石化余热综合利用项目初版优化报告.docx
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1、山东XXXX石油化工集团有限公司余热综合利用与节能优化项目优化报告(初版)二。二三年四月目录第1章项目概述11.1 编制依据11.2 编制原则11.3 项目背景21.4 项目目标21.5 项目研究结论2第2章优化基础32.1 优化范围32.2 总加工流程42.3 能源价格52.4 能耗计算基准6第3章低温热系统现状73.1 FCC低温热系统73.2 DCC低温热系统73.3 焦化-热电低温热系统103.4 汽柴油加氢-制氢低温热系统12第4章全厂热源、热阱统计154.1 全厂热源统计154.2 全厂热阱统计164.3 存在问题16第5章总体规划思路185.1 现有低温热系统热量利用分析185.
2、2 全厂热进出料分析185.3 全厂热联合分析195.4 低温热总体规划思路19第6章优化方案216.1 运行一部216.1.1 重交沥青装置(600xl04ta)216.1.2 非临氢改质装置(20xl04ta)346.2 运行二部466.2.1 DCC装置(140104ta)466.3 运行三部506.3.1 汽柴油加氢装置(140104ta)506.3.2 催化汽油加氢装置(100104ta)616.4 运行四部726.4.1 2#硫磺装置(8xlOWa)726.5 运行五部776.5.1 连续重整装置(100104ta)776.5.2 柴油加氢改质(180104ta)1046.6 余热
3、综合利用项目1106.6.1 项目一:汽柴油加氢制氢低温热系统改造1106.6.2 项目二:焦化热电低温热系统改造1226.6.3 项目三:澳化锂制冷改造1376.6.4 项目四:全厂装置伴热改造1406.7 全厂除氧器整合及锅炉给水余热深度利用1506.8 优化项目汇总表156第7章蒸汽和燃料气平衡分析157第8章项目总结与实施建议158第1章项目概述1.1编制依据山东XXXX石油化工集团有限公司(以下简称“XXXX石化)低温热系统优化技术咨询方案编制依据如下:(I)XXXX石化与上海优华系统集成技术股份有限公司(以下简称“上海优华”)签订的技术协议和商务合同;(2) XXXX石化提供的20
4、22年相关的基础数据1)全厂能耗报表、总加工流程、加工量、年加工时间、能源价格等;2)各生产装置和公用工程及辅助系统工艺和设备实际运行数据;3)各生产装置和公用工程及辅助系统设计相关资料;(3)现场检测数据;(4)项目技术讨论会议纪要等相关文件。1.2编制原则(1)安全性原则在确保装置安全、稳定生产的前提下,对各装置内部换热网络、低温热进行用能分析评估,提出具体的改造方案,提高系统的运行效率和经济性。本项目中所提改造方案不仅能适应正常的生产波动,而且在非正常工况下能切换成原流程。(2)系统性原则以过程系统能量优化“三环节”理论为指导,将xxxx石化全厂低温热系统作为一个整体进行用能分析,找出存
5、在的问题,充分挖掘低温热系统方面的优化潜力,提高低温热的利用效率,降低蒸汽和燃料气用量,降低生产运行成本,提高企业经济效益。各装置内的热量优先在本装置内利用,如果本装置内利用后仍有富余,再进行装置外利用。需要结合各装置的用能特点,规划各装置间的热量输送,将富余热量输送至热量不足的装置或系统,替代热量不足装置或系统的蒸汽,并充分考虑装置检修的同步性和装置间的距离。热量利用时考虑季节性、连续性和稳定性。(3)能量利用遵循“温位对口、梯级利用”原则方案编制过程中充分考虑热量的温位品质,按照“高温高用、低温低用、温度对口、梯级使用的原则对热量进行匹配、优化利用。通过降低过程炳损的方式,提高能量的利用效
6、率。(4)经济性原则本项目中提出的改造方案具有技术经济可行性,投资回收期原则上不超过3年,同时具有工程可实施性,作为可研、初步设计的依据。1.3项目背景2021年,发改产业(2021)1609号高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)规定,炼油企业单位能量因数综合能耗的基准值为8.5千克标准油/吨能量因数,标杆值为7.5千克标准油/吨能量因数。发改产业(2022)200号高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)进一步明确,各行业实施指南确定的时限均为2025年。例如,针对炼油行业,提出到2025年,炼油领域能效标杆水平以上产能比例达到30%,能效基准水平以下产
7、能加快退出。近几年XXXX石化也陆续实施了一些节能改造项目,企业用能水平有了较大的提升,全厂炼油综合能耗和单因能耗也有一定程度降低,但炼油综合能耗与先进值仍有较大差距,单因能耗与行业标杆值、先进值相差也较大。2021年全厂综合能耗累计值74.18kgoet,单因能耗8.5307kgoet因数。基于以上背景,XXXX石化决定开展全厂余热综合利用和节能优化项目。由于低温热系统关联了全厂燃料、蒸汽、电、循环水等能源消耗,余热利用效率的高低一定程度上决定了全厂能耗水平。因此,开展以低温余热综合利用为主的能量集成优化,可以起到提纲挈领的作用,有利于提高企业能效,是企业落实“双碳双控”政策要求重要举措,同
8、时也是XXXX石化执行上级公司节能降碳措施的组成部分。通过实施余热利用节能改造项目,可以显著降低企业的能耗,降低碳排放,同时增加企业的经济效益,有利于增强企业竞争力。1.4项目目标通过对炼油生产装置余热资源的系统梳理和分析,在进行装置余热内部优化利用的基础上,集成全厂的低温余热资源,实现低温热在区域乃至全厂范围内的优化利用,提高能源利用效率,降低炼油综合能耗和单因能耗。以全厂加工负荷600万吨/年、年开工时间按8000小时为基准,项目实施后,可降低全厂炼油能耗3kgoet01.5项目研究结论待现场初版方案对接后再补充。第2章优化基础2.1 优化范围包括XXXX石化涉及低温热的所有装置,具体包括
9、但不限于下表所列装置、车间。主要生产装置列表如下:表2.L1项目工作范围序号运行部装置名称设计负荷,万吨/年备注1运行一部重交沥青6002非临氢改质203运行二部DCC1404FCC100停车51#气分2562#气分307MTBE装置58运行三部延迟焦化装置1409汽柴油加氢14010制氢装置20000Nm3h停工11催化汽油加氢及配套酸化、抽提装置10012运行四部1#硫磺装置5132#硫磺装置8141#污水汽提80th152#污水汽提120th16硫磺溶剂再生140th17加氢型溶剂再生200th18非加氢型溶剂再生200th19乙苯苯乙烯8停车20运行五部连续重整10021芳煌抽提402
10、2柴油加氢改质18023PSA60000Nm3h24公用工程动力、除盐水站、锅炉等25储运罐区、火车站、发货区等2.2 总加工流程XXXX石化常减压装置设计加工能力为600xl04ta,总加工流程和2023年排产计划如下图所示:图2.2-1XXXX石化全厂总加工流程图图2.2-2xxxx石化2023年排产计划2.3 能源价格表2.3-1能源价格表序号介质名称单位含税单价13.5MPa蒸汽元/吨2802LOMPa蒸汽元/吨1803E-1315A/B,分别与分储塔顶油气、顶循油及稳定汽油换热后,再去柴油加氢改质装置经E-2112与精制柴油换热,然后依次通过凝结水闪蒸汽换热器E1604、自机械汽动泵
11、来0.2MPa蒸汽加热器E1603、1.0MPa蒸汽加热器E1602A/B加热后,控制温度在105出装置。热阱流程:DeC装置来的高温热水分成三路,第一路输送至气分装置分别作为脱丙烷塔进料换热器E2101、脱乙烷塔底再沸器E2105、丙烯塔底再沸器E2107A/B热源;第二路送至液化气脱硫醵换热器E-3301作为碱液加热热源;第三路作为DCC装置伴热与办公楼采暖热源(仅冬季使用)。换热后的三路热媒水混合后,再经水冷器E1601A/B冷却后返回DCC装置,冷后温度控制55C左右。本套低温热系统的流程如下:E2105 脱乙电函沸器E21O7ABF=14thF=207thP160IABC 热收水泵E
12、160IAB 循标标器液化气脱酸静破液加热装置伴热、采暧图3.2-1DCC低温热系统流程图(2)DCC低温热系统的热源、热阱负荷平衡统计,如下表所示:表3.2/DeC低温热系统热源、热阱负荷平衡统计表(冬季)序号物流名称流量换前温度换后温度热负荷备注t/hCCkW热源1分馆塔顶油气12910779102122顶循3841339095933稳定汽油5085850未投用4改质精柴19115912437185凝结水闪蒸汽0-06自机械汽动泵来0.2MPa蒸汽0-071.0MPa蒸汽0-0合计23523热阱1丙烯塔再沸器150932脱乙烷塔再沸器11683脱丙烷塔进料9624碱液6005装置伴热及采暖
13、3600估算值6水冷及散热2100合计23523表3.22DCC低温热系统热源、热阱负荷平衡统计表(其它季节)序号物流名称流量换前温度换后温度热负荷备注t/hCCkW热源1分储塔顶油气12910779102122顶循3841339095933稳定汽油5085850未投用4改质精柴19115912437185凝结水闪蒸汽0-06自机械汽动泵来0.2MPa蒸汽0-07I-OMPa蒸汽0-0合计23523热阱1丙烯塔再沸器150932乙烷塔再沸器11683丙烷塔进料96245005装置伴热及采暖06水冷及散热5800合计23523(3)存在问题DeC热媒水系统的热量,夏季主要供2#气分、双脱装置,冬
14、季增加了DeC装置伴热和办公楼采暖,从热负荷平衡表上可以看出以下问题:1)热量存在一定富余。在冬季,热源、热阱基本平衡,略有富余,循环水冷却器热水侧阀门开度5%左右,回水温度从62C降至55;在夏季,因装置伴热和办公采暖都停用,热量富余较多,通过循环水冷却。2)热水换热后温度偏高。热媒水最后一级通过加氢改质精制柴油换热后,温度达105,作为气分热源存在高质低用。(4)优化思路1)扩展热阱,包括:a)作为常减压装置加热炉前置空气预热器的热源。b)作为本装置CO补燃气预热器的热源。2)减少精制柴油与热媒水换热,多用于精制柴油与除盐水换热。3.3 焦化热电低温热系统(1)现状热源流程:低温热媒水在热
15、电装置经热媒水循环泵升压后,输送至焦化装置分成三路,分别经过换热器E1120AB.E1119AB及E1205AB与分储塔顶循、柴油及稳定汽油换热后,高温热媒水再返回热电装置。热阱流程:热媒水送至热电后,原设计与FeC除盐水换热,用于提升进除氧器前的除盐水温度,现改为与超滤产水换热,冬季时将超滤产水温度从3-5C升高至25-30C,然后经循环水冷却后,送至焦化装置取热。本套低温热系统的流程如下:(2)焦化-热电低温热系统的热源、热阱负荷平衡统计,如下表所示:表331焦化-热电低温热系统热源、热阱负荷平衡统计表(冬季)序号物流名称流量换前温度换后温度热负荷备注t/hCkW热源1分储塔顶循70.81
16、42.551.844772柴油76.7156108.225563稳定汽油66.685441903合计8936热阱1超滤水35052683112循环水冷却03散热损失625合计8936表3.32焦化热电低温热系统热源、热阱负荷平衡统计表(其他季节)序号物流名称流量换前温度换后温度热负荷备注t/heC4CkW热源1分馆塔顶循70.8142.551.844772柴油76.7156108.225563稳定汽油66.685441903合计8936热阱1超滤水350252502循环水冷却84903散热损失446合计8936(3)存在问题1)夏季低温热富余,热媒水仅在冬季用于超滤产水加热,夏季通过循环水冷却
17、,热量未有效利用,还增加了循环水消耗。2)热媒水热热后温度偏低,仅75左右,热阱用户受限。(4)优化思路优化该套低温热系统流程,提高热媒水换后温度,并扩大热阱范围,优化思路包括:1)回收焦化分储塔顶油气低温热,目前该塔顶油气温度达U3C,直接进空冷冷却,能量未回收利用。2)调整各分支热媒水流量,将热媒水出口温度提高至95C以上。3)扩展热阱,包括:a)冬季用热媒水替代LOMPa蒸汽,作为装置管线维温伴热热源;b)利用热媒水对进加热炉前的燃料气预热,减少加热炉燃料气消耗;c)利用热媒水对进空气预热器前的空气进行前置预热,提高空气进加热炉温度等。d)新增溟化锂制冷,在夏季,利用热媒水产生冷量,部分
18、用于焦化、DCC装置的吸收稳定系统冷却,降低干气中C3+含量,回收高附加值产品;部分用于各中控室、机柜间、变配电所制冷,节省空调电耗。3.4 汽柴油加氢.制氢低温热系统(1)现状热源流程:热媒水经热媒水循环泵升压后,分成两路,一路输送至制氢装置,经E-105B与中变气换热,另一路输送至柴油加氢装置,经E-2508B/C与精制柴油换热,两路热媒水混合后输送出装置。热阱流程:来自柴油加氢装置的热媒水,先输送至原油罐区,对6个五万方原油罐进行伴热维温;再经换热器ElOlAB,对送往常减压装置的原油进行预热;最后低温热媒水返回热媒水缓冲罐V2527。本套低温热系统的流程如下:EIOIA8原油三豆热浮(
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