夏洪亮 李春曉（江蘇新海石化有限公司）

隨著進(jìn)口原油使用資質(zhì)政策的落地，國(guó)內(nèi)常減壓裝置原料總體向輕質(zhì)化發(fā)展。為了適應(yīng)原料性質(zhì)的重大變化，使江蘇新海石化有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)新海石化）常減壓裝置發(fā)揮最大潛能，公司組織設(shè)計(jì)院專(zhuān)業(yè)人員和常減壓車(chē)間管理人員深入分析裝置運(yùn)行現(xiàn)狀，針對(duì)原料油輕質(zhì)化趨勢(shì)采取有效的改造手段消除裝置運(yùn)行瓶頸，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

1 裝置運(yùn)行現(xiàn)狀

新海石化3.0×104t/a常減壓裝置由青島海工英派爾公司承擔(dān)主體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用閃蒸塔、常壓塔、汽提塔、減壓塔流程。裝置原設(shè)計(jì)原料為380#燃料油和塔里木原油，設(shè)計(jì)綜合能耗為508.50 MJ/t，運(yùn)行能耗為398.34 MJ/t。

自2018 年新海石化取得進(jìn)口原油權(quán)并獲得使用配額以來(lái)，外采原料主要為盧拉、ESPO、吉拉索、LAPA 等輕質(zhì)原油，裝置加工負(fù)荷很難達(dá)到3.0×104t/a的設(shè)計(jì)值，原料油輕質(zhì)化帶來(lái)的主要限制因素為：石腦油收率高，常壓塔頂超負(fù)荷，限制裝置加工量；電脫鹽調(diào)整手段欠缺，運(yùn)行電耗高；換熱網(wǎng)絡(luò)偏離設(shè)計(jì)，Ⅱ段及Ⅲ段換熱熱源嚴(yán)重不足，換熱終溫低；減壓段受限于裝置處理量，側(cè)線拔出變化大影響換熱網(wǎng)絡(luò)及換熱效果；常壓爐超負(fù)荷，爐溫達(dá)到設(shè)計(jì)上限；裝置整體處理量低導(dǎo)致綜合能耗超高，各能源介質(zhì)單耗高；裝置循環(huán)水單耗水平低，單耗居高不下。

2 改造方案

2.1 閃蒸工藝改初餾工藝

對(duì)原設(shè)計(jì)的閃蒸工藝進(jìn)行初餾工藝改造，以滿足原料輕質(zhì)化的趨勢(shì)要求。原料經(jīng)換熱后達(dá)到210 ℃進(jìn)入初餾塔，初定油氣與原油換熱至83 ℃后進(jìn)入復(fù)合型蒸發(fā)式空冷器，冷凝至40 ℃進(jìn)初頂產(chǎn)品回流罐實(shí)現(xiàn)氣液分離，氣相去瓦斯壓縮機(jī)，液相經(jīng)初頂產(chǎn)品及回流泵分兩路出裝置和回流至塔內(nèi)。

2.2 智能電脫鹽應(yīng)用

通過(guò)引進(jìn)智能響應(yīng)變壓器及配套的PLC智能控制柜，達(dá)到電脫鹽智能控制的目的，實(shí)現(xiàn)脫鹽效果和節(jié)能降耗的目標(biāo)。

2.3 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

脫前換熱增加初頂油氣原油換熱器2臺(tái)回收塔頂油氣熱量；增加常一中換熱器2臺(tái)回收一中熱源并降低回流溫度；脫后原油與減一中換熱器增加3臺(tái)回收減一中熱量并進(jìn)一步降低回流溫度；脫前原油與渣油換熱器E2620 增加1 臺(tái)回收熱量并降低渣油外送溫度，降低水冷負(fù)荷；并對(duì)渣油換熱器E2621 增加脫后換熱流程，方便靈活控制脫前溫度。

2.4 加熱爐及附件改造

常減壓爐燃燒器改用高效低氮燃燒器[1]，更換高效空氣預(yù)熱器及配套風(fēng)機(jī)。

2.5 循環(huán)水二次利用

對(duì)減壓平臺(tái)、減一中水冷等冷卻深度要求相對(duì)高的回水引進(jìn)冷卻深度要求低的水冷進(jìn)行二次利用。實(shí)現(xiàn)降低循環(huán)水單耗的同時(shí)保證循環(huán)水流速及延長(zhǎng)水冷運(yùn)行周期。

3 節(jié)能改造效果分析

本次節(jié)能改造后，加工輕質(zhì)原料滿負(fù)荷運(yùn)行受限問(wèn)題得到解決。換熱終溫有所提高，相關(guān)中段回流熱量得到回收，回流溫度得到有效控制，加熱爐熱效率明顯提高，循環(huán)水單耗降到歷史最低。

3.1 閃蒸工藝改初餾工藝效果

改造完成后，裝置運(yùn)行結(jié)果如下：

1）在50%～110%操作彈性時(shí)，能夠安全、穩(wěn)定地長(zhǎng)期操作運(yùn)行；

2）在操作彈性范圍內(nèi)，壓降小于30 kPa；

3）塔盤(pán)選用26層高效立式傳質(zhì)塔盤(pán)；

4） 塔頂溫度為100 ℃，空冷出口溫度為40 ℃。

改造后常減壓裝置陸續(xù)加工了盧拉、卡斯蒂拉、LAPA、ESPO 等輕質(zhì)原油，初餾塔運(yùn)行正常，初頂石腦油產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定合格，裝置加工量能夠滿足375t/h 的設(shè)計(jì)負(fù)荷，最高可達(dá)到420 t/h。初頂產(chǎn)出石腦油40 t/h，使裝置一次加工量達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的同時(shí)降低了加熱爐的熱負(fù)荷，石腦油收率從原設(shè)計(jì)的5.79%提高到14.45%。

3.2 智能電脫鹽改造效果

通過(guò)幾種代表性的原料如M300、莎賓奧、阿曼等對(duì)比技改前后運(yùn)行電流和脫后含鹽指標(biāo)可以看出，改造后電脫鹽操作靈活方便，隨時(shí)可以調(diào)整電場(chǎng)強(qiáng)度，運(yùn)行電流明顯降低，同時(shí)脫后含鹽指標(biāo)也顯著下降。

技改前后電脫鹽指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。由表1 可知，不同油品改造后電脫鹽運(yùn)行電流降低67%～80%，脫后含鹽指標(biāo)較改造前也有一定程度改善，降低幅度為14%～50%。這對(duì)裝置節(jié)能降耗起到關(guān)鍵作用，并且有助于裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

表1 電脫鹽指標(biāo)對(duì)比

3.3 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化效果

換熱網(wǎng)絡(luò)改造后，換熱終溫提高5～8 ℃；常頂循返塔溫度有效控制；減一中回流溫度有效降低，減一中泵負(fù)荷降低，塔頂殘壓有效控制；初頂油氣經(jīng)換熱后進(jìn)空冷溫度為60 ℃左右，相比改造前常頂油氣進(jìn)空冷溫度105 ℃明顯降低。技改前后換熱指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表2。

3.4 加熱爐改造效果

加熱爐經(jīng)過(guò)改造后，加強(qiáng)了氧含量控制管理。通過(guò)更換高效空氣預(yù)熱器[2]使排煙溫度降低至120 ℃左右，加熱爐供風(fēng)溫度提高到210 ℃，加熱爐效率提高3%以上。技改前后加熱爐參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表3。

3.5 循環(huán)水二次利用改造效果

循環(huán)水二次利用后，為實(shí)現(xiàn)降低循環(huán)水單耗且保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行，采取以下對(duì)應(yīng)措施：

1）減壓平臺(tái)冷卻深度優(yōu)先控制，保證減壓系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；

2）減壓系統(tǒng)穩(wěn)定同時(shí)，根據(jù)不同原料及時(shí)對(duì)一次循環(huán)水進(jìn)行優(yōu)化；

3）常壓側(cè)線冷卻滿足深度要求，但二次循環(huán)水過(guò)剩時(shí)部分回水直接返回循環(huán)水回水系統(tǒng)，避免物料熱能過(guò)度冷卻造成浪費(fèi)；

4）保證減一中回流冷卻深度優(yōu)先控制；

5）減壓側(cè)線二次循環(huán)水過(guò)剩時(shí)部分直接進(jìn)回水系統(tǒng)；

表2 換熱指標(biāo)對(duì)比

表3 加熱爐參數(shù)對(duì)比

表4 循環(huán)水運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

6）蠟油、渣油溫度過(guò)低時(shí)水冷切出[3]，提高蠟油、渣油同催化、焦化裝置熱聯(lián)合直供比例；

7）定期監(jiān)測(cè)循環(huán)水流速，保證流速滿足設(shè)計(jì)要求。

技改前后循環(huán)水運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表4。由表4可知，經(jīng)過(guò)技改后水冷系統(tǒng)運(yùn)行情況得到明顯改善。裝置循環(huán)水單耗降低57.5%，循環(huán)水回水溫度和流速都顯著提高，目前水冷運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)結(jié)垢傾向。

4 節(jié)能改造效益

技能改造項(xiàng)目實(shí)施后裝置能耗情況見(jiàn)表5。

表5 裝置能耗情況

隨著原料輕質(zhì)化趨勢(shì)，裝置二中自發(fā)汽量明顯增多導(dǎo)致除氧水單耗上升，燃料消耗也有所提高。由表5可知，改造后裝置加工輕質(zhì)原料時(shí)綜合能耗降低幅度仍超過(guò)10%，從改造前的398.34 MJ/t降至356.83 MJ/t，節(jié)能效果明顯。

5 結(jié)論

要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗優(yōu)化運(yùn)行，應(yīng)該開(kāi)展如下工作：

1）燃料消耗在綜合能耗中占70%以上，降低綜合能耗首先要從提高加熱爐熱效率著手，對(duì)加熱爐日常氧含量、排煙溫度等平穩(wěn)控制尤為重要。

2）保證原料充足穩(wěn)定，合理采購(gòu)或配比適合裝置設(shè)計(jì)點(diǎn)的原料，使裝置全年處于滿負(fù)荷狀態(tài)，對(duì)降低裝置綜合能耗起著決定性的作用。

3）根據(jù)換熱終溫及時(shí)優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，降低低溫位熱轉(zhuǎn)換比例，提高熱回收效率。

4）采用先進(jìn)的節(jié)能改造技術(shù)及方案，同時(shí)采用先進(jìn)的管理手段，如低溫?zé)峄厥绽?、裝置熱聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用、常減壓裝置操作優(yōu)化等。