催化裂化裝置節能改造效果分析

趙娟

（中國石化洛陽石化分公司，河南洛陽471012）

催化裂化裝置節能改造效果分析

趙娟

（中國石化洛陽石化分公司，河南洛陽471012）

洛陽石化分公司催化裂化裝置2015年大檢修期間對裝置進行節能改造，再生器增加7組3.5 MPa蒸汽過熱盤管，對原料油換熱流程進行改造，增加原料油和柴油換熱流程，對2組汽輪機產生的0.3 MPa乏汽進行回收。改造后，裝置熱量得到有效利用，每年增效855.6萬元。

催化裂化；節能；改造；蒸汽

中國石化洛陽石化分公司Ⅱ套催化裂化裝置，設計規模1.4 Mt/a，采用單器單段逆流完全再生方式，2器同軸式布置，氣控無滑閥下流式外取熱器，裝置包括反應一再生、分餾、吸收穩定、液態烴和干氣脫硫、余熱鍋爐、脫硫脫硝等單元［1］。1997年10月17日投入運行，Ⅱ套催化裂化裝置設計原料油為常壓渣油，硫質量分數不大于0.6%［2］，2009年12月蠟油加氫裝置開工后，加工原料改為純加氫蠟油，2014年該裝置開始摻煉部分減壓渣油。催化裂化裝置消耗蒸汽量較大，增加蒸汽產量并降低蒸汽消耗是實現節能降耗的有效途徑［3］。

另外，催化裝置余熱也較多，高溫余熱主要有再生器過剩熱、循環油漿余熱等，應充分利用其發生中壓或次高壓蒸汽，實現能量逐級利用［4］。2015年大檢修期間，為實現重油加工效益最大化，提高催化裝置摻渣比［5］，優化裝置蒸汽網絡，對催化裝置再生器進行改造，增加7組3.5 MPa蒸汽過熱盤管，并對裝置原料油換熱流程、2機乏汽進行優化改造，實現能量梯級利用及節能降耗的目的［6~11］。

1 節能改造措施及效果

1.1 再生器增加過熱盤管

2015年大檢修前，二聯合車間催化裝置正常生產期間，3.5 MPa飽和汽產量為65 t/h（外取熱產汽40 t/h，分餾汽包產汽25 t/h）。余熱爐汽包產3.5 MPa飽和汽23 t/h，余熱爐在不補燃的情況下，過熱飽和汽能力為40 t/h，有48 t/h 3.5 MPa飽和汽需經過減溫減壓器并至1.0 MPa管網，蒸汽高品低用，造成能源浪費。為了優化現有的蒸汽網絡，提高3.5 MPa飽和汽過熱量，同時適應裝置高摻渣的需要，2015年大檢修期間，再生器增加過熱蒸汽盤管7組，設計過熱飽和汽能力為30 t/h，將剩余部分3.5 MPa飽和蒸汽盡量全部過熱。裝置工藝流程見圖1。

由圖1可見，2015年12月6日開工后，外取熱產汽約18 t/h、分餾汽包產汽約24 t/h，全部通過再生器過熱管過熱后并至3.5 MPa過熱管網，大減溫減壓器關閉；余熱爐產飽和汽（約27 t/h）通過余熱爐過熱器過熱后并至3.5 MPa過熱管網，催化產飽和汽系統與余熱爐3.5 MPa飽和汽系統隔離，裝置共產3.5 MPa過熱汽約69 t/h。改造前，余熱爐正常過熱飽和汽40 t/h，剩余飽和汽必須經大減溫減壓器并至1.0 MPa蒸汽管網，相比改造前多產高品質蒸汽29 t/h。

圖1 3.5 MPa蒸汽工藝流程

1.2 原料油換熱流程改造

催化裝置原料油流程為：原料油從原料油罐經原料油泵升壓后，首先與油漿系統換熱，若溫度不能達到原料油預熱溫度要求，通過3.5 MPa蒸汽加熱器E1219進行升溫。另外柴油出裝置換熱流程為：柴油從汽提塔經柴油泵抽出升壓后，依次與粗汽油（E1211）、富吸收油（E1210）、低溫熱水（E1212）、循環水（E1214、E1209）等換熱送出裝置，出裝置溫度35℃左右，其中粗汽油與柴油換熱器E1211，在2010年停用副提升管后隨之停用。該換熱流程中，柴油抽出溫度為210℃左右，直接與40℃左右的富吸收油換熱，145℃的原料油直接與310℃的油漿換熱，柴油的高溫位熱量及油漿的高溫位熱量利用不合理。

2015年大檢修，車間利舊改造粗汽油與柴油換熱器E1211，將其改造為原料油與柴油換熱。改造后，原料油依次與高溫柴油換熱、油漿換熱，柴油依次與原料油、富吸收油、低溫熱水及循環水換熱降溫后出裝置。原料油及柴油改造前后換熱流程見圖2，3。

由圖2、3可見，裝置2015年12月6日開工后，進料加熱器耗汽量約為10 t/h，3.5 MP蒸汽耗量大，能耗較高；2015年12月22日，原料油與油漿換熱器投用，裝置熱量得到有效利用，具體表現在：

圖2 改造前柴油、原料油換熱流程

（1）原料油3.5 MPa蒸汽開工加熱器停用，節省3.5 MPa蒸汽10 t/h，預熱溫度相比改造前提高8℃左右。

（2）同時原料油先與柴油換熱，減少了自油漿系統的取熱量，油漿系統多余熱量轉移至油漿蒸汽發生器，分餾汽包多產3.5 MPa飽和汽2.2 t/h。

（3）柴油首先與原料油換熱降溫，其后換熱流程負荷降低，可減少后續大量低溫熱水、循環水的冷卻消耗。柴油出裝置后首先經油氣回收裝置做吸收劑，然后進柴油加氫裝置，改造前，柴油出裝置溫度在高溫天氣時達40℃，造成油氣回收裝置操作困難，改造后，柴油出裝置溫度降低2℃。

1.3 乏汽回收

二催化主風機和氣壓機主油泵皆為汽輪機，通過1.0 MPa蒸汽驅動做功，帶動主油泵運轉，做功后1.0 MPa蒸汽變成0.3 MPa蒸汽（乏汽），分別1.5 t/h和2 t/h，正常運行期間，為避免汽輪泵背壓高可能導致的停車，乏汽一直放空，造成能源浪費。

二催化裝置除氧器工作原理是將冷補給水和加熱蒸汽同時引入除氧頭，把水加熱到102～105℃范圍內，同時噴入更多的蒸汽量以保證除氧器內的工作壓力維持16 kPa，確保除氧器內的工作溫度不低于104℃，保證除氧后的水不重新溶解氧氣。除氧器除了給冷補給水（除鹽水）加熱需要消耗熱量，同時為保持除氧器內溫度恒定也需要消耗熱量，這些熱量來源是1.0 MPa蒸汽。

通過深入研究余熱爐乏汽回收裝置設計及運行工況，判斷目前余熱爐乏汽回收單元仍有優化余地。經過將除鹽水和汽輪機乏汽重新匹配，成功將2機主油泵0.3 MPa乏汽并入除氧器，經過調整除氧器運行平穩，2機乏汽回收流程見圖4。

圖4 乏汽回收流程

由圖4可見，（1）2機乏汽并入除氧器后，解決了乏汽直排浪費和噪音污染問題。（2）乏汽進入除氧器，降低了1.0 MPa蒸汽的消耗，改造前除氧器消耗1.0 MPa蒸汽7.5 t/h，引乏汽進除氧器后，消耗1.0 MPa蒸汽4.8 t/h，節約了2.7 t/h的1.0 MPa蒸汽。

2 效益核算

（1）再生器增加過熱盤管后，多產3.5 MPa過熱汽29 t/h，按1.0 MPa蒸汽和3.5 MPa蒸汽分別為118元/t、128元/t計算，差價達到10元/t，每月增效：29 t/h×10元/t×24 h×30 d=20.88萬元/月。

（2）原料油換熱流程改造后，減少3.5 MPa蒸汽消耗10 t/h（3.5 MPa蒸汽加熱后變為1.0 MPa蒸汽），同時分餾汽包增產2.2 t/h的3.5 MPa飽和蒸汽，月增效：10 t/h×10元/t×24 h×30 d+2.2 t/h× 128元/t×24 h×30 d=27.48萬元/月。

（3）2機乏汽回收后，節約2.7 t/h的1.0 MPa蒸汽，每個月可增效：2.7 t/h×118元/t×24 h×30 d= 22.94萬元/月。

以上改造措施合計月增效：20.88+27.48+ 22.94=71.3萬元，年增效855.6萬元。

3 結束語

再生器增加3.5 MPa蒸汽過熱盤管后，3.5 MPa飽和汽經減溫減壓器并至1.0 MPa管網蒸汽量降低，減少了蒸汽高品低用，可多產高品質3.5 MPa過熱汽29 t/h，同時為催化摻渣提供了空間；增加原料油與柴油換熱流程后，油漿和柴油熱量得到有效利用，分餾汽包增產2.2 t/h的3.5 MPa飽和蒸汽；2機乏汽回收的實施避免了0.3 MPa蒸汽外排浪費，可使除氧器節約2.7 t/h的1.0 MPa蒸汽；通過以上改造項目的實施，裝置熱量利用更加合理，經核算，年增效855.6萬元。

［1］曹春燕，王明東，周志航，等.催化裂化裝置外取熱存在問題及應對措施［J］.中外能源，2015，20（10）：88-91.

［2］王明東，丁杰，周志航，等.催化裂化裝置外取熱期運行異常分析［J］.煉油技術與工程，2015，45（4）：28-31.

［3］徐江峰.淺析催化裂化裝置節能降耗的有效途徑［J］.化工管理，2015（30）：162.

［4］劉英聚，張韓.催化裂化裝置操作指南［M］.北京：中國石化出版社，2011：310.

［5］馬占偉，王明東.催化裂化裝置提高摻渣比過程中存在的問題及應對措施［J］.中外能源，2016，21（8）：80-85.

［6］趙津.催化裂化裝置節能改造及效果分析［J］.石化技術，2015（2）：20-21.

［7］周慶祥.120萬t/a重油催化裂化裝置節能改造效果分析［J］.石化技術與應用，2010，28（3）：232-235.

［8］付志勇.80萬t/a重油催化裂化裝置節能改造效果分析［J］.煤炭與化工，2008，31（7）：35-37.

［9］徐偉麗，司鐵權.重油催化裂化裝置鍋爐乏汽回收技術改造［J］.甘肅科技，2009，25（8）：9-10.

［10］李茂鵬.重油催化裂化裝置余鍋節能改造及激波式吹灰器的應用［J］.化工技術與開發，2014（1）：57-58.

［11］周海賓.催化裂化裝置節能改造應用研究［D］.天津：天津大學，2011.

Analysis of energy saying reconstruction effect in catalytic cracking unit

Zhao Juan
（Sinopec Luoyang Company，Luoyang 471012，China）

During overhaul in 2015,Sinopec Luoyang Company made energy-saving reconstruction to the catalytic cracking unit, added 3 groups of 3.5 MPa steam superheating coilers,made modification to the feedstock oil heat exchange process,added feedstock oil and diesel heat exchange process,and made recovery to the 0.3 MPa exhaust steam generated by 2-machine steam turbine.After reconstruction and modification,the heat of the unit has been effectively used and the profit has been increased by 8, 556,000 Yuan.

catalytic cracking;energy saving;reconstruction;steam

TE624.41

B

1671-4962（2017）01-0070-03

2016-11-01

趙娟，女，助理工程師，碩士，2011年畢業于北京化工大學化學工程與工藝專業，現從事催化裂化生產操作工作。