炼油过程能量优化和低温余热回收利用

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1、PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS节能2010年第41卷第2期炼油过程能量优化和低温余热回收利用唐孟海，高国正（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司,洛阳471012）摘要通过分析炼油过程能量传递和低温余热热源及热阱特征，运用热力学试探法和数学规划法建立了炼油过程系统能量优化方法和低温余热大系统优化回收利用方法。系统能量优化涵盖炼油过程总能规划、直接热联合和热供料、装置内部能量优化、低温余热利用等方面；低温余热利用包括热源热阱分类评价、热水子网络建立、大系统柔性分析。在中国石化洛阳分公司的应用结果表明，该

2、方法能有效地应用于炼油厂节能改造和运行优化，实施后全厂能耗降低97.8MJ/t，年节能效益为4111.62万元。关键词：能量优化低温余热利用进行了广泛研究，研究方法主要有数学规划法和1前言我国经济的快速发展带动我国石油消费的迅热力学试探法两大类，近年来又呈现出两种方法速增长，持续增长的需求和相对稳定的产量使我高度融合的趋势。本文运用热力学试探法和数学国石油供应缺口越来越大[1]。由于炼油企业将其规划法建立了炼油过程系统能量优化方法和低温生产的能源产品总量的6%～8%消耗于自身生余热大系统优化回收利用方法，并将该方法应用产过程，因此在高原油价

3、格下，无一例外处于盈亏在中国石油化工股份有限公司洛阳分公司节能改边缘[2-3]。“节能亦利润”、“节能亦生存和发展”已造和运行优化上。成为炼油企业要面对的问题。2炼油过程能量优化方法作为过程工业，炼油过程用能有其规律。华炼油过程大系统是由若干工艺装置和公用工贲等[4]在深入研究过程工业能量传递和降质现象程装置，如蒸汽、动力、储运、给排水等组成的，同时的基础上，提出了“能量流结构三环节理论”。指每个装置又包含能量转换、利用和回收三个子系出任何过程系统是由能量转换、能量利用和能量统。子系统之间、装置之间以及子系统与装置之间回收三个环节组成的。来

4、自系统外部的能量如燃通过能流传递相互关联和作用，从而实现炼油过程料化学能、电能、蒸汽能等经过转换环节（主要包的对立统一。炼油过程能量优化的目的就是选择括加热炉、机泵、透平等设备）被转化成系统运行优化的单元操作及其间的联结关系，在保证系统安所需的热能、流动能，以推动利用环节（主要包括全生产和产品收率及质量的前提下，实现过程最反应、分馏等设备），实现过程系统的产品目标，并小能量消耗。优化的方法和思路如下：①总能规且过程余热进入回收环节（主要包括换热器、蒸划。以研究对象总流程为基础，结合现有运行数据汽发生器、冷却器）得到再回收利用，以减少外部以及

5、历史数据如标定结果对装置进行用能评价，能量供入、降低工艺总用能。以三环节理论为基确定重点能耗单元，同时通过对炼油厂能源消费础，华贲等建立了基于经济分析的过程能量综状况和能源价格分析，确定合理的能源消费结构。合分解协调理论[5-6]，成功应用于国内多家炼化企②装置间直接热进料/供料，实施装置热联合操业。LinnhoffB等[7]提出了“夹点”技术，用冷、热作。装置间热联合操作不但可以减少物流在上游物流复合曲线高度总结了过程内部的热量作用关装置的冷却负荷，降低它在下游装置的加热负荷，系，指出“不跨夹点传热的过程系统具有最小冷、热公用工程消耗”，

6、建立了具体的热集成方法和技收稿日期：2009-07-20；修改稿收到日期：2009-09-28。作者简介：唐孟海，高级工程师，1991年毕业于抚顺石油学院术，并以此为基础提出了系统能量集成的洋葱模石油加工专业，现在中国石油化工股份有限公司洛阳分公司[8][9]型。此外，还有许多学者就过程能量综合问题发展规划处负责发展规划工作。--唐孟海等.炼油过程能量优化和低温余热回收利用2010,Vol.41,No.2避免重复冷却和加热，还可以减少它在中间罐区3.4热水网络的系统分析的加热、维温负荷及机泵输送功耗，是单元和系统重点是热水子系统之间的关

7、联和调剂以及事能量优化的重要手段。在有互供料关系且同步运故条件或重大生产改变工况条件下的相互协调及行的装置间，尽量采用直接热供料/进料工艺，并长周期安全运行策略等。依据上下游装置的用能情况，确定合适的供料/进4案例应用料温度。③装置内部能量优化。装置能量优化中国石油化工股份有限公司洛阳分公司现有是系统能量优化的核心，系统优化的结果应在其两个低温热水系统。第1套热水系统利用Ⅰ套催中体现和落实。装置内部能量优化主要包括：提化裂化装置和四联合装置（含溶剂脱沥青、减粘裂高加热炉热效率、优化分馏塔操作、优化工艺物流化、油浆拔头）余热发生热水大约900

8、t/h，分别供换热流程、优化余热回收以及分馏系统与换热网气体分离（气分）装置、原油罐区、化水车间及生活络的协同优化等。④低温余热大系统利用。装区使用；第2套热水系统利用Ⅱ套催化裂