延遲焦化低溫余熱回收綜合利用研究

延遲焦化低溫余熱回收綜合利用研究

1電熱系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)九江分行現(xiàn)有原油生產(chǎn)能力為6.5mt。為了降低油壓機(jī)的能耗，充分利用油壓機(jī)的低溫殘余，對(duì)低溫殘余進(jìn)行綜合利用。該低溫?zé)峋C合利用方案為:將50℃熱媒水分別進(jìn)入6個(gè)熱源裝置,即Ⅰ常減壓、Ⅰ催化、Ⅱ催化、Ⅰ污水汽提、Ⅱ污水汽提和Ⅱ加氫,熱媒水換熱到128℃后,用于蠟油罐區(qū)維溫、Ⅱ氣分的脫乙烷塔再沸器、脫丙烯塔再沸器和脫丙烷塔再沸器加熱,然后再用于生活水加熱、冬季民用采暖和動(dòng)力的生水換熱。為控制熱媒水溫度,在末端配有循環(huán)水冷卻,控制熱媒水返回溫度在50℃左右。為了增加低溫?zé)嵯到y(tǒng)的操作彈性,在該低溫?zé)嵯到y(tǒng)中引入了溴化鋰制冷技術(shù)。在低溫?zé)嵯到y(tǒng)引入溴化鋰制冷技術(shù),增設(shè)溴化鋰機(jī)組,能夠增加低溫?zé)嵯到y(tǒng)操作可控性,又可以實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崃窟M(jìn)一步回收利用,同時(shí)還能獲得工藝裝置所需求的強(qiáng)冷媒介,從而提高產(chǎn)品附加值,提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。2溴化鋁制劑的性能2.1溴化鋰是穩(wěn)定真空的物質(zhì)九江低溫?zé)嵯到y(tǒng)的溴化鋰機(jī)組屬于熱水二段機(jī),其制冷機(jī)理為:水在物體表面蒸發(fā)汽化,帶走物體表面的熱量,在真空條件下,物體表面溫度會(huì)降到很低。溴化鋰是一種吸水性極強(qiáng)的鹽類物質(zhì),可以連續(xù)不斷地將周圍的水蒸氣吸收過來,可創(chuàng)造和維持真空條件。溴化鋰吸收式制冷機(jī)是利用溴化鋰作吸收劑,用水作制冷劑,利用不同溫度下溴化鋰水溶液對(duì)水蒸氣的吸收與釋放來實(shí)現(xiàn)制冷的。2.2溴化鋰水溶液制冷循環(huán)過程機(jī)理低溫?zé)嵯到y(tǒng)配置了兩套溴化鋰機(jī)組并列運(yùn)行,每組主要由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、熱交換器、蒸發(fā)泵等設(shè)備組成。工作原理(見圖1)為:首先由真空泵將制冷機(jī)組抽至高真空狀態(tài)后,吸收器的溴化鋰稀溶液由泵送至發(fā)生器,途中流經(jīng)熱交換器,進(jìn)入發(fā)生器的溴化鋰稀溶液被管內(nèi)的熱媒水加熱,產(chǎn)生溴化鋰?yán)鋭┱羝?進(jìn)而濃縮成濃溴化鋰溶液,該溶液經(jīng)過熱交換,加熱管內(nèi)流向發(fā)生器的稀溶液,溫度降低后進(jìn)入吸收器;發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器內(nèi),被冷卻水冷凝成為冷劑水,經(jīng)U形管流入蒸發(fā)器液囊,再經(jīng)蒸發(fā)泵送往蒸發(fā)器上部噴淋系統(tǒng),均勻噴淋在傳熱管表面,吸收管內(nèi)冷水的熱量而蒸發(fā)。產(chǎn)生的冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器,被溴化鋰濃液吸收。冷劑蒸汽被吸收后釋放出大量的熱媒水由冷卻水帶走。濃液吸收水蒸氣后成為稀溶液,再由溶液泵送至發(fā)生器。因此制冷循環(huán)實(shí)際上是溴化鋰水溶液由稀變濃再由濃變稀和冷劑水由液態(tài)變汽態(tài)再由汽態(tài)變液態(tài)的循環(huán)過程。在溴化鋰機(jī)組,熱量輸入輸出的媒介分別由熱媒水、冷媒水、循環(huán)水三個(gè)獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)組成,由其工作原理可知,熱媒水和冷媒水輸入的熱量應(yīng)等于循環(huán)水輸出的熱量。每組溴化鋰機(jī)組的主要參數(shù)見表1。3氣分裝置的冷凝劑提取冷媒水回水從冷媒水罐由P310/2抽出,經(jīng)溴化鋰機(jī)組冷卻制冷后,分兩路送至焦化裝置和Ⅱ氣分裝置,先用于焦化裝置吸收塔的汽油補(bǔ)充吸收劑,吸收塔的一中、二中循環(huán)和再吸收塔柴油補(bǔ)充吸收器的水冷器,剩余的用于代替Ⅱ氣分裝置丙烯塔頂氣體后冷器E307/1~6循環(huán)水,回水進(jìn)入冷媒水緩沖罐,形成一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)(見圖2)。4投用率4.1循環(huán)水冷卻系統(tǒng)在未投用溴化鋰機(jī)組前,環(huán)境溫度高時(shí)低溫?zé)嵯到y(tǒng)的循環(huán)熱媒水經(jīng)過與熱阱換熱后,溫度仍達(dá)到76℃,為維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn),需要使用循環(huán)水將其冷卻至50℃。投用溴化鋰機(jī)組后,循環(huán)熱媒水末端溫度下降為64℃,可節(jié)約末端冷卻循環(huán)水量600t/h,減少了能量的雙重浪費(fèi),符合能量轉(zhuǎn)換、回收、利用的“三環(huán)節(jié)”優(yōu)化原則。4.2設(shè)備上的缺陷表2為溴化鋰機(jī)組運(yùn)行參數(shù)?？梢钥闯?制冷量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求,且冷媒水出口溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值的7℃,分析原因:一是熱媒水量?jī)H為116t/h,為設(shè)計(jì)值的73.4%,熱源不足導(dǎo)致了機(jī)組整體制冷負(fù)荷較低;二是與冷媒水的換熱流程中的工藝介質(zhì)溫度偏高,造成冷媒水回水溫度偏高。4.3方案2:水、柴油-汽柴油五水在實(shí)際運(yùn)行中,冷媒水先保證焦化裝置吸收穩(wěn)定冷卻需求(見表3),焦化裝置在停用冷凍水代替循環(huán)水以及停用了汽柴油補(bǔ)充吸收劑空氣冷卻器冷卻的基礎(chǔ)上,實(shí)際工藝介質(zhì)溫度下降十分顯著,有助于增強(qiáng)分離效果。剩余冷媒水用于Ⅱ氣分裝置的丙烯塔頂丙烯冷卻器E307/4。冷媒水投用強(qiáng)化了丙烯塔頂冷卻能力,塔頂溫度有所下降,有利于提高丙烯收率。4.4組成和用量冷媒水投用后,對(duì)2008年和2009年8月份的干氣組成進(jìn)行了比較,干氣質(zhì)量有較大改善。干氣中的C+3組分平均值為2.75%(體積分?jǐn)?shù)),同比下降了3.11個(gè)百分點(diǎn),大大改善了焦化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的分離效果。4.5運(yùn)行能耗及能耗以焦化裝置120t/h處理量計(jì)算,降低干氣中C3+組分后,相當(dāng)于提高了液化氣收率0.26%,則增加液化氣產(chǎn)量0.31t/h,每月可增產(chǎn)液化氣232t。該溴化鋰機(jī)組運(yùn)行耗用循環(huán)水2040t/h,而熱媒水末端減少循環(huán)水700t/h,以及工藝裝置(焦化和氣分)節(jié)約循環(huán)水440t/h,實(shí)際耗用循環(huán)水1000t/h。該系統(tǒng)冷媒水泵耗電為160kW,溴化鋰機(jī)組耗電為28kW,焦化裝置停用空冷節(jié)電88kW,實(shí)際耗電量為100kW。幾項(xiàng)合計(jì),干氣按2400元/t,液化氣按4650元/t,電按0.45元/kW·h,循環(huán)水按0.145元/t計(jì)算,每小時(shí)增產(chǎn)液化氣可獲得507元,每年按投用5個(gè)月計(jì)算,則年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益183萬元。5問題解決和改善計(jì)劃5.1優(yōu)化系統(tǒng)流程,控制低溫?zé)崦剿┒藴囟葻崦剿髁科?實(shí)際運(yùn)行熱媒水量為設(shè)計(jì)值的73%,存在的原因可能是機(jī)組壓降大,后續(xù)管路背壓高,低溫?zé)嵫h(huán)水泵提壓又超載,引起聯(lián)鎖動(dòng)作,需要進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化系統(tǒng)流程,以達(dá)到設(shè)計(jì)能力,從而控制低溫?zé)崦剿┒藴囟仍?0℃左右,徹底停用循環(huán)水冷卻熱媒水,實(shí)現(xiàn)能源利用最大化。5.2優(yōu)化循環(huán)水冷卻器用量如前所述,目前機(jī)組運(yùn)行沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求,還與工藝介質(zhì)有關(guān)。被冷卻介質(zhì)溫度普遍在30℃以上,制約了機(jī)組制冷效果,按照“溫度對(duì)口,梯級(jí)利用”的科學(xué)用能原則,改變?cè)欣涿剿娲h(huán)水的方案,建議原有工藝介質(zhì)循環(huán)水冷卻器仍保留,在循環(huán)水冷卻器后再增加一組冷媒水冷卻器(見圖3),可最大限度發(fā)揮低溫冷媒水的強(qiáng)冷的功效,同時(shí)還可節(jié)約冷媒水用量,將富余的冷媒水用于其他裝置,如催化、Ⅰ氣分裝置等。目前Ⅱ氣分裝置僅投用了E307/4冷媒水,若按上述改進(jìn)換熱流程,更有利于丙烯塔的分離操作。5.3干氣中c+3組分含量的影響對(duì)于煉廠為提高分離效果而需要低溫冷卻介質(zhì)的裝置,如催化和重整裝置,都可以使用冷媒水強(qiáng)化冷卻能力。從催化裝置和焦化裝置干氣中C+3平均組分來看(見表4):在C+3組分含量相近的情況下,催化干氣C+3組分以經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的丙烯和丁烯為主,而焦化裝置以丙烷為主,且催化干氣C+3組分比焦化干氣重,更易吸收,降低干氣中C3+組分含量效果會(huì)更好;且其C+3組分也有進(jìn)一步降低的空間。因此將冷媒水引用到催化裝置,可獲得更