芳烃装置节能降耗技术优化方案分析.doc

1、芳烃装置节能降耗技术优化方案分析摘 要：本研究为探讨芳烃装置在节能降耗技术方面的优化方案，对较具有节能潜力的换热网络、分馏系统进行研究，首先分析芳烃装置整体节能降耗方案进行分析，进而探讨通过夹点技术优化换热网络利用率，最后对分馏系统方面所应用的节能降耗方案进行探究，从而为芳烃装置在节能降耗上取得最佳的优化方案。 关键词：芳烃装置 节能降耗 夹点技术 换热网络 芳烃产品在沸点上较为接近，难以分离，因此分馏系统的能耗情况较为严重。换热网络属于交换与利用主管能量的一个系统，因此对换热网络进程优化计算，有利于提高其利用合理性1。由此可看出，分馏系统、换热网络具有较大的节能潜力。 一、芳烃装置整体节能降

2、耗方案分析 研究以 400kt/a 芳烃抽提装置配套 600kt/a 连续重整装置为例，以环丁矾作为抽提溶剂，该抽提装置产品涉及到 120#溶剂油、6#溶剂油、苯、二甲苯与甲苯。芳烃装置的抽提系统包含有溶剂再生塔、抽提塔、回收塔、水汽提塔、汽提塔以及抽余油水洗塔2。 1.芳烃装置能耗分析 芳烃抽提装置主要是通过降低蒸汽、燃料气等的消耗来降低能耗，其能耗数据具体见表 1。其中，蒸汽能耗情况：抽提抽空器消耗2.0th-1，能耗 0.084GJh-1。溶剂油塔进料换热器消耗 2.1th-1，能耗 0.089GJh-1。溶剂油塔重沸器消耗 5.7th-1，能耗 0.242GJh-1。其他的能耗均来源于

3、燃料气，具体见表 2。 表 1 芳烃装置能耗数据 表 2 燃料气部分能耗数据（GJ/t） 2.节能措施 降低分馏塔、脱重组分塔等的回流比；降低抽提水的循环量；停止使用抽空器； 3.节能效果 通过采取以上节能措施后，芳烃装置中循环水、电、蒸汽、燃料气等的能耗数据分别为 0.039GJt-1、0.356GJt-1、0.112GJt-1、2.973GJt-1，相比装置在开工初期的能耗情况（见表 1） ，节能效果十分显著。 二、换热网络方面的节能降耗方案 夹点技术属于目前在优化换热网络中最为使用的一种方法，该技术从系统整体出发，以 1.原换热网络的夹点技术若夹点的温差为 10e，以芳烃装置流程物流数据

4、进行计算，可得出夹点温度的平均值为 85e，其中冷流股与热流股分别为 80e、90e。 2.现换热网络的夹点技术 以夹点方法的设计原则为分析依据，现阶段采用的换热网络一方面夹点之上具有抽提塔塔底物流与汽提塔塔底再沸，前者换热量为0.54MW，后者换热量为 2.91MW。另一方面跨越节点处的传热换热量为4.54WM。由此得出，换热网络节能潜力为 4.54WM。 3.现芳烃装置换热放网络优化方案分析 3.1 最大热回收优化方案 以物流分支原则为依据，以白土塔进料物流与其他物流取代回收塔塔底物流进行换热，消除热物流与白土塔进料物流之间的传热，以热物流月夹点上的冷物流进行换热，以白土塔进料物流则有夹点

5、下热物流进行加热。以新换热网络中的 E7、E6、E3 以及 E5 取代原换热网络当中的E1、E2、E3 与 E4。通过该改动方案，节省 4.54MW 工程量。 3.2 最小改动优化方案 增加 E3、E4、E5、E6 以及 E7 等换热器，由 E3、E6、E7 等分别减少其面积，并合并原油的 E2、E3，取代 E4，取得新换热面积（541.38m2） ，在此改动方案下，加热公用工程为 3.27MW，冷却公用工程为 2.44MW。 3.3 最小改动优化方案与最大热回收优化方案对比 最小改动方案的加热公用工程与冷却公用工程分别为3.27MW、3.27MW，而最大热回收方案的加热公用工程与冷却公用工程

6、均为 4.54MW。假设装置年运行时间共有 360 天，而冷却水公用工程费用与加热公用工程费用分别为 27 元/t、15.5 元/GJ，由此可得出，最小改动方案的投资费用为 200 万，回收期为 4 个月，热冷共用工程分别减少12.32%与 10.26%。而最大热回收方案的投资费用为 600 万，回收期为 8个月，热冷共用工程分别减少 17.11%与 19.08%。对比得出，最大热回收优化方案的节能效果更为显著。 三、分馏系统的节能降耗 1.芳烃分馏单元能耗分析 某石化公司芳烃分馏单元的塔系有三种类型，即甲苯塔、二甲苯塔、邻二甲苯塔。利用导热油加热甲苯塔、二甲苯塔再沸器时，每小时的能耗量为 8

7、9.752GJ 的能量。在该过程中，塔顶存在大量的低温位热源，该热源直接被空气或者水带走，没有采取任何的回收利用措施，导致大量能源被浪费掉。通过测试分析，甲苯塔、二甲苯塔及邻二甲苯塔三者的利用率分别为 8.3%、6.5%及 11.6%，其冷凝器带来的损失数据为5.1725G/h、12.0392G/h 及 1.4587G/h，损失很大，因此分馏环节的节能情况亟待提高。 2.各项节能方案分析 结合上述情况，制定了三个节能方案，具体情况如下：压缩式技术利用压缩机把二甲苯塔塔顶物流的温度升高，再将其作为苯塔再沸器的热源。关闭了苯塔再沸器热源后，导热油提供热能的节约量为24.45GJ/h；二甲苯塔操作压

8、力提高至 150kPa 的等级二甲苯塔塔顶的原始操作压力为 135 kPa，将其提高至 150 kPa，塔顶温度即会升高至176.6，该塔顶热物流中的一部分用作苯塔再沸器热量来源，其他部分则是甲苯塔中间再沸器的热量来源。导热油热量的节约量为27.60GJ/h；将二甲苯塔操作压力提高至 600kPa 先对二甲苯塔进行重新设计，提高操作压力至 600 kPa，温度升高至 229.5，并将全部的二甲苯塔塔顶物流作为苯塔及甲苯塔的热量来源，节约量为 38.60 GJ/h。 3.节能效果对比 方案一能够为企业创造 355 万元的效益，其所需的压缩机和苯塔再沸器造价成本分别为 100.00 万元、29.8

9、30 万元。方案二能够为企业创造476 万元的效益，其所需的苯塔中间再沸器及苯塔再沸器的造价成本分别为 69.423 万元、29.830 万元。方案三能够为企业创造 664 万元的效益，其所需的二甲苯塔、苯塔再沸器、甲苯塔再沸器的造价成本分别为300.00 万元、12.812 万元、17.035 万元。因此方案二其中的最优方案，方案三的节能效果最好，但是成本较高大，从长远来看，可以考虑该方案。 参考文献 1王建辉，李玉涛.芳烃抽提装置长周期运行的影响因素分析及对策J.乙烯工业，2011，23（03）：15-21. 2李耀彩，谷喜妍，周美娣.芳烃装置低温热回收工艺分析与系统集成J.化学工程，2013，41（04）：01-05.