常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程優(yōu)化研究

胡超 劉瑩（中海油氣（泰州）石化有限公司，江蘇 泰州 225300）

常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程優(yōu)化研究

胡超 劉瑩（中海油氣（泰州）石化有限公司，江蘇 泰州 225300）

常減壓裝置是煉廠能耗大戶(hù)，其用能水平對(duì)煉廠的能耗有著十分重要的影響。現(xiàn)階段，在常減壓裝置節(jié)能基礎(chǔ)上進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是常減壓裝置節(jié)能改造的重點(diǎn)方向。通過(guò)常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，在換熱網(wǎng)絡(luò)各工藝物流不變的情況下能夠提升換熱網(wǎng)絡(luò)的終溫，降低常減壓裝置的能耗。文章結(jié)合某常減壓裝置原油換熱網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題，對(duì)常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化措施和改造結(jié)果進(jìn)行分析。

常減壓裝置；換熱網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化改造途徑

1 原有常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

某煉廠常減壓裝置在2010年改造之后的設(shè)計(jì)原油換熱終溫是297℃，總換熱面積達(dá)到10155平方米。但近些年受裝置本身加工原油性質(zhì)變化的影響，換熱終溫只能達(dá)到285℃。

深入分析該常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

(1)原有換熱器的匹配不合理，換熱網(wǎng)絡(luò)平均傳熱系數(shù)0.462MJ/m2CH。常三線、減三線和減壓渣油換熱負(fù)荷大，但換熱面積相對(duì)較小，高溫位熱量未得到有效利用。而常頂循溫度較低，反而設(shè)置兩組換熱器，實(shí)際生產(chǎn)中換熱器只投用一組。

(2)原油進(jìn)入閃蒸塔前段操作壓力比較低，導(dǎo)致原油進(jìn)閃蒸塔前出現(xiàn)汽化，局部形成氣阻。

(3)熱物流流量的波動(dòng)導(dǎo)致?lián)Q熱網(wǎng)絡(luò)分支變化過(guò)大，引起部分熱量損失。

(4)原油經(jīng)電脫鹽系統(tǒng)后，進(jìn)入二次換熱流程，但兩路換熱分支上無(wú)流量調(diào)節(jié)閥對(duì)兩路原油流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在偏流的情況。

2 常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造途徑

常減壓裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、優(yōu)化操作的自由度比較小，應(yīng)用熱集成的方法來(lái)對(duì)裝置進(jìn)行優(yōu)化。換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造方案是根據(jù)換熱物流不跨夾點(diǎn)傳熱的要求，按照垂直匹配的原則，保證換熱網(wǎng)絡(luò)熱回收熱能最大化，實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫?zé)嵩吹亩啻沃貜?fù)利用，從而最大限度減少能量損失[2]，尤其是減底渣油，具有流量大、溫度高的特點(diǎn)，是換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點(diǎn)。

該常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造有以下幾個(gè)途徑：第一，對(duì)常壓塔中段回流取熱重新分配，增加常二中、常一中的取熱量，減少塔頂冷回流量。第二，延長(zhǎng)減底渣油換熱流程，根據(jù)夾點(diǎn)計(jì)算結(jié)果，在原油換熱流程上額外增加兩臺(tái)渣油換熱器，從而提升高溫?zé)嵩吹睦寐省５谌{(diào)整常二線第二組換熱器的換熱流程，解決新增渣油換熱器導(dǎo)致的原油各路出口溫差較大的問(wèn)題。第四，調(diào)整常頂循的換熱流程，減少一臺(tái)換熱器。第五，常三線、減三線提高第二組換熱器的換熱面積，增大取熱量。

本次換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造期間，變更的換熱器情況見(jiàn)表1。

表1 ：換熱器變更情況表

E110原油-常三線（2）換熱器更換1臺(tái)E111原油-減三線（2）換熱器BES800-2.5-160-6/25-4 BES800-2.5-160-6/25-4更換1臺(tái)

經(jīng)過(guò)改造后，各階段換熱溫度變化情況見(jiàn)表2。

表2 ：優(yōu)化前后各階段溫度變化情況

3 常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造結(jié)果分析

3.1 對(duì)換熱終溫的影響

常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造依據(jù)是裝置目前加工的原油性質(zhì)以及其經(jīng)過(guò)常壓塔和減壓塔分餾之后的各產(chǎn)品分布情況，投入運(yùn)行之后，換熱網(wǎng)絡(luò)的換熱溫度達(dá)到了299℃，比改造之前的285攝氏度提升了14℃左右，取得了良好的效果。由此也可見(jiàn)原油性質(zhì)的變化對(duì)常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的巨大影響。

3.2 對(duì)閃蒸塔頂壓力的影響

閃蒸塔壓力的提升在某種程度上抑制了二次換熱后原油氣化現(xiàn)象，裝置換熱網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)改造后，二次換熱后原油側(cè)壓降在0.3MPa左右，閃蒸塔的塔頂壓力也出現(xiàn)了提升，但總體變化不明顯，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是原油的二次換熱網(wǎng)絡(luò)本次改造時(shí)改動(dòng)最小，其換熱溫度變化較小。

3.3 對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)分支的影響

常減壓裝置一次換熱網(wǎng)絡(luò)脫前原油流量和初餾塔底液位串級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，脫后的原油缺乏相應(yīng)的流量控制，本次在脫后原油流程上增加了兩臺(tái)流量控制閥，根據(jù)換熱網(wǎng)絡(luò)分支的溫度情況對(duì)各路原油流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。不僅避免了偏流的情況，同時(shí)最大程度確保了各側(cè)線物流出裝置的溫度降到安全存儲(chǔ)的要求范圍內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，常減壓裝置是煉油廠用能大戶(hù)，換熱網(wǎng)絡(luò)能量回收水平是影響全廠能耗的關(guān)鍵。文章結(jié)合原油性質(zhì)變化和產(chǎn)品分布情況進(jìn)一步優(yōu)化換熱流程，節(jié)省了能源的消耗。裝置換熱網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造之后，換熱終溫會(huì)從285℃提升為299℃，改造效果良好。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，換熱網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效果與原油自身的性質(zhì)密切相關(guān)，輕質(zhì)原油組分較多，換熱溫度反而較低，對(duì)原油的性質(zhì)組成及產(chǎn)品分布進(jìn)行充分的模擬計(jì)算，能夠最大限度提升換熱網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。

[1]張繼東,孟碩,張海濱,田文爽.基于夾點(diǎn)分析技術(shù)的常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J].中外能源,2017,01:90-96.

[2]李中華,肖武,賀高紅,杜艷澤,方向晨,羅立.夾點(diǎn)技術(shù)優(yōu)化改造蠟油加氫裂化裝置換熱網(wǎng)絡(luò)及有效能分析[J].化工進(jìn)展,2017,04:1231-1239.