中国石化炼油能耗分析定稿.doc
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1、中国石化炼油能耗现状分析“十五”期间,中石化股份公司炼油能耗从2001年的78.25kgfoe/t降低到2005年的68.64kgfoe/t,降低12.3%。扣除评价体系影响的3kgfoe/t左右,降低8.4%,平均每年降低1.32kgfoe/t。单因耗能由2001年的13.10kgfoe/t.因数,降低到2005年的10.92kgfoe/t.因数。五年来累计节约65万吨标油,平均每年节约13万吨标油左右。随着原油价格的快速攀升,以标油为单位的炼油能耗在加工过程中的经济权重也大幅度上升,节能降耗更加重要。党的十六届五中全会要求,到“十一五”末,全国平均万元GDP耗能比2005年下降20%。中国
2、石化股份公司的“十一五”规划目标为到2010年炼油能耗降低到65kgfoe/t。未来几年我们还将面临着在一些老企业加工量增长幅度小、原油劣质化、重质化趋势加大;汽柴油产品质量全面升级到欧标准等情况下,实现炼油能耗大幅度降低的诸多实际困难。如何用好宝贵的石油资源,大幅度降低炼油能耗,完成党组确定的目标,需要大家未来几年全力以赴、一刻不停,一分不让地做工作。1中国石化炼油能耗现状分析1. 1中国石化炼油能耗的总体水平1.1.1中国石化炼油能耗总体进步较大从图中可以看出,中国石化的炼油能耗从2001年的78.25kgfoe/t到2005年的68.64kgfoe/t,单因耗能由2001年的13.10k
3、gfoe/t.因数下降到2005年的10.92kgfoe/t.因数。1.1.2与中石油相比,炼油能耗略低。2005年中石油炼油能耗为79.73kgfoe/t,单因耗能为11.58kgfoe/t.因数。中石化炼油能耗比中石油平均低10个单位,扣除评价体系的差别,实际能耗相差约8个单位。与中石油相比,单因耗低0.66kgfoe/t.因数。2004年中石化开工率93%,中石油开工率95%,单因耗能中石油低于中石化。1.1.3与国际水平相比,仍有较大的差距。综合考虑装置复杂系数,用国际通用的所罗门公司的能源密度指数EII来对比分析炼油能耗的总体水平。20022004年世界先进水平EII为53.5,20
4、04年中石化18家主要企业平均EII为85.3,日本为77,日本先进水平为71。1.2企业间用能水平差距大1.2.1综合能耗与单因耗能1.2.1.1加工量在500万吨以上规模炼油企业能耗对比2005年镇海和高桥等九家炼厂的加工量都在500万吨以上,炼油综合能耗平均60.14kgfoe/t,最高的是高桥(78.74),其次分别是齐鲁(77.86)和燕山(75.52),这几家企业的能耗与单因耗能比较一致,单因耗能高的能耗也比较高。茂名、高桥和燕山都有润滑油,相比之下,茂名的单套装置规模较小,常减压有四套、催化裂化三套,原油硫含量高于高桥,加氢装置也比高桥多,但无论是综合能耗还是单因耗能茂名都低于高
5、桥。2005年高桥的综合能耗比茂名高12kgfoe/t,单因耗能高1.79kgfoe/t.因数(高桥11.84、茂名10.05)。相比之下,高桥在节能降耗方面的潜力比茂名要大。齐鲁加工高硫原油,与金陵相差不多,齐鲁的能耗比金陵高14.94kgfoe/t,单因耗能高1.29kgfoe/t.因数(齐鲁12.61、金陵11.32)。齐鲁的节能潜力相比要比金陵大。从上图可以看出,镇海综合能耗和单因耗能都比较低,高桥、燕山、齐鲁综合能耗和单因耗能比较高,上海、扬子因其重整、加氢裂化等装置在化工部分,导致综合能耗低,但是单因耗能并不低,仍有较大的优化空间。1.2.1.2加工量在250500万吨规模炼油企业
6、能耗对比在加工原油250500万吨规模炼厂中综合能耗最高的是荆门为97.17kgfoe/t,最低的是天津62.28kgfoe/t,平均69.35kgfoe/t。单因耗能平均10.75kgfoe/t.因数,单因耗能最高的是天津为11.53kgfoe/t.因数。荆门由于有润滑油系统,装置复杂系数高,单因耗能只有10.35 kgfoe/t.因数(需要进一步落实),天津的炼油能耗不包括重整装置,虽然综合能耗数值比荆门低,但是单因耗能比荆门高1.18。石家庄的综合能耗排名第二,扣除荆门的润滑油系统,石家庄的能耗最高。从单因耗能看,天津倒数第一,石家庄倒数第二。在250500万吨规模炼厂能耗综合起来最高的
7、是石家庄和天津。沿江五家企业加工规模和装置结构基本相似,能耗具有一定的可比性。荆门的能耗虽然最高,但是,单因耗能居中游,低于安庆和九江。由于武汉的能耗不包括公用工程部分的能耗,也不包括武凤凰,所以综合能耗在沿江最低,如果包括武凤凰则能耗超过80 kgfoe/t。从装置复杂程度看,长岭比安庆复杂,复杂系数长岭12.9、九江8.4、安庆8.3,能耗与安庆接近。沿江五家企业总体上都有较大的节能潜力,九江、安庆节能的潜力更大一些。1.2.1.3 12家250万吨以下规模炼厂能耗对比分析年加工量在250万吨以下规模的炼厂炼油综合能耗平均为70.47kgfoe/t,最大的是北海为89.9kgfoe/t,其
8、次是胜利和河南,分别是89.89kgfoe/t和87.86kgfoe/t,最低的是泰州为32.19kgfoe/t。单因耗能平均13.45kgfoe/t.因数,最高的是北海为18.14kgfoe/t.因数,其次分别是杭州和西安,分别为17.95kgfoe/t.因数和17.4kgfoe/t.因数。西安的能耗虽低,但是单因耗能高达17.4kgfoe/t.因数,在用能结构上存在不合理现象。相比之下,西安、北海、中原和胜利的节能潜力更大。1.3主要装置能耗分析1.3.1常减压蒸馏1.31.1能耗分析从装置规模看,2005年单套加工量在500万吨以上的只有镇海3#、高桥3#和金陵3#等三套装置,三套蒸馏的
9、能耗平均为10.62kgfoe/t。镇海3#不包括轻烃回收,能耗9.47kgfoe/t,高桥10.86kgfoe/t、金陵11.52kgfoe/t。2005年金陵3#由于减压填料故障、加热炉炉墙损坏等原因造成装置带病运行和一次停工检修,所以能耗较高。由此可见,对大型生产装置来说,长周期运行对节能降耗非常重要。加工量在250500万吨的常减压装置能耗平均为10.87kgfoe/t,比较高的是扬子1#为12.15kgfoe/t、齐鲁1#为12.11kgfoe/t和齐鲁3#12kgfoe/t。蒸馏装置能耗结构对比扬子1齐鲁1齐鲁2茂名3镇海1镇海3股份平均水0.080.870.870.510.240
10、.240.37电1.941.772.061.081.561.611.8蒸汽0.95-0.021.48-0.771.831.020.99燃料9.659.948.359.257.246.758.83热输出(入)-0.47-0.45-0.05-1.06-0.15-0.43综合能耗12.1512.111210.029.819.4711.56注:数据取自2005年企业能耗统计报表从上表的能耗结构数据看,扬子1#的燃料单耗比平均值高0.8kg/t,比镇海3#高2.9kg/t,尽管其加热炉效率在8990之间,但是初馏塔设置一台小的加热炉,增加了燃料消耗;燃料输入多,低温热的输出并没有增加,扬子1#的低温热输
11、出基本在平均水平;电的单耗比平均值高0.14kwh/t,比镇海3#高0.34kwh/t。1.3.1.2常减压基准能耗分析 注:基准能耗为企业计算,作部分修正500万吨以上规模常减压的实际能耗与基准能耗相比,金陵3#还有1个单位的潜力,镇海3#与基准能耗基本接近。下面是300500万吨规模的装置实际能耗与基准能耗对比情况。(注:基准能耗的数据是各企业2005年的计算值)从图中可以看出,九套300500万吨常减压的实际能耗与基准能耗相比,平均有0.8kgfoe/t的差距,只有镇海的1#、镇海2#和福建蒸馏与基准能耗差距较小。差距比较大的是齐鲁的1#、3#和洛阳,约有2kgfoe/t的节能潜力。1.
12、3.1.3蒸馏装置生产运行中存在的问题(1)、分离精度不够,柴、蜡油和蜡、渣油组份重叠相对较多,增加了工艺能耗。高桥1#蒸馏常渣中350组份含量为1015%;金陵2#蒸馏减一线组份中的50%点为323;天津1#蜡油中的柴油组份含量达到20%,减渣中的500含量为12.6%。由于分离精度的不够使得本应该在常减压完成的分离任务延伸到下游装置加工,增加了炼油能耗。(2)、换热网络不优化,换热终温低,增加了加热炉负荷。装置的换热网络没有利用夹点理论进行计算;有些虽然计算了,由于选择的原油品种的变化,常压塔各侧线比例发生变化,打破了设计的换热网络,换热终温下降;另一方面,由于原油中含有杂质、回炼重污油等
13、,易造成换热器的结垢,随着运行周期的延长换热终温下降。2005年三季度原油换热终温平均282,最高的长岭为310,茂名3#为245,茂名1#为255,齐鲁2#为248。(炼油季报数据)(3)、部分机泵的扬程选择偏高,调节阀节流严重。高桥3#蒸馏原油泵出口压力2.5MPa,调节阀开度只有30%,类似的问题在石家庄和天津也同样存在。(4)、出装置的VGO、VR出装置温度偏低,过度冷却增加了消耗。例如石家庄VGO出装置温度为65,减渣出装置温度为95。一方面在装置需要循环水冷却,另一方面到罐区还要维温热源,再输转到装置又要加热,增加了输转能耗;过低的出装置温度,增加了循环水消耗。(5)、蒸汽使用不优
14、化。对于需要进加氢精制的柴油,可以停用柴油汽提塔的汽提蒸汽。(6)、加热炉效率偏低。按照指标应该控制加热炉排烟温度不高于190,氧含量不大于3,不少装置还达不到。加热炉效率最高的石家庄为91%。齐鲁1#只有7384%;高桥1#平均85.2%,洛阳平均86%。(2005年加热炉检查数据)(7)、用净化水替代除盐水的深度还不够。电脱盐注水、三顶注水、配置溶剂的水都可以用净化水替代软化水。1.3.2催化裂化1.3.2.1催化裂化能耗对比根据2005年各企业的能耗统计报表,本次统计的40套催化裂化装置,平均能耗66.11kgfoe/t。2005年加工量在100万吨以上的催化装置能耗平均57kgfoe/
15、t,金陵1#47.56kgfoe/t为最低,燕山3# 71.63kgfoe/t为最高。金陵的1#催化低温余热利用比较好,顶循环回流和塔顶油气的低温热得到了较好的利用;燕山3#主要是生焦率高达9.67%,烟气量大,2005年烟机运行不理想,烟气能量回收不充分。加工量在50100万吨催化裂化平均能耗为63kgfoe/t。安庆的DCC最高140kgfoe/t,其次是石家庄2#83.63kgfoe/t、高桥2#82.07kgfoe/t和荆门DCC()81.95kgfoe/t。石家庄的2#因为管网蒸汽压力不能满足气压机透平需要,装置自产的50t/h中压蒸汽减温减压作气压机的透平蒸汽;高桥的2#由于中压蒸
16、汽系统设备原因,中压汽包发生低压蒸汽供气压机。安庆的DCC包括气分,没有顶循环回流,注汽量很大,低温余热没有回收,能耗值最大。50万吨/年加工量以下规模的催化装置能耗平均80kgfoe/t。这些装置中只有西安有烟机,河南、北海没有烟机;河南烟气管线设置较长,烟气温降达到110,烟气能量回收设施不完备,装置能耗较高。1.3.2.2催化裂化能耗结构分析从装置的能耗结构看,没有烟机的河南、北海等催化的电耗比平均值高20kwh/t,蒸汽的单耗高56kg/t。燕山3福建安庆2河南北海茂名2金陵1镇海1镇海2股份平均水2.85.198.827.018.095.222.024.63.126.36电4.798
17、.027.7229.7626.6-0.235.245.46.28.69蒸汽-26.948.02-19.54-3.28-4.78-10.55-23.235.3-6.85-9.91燃料1.560.05焦碳96.7464.8466.0169.8375.7961.9668.0761.1246.3169.88热输出(入)-7.33-19.67-5.15-0.4-8.45-4.54-25.41.09-1.56综合能耗71.6266.457.86102.9297.356.447.5651.0249.8764.86注:表中数据为2005年能耗结构数据从表中可以看出,金陵1#催化生焦率低于平均值,低温热输出是平
18、均值的三倍,输出蒸汽的比例也很大,所以能耗较低。相比之下,燕山3#虽然蒸汽输出和低温热的输出也较大,但是生焦率达到9.67%,比平均值高出2.6个百分点,比金陵1#高2.8,比镇海2#(蜡油催化)高5个百分点。较高的生焦率,电耗却没有下降,2005年烟机有三个月故障,发电很少。对中石化14套装置的生焦率和能耗的关系分析表明,生焦率每上升1个百分点,能耗上升3.728kgNO/t。按生焦率影响关系计算,燕山3#的应比金陵1#高11个单位,同比还有13kgfoe/t的节能潜力。1.3.2.3部分催化装置基准能耗为了更好地对比实际能耗与基准能耗的差距,根据催化裂化高研班第三期学员在有关企业现场采集的
19、数据,经过计算,对部分企业2003年的催化装置的实际能耗数据进行了修正计算。下面的图是修正后的实际能耗与基准能耗的对比。从图中可以看出,与基准能耗相比,我们大部分催化裂化装置的节能潜力还比较大,如胜利石化、洛阳1#、石家庄1#、济南2#等装置的节能潜力甚至有20kgfoe/t。济南2#的实际能耗统计值并不高,但是在修正计算时发现,由于提升管注入的蒸汽和终止水量偏大,对装置的能耗影响很大,修正后实际能耗比较大。1.3.2.3催化装置运行存在的问题(1)、烟机运行的同步率比较好,但是负荷率整体偏低,烟机发电的潜力还较大。主风机烟机的同步率在95%左右,但是负荷率只有8084%,烟机发电的潜力还比较
20、大。例如燕山3#RFCC烟机设计负荷18000kw,平均发电12500kw,调研时只发电600011000kw。烟机发电的另一个影响因素是烟机入口温度,由于担心烟气超温,采用了降温措施,降低了烟气焓值。例如高桥1#采用烟道喷水,烟机入口温度只有610,镇海的重催也有相同的问题。烟道喷水、喷汽增加了烟气湿度,易引起轮盘结垢,影响烟机的长周期运行。(2)、分馏塔采用冷回流操作、气压机反飞动过大造成气压机耗能增加。高桥1#RFCC反应回路压降为107kPa,远高于基准能耗规定的80kPa。在操作中,没有充分利用顶循环回流,而是采用冷回流操作和气压机的反飞动是造成回路压降上升的原因之一,例如石家庄分馏
21、塔顶冷回流20t/h,高桥50t/h。气压机的反飞动量金陵1#3000Nm3/h,石家庄2#RFCC为1000Nm3/h。(3)、烟气余热锅炉运行不理想。天津余热锅炉设计偏小,烟气的能量得不到充分回收,烟气排烟温度在270以上;茂名的1#由于蒸发段腐蚀问题,排烟温度曾达到430,后来采用水热媒技术提高了蒸发段的上水温度,减缓了烟气的露点腐蚀,提高了烟气余热回收比例。(4)、低温余热没有充分利用。还有一些装置的柴油、顶循和分馏塔顶油气的低温余热没有有效回收利用。(5)、柴油汽提蒸汽尚有优化潜力。大部分催化裂化柴油都需要加氢精制后才能作为产品,如果柴油直接进加氢精制装置,柴油的汽提蒸汽就可以停用,
22、实际上不少的企业还在注入0.52.5t/h的蒸汽。(6)、反再、烟机系统工艺用汽不优化。有的装置蒸汽阀门开工以后从未调整,不论加工量和蒸汽压力是否变化,用汽量都不变,既浪费了蒸汽,又增加了高含硫污水。1.3.3延迟焦化1.3.3.1焦化能耗对比待添加的隐藏文字内容32005年加工量在100万吨以上的焦化装置能耗平均26.67kgfoe/t,最低的是镇海1#,为16.49kgfoe/t,最高的是塔河46.40kgfoe/t。镇海1#焦化与电站联合利用装置的低温余热,低温余热利用比较好,装置的能耗确实比较低。塔河的焦化装置加工塔河稠油,并且配备了吸收稳定系统,设计循环比较高,理论上能耗相对较高;但
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