炼油厂连续重整装置节能降耗措施

陈镇 孙光霁 王东东（中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司）

炼油厂连续重整装置节能降耗措施

陈镇 孙光霁 王东东（中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司）

连续重整装置是炼油厂的重要加工环节，其强吸热工艺反应条件决定了它是耗能大户。因此，重整装置的合理用能是降低炼化企业运行成本、提高经济效益的关键点之一。介绍了近几年对装置采取的节能措施及取得的成果，为其他同类重整装置的节能降耗提供借鉴。

连续重整；能耗；节能措施

连续重整是石油炼制的主要加工过程之一，由于重整反应的化学特性，其能耗在全厂总能耗中占有较大的比例；因此，在连续重整装置开展用能优化研究具有重要的经济、节能和环保意义。通过对连续重整装置的能耗结构进行分析，总结了装置已实施的节能措施，提出下一步将采取的节能技术措施，对进一步降低装置能耗意义重大[1]。

1 装置能耗现状

公司连续重整装置设计加工能力为60×104t/a，2005年建成投产，2011年进行扩能改造，由60×104t/a提高到80×104t/a。装置主要由预加氢、重整及再接触、催化剂连续再生三部分组成，采用美国UOP超低压催化重整技术，UOP第三代CycleMax催化剂再生技术。

装置自开工以来，由于公司石脑油资源有限，基本上处于低负荷运行状态，负荷率只有66%～86%。装置燃料气消耗占比超过92%，电力消耗超过22%，余热锅炉发生的中压蒸汽除供装置汽轮机使用外还有少量盈余，因而对装置总能耗的供献值为负数，软化水、循环水能耗占比相对较小（图1）。装置总能耗基本呈逐年下降的趋势，2016年完成78.25kg/t（千克标油每吨），与设计能耗93.25kg/t相比，降幅达16.08%，达到历史最好水平（图2）。

图1 装置能耗介质消耗比例

图2 2006—2016年装置能耗变化情况

2 装置实施的节能优化措施

为降低装置能耗，近几年围绕原料优化、工艺优化、设备用能优化三方面开展节能降耗工作，相继实施了重整进料优化、分馏塔操作优化、重整反应氢油比优化、先进控制系统APC投用、压缩机无级调节改造、加热炉改造等节能降耗措施，取得了一定成效。

2.1 原料优化

优化重整反应进料。根据国外的操作经验，C6直链烷烃一般不作为重整原料的组分，因为其通过重整反应时芳烃选择性低，对增加辛烷值的贡献低，并且还率先裂解为液化气和干气，降低装置液收[2]。通过调整预分馏塔的操作，提高重整进料油的初馏点，将重整进料油中C6直链烷烃含量由12%降至6%，在保持预加氢进料量不变的情况下，使重整进料量降低将近4 t/h，占总进料的6%，从而降低了重整部分的负荷，节约了燃料气消耗。

2.2 工艺优化

2.2.1 分馏塔操作条件

在确保产品合格和分馏塔操作平稳的前提下，通过降低回流比及塔顶压力，减少塔底再沸炉燃料气消耗及塔项空冷、水冷的负荷[3]。调整了脱碳六塔的操作条件，回流量从30 t/h降到20 t/h，相应降低了塔底再沸炉的瓦斯消耗60 m3/h。

2.2.2 重整反应氢油比

催化重整反应要求有适宜的氢油比，在重整催化剂再生烧焦能力允许的前提下降低氢油比，可减少压缩机动力消耗[4]。根据国内外同类装置的经验，结合本装置的实际情况，在装置催化剂再生系统的烧焦能力许可范围内，将反应氢油比由2.0降至1.4。方案实施后，循环氢压缩机转速降低，汽轮机中压蒸汽消耗量下降了1.5 t/h；同时，由于循环氢量的降低，加热炉燃料气消耗也相应减少。

2.2.3 采用先进控制系统，降低装置能耗

根据装置工艺特点和运行经验，共设计开发了预加氢反应、重整反应以及分馏系统等3个相互独立的控制器[5]。通过先控的平稳卡边操作，在获得同等产品辛烷值的条件下，装置瓦斯收率由0.27%降为0.12%，平稳率由98.7%提高到99.6%，加热炉燃料气的消耗由8400 m3/h下降到8159 m3/h。

2.3 设备用能优化

2.3.1 压缩机无级调节改造

受制于公司原料石脑油资源有限，装置经常处于低负荷运转状态，为压缩机进行变频改造提供机会。氢气增压机为3台往复式压缩机，采用两段式压缩，通过级间返回控制阀控制系统压力，返回阀的开度较大，造成无用功耗大[6]。对其中1台K-202C增上HydroCOM无级气量调节系统，在生产中保持1台满负荷，另一台靠无级变速系统自动调节负荷。改造后不仅降低了压缩机的实际功率，同时还避免了机组切换过程中大幅、快速升降压对机组及系统压力造成的冲击，保证了下游用氢装置的稳定。通过实际标定，在压缩机80%负荷的工况下，电流由200 A下降到160 A，实现节电225×104kWh/a，创造经济效益135万元/a。

2.3.2 加热炉技术改造

四合一炉余热锅炉。在2011年装置扩容改造时，四合一加热炉的余热锅炉没有进行相应改造，在运行负荷增加25%的工况下，对流段受热面积偏小，排烟温度偏高达235℃，热效率偏低仅为88%。在2016年对其进行改造，新增模块化落地式省煤器和汽包，新增落地省煤器采用模块化箱体结构，分成3个省煤器模块，包括省煤器内部连接烟道、金属膨胀节等，将对流室出口的291℃高温烟气引出，进入新增落地式省煤器进行余热回收。

五合一炉水热媒。五合一炉余热回收系统采用热管式空气预热器，因热管式空气预热器运行年限较长，高温端失效，加热后的热风温度只有70℃左右，燃料气消耗偏大。为降低燃料消耗，对热管式空气预热器进行改造，改为组合式水热媒空气预热器。它主要由高温空气预热器和水热媒空气预热器（低温段）组成，并设置冷风旁路，通过旁路调节可有效避免低负荷工况下发生露点腐蚀的风险。

改造后，四合一炉排烟温度由改造前235℃降低至125℃，加热炉热效率由88%提高到92.3%；余热锅炉中压蒸汽发汽量增加3 t/h，增加效益360万元/a。五合一炉排烟温度从230℃降低至135℃左右，空气预热器出口温度由70℃提升至203℃，节约燃料消耗0.2 t/h。

2.4 其他用能优化

2.4.1 循环水梯级利用

装置共有往复式压缩机7台，离心式压缩机1台，循环水量使用约300 t/h，但上水、回水温差仅有1℃左右，没有得到充分利用。利用水夹点技术，对装置循环水的运行方式进行优化改造，由原来并联运行改为串联运行，实现循环水的串级利用。改造后，装置循环水量由改造前1200 t/h下降至730 t/h，节约循环水消耗约500 t/h。

2.4.2 增设乏汽回收装置

重整装置除氧器产生的乏汽量约在2～3 t/h，不仅造成能源浪费，还影响现场操作环境。对其进行改造，增加乏汽回收设施，利用系统来的软化水来回收除氧器产生的乏汽，不再排入大气，减少低品位能源的浪费。

3 结论

通过实施以上节能优化措施，连续重整装置能耗由2011年的93.25 kg/t降至78.25 kg/t，取得了显著的节能效果，为其他同类装置开展节能降耗工作提供了借鉴。为进一步降低装置能耗，下一步继续在优化换热流程、完善加热炉附属设施、优化加热炉操作参数、机泵变频改造等方面深入开展节能优化研究。

[1]谢洪波.连续重整装置能耗现状及其节能潜力分析[J].石油和化工节能，2009（2）：6-10.

[2]周小平.连续重整装置压缩机气量调节系统节能改造[J].中外能源，2011（2）：107-110.

[3]秦永强.重整装置的节能改造[J].炼油技术与工程，2003（8）：55-57.

[4]郭彦，龚燕，刘维康.催化重整装置节能潜力研究[J].山东化工，2014（3）：147-149．

[5]袁春华，任建生.催化重整装置扩能改造节能设计[J].石油与天然气化工，2014（5）：483-486.

[6]袁淑华.连续重整装置流程模拟及优化[J].中外能源，2010（8）：83-88.

2017-07-11

（编辑 张兴平）

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.10.010

陈镇，工程师，2011年毕业于辽宁石油化工大学（化学工艺专业），从事炼油厂的节能节水管理工作，E-mail：Jzchenz@petrochina.com.cn，地址：辽宁省锦州市古塔区重庆路二号，121001。