芳烃联合装置低温热利用浅析(111224).ppt

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1、芳烃联合装置低温热利用浅析曹坚2011年10月16日2目录1.芳烃装置低温热现状2.低温热分析3.采用新技术，达到节能效果4.热集成系统如何进一步完善5.结论31.芳烃装置低温热现状4芳烃装置流程长，循环物料多，分离过程多，分馏塔也多，大部分分塔是常压操作,回流温度一般都在80-130℃,由此带来的一个普遍问题是塔顶冷凝低温热源多，大部分的低温热由于温位较低，一般在90-60℃，难以在装置内部进行消化，只能是采用空冷及水冷来进行冷却。以天津石化为例,一套25万吨/年芳烃联合装置未回收的低温热就达到88.35MW。因此一套芳烃联合装置浪费的低温热约相当于0.2吨标油/吨PX，约相当于芳

2、烃联合装置总能耗的25-35%，非常可观。5天津石化25万吨/年芳烃联合装置低温热介绍序号换热器设计热负荷MW设计温差℃实际温差℃1重整油塔顶空冷器10.35115→8099→512重芳烃塔顶空冷器15.18179→130174→1313重芳烃塔底空冷器0.40215→60228→674甲苯塔顶空冷器4.66176→165180→1605抽余液塔顶空冷器38.31144→100136→556抽出液塔顶空冷器13.83146→110146→1197成品塔顶空冷器5.82124→60118→618对二甲苯产品空冷器1.55136→60115→65合计88.556天津石化芳烃联合装置低温热介

3、绍按照热负荷88.55MW计算，若这部分低温热负荷均得到利用，产生的节能效益和经济效益均是巨大的。1kg0.4MPa蒸汽相当于500kcal热量，若用来发生0.4MPa蒸汽，可发生蒸汽约88.55/1.163×1000000/500=152.3t/h。以上蒸汽在经过过热后可发电约152.3/10=15.23×1000kw，一年的发电量可达到15.23×1000×8000=1.22×108kw·h，按每度电0.4元人民币，其产值可达到4880万元。以上只是理论上可以回收的低温热源，实际情况要复杂很多，并非所有部位的低温热都可以用来发生低压蒸气，芳烃装置的很多低温热部位由于工艺条件的限制难

4、以象二甲苯塔和甲苯塔一样，可以采取加压操作的方法来提高塔顶的冷凝温度，从而可以利用塔顶的物料作为其它塔重沸器的热源以回收热量，多余热量可用来发生低压蒸汽。7低温热目前难以回收的另外一大难点是工艺过程的限制，以芳烃装置的抽余液塔为例：如果抽余液塔采用加压操作，塔顶冷凝热源用来发生0.4MPa蒸汽,，低压蒸汽可以用来进行发电，抽余液塔顶产物(异构化进料)则与低压蒸汽在换热器里进行接触，当换热器在不正常泄漏时，会导致水进入异构化进料而使异构化催化剂性能受到严重损坏；另外如果使用热回收，换热器的压力降问题也是难点之一。因此即使是专利商也不推荐抽余液塔顶加压操作来利用这部分余热。8芳烃装置是高耗

5、能装置,低温热得不到有效利用也是原因之一,在这方面有报道的只有日本的芳烃装置对低温热采取塔加压操作提高温位的方式发生低压蒸汽(0.3-0.5MPa),而低压蒸汽用于发电。目前中石化在建的芳烃装置规模都在60万吨/年以上，其低温热更多，虽然在新建芳烃项目上二甲苯塔和甲苯塔均采用了加压操作方法来提高塔顶冷凝热的温位并已得到利用，但是其它部位的低温热还有很多，从目前的专利商的工艺包设计看，也没有得到充分利用，都是采用空冷冷却方式。9一套60万吨/年PX项目低温热源一览表序号换热器热负荷MW设计温差℃备注1重整油塔顶空冷器10.0110→722重芳烃塔顶空冷器1.81217→1963重芳烃塔底

6、空冷器1.46255→5064甲苯塔顶空冷器9.96178→1615抽余液塔顶空冷器79.8149→1216抽出液塔顶空冷器32.95147→1217成品塔顶空冷器11.2118→668对二甲苯产品空冷器3.34140→55合计150.52102.低温热分析11低温热分析以抽余液塔顶冷凝热源和抽出液塔顶冷凝热源作为系统研究对象，我们先描述一下抽余液塔和抽出液塔的流程：来自二甲苯分馏装置二甲苯塔顶的C8芳烃用泵送至异构化装置换热后进入本装置，经过滤器除去固体微粒后经旋转阀进入吸附塔吸附区。在吸附区域内，对二甲苯被吸附在ADS-27吸附剂上，抽余液(未被吸附的C8芳烃与解吸剂的混合物)从吸

7、附塔区下部在压力控制下经旋转阀流出，与抽余液塔底物换热升温进入抽余液塔。在抽余液塔中用蒸馏的方法使C8芳烃和解吸剂分离。塔侧线分出C8芳烃作为异构化装置的原料送出。塔底物即解吸剂用泵送，经与塔进料换热后去解吸剂缓冲罐循环使用，塔顶物作为回流送回塔顶。12低温热分析吸附塔提纯区下部的抽出液(被吸附的对二甲苯和解吸剂)从塔引出后经旋转阀并在流控下进入抽出液进料换热器，与抽出液塔底的解吸剂换热升温后进入抽出液塔，该塔用蒸馏方法使对二甲苯和解吸剂分离。