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煉油廠加氫脫硫工藝夾點分析與節(jié)能

文檔作者：陳捷文檔來源：中國石油遼河油田分公司多種經(jīng)營處		點擊數(shù)：	更新時間： 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分析與節(jié)能
陳捷
(中國石油遼河油田分公司多種經(jīng)營處，遼寧盤錦124010)
摘要：煉油廠加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡能量流密集、能耗高，對該工藝進行過程集成節(jié)能研究，具有重要
意義。對加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡的夾點分析說明該換熱網(wǎng)絡存在跨越夾點的熱量傳遞。對某煤油廠
汽油加氫脫t4【．'r藝換熱網(wǎng)絡進行調(diào)優(yōu)并提出了節(jié)能技術方案。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。
關鍵詞：加氫脫硫；夾點分析；過程集成；換熱網(wǎng)絡；節(jié)能
中圖分類號：TE624文獻標識碼：B文章編號：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)絡夾點分析
夾點技術?作為一種過程系統(tǒng)用能分析方
法，在過程工業(yè)中的應用已取得顯著的節(jié)能效果。
大量的工業(yè)實踐表明夾點技術對提高系統(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)絡的集成思想和夾點技術的基礎上其應用
領域逐步擴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)絡用能分析，說明換熱網(wǎng)絡熱回收
夾點溫差越小回收的熱量越大。對于柴油加氫精
制工藝的夾點分析說明該裝置不需外加熱源。夾
點技術用于已有裝置的節(jié)能改造時，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
對某煉油廠汽油脫硫加氫工藝進行夾點分析，從冷
熱物流總復合曲線的特點找出用能薄弱環(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
荷，達到降低公用工程用量的目的。
基金項目：科技部支撐計劃(項目編號：2008AF強SB00)
1．1加氫工藝換熱網(wǎng)絡的生成
某煉油廠汽油加氫脫硫工藝主要包括預分餾
部分、反應部分和汽提部分。根據(jù)加氫脫硫工藝流
程以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)，提取了12個物流的數(shù)據(jù)(7個熱
流和5個冷流)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，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)換熱達到其原來混合后
的溫度再混合，換熱器熱負荷為原來其混合時交換
的熱量。其他部分存在的混合換熱忽略不計。
1．2加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡夾點位置的確定
由于表1中的物流較多，采用復合溫焓線很繁
瑣，且不夠準確，采用表2所示的問題表格法確定
夾點。
溫區(qū)6和溫區(qū)7之間的熱通量為0，該處為夾
點。夾點平均溫度為175．5'12，即夾點處熱流溫度
1830c，冷流溫度1680C。
2加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡夾點分析與改造
2．1加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡夾點分析
根據(jù)表1和表2中的數(shù)據(jù)和文獻[1]、文獻
[6]可知，夾點溫差為15℃時，換熱網(wǎng)絡最小加熱
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
公用工程為1864．34kW，實際加熱公用工程為
2637kW，節(jié)能潛力為29．3％。根據(jù)夾點分析原理
(即夾點之上不應有公用工程加熱器，夾點之下不
應有公用工程冷卻器，不應有跨越夾點的傳
熱)H’6 J，可找出換熱網(wǎng)絡的不合理之處為跨越夾
點的熱量傳遞：換熱器1中加氫反應產(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)絡調(diào)優(yōu)與夾點改造
考慮最小能源消耗，應把換熱器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的熱負荷為907．246kW，新
增換熱器＆的熱負荷為456．5kW，新增換熱器E3的
熱負荷為125．375kW，新增換熱器E4的熱負荷為
512．155kW，換熱器l的熱負荷減小了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
溫差，需要進行“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端溫差恢復到15℃，但換熱器E3存在跨越夾
點傳熱，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換熱負荷至
少為110．625kW，則換熱器E3換熱負荷為
202．375kW，換熱器1負荷為980．379kW，換熱器E2
負荷為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)絡節(jié)約加熱公用工
程量為541．56kW。
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
∞
“
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)對煉油廠汽油加氫脫硫工藝換熱網(wǎng)絡能流
關系進行了夾點分析，結(jié)果說明該換熱網(wǎng)絡用能的
薄弱環(huán)節(jié)是存在跨越夾點的熱量傳遞。
2)對換熱網(wǎng)絡進行調(diào)優(yōu)并提出了節(jié)能技術方案。
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
[1]馮霄．化工節(jié)能原理與技術[M]．北京：化工出版社，
2004．
[2]葛玉林，楊洪源，沈勝強．原油蒸餾換熱網(wǎng)絡夾點分析
[J]．熱科學與技術，2007，6(2)：101—105．
[3]奚西峰，馮霄，王黎．柴油加氫裝置的集成改造[J]．化
學工程，2001，29(4)：36—38．
[4]孟繼安，牛繼舜，王立安．夾點技術基本原理與應用
[J]．黑龍江石油化工，1997，(2)：l一4．
[5]麻德賢，李成岳，張衛(wèi)東．化工過程分析與合成[M]．北
京：化學工業(yè)出版社，2002．
[6]姚平經(jīng)．全過程系統(tǒng)能量優(yōu)化綜合[M]．大連：大連理
工大學出版社，1995．
作者簡介：陳捷(1970一)，女，河南商丘人，大學，工程師，
從事經(jīng)營管理工作。
收稿日期：2013—04—1l；修回日期：2013—05—25

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