸器热源，,增加了油浆发汽量约,5t/h,，,供暖输出热,1500,10,4,kcal/h,。,第26页,2.5 航煤加氢装置优化,存在问题,（,1,）反应产物循环氢分离流程为冷高分流程，大量余热经过空冷排弃，装置后续拟扩能至,140,万吨,/,年，到时，空冷负荷更大。,（,2,）精制航煤与分馏塔进料换热后，温度仍有,91,，低温热未回收利用。,E101/1-4,反应产物,216,53,171,122,EC101,E102,直馏航煤,60,循环氢,53,分馏塔进料,精制航煤,229,91,50,第27页,2.5 航煤加氢装置优化,优化方案,结合装置扩能改造，循环氢分离流程改热高分流程，降低反应产物冷却负荷，提升原料油进料温度，将热量转称至航煤产品，航煤产品余热纳入二催化低温热回收系统。,E101/1-4,反应产物,216,53,182,141,EC101,E102,直馏航煤,100,循环氢,140,分馏塔进料,精制航煤,229,175,50,热媒水,第28页,2.6 柴油加氢装置优化,存在问题：,（,1,）加氢反应产物循环氢分离流程为冷高分流程，反应热未充分回收利用；,（,2,）装置将掺炼焦化汽油，反应热将增加，若反应产物取热不充分，冷却排弃低温热将更大。,优化方案：,将循环氢分离流程改为热高分流程，取消冷低分油,/,反应产物换热器，该换热器改为反应进出料换热，提升反应进料换热终温。,低分油温度将提升，无须再参加换热，分馏塔产品低温热纳入二催化低温热回收系统。,优化效果,增加热输出,500,10,4,kcal/h,。,第29页,2.7 二催化装置优化,存在问题：,（,1,）顶循油、分馏塔顶油气仍有大量低温热未回收，分馏塔顶油气与气分热媒水以及除盐水换热后温度仍有,85,，且气分热媒水换热后温度仅,75,；而顶循油仅作为冬季采暖，夏季则直接空冷。,（,2,）两股柴油换热流程不优化，热量回收不充分，进空冷前温度达,120,。,（,3,）稳定汽油余热回收不充分，进空冷前温度仍有,90,第30页,2.7 二催化装置优化,优化方案,（,1,）优化除盐水换热流程，原除盐水流程只与分馏塔顶油气换热，现改为与稳定汽油、柴油、顶循油换热，见图,3.1,。,（,2,）优化装置低温热利用，取消气分热媒水换热流程；增加溴化锂二类热泵，将航煤加氢、柴油加氢产品余热，三催化稳定塔顶气，以及二催化分馏塔顶油气、稳定塔顶气、顶循油余热作为整体统一考虑利用，冬季供暖（可回收,50,以上余热），增加供暖热量，夏季时利用溴化锂吸收式二类热泵产,0.3MPa,蒸汽供新三废（可回收,70,以上余热）。,（,4,）采暖用户端应用先进技术进行改造，将原燃烧炉改为新型补燃型大温差换热器（吸收式热泵），能够将,30,以上热量全部回收。,第31页,三催化稳定塔顶气,56,柴油加氢精制柴油,175,二催化稳定塔顶气,56,二催化分馏塔顶气,118,二催化顶循,147,航煤加氢精制航煤,120,100,40,40,45,55,50,55,55,70,54,74,电力,电力,电力,电力,电力,燃气,燃气,燃气,燃气,燃气,700t/h,30,二催化分馏塔顶气,118,二催化顶循,147,100,700t/h,70,热水,航煤加氢精制航煤,175,循环水,1800t/h,吸收式二类热泵,0.35MPa,蒸汽,14t/h,柴油加氢精制柴油,120,第32页,2.7 二催化装置优化,优化效果,冬季供暖热量由原来,730,10,4,kcal/h,增加至,5100,10,4,kcal/h,；,夏季发生,0.35MPa,蒸汽量,14t/h,供新三废。,第33页,2.8 重整装置优化,存在问题：,（,1,）预加氢循环氢分离流程为冷高分流程，反应产物低温热未充分回收利用；,（,2,）换热网络匹配不合理，存在大温差换热以及物料重复冷却升温情况，如预加氢汽提塔进料（,40,）与汽提塔底油（,220,）直接换热，脱碳六塔进料先与脱戊烷塔进料换热降温，又与脱碳六塔底油换热升温。,（,3,）装置低温余热未得到合理利用：预分馏汽提塔顶汽温度为,118,，脱,C6,塔,C304,塔顶气温度约为,83,，脱戊烷塔顶气温度约为,118,，以上分馏塔余热总量达,800,10,4,kcal/h,，未回收利用。,第34页,第35页,2.8 重整装置优化,优化方案,（,1,）预加氢产物循环氢分离流程热高分工艺流程改进；,（,2,）结合热高分流程改进，预加氢汽提塔,C102,进出料换热流程改进，增加脱碳六塔辅助重沸器，以汽提塔底油作为热源；,（,3,）重整反应产物分馏系统换热流程改进,（,4,）脱碳六塔再沸器热源优化调整,（,5,）利用热媒水回收汽提塔、脱戊烷塔、脱碳六塔塔顶气低温热，供气分装置。,第36页,第37页,2.8 重整装置优化,优化效果,汽提塔、脱戊烷塔再沸炉燃料气降低,170kg/h,；,脱碳六塔再沸器降低,3.5MPa,蒸汽,6.5t/h,，但增加,1.0MPa,蒸汽用量,2.5t/h,；,增加热输出,50010,4,kcal/h,。,第38页,2.9 气分装置优化,存在问题,（,1,）装置蒸汽用量较大，两台脱丙烷塔、脱异丁烷塔，共耗汽,26t/h,优化方案,（,1,）改造,1,台脱丙烷塔以及脱异丁烷塔重沸器为热水型再沸器（仍保留原蒸汽加热器）。,（,2,）优化热媒水换热流程，热媒水先与两台脱丙烷塔换热，再与重整来热媒水混合，分为四股，分别与脱异丁烷塔、脱乙烷塔、丙烯精馏塔、丙烯脱气塔换热，,优化效果,降低装置蒸汽消耗,20t/h,第39页,2.9 气分装置优化,第40页,2.9 气分装置优化,第41页,结 论,应用全厂能量系统优化理论，对某炼厂进行全方面用能分析，结合新技术应用，为炼厂发掘大量节能潜力：,冬季供暖输出热量可提升至,5100,10,4,kcal/h,，夏季则利用高温段余热产汽，总体降低了,1.0MPa,蒸汽消耗（冬季,18t/h,，夏季,34t/h,），增加,3.5MPa,蒸汽产汽量,5t/h,，节约,3.5MPa,蒸汽,6.5t/h,，节约了燃料气消耗,880kg/h,，折标煤,6.2,万吨,/,年，折炼油综合能耗,3.9kgoe/t,第42页,中石化节能技术服务企业（中国石化节能技术中心）自成立以来，一直把服务企业，降低中国石化能耗为己任。,装置工艺用能分析优化,装置间热联合,大系统低温热联合优化,蒸汽动力系统优化,节能改造方案,重复讨论优化,项当前期,项目实施,资产转移,软：技术,硬：工程,第43页,谢 谢,叶剑云,13466388386,yejy.edri,第44页,