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煉油廠加氫脫硫工藝夾點(diǎn)分析與節(jié)能

文檔作者：陳捷文檔來源：中國(guó)石油遼河油田分公司多種經(jīng)營(yíng)處		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月16日
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一62一
節(jié)能
ENERGY CONSERVf6ITl0N
2013年第7期
(總第370期)
煉油廠加氫脫硫工藝夾點(diǎn)分析與節(jié)能
陳捷
(中國(guó)石油遼河油田分公司多種經(jīng)營(yíng)處，遼寧盤錦124010)
摘要：煉油廠加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)能量流密集、能耗高，對(duì)該工藝進(jìn)行過程集成節(jié)能研究，具有重要
意義。對(duì)加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)分析說明該換熱網(wǎng)絡(luò)存在跨越夾點(diǎn)的熱量傳遞。對(duì)某煤油廠
汽油加氫脫t4【．'r藝換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)優(yōu)并提出了節(jié)能技術(shù)方案。基于過程集成節(jié)能提出的換熱集成節(jié)
能措施可有效降低加氫脫硫工藝能耗，去掉了加熱爐，節(jié)約加熱公用工程量541．56 kW，冷卻公用工
程量減少637．53 kW。
關(guān)鍵詞：加氫脫硫；夾點(diǎn)分析；過程集成；換熱網(wǎng)絡(luò)；節(jié)能
中圖分類號(hào)：TE624文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1004—7948(2013)07—0062—03
doi：103969／j．issn．1004—7948．2013．07．016
引言1加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)分析
夾點(diǎn)技術(shù)?作為一種過程系統(tǒng)用能分析方
法，在過程工業(yè)中的應(yīng)用已取得顯著的節(jié)能效果。
大量的工業(yè)實(shí)踐表明夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)提高系統(tǒng)能量利
用率、降低投資與操作成本等具有重要的作用。在
換熱網(wǎng)絡(luò)的集成思想和夾點(diǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上其應(yīng)用
領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到提高原料利用率降低污染物排放
和過程操作等方面。
目前，夾點(diǎn)分析已經(jīng)廣泛用于煉油廠的原油常
減壓蒸餾換熱網(wǎng)絡(luò)用能分析，說明換熱網(wǎng)絡(luò)熱回收
夾點(diǎn)溫差越小回收的熱量越大。對(duì)于柴油加氫精
制工藝的夾點(diǎn)分析說明該裝置不需外加熱源。夾
點(diǎn)技術(shù)用于已有裝置的節(jié)能改造時(shí)，由于各裝置過
程、條件的差異，盡管已做了很多研究心“J，仍難以
找到一定的規(guī)律。
特別是利用夾點(diǎn)分析部分解決煉油廠汽油脫
硫加氫工藝能耗瓶頸問題的研究很少，該工藝消耗
了大量中壓蒸汽，而這部分能量目前需要消耗公用
工程來提供。本文采用過程集成節(jié)能的分析方法
對(duì)某煉油廠汽油脫硫加氫工藝進(jìn)行夾點(diǎn)分析，從冷
熱物流總復(fù)合曲線的特點(diǎn)找出用能薄弱環(huán)節(jié)，通過
換熱集成降低中壓蒸汽消耗量和部分換熱器熱負(fù)
荷，達(dá)到降低公用工程用量的目的。
基金項(xiàng)目：科技部支撐計(jì)劃(項(xiàng)目編號(hào)：2008AF強(qiáng)SB00)
1．1加氫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)的生成
某煉油廠汽油加氫脫硫工藝主要包括預(yù)分餾
部分、反應(yīng)部分和汽提部分。根據(jù)加氫脫硫工藝流
程以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，提取了12個(gè)物流的數(shù)據(jù)(7個(gè)熱
流和5個(gè)冷流)和2種加熱公用工程(加熱爐和
3．5MPa中壓蒸汽)，物流參數(shù)如表1所示。
由加氫脫硫工藝流程(見圖1)得知，重汽油和
混合氫存在混合換熱，為便于提取換熱網(wǎng)絡(luò)，假定
重汽油和混合氫之間存在一換熱器(換4)，其作用
為使得混合氫與重汽油經(jīng)換熱達(dá)到其原來混合后
的溫度再混合，換熱器熱負(fù)荷為原來其混合時(shí)交換
的熱量。其他部分存在的混合換熱忽略不計(jì)。
1．2加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)位置的確定
由于表1中的物流較多，采用復(fù)合溫焓線很繁
瑣，且不夠準(zhǔn)確，采用表2所示的問題表格法確定
夾點(diǎn)。
溫區(qū)6和溫區(qū)7之間的熱通量為0，該處為夾
點(diǎn)。夾點(diǎn)平均溫度為175．5'12，即夾點(diǎn)處熱流溫度
1830c，冷流溫度1680C。
2加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)分析與改造
2．1加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)分析
根據(jù)表1和表2中的數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[1]、文獻(xiàn)
[6]可知，夾點(diǎn)溫差為15℃時(shí)，換熱網(wǎng)絡(luò)最小加熱
萬方數(shù)據(jù)
2013年第7期
(總第370期)
節(jié)能
ENERGY CONSERVATION．．——63．．——
H：200％
H1
H．
H，
H6
H．
C，230℃
88℃
222℃
於《
107℃
88℃
74℃
55℃
℃
O℃
圖1加氫脫硫工藝初始換熱網(wǎng)絡(luò)
公用工程為1864．34kW，實(shí)際加熱公用工程為
2637kW，節(jié)能潛力為29．3％。根據(jù)夾點(diǎn)分析原理
(即夾點(diǎn)之上不應(yīng)有公用工程加熱器，夾點(diǎn)之下不
應(yīng)有公用工程冷卻器，不應(yīng)有跨越夾點(diǎn)的傳
熱)H’6 J，可找出換熱網(wǎng)絡(luò)的不合理之處為跨越夾
點(diǎn)的熱量傳遞：換熱器1中加氫反應(yīng)產(chǎn)物(H。)
2750C-+124℃、重汽油加氫(C，)64℃一222℃和換
熱器2中汽提塔底油(H：)2000C_÷88℃都存在跨
越夾點(diǎn)熱量傳遞，使公用工程增加772．768 kW，正
是節(jié)能潛力。
2．2加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)與夾點(diǎn)改造
考慮最小能源消耗，應(yīng)把換熱器1和換熱器2拆
分，去掉加熱爐，盡量減少中壓蒸汽的使用量。根據(jù)
能量平衡，新增換熱器E1的熱負(fù)荷為907．246kW，新
增換熱器＆的熱負(fù)荷為456．5kW，新增換熱器E3的
熱負(fù)荷為125．375kW，新增換熱器E4的熱負(fù)荷為
512．155kW，換熱器l的熱負(fù)荷減小了1363．746kW，
去掉了加熱爐，中壓蒸汽使用量減小了456．5kW，冷
卻公用工程量減少637．53kW。
但是新增換熱器E4兩端溫差明顯低于夾點(diǎn)
溫差，需要進(jìn)行“能量松弛”，換熱器E2端溫差和
15℃相差不大可忽略。通過能量松弛，使得換熱器
E4端溫差恢復(fù)到15℃，但換熱器E3存在跨越夾
點(diǎn)傳熱，換熱器2兩端溫差都過小。
為保證換熱器2右端溫差，冷卻器1換熱負(fù)荷至
少為110．625kW，則換熱器E3換熱負(fù)荷為
202．375kW，換熱器1負(fù)荷為980．379kW，換熱器E2
負(fù)荷為350．56kW。換熱器2左端溫差130c和15℃相
差不大可忽略。為優(yōu)化換熱單元數(shù)目，將換熱器E1
與換熱器1合并。改造后換熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)約加熱公用工
程量為541．56kW。
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
∞
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柏
如
們
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萬方數(shù)據(jù)
節(jié)能2013年第7期
一64一ENERGY CONSERVATION (總第370期)
、表2問題裹
平均溫度／℃ 溫區(qū)AH／kW
無熱量輸入熱通I／kW 有熱量輸入熱通I／kw
輸入輸出輸入輸出
3結(jié)論
1)對(duì)煉油廠汽油加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡(luò)能流
關(guān)系進(jìn)行了夾點(diǎn)分析，結(jié)果說明該換熱網(wǎng)絡(luò)用能的
薄弱環(huán)節(jié)是存在跨越夾點(diǎn)的熱量傳遞。
2)對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)優(yōu)并提出了節(jié)能技術(shù)方案。
3)采用換熱集成措施可使汽油加氫脫硫工藝
能耗降低，節(jié)約加熱公用工程量541．56kW并撤去
了加熱爐。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介：陳捷(1970一)，女，河南商丘人，大學(xué)，工程師，
從事經(jīng)營(yíng)管理工作。
收稿日期：2013—04—1l；修回日期：2013—05—25

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