延迟焦化装置能耗分析探讨

　　[摘 要]延迟焦化装置是现代石油炼制厂中唯一的间歇-连续操作的工艺。本文通过对延迟焦化装置的能耗构成经行深入全面的分析，通过工作中的实践找到了影响焦化装置能耗的主要因素， 经过分析研究找到了预防损耗的有效措施，是装置的能耗降低， 取得了良好的经济效益和社会效益。

　　[关键词]延迟焦化；能耗分析；节能措施
　　
　　延迟焦化工艺是一种应用广泛的重油/渣油加工技术，由于其技术简单、投资及操作费用低和经济效益好等特点，世界上85%以上的焦化处理装置都采用延迟焦化工艺。随着延迟焦化工艺的迅速发展以及节能降耗日益受到重视，对延迟焦化装置进行能耗分析并采取有效的节能措施非常必要。
　　1.装置能耗的构成
　　延迟焦化装置能耗主要包括燃料气、电、蒸汽、水（新鲜水、循环水、除氧水、除盐水）、热输出等消耗，从装置实际能耗情况看，燃料气消耗所占能耗比例在59%以上，最高达到64%；电耗所占比例在14%以上；蒸汽所占比例20%以上。因此，降低燃料气、电耗和蒸汽消耗是降低装置能耗的决定性因素。
　　2.装置能耗偏高的原因分析
　　2.1 装置负荷偏低。理论和实践经验表明，对于同一套装置，处理量越高，单位能耗越低；而装置负荷较低时，单位能耗会相应上升。
　　2.2装置3.5MPa 蒸汽消耗较高，1.0MPa 消耗蒸汽较高3.5MPa 蒸汽：
　　a） 大汽轮机耗汽（40.68 吨/时）
　　b） 小汽轮机耗汽（2吨/时）
　　c） 加热炉注汽（3.2吨/时）
　　1.0MPa 蒸汽：
　　a） 加热炉过热蒸汽耗汽（2吨/时）
　　b） 焦炭塔吹汽耗汽（4.2吨/时）
　　c） 特阀汽封（1.5吨/时）
　　d） 管线伴热（3.5吨/时）
　　2.3 加热炉热效率偏低。装置开工后，受空气预热器换热效果差等因素，影响加热炉
　　排烟温度过高，加热炉热效率较低，燃料气消耗较大。
　　2.4 水利用效果差、新鲜水耗量大、节水措施落实不到位，特别是循环水冷却器使用和空冷调配不合理。
　　3.延迟焦化装置的节能措施
　　3.1 减少燃料气损耗
　　优化操作条件减少被加热介质的有效热量。在满足产品收率的前提下，降低装置的循环比减少加热炉的进料量，循环比由0.35降到0.15，燃料气可节省约15%，采用单程操作燃料气可节省约25%。若燃料气能耗占装置能耗6%，则使装置能耗降低约5%一10%。
　　在保证分馏塔底不结焦，加热炉对流出口烟气温度合理的条件下，提高进加热炉的油品温度，如由30度提高到35.5度，燃料气可节省约10%。考虑到分馏塔的热回收率，焦化能耗可降低约1%。优化加热炉炉管设计，采用合适的流速和停留时间，辐射室停留时间控制在45秒之内，防止过度裂化和结焦，控制炉出口汽化率，减少介质吸热负荷。
　　3.2 优化加热炉设计提高炉效率
　　当被加热介质的吸热确定后，如何消耗最少的燃料气满足其要求，就要提高加热效率。炉效率一加热介质的吸热/燃料气放热。炉效率提高1%，燃料气节省约1.1%。采用高效空气预热器，回收烟气余热加热燃烧用空气，降低排烟温度，提高炉效率，针对焦化装置一般提高约5一10%。为防止烟气的低温。露点腐蚀，空气预热器的低温侧采用耐腐蚀材料，燃料气加强脱硫。用烟气中的氧含量（2一3%）在线控制空气量，鼓风机采用变频调速，使加热炉的过剩空气系数在1.15以下，加热炉的热效率可达到91%以上。当过剩空气系数在1.25时，氧含量约为5一6%，加热炉的热效率只有86%左右，此时燃料气的消耗将增加约5.5%。采用空气燃料比例调节技术可最大程度降低过剩空气系数以达到提高热效率降低燃料消耗的目的。设计时可分别对燃料管线和空气管道设置流量计，根据燃料组成可计算出理论空气用量，从而可设定实际的空气与燃料比例。
　　3.3 减少蒸汽消耗
　　焦化装置的用汽点主要有加热炉注汽、焦碳塔吹汽、阀门汽封、蒸汽往复泵用汽、汽轮机用汽、设备管线伴热及设备管线吹扫。在保证炉管流速的条件下，尽可能采用小的注汽量，一般为原料的1一1.5%。并注意同样管径条件下，油品流量大可采用小注水量。焦炭塔吹汽量和焦炭塔的大小有较大关系，应保证焦炭挥发份合格及冷焦水含油不太多的条件下，减少吹汽量和吹汽时间或采用O.45M Pa的蒸汽。通常采用自动控制来控制吹汽量和吹汽时间。高温球阀和四通阀通过注入蒸汽来密封和防止结焦，连续注入该处一般通过限流孔板来限制注入量以节省蒸汽。
　　3.4 降低水消耗
　　3.4.1 冷焦污水处理回用焦化装置在生产过程中每天需要焦池补充大量的新鲜水作为冷切焦水使用，同时在焦炭塔生焦完成后，在冷焦过程中产生的蒸汽、油气混合物经放空系统洗涤冷却后进入放空塔塔顶油水分离器，在分离器底部产生大量含油、COD和悬浮物较高的污水，不能直接进入焦池作为冷切焦水回用，在实际生产中排入含硫污水系统。为了利用这部分冷焦水，减少每天向焦池补充的新鲜水，通过技术改造，增加了冷焦污水处理系统。冷焦污水经处理后，其中污油得到了回收，污水回到焦池作为冷切焦水回用，不仅实现了含硫污水零排放，而且减少了向焦池补充的新鲜水，每年可回用污水54000t。
　　3.4.2 蒸汽冷凝水回用
　　装置蒸汽冷凝水主要来自罐加热盘管、重油伴热等，蒸汽冷凝水排入工业污水井，蒸汽冷凝水水质优于软化水，没有得到有效利用。通过技术改造，利用新接管线将蒸汽冷凝水引至除氧器回收利用，不但降低了软化水用量，而且减少了外排污水量，每小时按0.5t 计算，全年生产按8 400h计算，每年可节约软化水 200 t。
　　3.5 降低电耗
　　焦化装置用电设备主要有机泵、压缩机、空冷器等，耗电量较大的是压缩机、高压水泵及原料泵等。由于压缩机和原料泵都是连续运行，而高压水泵是间断使用，根据此特点，通过优化措施，减少高压水泵运行时间来进行节电。高压水泵运行时间受焦炭塔内焦炭的硬度、除焦速度及相关除焦设备的影响，通过优化工艺参数，降低焦炭产率；根据原料性质、焦炭硬度及时调整加热炉出口温度；加强除焦操作员工技术培训，确保除焦速度；维护保养好除焦设备，避免设备故障，保证除焦顺利进行。通过这些优化措施，可减少高压水泵的运行时间，达到节电的效果。
　　4.结语
　　降低循环比、缩短生焦周期，最大限度的提高装置处理量，可有效降低能耗；做好提高蜡油抽出温度，多产蒸汽与装置长周期的平衡，做好提高处理量与焦炭塔安全空高之间的平衡，可有效降低能耗；加强加热炉管理，控制合适的炉膛氧含量，提高加热炉效率，最大限度降低燃料消耗可降低装置能耗；从装置的本身特点出发，采取一些有针对性的措施，通过操作优化和小规模的节能技术改造，可以在一定程度上降低装置的能耗。
　　参考文献
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