热泵流程气体分馏装置的节能分析与措施.pdf

2004年中国石化炼油节能技术交流会论文集 热泵流程气体分馏装置的节能分析与措施 热泵流程气体分馏装置的节能分析与措施 都述政 安庆分公司炼油厂 l 概述 安庆分公司炼油厂I套气体分馏装置采用热泵流程，替代了常规流程脱乙烷塔的氨冷、丙烯塔的水 冷及蒸汽再沸器，降低了脱乙烷塔与丙烯塔的操作压力，还回收利用了塔顶的低品位能，从而使装置的 生产能耗大大降低，这也是热泵流程气分装置最大的节能特点。 由于精馏操作单位能耗本来就较大，在实际生产中应该在此节能流程基础上，进一步采取措施降低 装置能耗。 I套气体分馏为四塔流程，脱异丁烷塔现不开，能量主要由脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔消耗，后 两者为热泵所串联，所以进一步节能的目标应该在脱丙烷塔和热泵系统两方面。通过调整生产工艺，优 化操作，能够达到再节能的目的，以使生产成本得到降低，提高经济效益。 2现状分析 2．1两种流程的能耗情况比较 气体分馏装置在我国已有四十年历史，装置工艺已趋成熟，随着技术的开发，应用热泵技i琴，更使 生产得到完善，装置节能的效果得到大大体现。热泵流程气分装置的节能，主要表现在由热泵系统所串 联的脱乙烷塔和丙烯塔部分，从表l对比即可看出在装置设计加工量12．48t／h情况下，两种流程的主要 工艺条件和能耗情况。 表1 两种流程的主要工艺条件和能耗对比 注：热泵流程数据为本装置设计数据，常规流程数据摘自化学工业出版社‘石油化工过程节能方法与技术》 在常规流程中，丙烯塔需用蒸汽作热源，塔顶气相用水冷，大量热量被循环水带走，不能利用。而 热泵流程则是利用卡诺循环，将塔顶气相冷凝放出的低品位能量经压缩机压缩作功后又带回到塔底，较 195 2004年中国石化炼油节能技术交流会论文集 热泵流程气体分馏装置的节能分析与措施 大程度上重新利用了这部分能量。所以，热泵流程既省去了大量循环水，又不需蒸汽加热。另外，由于 塔底物流丙烷节流膨胀冷却脱乙烷塔、丙烯塔顶气相，潜热巨大，冷却充分，降低操作压力和回流比， 使塔底热负荷减少了许多；对于脱乙烷塔，更无需氨冷，省去用电。通过综合测算，热泵系统的单位能 耗从常规流程的47．56kgEo／t下降到20．35kgFⅫt，节能效果非常显著。 而脱丙烷塔能耗，两种流程基本一致，这里不作比较。所以整个装置的节能效果也就是热泵系统的 节能效果。 2．2现在采取的节能手段 为1．74MPa，提高了组份的挥发度，减少塔底的负荷和蒸汽用量。虽然由此增大了塔顶冷凝器E102A／B 的负荷，但将两台冷凝器由原串联方式改为并联方式，增大冷却介质，能够有效降低回流温度。这些操 作调整，可以不同程度的降低能耗。目前已将再沸器E103蒸汽冷凝水改进了原料加热器E101，省去了 原料加热器的蒸汽，充分利用了蒸汽冷凝水余热，提高了热利用率。从表2可以看出在设计加工量下能 耗节省情况： 表2 脱丙烷塔T101能耗情况 注：泵用电基本相I司，实际数据为典型操作数据，下l司。 2．2．2由于加强了热泵系统的优化操作，调整了生产工艺，目前热泵系统各生产工艺参数均较设计有所 较设计有较大程度降低。各项基本工艺条件及能耗情况列于表3。 表3 热泵系统基本工艺条件及能耗设计与实际对比 项目 设计 实际 脱乙烷塔底腑a 2．45 1．75 脱乙烷塔再沸器蒸汽 0．767 O．63 (O．3MPa)／t．h1 丙烯塔底压／MPa 1．45 1．25 丙烯塔底温，℃ 45．2 40．O 压机电㈣