大庆新建60万吨/年乙烯装置能耗分析

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[摘 要]文中介绍了大庆石化新建60万吨/年乙烯装置的能耗计算方法，并对装置不同投料类型的乙烯能耗进行分析。同时结合装置实际运行状况和大庆地区特点，对装置如何做好下一步节能降耗工作提出切实可行的建议。

[关键词]能耗 投料 节能

中图分类号：TQ056 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0007-01

乙烯装置是耗能大户，人们常用吨乙烯耗能来衡量乙烯装置运行的好坏。因此，研究如何降低装置能源消耗的具体办法和措施，对企业挖潜创效、节能减排都能起到积极作用具有深远意义。下面以大庆石化新建60万吨/年乙烯装置为例，阐述该套装置的能耗组成、物料变化与能耗的关系以及适用于本装置的节能措施。

1.项目概况

大庆石化乙烯装置本次改扩建是在原有的60 万吨/年的基础上另辟新地进行，新增60 万吨/年聚合级乙烯，乙烯生产能力75 吨/小时，装置年操作8000 小时，改扩建后大庆石化乙烯生产能力将达到120 万吨/年。该套装置采用前脱丙烷前加氢工艺，裂解气压缩机四段出口的裂解气经过高压脱丙烷塔分离出碳三组分，碳二组分进入裂解气压缩机五段继续升压。

2.能耗组成及折算系数

大庆石化新建60万吨/年乙烯装置的能耗构成为燃料气、水、电、蒸汽、氮气、风共六大类。其中燃料气包括前冷自产尾气、界外补充天然气、化工液化气（这部分原料目前主要用做与油田轻烃混兑，只有在界外管网压力低时当做备用燃料）、其他燃料共四项。水包括工业水、脱盐水、循环水、除氧水、透平凝液、装置凝液共六项。蒸汽包括S100、S40、S19、S14、S3共五个等级。其中S100来源为裂解炉自产和界外补充，用户为裂解气压缩机和丙烯机。S19和S14在计算时合并为一个等级统称S10。风包括工业风和仪表风共两项。从界外进入装置记为正，装置送出的记为负。各消耗、产出量乘以相应的能源系数，累加求和即为装置消耗的总能量。总能量除以24H，即为装置能耗，单位为千克标油/吨。

3.物料类型对能耗的影响

在通常情况下，乙烯装置能源消耗的70%～80%集中在裂解区。因此，乙烯、丙烯的能源单耗主要决定于裂解区[1]。对比国内乙烯生产企业，能否降低裂解炉耗能是整个装置降耗的关键所在。因北方冬季、夏季受气温影响较明显，所以选择2013年12月和2014年的1月进行比较，做到相同季节不同物料类型的能耗比较。

由表1可见，2014年1月较2013年12月装置乙烯产量增加45吨/天，燃料气消耗降低39.43吨/天，蒸汽综合能耗增加8.43千克标油/吨，日均乙烯能耗下降31.66千克标油/吨，其他项目差异不明显。

2013年12月装置总负荷252t/h。其中重烃中含石脑油84.3t/h，占装置总投料的35.13%。碳四中含轻烃8.68t/h，占装置总投料的3.62%。2014年1月装置总负荷244t/h。其中重烃中含石脑油60.9t/h，占装置总投料的26.25%。碳四中含轻烃11.6t/h，占装置总投料的5%。由以上数据分析可见，当石脑油总投料量增加、碳四中轻烃投料比例增加时，乙烯产量增加、能耗降低。虽然2014年1月装置日均投料量较2013年12月降低8t/h、重烃占石脑油比例下降，但是原料中乙烯收率高的石脑油和轻烃组分增加，导致乙烯日均产量较12月份增加，燃料气日均消耗总量较12月减少。综上，优化原料类型对乙烯装置收率和能耗的影响较单纯增加裂解炉负荷对乙烯装置乙烯产量和能耗的影响更明显。燃料气消耗占装置总能耗的百分比由2013年12月的83.71%，下降到2014年1月的82.11%，下降了1.6%，但仍比参考值上线高2.11%。2014年1月循环乙丙烷炉下线烧焦48小时，需要外引S40来代替轻烃组分给减粘塔减粘，是该月蒸汽能耗增加的原因之一。

4.优化节能措施

4.1 精细调节裂解炉风门开度，及时监测裂解炉热效率和排烟温度，控制炉膛氧含量，用最少的燃料气消耗达到最佳裂解效果。

4.2 合理延长裂解炉在线周期，尤其是轻烃炉在线周期，减少烧焦的能耗、收率损失。

4.3 在满足裂解炉稀释蒸汽排污的前提下，尽量减少事故急冷水外排量，降低装置排污总量，保证外排水COD在指标范围内。

4.4 根据气温、负荷变化及时调整装置循环水用量，降低装置能耗。

4.5 合理控制减温减压器开度，避免高等级蒸汽直接变成低等级的蒸汽造成浪费。

5.结论

（1）由以上数据分析可知，大庆石化新建60万吨/年乙烯装置裂解炉能源消耗还有继续优化空间。

（2）优化裂解炉投料类型在增产、节能方面的优势比较明显。要综合考虑原料类型、负荷、运行周期等诸多因素才能制定出最佳的生产方案。

（3）目前，装置内的火炬气压缩机是为整个燃料气管网做功，如果将此量划到装置能耗以外计算，则装置能耗至少可将低0.89千克标油/吨。

参考文献

[1] 李作证.乙烯生产与管理.中国石化出版社，1992，8：462.

作者简介

隋婷（1986――），女，黑龙江肇东人，助理工程师，毕业于东北石油大学环境工程专业，目前从事乙烯装置能源物料统计工作。