2.5Mt/a蒸餾裝置抽真空系統節能節水改造

范 錁，賈 耽

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834003)

2.5Mt/a蒸餾裝置抽真空系統節能節水改造

范 錁，賈 耽

(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依834003)

介紹了2.5Mt/a蒸餾裝置針對裝置建成后能耗較高的問題，進行針對性改造的工業應用情況。改造后年可節約1.0MPa蒸汽約19468噸；同時裝置的水環式真空泵經過改造，可節約新水26,280t/a。針對改造后的實際工業應用情況，提出了進一步降低裝置能耗的建議。

常減壓蒸餾； 用能分析； 技術改造

作為煉油廠原油加工的第一道工序，常減壓蒸餾裝置技術水平的高低直接關系著后續裝置的質量、收率以及經濟效益，常減壓蒸餾對煉油加工方案優化和經濟效益的基礎地位不會受到動搖。

1 裝置工況的分析

蒸餾裝置減頂抽真空系統使用三級冷凝冷卻兩級抽真空系統，冷凝冷卻器采用板式空冷，三級冷凝冷卻后安裝有水環真空泵，用以將減頂不凝氣引出。在裝置投產后，減頂抽真空系統的冷后溫度一直偏高；在水環真空泵出現故障時或維修保養時，減頂不能維持高真空度，而真空度是減壓塔操作中最重要的工藝參數，對生產有重大影響，嚴重時裝置被迫進行降量；同時裝置的能耗也超過設計要求，主要原因為1.0MPa蒸汽耗量大，導致裝置整體能耗超過設計要求，降低裝置能耗的要求十分迫切，對減頂抽真空系統的改造十分有必要進行。

2 裝置改造情況

2.1 減頂抽真空系統改造

圖1 減壓塔抽真空系統圖

減頂抽真空蒸汽噴射器和板式空冷負荷重新進行匹配，通過與設計單位進行合作，對蒸汽噴射器和板式空冷負荷重新進行計算，發現蒸汽噴射器與板式空冷負荷與裝置現在的工況不符合，在蒸汽噴射器負荷一定的情況下，板式空冷冷卻負荷偏小，這是導致板式空冷冷后溫度偏高的主要原因，同時在設計中，兩級抽真空蒸汽噴射器的工作蒸汽由一個調節閥來進行控制，導致兩級抽真空蒸汽流量不易控制，抽真空蒸汽噴射器在減壓平臺，操作員人工調整不能及時到位；由于更換板式空冷周期長，板式空冷造價，從經濟角度和施工周期來考慮，更換減頂抽真空蒸汽噴射器為目前較優方案。其中一級蒸汽噴射器喉部的直徑由原來的25mm減少為現在的20mm，二級蒸汽噴射器喉部的直徑由原來20mm減少為現在的15mm，降低了工作蒸汽用量；同時在兩級抽真空噴射器用蒸汽線上分兩路，分別設置調節閥、流量計、放空閥，實現對減壓塔真空度的控制，降低了工作強度。

表1 兩級抽真空噴射器計算匯總表

兩級抽真空噴射器工作介質采用飽和蒸汽，負荷見下2。

表2 飽和蒸汽負荷一覽表

2.2 水環真空泵的使用與改造

減壓塔的抽真空設備可以用蒸汽噴射器(也稱蒸汽噴射泵或抽空器)或機械真空泵。蒸汽噴射器的結構簡單，沒有運轉部件，使用可靠而無需動力機械，而且水蒸汽在煉廠中也是既安全以容易得到的。因此，煉油廠中的減壓塔廣泛采用蒸汽噴射器來產生真空。但是蒸汽噴射器的能量利用效率非常低，僅2%左右，其中末級蒸汽噴射器的效率最低。機械真空泵的能量利用效率一般比蒸汽噴射器高8-10倍，還能減少酸性污水量。因此，使用蒸汽噴射器與機械真空泵聯合操作是一個重要的技術改進。

蒸汽噴射器與其它機械真空泵的能耗對比數據見表3。

表3 蒸汽噴射器及機械真空泵的能耗

水環式真空泵適于抽吸帶有液體的氣體，可以避免氣體在抽吸過程中產生泄漏及發熱，因此，常用于抽吸有毒或易爆炸氣體，如氯氣、氫氣以及乙炔氣等。水環式真空泵的優點是結構簡單，旋轉部分沒有機械摩擦，泵內不需要潤滑，操作可靠，使用壽命長。

蒸餾裝置新增加一臺水環真空泵，使裝置內有兩臺水環真空套，達到一用一備狀態。針對裝置使用的水環真空泵要使用新鮮水作為工作液，同時由于該型真空泵沒有工作液循環使用系統，大量新鮮水作為工作液被排放，是裝置內酸性污水產生的另一個源頭這一問題，將水環真空泵更換為采用循環水作為工作液，約可節約新水3t/h；同時工作液可循環使用的新式水環真空泵，同時具有工作液位自動控制和泵進口真空度自動控制功能，既節約用水，減少污染，同時又減少操作人員的工作強度。

3 改造后的工業應用效果

改造前后，裝置輸入的1.0MPa蒸汽用量有了十分明顯的降低，蒸餾裝置月平均1.0MPa蒸汽耗量由上年改造前的3869噸降低到下年改造后的2700噸；同時減壓塔抽真空系統穩定性和能力提高，在氣溫低于10℃后便可單獨使用板式空冷風機只用空氣進行冷凝冷卻，不再需要使用噴淋水；兩路抽真空蒸汽量可以獨立控制，易于調節兩級抽空器的工作負荷；兩臺水環真空泵一用一備，提高抽真空系統工作可靠性；蒸汽抽空器和水環真空泵的聯合使用，降低了抽空的蒸汽耗量；同時降低了裝置酸性污水的排放量，減少污染。

3.1 項目實施后的經濟效益分析比較

抽真空系統改造項目實施后，取得了比較顯著的經濟效益，同時在減少裝置酸性污水方面也有一定的社會效益。同時，蒸汽抽空器和機械真空泵聯合使用具有良好的應用前景，在不大幅度改造現有板式空冷情況下，提高減壓塔頂真空度，降低抽真空系統蒸汽耗量對生產和節能兩方面都大有益處。

圖2 蒸餾裝置改造前后1.0MPa蒸汽用量比較

注：數據引自蒸餾裝置能耗統計。

以下就蒸餾裝置減頂抽真空系統改造前后的能耗數據，計算該項目的經濟效益：

經濟效益=項目不投用情況下運行1年的蒸餾裝置蒸汽消耗與項目投用后運行1年的蒸餾裝置蒸汽消耗之差×項目投用后運行1年的加工量×1.0MPa蒸汽消耗品單價- 項目投用情況下1年的日常消耗性投入增加值 - 項目總投資÷5

具體計算結果：

節約蒸汽的經濟效益=(0.027-0.017)×1,946,790×75-0-1,070,000,000÷5=1,289,765(元)

約可節約新水3t/h,全年可節約新水約26，280噸。

4 結論

裝置抽真空系統進行改造后，年可節約1.0MPa蒸汽約19468噸，約可節約費用為1,289,765元，效益十分可觀。

裝置上兩級抽真空系統都在投用，可以考慮二級抽空器與水環真空泵聯合使用，在操作成熟后，只使用水環真空泵作為二級抽真空設備，進一步降低裝置蒸汽用量及污水量。同時，在裝置板式空冷一定的情況下，通過提高水環真空泵工作負荷，達到在不更換現有板式空冷情況下，進一步提高減壓系統的真空度，達到高真空下降低加熱爐出口溫度的目的，進一步降低裝置的能耗。

[1] Friedler F. Process integration,mldelling and optimization for energy saving and pollution reduction[J].Applied Thermal Engineering,2012,30(16):2275-2279.

[2] 金 戈.石油和化工行業節能降耗的潛力與途徑[J].中國石油和化工經濟分析，2007(13)：25-26.

[3] 馮 霄.化工節能原理與技術[M].3版.北京：化學工業出版社，2009：158-159.

(本文文獻格式：范錁，賈耽.2.5Mt/a蒸餾裝置抽真空系統節能節水改造[J].山東化工，2017，46(16)：92-94.)

TE962

：A

：1008-021X(2017)16-0092-03

2017-05-10

范 錁，大學本科，工程師，主要從事蒸餾裝置技術管理工作。