大型石油化工工业过程节能新技术

大型石油化工工业过程节能新技术

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李洪 1 ，李鑫钢 1,2，隋红 1,2，姜斌 2

（1.天津大学化工学院，天津 300072；2.精馏技术国家工程研究中心，天津 300072） 摘 要： 针对我国石油化工工业中节能减排的关键共性问题， 运用先进的流程分析与重构手段， 进行能量与流股的耦合与匹配，实现炼油、乙烯等大型高耗能流程工业的大幅度节能降耗。本 文重点介绍常减压梯级节能技术、催化裂化吸收稳定系统节能技术和精细高耗能分离过程差压 耦合节能关键技术的技术特点和应用效果。 关键词：节能；差压；吸收稳定；梯级；常减压

New Energy-saving Techniques in Large-Scale Petro-chemistry Industry LI Hong1，LI Xingang1,2，SUI Hong1,2，JIANG Bin2

（1School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University, Tianjin 300072, China；2 National Engineering Research Center for Distillation Technology, Tianjin 300072, China)

Abstract：In allusion to the key generic problem of energy saving/emission reduction in the petro-chemistry industry, methods about process analysis and reconstruction have been applied to realize the system energy coupling and matching. The character and application prospect of some new technologies which could be used in oil refining and ethylene item to achieve energy saving greatly have been presented, including cascade atmospheric-vacuum distillation technology, energy saving technology in absorption and stabilization system of FCC and different pressure thermally coupled distillation technology. Keywords：energy saving; different pressure; absorption and stabilization system; cascade; atmospheric-vacuum distillation

《国家“十一五”科学技术发展规划》战略目标中提出“突破节能关键技术，为实现单 位国内生产总值能耗降低 20%的目标提供支撑”“十一五”期间，石油和化工行业节能工作 。 总的要求是：深入贯彻科学发展观，全面落实节约资源的基本国策，以提高能源利用效率为 核心，以调整产业结构、转变增长方式、建设创新型行业为根本，大力发展循环经济，加强 节能管理，强化节能意识，在实现经济、社会、环境协调发展的同时，促进石油和化学工业 自身的可持续发展。 我国的能源大量依靠进口，对外依存度已达 47％，极大地影响我国的能源安全。能源 加工是国民经济重要支柱产业，原油加工能力不断扩大，十一五规划拟新建 20 余套千万吨 级炼油和百万吨级乙烯。能源需求持续增加，能耗总量不断上升。

第一作者： （1980-） 女， 李洪 ， 博士后。 E–mail： lihong.tju@。 联系人： 李鑫钢， 教授， 博士生导师。 E–mail： lxg@。

我国工业单位能耗高于世界先进水平 40%以上。 六大耗能行业中的石油和化工行业耗能 以 20%速度增长。石油和化工行业单耗为全国工业平均水平近 3 倍。石油和化工行业总能耗 占全国工业能耗的 25%， 其中炼油和乙烯能耗占工业总能耗的 4%以上， 炼油和乙烯的节能对 全国工业能耗下降具有重要意义

[1,2]

。

2005 年中国石化炼油综合能耗为 68.59 千克标油/吨，比国外水平（53.20 千克标油/

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吨）高出 28.9 个百分点，节能潜力相当于新增一个年产 500 万吨级的油田。我国炼油过程 总能耗约折合原油加工量的 8.73％，相当于消耗一个年产 2800 万吨的油田，若能实现节能 40%，相当于新增一个冀东油田。 本文针对我国目前石油化工工业中节能减排的关键共性问题， 运用先进的流程分析与重 构手段，进行能量与流股的耦合与匹配，实现炼油、乙烯等大型高耗能流程工业的大幅度节 能降耗， 重点介绍原油梯级节能技术、 催化裂化吸收稳定系统节能技术和精细高耗能分离过 程差压耦合节能关键技术的技术特点和应用效果。

1. 原油梯级蒸馏节能技术

目前原油的常减压蒸馏流程比较成熟， 流程的变化很小， 存在的主要问题是原油加工过 程的能耗高。其中一个重要原因是蒸馏过程的不可逆加热和冷却造成的。即：将原油加热到 很高的温度进行汽化，然后在不同温度下冷凝获得相关产品。 为解决以上问题， 可以将原油加热到接近冷凝的温度下进行汽化， 就可以大幅度降低加 热和冷却的不可逆性， 从而实现节能的目的。 本文的梯级蒸馏节能理论和技术就是在这样的 情况下提出的，该技术包含两方面的内容：梯级加热和梯级减压。一是采用梯级加热技术： 采用梯级加热的方法汽化原油，减少不可逆性，及时将汽化后的物料分离出去；二是采用梯 级减压技术：由于逐步将轻组分拔出，剩余物料就可以在更低的压力下实现汽化，以降低原 料的加热温度。采用梯级加热技术汽化原油，可以减少不可逆性，及时将汽化后的物料分离 出去；同时采用梯级减压技术，逐步将轻组分拔出，通过流程模拟与分析进行合理的匹配与 重构，实现压力与温度的耦合，大幅度降低原油加工过程的能耗。 针对某炼厂 350 万吨/年常减压蒸馏装置，采用原油梯级蒸馏技术的原理进行流程匹配 与重构， 经过详细的流程分析与模拟计算， 该技术可实现原油常减压蒸馏过程节能 20%左右， 使常减压蒸馏技术的能耗水平达到国际领先水平。如果按 1000 万吨/年大型常减压蒸馏计 算，每年节约加热炉能耗折合 1.17 万吨标准油，节约资金 4680 万元，同时减排温室气体 3.68 万吨。按全国加工 3.4 亿吨原油计算，每年可节省 397,800 吨标准油，节约资金 15.9 亿元，减排温室气体 124 万吨。

2. 催化裂化吸收稳定系统节能技术

目前国内吸收稳定工艺存在干气不干、汽油切割不清晰、稳定塔分离能力不够、稳定汽 油烯烃含量高以及能耗高等缺点 外能耗，提高汽油质量。

[3,4]

。本技术采用流程重构和热耦合优化，开发出催化裂化

吸收稳定系统新的分离流程，可以实现大幅度节约能耗，使热资源得以充分利用，减少系统

本技术的关键是： （1）流程重构技术：采用流程分析与重构理论，进行能量与流量的合 理匹配和耦合，减少循环流股、最大限度地减少不可逆过程、降低能量消耗，开发低能耗催 化裂化吸收稳定新的工艺流程技术； （2）余热回收技术：通过梯级热泵技术，回收和利用催 化裂化吸收稳定系统中大量的余热资源， 实现工艺制冷制热的目标， 同时降低补充吸收剂的 循环量，节约能耗。 （3）低能耗轻汽油切割技术：采用多级分步冷凝以及轻、重汽油高压与 低压耦合匹配解吸技术， 将汽油组分中富含烯烃的轻汽油切割出来， 降低汽油组分中的烯烃， 达到清洁燃料油品的要求，同时将富含烯烃的轻汽油进行回炼以实现多产丙烯技术； （4）关 键技术和设备的工程放大技术。 本文研究成果若在 150 万吨/年催化裂化装置上推广，可以节约能耗 20%左右，年节约 能耗 1.5 万吨标准油，折合人民币约 6000 万元，减排温室气体 4.68 万吨 …… 此处隐藏：4041字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……