离心机组过程分析及节能论文.doc

重整离心压缩机组过程分析 及节能优化探讨 摘要：本文通过分析影响装置两台离心机组能耗的因素出发，对过程适当简化后进行分析。结果表明，在满足工艺及机组安全稳定运行要求的前提下，可通过减小K202一段和二段防喘阀开度、降低压缩机各入口空冷冷后温度、加强部分管线保温、降低系统压降、用氢流程优化五种途径降低压缩机的能耗。依据本装置目前的实际情况，提出对空冷A201、A202、A203进行改造使冷后温度可控及再生部分用氢流程改动的建议。 关键词：离心机组；过程分析；节能 （综观全文，应该改题名为压缩机组过称热力学分析，因为所有过程均进行的是热力学分析，动力学几乎没有什么涉及，所以应该加深过程的动力学方面的分析和探讨。） 催化重整是石油炼制的主要生产过程之一，用于生产高辛烷值汽油、富氢气体及芳烃等产品。中石化青岛炼油化工有限公司于2008年建造并一次投产成功的1500Kt/ a连续重整装置，采用UOP三代超低压连续重整反应与再生工艺技术。装置共有2台多级离心压缩机组，分别是重整循环氢压缩机K201（BCL904+BCL905）和增压氢压缩机K202（BCL707+BCL708）。重整产物分液罐D201顶气体经K201一段4级压缩后进入二段5级压缩，出口气体一部分作为循环氢在反应系统中循环使用；一部分作为置换气进入四反底部置换由四反下落的催化剂上所携带的烃类；剩余部分气体经空冷A202至分液罐D202分液，D202顶部气体经增压机K202一段7级压缩后，再经空冷A203冷却，进入K202二段入口分液罐D203分液，再进入二段8级压缩后，与经泵升压后的重整生成油进行再接触。再接触罐D204顶分离出的氢气一部分至装置再生部分用作还原气、再生剂提升气和闭锁料斗增压气使用。另一部分经脱氯后，少量去本装置预加氢部分作为补充氢，其余部分进氢气管网供加氢装置使用。两台机组均以3.5MPa蒸汽驱动的背压式汽轮机（K201背压为0.45MPa，K202背压为1.0MPa）为其驱动机，其设计技术参数如表1、表2所示【1】。由表可知两台汽轮机组设计汽耗约为176T/h，是装置3.5MPa蒸汽耗汽大户。另外，这两台压缩机组的 表1. K201驱动机（NGS40/32）技术参数 运行点 主轴 进汽 排气 功率KW 转速r/min 流量T/h 压力MPa（G） 温度 ℃ 压力MPa（G） 温度 ℃ 额定点 7317 5287 82.368 3.5 400 0.6 220 正常点 6092 4570 70.236 3.5 400 0.6 220 其他点 7317 5287 93.1 3.3 3.8 0.7 223 调速范围 70%～105% 最大连续转速r/min 5551 电子跳闸转速r/min 5972 K202驱动机（NGS50/40）技术参数 运行点 主轴 进汽 排气 功率KW 转速r/min 流量T/h 压力MPa（G） 温度 ℃ 压力MPa（G） 温度 ℃ 额定点 8144.4 7625 131.76 3.5 400 1.1 276.63 正常点 6451 7050 105.8 3.5 400 1.1 276.8 其他点 8144.4 7625 169.2 3.3 380 1.2 279 调速范围 70%～105% 最大连续转速r/min 8006 电子跳闸转速r/min 8646 机械跳闸转速r/min 8807 安全稳定运行对装置反应系统的稳定至关重要。因此通过各种途径使其既能安全稳定运行，又能减少运行能耗是本装置节汽工作的重点。1. 影响因素分析 影响K201、K202能耗和安全稳定运行的因素很多。由工艺方面考虑，K201需完成循环氢输送和重整产氢一段压缩的任务，K202需完成将K201出口的重整产氢增压送至氢管网的任务。由伯努利方程可知，流体的循环和增压过程除需克服流体经过系统的阻力外，还需提供工艺系统所需的位头、速度头和压力头。对于气体输送，属于可压缩流体流动，一般情况位头、速度头变化可忽略不计，但压头和阻力损失与流体具体流动过程有关。压头损失应根据等温、绝热等多种不同过程通过流体的P-V-T关系积分计算。由范宁摩擦方程可知，对特定的管路系统，系统阻力⊿Pf=B×Qv2，式中Qv为流体的体积流量。B为流体性质（如密度、粘度等）及流体流经的相应管路、设备性质（如表面粗糙度、形状等）的函数。一般而言，流体密度、粘度及管路的表面粗糙度越大，B值越大。气体在管内流动，密度和速度沿管长变化，故总的阻力损失需将管线微分后计算出阻力后积分得出。由机组安全稳定运行方面考虑，K201、K202均为离心式压缩机，必须避开喘振工况。喘振是离心压缩机的一种特殊现象，与其结构尺寸、输送的气体性质