文档介绍：延迟焦化单元的能源利用分析和改进
摘要
这篇文章呈现了在中国的炼油厂中应用三链式的能源结构模型的延迟焦化体系能量和有效能分析。依照能耗分析和评价的结果,潜在能耗对于节能是一个更好的改进细节步骤是一个暗示。被提议的改进被期望显着地降低能源消费和到改善经济利润那延迟焦化单元。与最初的单位相比,能源消耗改进流程减少到 %, 这示范应用的策略对能耗的分析和过程体制的改进是适当的。
关键字: 延迟焦化装置; 能耗分析; 有效能分析; 节能
1. 介绍
延迟焦化是在石油炼制工业中处理重油的主要流程之一。它本质上是一个高温度流程包括广泛使用直接加热提高产品等级。焦炭化过程, 作为一个有剧烈热裂化和冷凝反应的组合流程, 需要消耗很多的高级能源。[1]重油, 像减压残渣, 裂化残渣和催化裂化油浆,等等, 经过500 ℃剧烈热裂化和冷凝反应, 产品有干气,液化石油气,汽油,柴油的产品, 重瓦斯油,焦碳被生产。所有强吸热焦化反应的热需求被焦化加热器提供。过热态的高温反应蒸汽在被从焦碳塔引入主分馏塔。不同焦化产品被分开从分馏系统中以液态或气态携带走大量的低级热的低温。
对有效的焦化单元低温热的消耗而言,至关紧要的是焦化加热炉的效率的提高和低温热源的利用。在这份报告中给出的是中国炼油厂中延迟焦化反应器的能量和有效能分析因此, 一些改进和对应的最佳措施详细地被计划基
为能耗的分析和程序制度的最佳化的三链式结构模型[4,5].
2. 延迟焦化流程的能耗分析
. 延迟焦化反应器的描述
在被在 1996 年进入操作之内设计而且放的一个中国炼油厂的延迟焦化反应器是拿为例学习能耗的分析和进步。展示的是简单的延迟焦化反应器流程图在图 1 被。设计的处理能力是 500Kt/a( t/h), 循环比被设计为 。真实的数据从一个典型的操作日子获得的。表1 给一全部的延迟焦化单元的物料平衡。焦化产品的规格是在表 2 显示。
图 1. 简单的分析延迟焦化反应器的流程图表了(1-加热器; 2,3-焦炭塔; 4-4 四通开关 5-分馏塔; 6 气-液体分离罐; 7 蒸气器; 8 热交换器; 9 冷却器的/
凝结器; 10-泵).
实际能源消费在 2000 年延迟焦化装置处理一吨的新鲜给料由于焦化单元本身缺少有用热源的回收器的实际能源消费缺少对整个辅助体系的能耗的综合考虑消耗高达 MJ/吨,像是整个的炼油厂的实效性,储藏和运输制度。新鲜原料在延迟焦化装置中,预热,焦化,分馏是由一个加热器和二个焦炭塔组成的。
新鲜的给料, 经与热的产品流和烟气在对流区段热交换是达到大约350℃被引入分馏塔底部使高温度过热反应蒸气骤冷。部分在反应蒸汽的较重的冷凝为再循环,而且在新鲜的给料中的较轻的部分同时被蒸发。对新鲜的给料浓缩的再循环较重部份的比被定为焦化单元的循环比。来自分馏塔底部的进料, 和反应蒸气冷凝下来的重油一起被灌入焦碳塔的辐射室预热,很快地热减少了温度降到 500℃以下。部份在加热器管中蒸发之后而且通过了过一个
四路转换阀, 给料然后进入二个焦炭塔中的一个进行生焦反应。在管子中注入高的压力水是为了防止焦炭沉积和延迟在管子中发生焦化反应。从焦碳塔的顶端的被过热化的反应蒸汽气提进入分馏塔底部, 而根据它们的沸点更进一步分馏如富气,石脑油, 轻汽油(柴油)和重瓦斯油。三个循环泵有效地增加塔的热能源的回收。柴油的部份在汽油安定的单位被更进一步冷却而且用如吸收油,而且焦碳分馏塔充足的吸收油回返焦碳分馏塔在被柴油预先加热之后,哪一个可能被考虑如柴油机泵循环。焦炭都来自于浓缩反应的焦炭被子冷却移出焦炭塔保存在顶部的起动机中。
. 三个联编/次要系统的区分
延迟焦化反应器可能被区分为依照被Hua, et al,以及其他人计划的三联编的能源结构的模型以能源的功能和进化为基础的三个联编/次要系统被分析。[4,5],也就是能源-转变联编/次要系统,能耗联编/次要系统和节能联编/次要系统。成份, 像焦化分馏塔,焦化塔,等等经由能源的角色运行物质的转化和分离的属于能源-使用的联编。成份, 像是使成焦煤加热器,再煮器和泵,等等,实现能源的不同类型之间的转变, 属于能源-转变联编/次要系统,或者冷却目标产品流程的冷却器,凝结器
,热交换器和蒸气的产生器,等等,和能源-恢复的联编有密切关系。两者的能源-转变联编/次要系统和能源-恢复的次要系统, 如程序制度的附加次要系统, 主要地为能耗的次要系统服务。
热力学的分析相当有用在识别一个程序的真实的无效率方面。基于三联编模型的结构, 能源和放射本能分析为所有的能源-使用的程序和被分析的被延迟的炼焦器的三个次要系统里面的设备被引导。使成焦煤加热器, 热交换器网络