神華煤直接液化加氫改質(zhì)裝置能耗分析及優(yōu)化

1、筒榮恒辱神華煤i'l按液化加氫改質(zhì)裝說丫能耗分析及優(yōu)化 57化學(xué)I.業(yè)與1.程技術(shù)Journal oJ Chemical Industry & EntHcerbif'工廠實(shí)踐神華煤直接液化加氫改質(zhì)裝置能耗分析及優(yōu)化茍榮恒胡聰(中國神華煤制油化I .有限公司鄂爾多斯煤制油分公同內(nèi)蒙I*.鄂爾多斯o 17209)摘要：介紹r神華煤亞接液化加氫改質(zhì)裝進(jìn)的基本悄況、能耗悄況和裝進(jìn)設(shè)計(jì)中的肖能優(yōu)化措施 例如裝世伍檢修中取消宓壓反應(yīng)進(jìn)料親級(jí)葉輪、循環(huán)氫壓縮機(jī)3.5 M厲蒸汽仮線擴(kuò)徑、分懦塔頂空冷 増加變頻等通過改適降低r裝左能耗.并根據(jù)裝還實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況對(duì)裝還接下來進(jìn)行的節(jié)施改適提出

2、r 建議"關(guān)鍵詞：加氫改質(zhì) 能耗分析“能猶施 優(yōu)化中圖分類號(hào)：TE62 L 5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：八 文章編號(hào):1006-7906(2011 )01-0055-03Analysis and optimization of energy consumption of shenhuacoal liquefaction hydro-upgrading unitCiOU RoHfihenfi HU Cunf；(China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Company. Ordos Coal Liquefaction Branch9 Ordos 017209

3、 China)Abstract: The basic features and energy consumption station of hydro-upgrading unit in Shenhua direct coal to liquid project .and the energy saving optimization measures iti design are presented Through abolishing the first impeller in the high pressure feed pump, enlarging the 3. 5 MPa steav

4、n pipe leading to the steam turbine of the circulating hydrogen compressor and the adding frequency conversion to the air cooler of the overhead gas from the fractionating column* the energy consumption during production is lowered The advices for further energy saving according to the practical pro

5、duction state of the unit are offered.Key words： Hydro-upgrading: .Analysis of energy saving: Measures of energy saving： ()ptirnization© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 筒榮恒辱神華煤i'l按液化加氫改質(zhì)裝說丫能耗分析及優(yōu)化 57© 1994-2012 China Academic Journal E

6、lectronic Publishing House. All rights reserved, 筒榮恒辱神華煤i'l按液化加氫改質(zhì)裝說丫能耗分析及優(yōu)化 57神華煤lY接液化白萬噸示范項(xiàng)I是世界肖套煤 直接液化匸業(yè)示范項(xiàng)目，對(duì)保障我國的能源戰(zhàn)略安 全具有I分恥要的戰(zhàn)略意義該項(xiàng)口主要由煤液化 裝置、加氫穩(wěn)定裝邊、加氫改質(zhì)裝徨、煤制氫裝應(yīng)構(gòu) 成。Jt中l(wèi).OMt/a加氫改質(zhì)裝遼于2008年底正式 開丁采用國內(nèi)成熟的加氫改質(zhì)工藝以來fl煤液化 并經(jīng)加氫穩(wěn)定的大于145 9的生成油和輕婭回收裝 n來的加氫石腦油為原料在較高的氫分壓條件下. 經(jīng)過加氫深度精制和改質(zhì)，提高柴油卜六烷值，盡可 能改善

7、柴油質(zhì)嚴(yán)從而町以生產(chǎn)大就的優(yōu)質(zhì)低凝輕 柴油及航煤產(chǎn)品；同時(shí)生產(chǎn)部分芳潛含量高的豆石 腦油其威、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低F 0. 5 mg/kg是非常 好的重整原料。1裝置能耗1. 1裝理設(shè)計(jì)能耗與實(shí)際能耗比較神華煤制油加氫改質(zhì)裝置設(shè)計(jì)單位能耗860.2 MJ/t,實(shí)際運(yùn)行單位能耗805. 04 MJ/to根據(jù)中石 化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煉汕廠能耗計(jì)算與評(píng)價(jià)方法>（2003 版）加氫處理裝置的能耗定額為921. 10 MJ/t.可 見裝逬實(shí)際單位能耗低于額定能耗。袈置的具體能 耗設(shè)計(jì)值與實(shí)際值對(duì)比見表lo收稿日期：2011-07-07 0作者簡介：茍榮tn<i983科.助理I程師.現(xiàn)從w加氯改質(zhì)裝氏匚藝技

8、術(shù)工作.* 1設(shè)計(jì)能耗與標(biāo)定能耗對(duì)比項(xiàng) a設(shè)計(jì)耗量/(fh1)設(shè)計(jì)能 耗Ml實(shí)際耗盤, (fir1)實(shí)際能 耗MJ循環(huán)水2721 13& 82991 251.9除鹽水7.5722.27.1683.7電2 1H3kWh25 38& 51 9749kWh23 382. 83. 5 MPa蒸汽29.110 7215.635.5112 005.31.1 MPa蒸汽-29.1-92 595.3-28一89 095.1凈化風(fēng)200 m7h477.013.2m3/h21.0氮?dú)?10 ml/h1 507. 21& 5 m7h116.2燃料氣1 702 kg h71761.41 541

9、.25 kg/h64 983. 7合計(jì)11561L5113 349.4進(jìn)料敞134.4140.8單位能託860. 20 MJ t805. 04 MJ/1注俄St詭耗根據(jù)石油化I設(shè)計(jì)詭消耗計(jì)算方法:啲編制說明 (SH T 31102001)計(jì)算得到.1.2 裝置設(shè)計(jì)節(jié)能措施a) 反應(yīng)系統(tǒng)的換熱器均采用雙殼程髙效換熱 器，是可以降低反W系統(tǒng)的壓降節(jié)省循環(huán)氫壓縮 機(jī)的功率；二是大大提髙了換熱效率節(jié)省換熱 面枳。b) 由于工廠所在地缺水裝憧各部分需冷卻的 物料及產(chǎn)品盡呈選用空氣冷卻器以節(jié)省用水。c) 選擇巧能電氣設(shè)備如巧能變壓益、節(jié)能電 機(jī)、節(jié)能光源等。d) 加熱爐設(shè)置煙氣余熱冋收系統(tǒng)總熱效率達(dá) 90

10、%左右。e) 采用新型保溫材料減少散熱損失。2節(jié)能改造2. 1 高壓反應(yīng)進(jìn)料泵取消一級(jí)葉輪2. 1. 1改造原因高壓反應(yīng)進(jìn)料泵由F提供的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有偏 差導(dǎo)致進(jìn)料泵的揚(yáng)程超過了設(shè)計(jì)值長此以往會(huì)使 下游的設(shè)備長期超壓運(yùn)行帶來嚴(yán)旋的安全隱患同 時(shí)泵電機(jī)電流偏大電機(jī)溫度偏高。2. 1.2改造方法反應(yīng)進(jìn)料泵共有9級(jí)葉輪泵返何廠家后拆除 了中間的第5級(jí)葉輪。之所以選擇拆除一級(jí)葉輪. -是因?yàn)槿艄r變化需要增加揚(yáng)程時(shí)町將拆除的 葉輪進(jìn)行回裝；二是若選擇切割葉輪需要切割多個(gè) 或全部葉輪工期及費(fèi)用都會(huì)增加；三是拆除級(jí)葉 輪后泵揚(yáng)程下降但流拭保持不變。為了確保穩(wěn)定, 首先對(duì)A泵進(jìn)行了改造。2. 1.3改造評(píng)價(jià)

11、對(duì)改造的A泵和未改造的B泵在相同的條件 下進(jìn)行運(yùn)行標(biāo)定來檢驗(yàn)改造效果數(shù)據(jù)比校見表2。表2反應(yīng)逬料泵改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比項(xiàng)目未吹適的B泉改適的A泉介質(zhì)溫度rc190191.5介質(zhì)密度/(kg - L «)0.834 20. 831 2泵流竝/(t h 1)130.2130.6泵出口壓力/MPa17. 0715. 05電機(jī)繞組溫度/匸133105電機(jī)電流/A149130在相同的流量條件下泵出口壓力下降了 2. 02 MPa，同時(shí)泵電機(jī)溫度也明顯下降電機(jī)電流減少 19 A,按設(shè)計(jì)的年開T 310 d(7 440 h)計(jì)算全年節(jié) 約電能848 160 kWh,按照1 kWh電0. 6元計(jì) 算每年

12、可節(jié)約電費(fèi)508 896元。改造后既冇效解 決了泵出口壓力過高的安全隱患節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì) 效益也非?？捎^。2.2 循環(huán)氫壓縮機(jī)汽輪機(jī)3. 5 MPa蒸汽管線擴(kuò)徑 2.2. 1改造原因裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)是采用3. 5 MPa蒸汽騾動(dòng) 的背壓式汽輪機(jī)設(shè)計(jì)蒸汽壓力3. 5 MPa.操作溫度 410X：o因該裝置位于全廠3. 5 MPa 汽管網(wǎng)的末 端蒸汽壓力、溫度均未達(dá)到設(shè)計(jì)值。由J：從系統(tǒng)管 網(wǎng)至汽輪機(jī)入口 3. 5 MPa蒸汽管線長達(dá)150 m,管 徑為DN150.受管徑影響.蒸汽壓力降較大他輪機(jī) 做同樣功所消耗的蒸汽鼠較大。2.2.2改造方法將自系統(tǒng)管網(wǎng)至汽輪機(jī)入口的3. 5 MPa蒸汽 管線由原

13、來的DN150擴(kuò)徑至I)N250以減少蒸汽 的阻力降盡可能提高汽輪機(jī)入口 3. 5 MPa蒸汽的 壓力和溫度。2.2.3改造評(píng)價(jià)在系統(tǒng)壓力、循環(huán)g V體組成相同的條件下比 較汽輪機(jī)在相同轉(zhuǎn)速下3. 5 MI>a蒸汽的消耗駅數(shù) 據(jù)見表3。« 3 3.5 MPa 汽管線擴(kuò)徑前后數(shù)據(jù)對(duì)比項(xiàng)目擴(kuò)徑前擴(kuò)徑后汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速/<r min-1)9 0009 000循環(huán)氫流量/計(jì)h-)256 627253 86135MPn蒸汽耗最/«th-»)30. 3927. 633.5 MP*蒸汽壓力/MPa3.083. 263.5MI蒸江溫度/t352. 7389.5汽輪機(jī)排氣斥力

14、WW1. 121. 123. 5 MPa蒸汽管線擴(kuò)徑后汽輪機(jī)在相同的轉(zhuǎn) 速條件下平均少消耗裁汽3 t/h左右按設(shè)計(jì)的年 開工310 d( 7 440 h)計(jì)算全年可卩約3. 5 MPa蒸汽 22 320 1。2.3 分餡塔頂空冷器增加變頻加氫改質(zhì)裝置分慵塔設(shè)計(jì)塔頂出石腦油、側(cè)線 出航煤、塔底出柴油產(chǎn)品.由于原料中輕重組成的變 化導(dǎo)致分惘塔頂氣相組分波動(dòng)加上當(dāng)?shù)貑T夜溫差 校大分憎塔頂冋流耀溫度波動(dòng)校大塔頂氣空冷、 水冷需經(jīng)常調(diào)節(jié)。經(jīng)過改造給空冷電機(jī)安裝變頻 調(diào)節(jié)器這樣既可以有效地保證空冷出口溫度控制 的粘確性乂減輕了操作人員頻繁啟?？绽涞墓ぷ?量，還節(jié)約了電能。分他塔頂空冷器設(shè)計(jì)有8臺(tái)電 機(jī)電機(jī)

15、額定電流43. 1 A,額定功率22 kW,其中4 臺(tái)空冷電機(jī)増加了變頻描施電機(jī)電流平均降低 20%50%。3建議3. 1 增加產(chǎn)品石腦油與原料石腦油換熱器裝豈設(shè)汁為豆原料熱進(jìn)料及少ht的石腦油冷進(jìn) 料，但在實(shí)際生產(chǎn)中由F石腦油原料就遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì) 值加上重原料溫度也比設(shè)計(jì)值低20 導(dǎo)致混合 原料油濕度比設(shè)計(jì)值低50 9。為保證反應(yīng)入口原 料油的溫度需提高反應(yīng)加熱爐負(fù)荷導(dǎo)致裝玄能耗 増加。裝遺設(shè)計(jì)與實(shí)際原料組成及溫度對(duì)比見 表4。另一方面石腦油經(jīng)石腦油穩(wěn)定塔拔出液化氣 組分后作為合格產(chǎn)品外送織區(qū)石腦油產(chǎn)品出塔溫 度為179 V 經(jīng)過空冷、水冷降至35 XJ 此部分熱就 未有效利用，建議增加產(chǎn)品石腦

16、油與原料石腦油換 熱器利用這部分熱M加熱石腦油原料進(jìn)而提高混 合原料溫度，減少反應(yīng)加熱爐負(fù)荷，降低裝置能耗O哀4原料組成及溫度對(duì)比項(xiàng)目設(shè)計(jì)值實(shí)際值蛋原料- h ')129. 3112蟲原料潞度/工229209石朋油原料流就(1h J5. 121.6石腦油原料溫度弋6040混合原料溫度/*c2221703.2 水伴熱系統(tǒng)改造裝置經(jīng)過改造目前共有1. 1 MPr蒸汽伴熱線8 條,0.45 蒸汽伴熱110條每年自10月投用伴 熱，第二年4月停伴熱。冬季投用伴熱蒸汽期間平 均消耗1. 1 MPa蒸汽1. 5 t/h消耗0. 45 MPa蒸汽4. 2 t/ho若改造為水伴熱將大大降低蒸汽的消耗,

17、 改造的同時(shí)應(yīng)保留蒸汽伴熱.增加裝置冬季生產(chǎn)的 安全性。3.3 低溫?zé)峄厥諏?duì)于裝置部分低溫?zé)峥蛇M(jìn)行何收利用-是分 惴塔頂空冷入空冷前溫度在130145匸左右二 是柴油出裝置空冷入空冷前溫度在80105匸左 右可增加2臺(tái)換熱器串聯(lián)與伴熱的采曖水進(jìn)行換 熱，以降低加熱伴熱水蒸氣耗量。3.4 安裝變頻調(diào)節(jié)器由于實(shí)際生產(chǎn)與設(shè)計(jì)值的差異裝置反應(yīng)加料 泵、原料油升壓泵、塔頂冋流泵人部分時(shí)間均未達(dá)到 額定流就，效率不高從而浪費(fèi)電能建議此6臺(tái)泵 增加變頻描施以節(jié)約電能的消耗。4結(jié)語神華煤自接液化加氫改質(zhì)裝置經(jīng)過改造裝n 的能耗有定程度的降低。但根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)悄況. 裝匱仍有進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的空間，通過逐步實(shí)施必將 進(jìn)步降低裝