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过程能量优化改造在石油化工企业的应用

2010-06-03

    案例分析概述 
    中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司炼油厂建于1945年,经过50多年的不断发展,已成为原油加工能力达800万t/a的大型企业。但是,由于企业是逐步发展的,因此在整体规划方面明显存在不足之处,尤其体现在蒸汽动力(供热)系统。这主要表现在延迟焦化、催化裂化装置热能利用不合理及蒸汽管网系统配置不合理,造成单位产品能耗处于全国同行业的中下等水平。自2000年以来,该厂采用系统节能的思想,对上述装置和系统实施能源合理化改造工程,通过工艺优化、改进能量回收环节、增设部分热能利用设备等措施,实现了低温热量的回收,降低了蒸汽消耗,取得了良好的节能、环保和经济效益。
    项目总投资1118.4万元,包括设备费、安装建筑费和其他费用等。项目总投资动态回收期为1.32年(近16个月)。 
    节能5638吨标准油/年,平均每年节约资金1 014.84万元(重油价格按1800元/t计)。年减排CO220977 t。
    系统节能原理  

 

 

    系统节能在平衡能源利用“数量”的基础上,研究能源利用的质量,追求能量梯级利用,以充分实现合理用能原则。
    优化思想以热力学第二定理为理论,从三方面研究系统的最优:第一是充分研究过程工业能流和物流的结合;第二是深入分析能量转换、能源使用和余热回收三个环节的关系;第三是优化整合一次能源(油、煤……)、载能工质(汽、电、水……)和单机、单炉(单台设备)的综合效率。
    随着计算机技术的发展,对复杂工业过程的模拟、计算、分析和比较,利用科技手段实现能源利用系统最优已形成趋势,目前已向在线调控发展。
    系统的改造     过程能量优化改造工程程序: 
    上海炼油厂对过程能量优化分析后,前期采取的主要措施有: 
    (1)延迟焦化装置
    提高蜡油循环取热,结合分馏塔内分段合理取热优化,多产1.0MPa蒸汽;焦化分馏塔顶油气、顶循等低温热源回收用于江水除盐前加热;应用传热强化、换热器优化设计技术。

 

图1    延迟焦化节能改造

 

    (2)3#催化裂化装置
    解吸塔与脱丙烷塔增设中间再沸器;主分馏塔一中后冷热量回收,使联合装置减少1.0 MPa蒸汽的消耗;二气分合理分配循环热水流程,满足各塔底再沸器的热能需求。
    (3)蒸汽管网系统
    对整个管网系统特别是储油罐区加装或更换阿姆斯壮疏水阀;对疏水点集中的伴热管线实施冷凝水回收。
    推广潜力 
    该系统改造工程采用的技术是成熟的,在全国同类厂中有很好的发展前景。全国有炼油厂40余家,拥有催化裂化装置60余套,延迟焦化20余套,如采用过程能量优化系统的改造,催化裂化装置分馏塔优化取热,解吸塔增设再沸器等;延迟焦化装置优化分馏塔回流取热,低温热利用等技术,不但能取得良好的经济效益和社会效益,而且对保护环境有着重要的意义。初步估算如下:
    (1)节能效益
     如果全国同类型炼油企业都采用系统优化进行节能改造,每年可节约6.5万标油,减少成本11 700万元人民币。
    (2)环保效益
    全国每年减排CO2约25万t。

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