茂名石化炼油全厂用能优化方案研究.ppt

茂名石化炼油全厂用能优化方案研究
茂名石化是国有特大型的燃料-化工-润滑油复合型炼化企业，目前具有1350万吨/年炼油能力。近年来，茂名石化克服原油劣质化及产品优质化所带来的加工能耗困难，坚持强化管理，持续优化装置生产，大力挖掘节能减排潜力，抓好各项节能减排措施的落实，开展技术攻关与改造，加快新技术应用，取得了良好的节能减排效果，充分发挥了大炼油、大乙烯的规模效益。茂名石化2005~2011年炼油能耗数据见表1，其能耗变化趋势如图1所示。

图12005~2011年炼油综合能耗与单位能量因素能耗变化

从表1数据可以看出，近年来茂名石化炼油综合能耗及单位能量因素能耗持续降低。
在新建120万吨/年航煤加氢、100万吨/年重整装置、260万吨/年柴油加氢装置等炼油深加工装置的情况下，炼油综合能耗不断没有上升，反而下降11.78kgEo/t，此外，加工损失率由2005年的1.08%降低到2010年的0.41%。在千万吨级炼油企业中，茂名石化炼油综合能耗及单位因数能耗均名列国内前茅，属于行业领先水平。

茂名石化2009年炼油能耗构成如图2所示，主要能耗构成为燃料(包括燃料气和燃料油)、催化烧焦、电和蒸汽，其中燃料占44%。现有炼厂气不足，部分工艺加热炉需要消耗燃料油。在原油价格不断上涨的背景下，燃料油作为炼油厂工艺加热炉燃料极不合理。

针对茂名石化初步的能量分析表明，尽管公司炼油能耗水平位居中石化领先，但仍存在一定的改进潜力。主要表现在炼油装置单套加工能力普遍偏小、大范围热联合及工艺低温余热回收利用考虑不够、工艺产低压蒸汽量偏大、不合理使用再沸炉，加热炉燃料消耗量偏大、工艺装置中不同等级的蒸汽用户偏少，蒸汽梯级利用困难，CFB锅炉热电联产潜力难以有效发挥等方面。

目前茂名石化正在实施油品质量升级及扩能改造，原油加工能力“十二五”末将达到2000万吨/年。油品质量升级及扩能改造为全局能量系统优化提供了重要契机。紧密结合公司2000万吨/年炼油改扩建工程和新建CFB锅炉供汽成本低的实际情况，如何从全局出发，提高能量总体利用效率，进一步实现茂名石化炼油综合能耗的持续下降，是我公司下一步节能降耗的关键。通过与中国石化节能技术服务中心及中山大学石化产品与技术研究中心合作，公司于2009年对炼油全厂用能系统进行综合优化方案研究，项目工作历时近2年。以下结合本次项目工作，简要谈谈我公司在“十二五”炼油节能优化措施和工作设想。
炼油全厂用能优化改进思路
考虑到以热加工为主的炼油能量系统的用能规律及特点，其综合优化的相关工作内容、层次及工作步骤包括工艺装置优化、装置间物流流程优化及热联合、储运系统优化、低温热利用优化、蒸汽动力系统优化，以及资源优化利用等[2]。
首先，优化各工艺装置核心的能量利用环节，如反应、分离过程等，降低过程工艺总用能与过程火用损耗。
工艺装置优化其次，工艺装置或工段间热联合考虑。结合总体加工流程规划及装置进料构成等，进行上下游装置进料物流流程优化调整，如常减压、催化、加氢、焦化等装置之间物料流程改进。①罐容最小化，结合热进出料直供，砍中间储罐；
②储运参数最优化；
③加热、维温方式改进；
④储存温度、储存时间、保温设计等优化。
第四，低温热优化利用，工艺物流余热的回收涉及换热器强化及换热网络优化设计，在充分利旧的原则下，对每个调整换热台位进行优化选型，需新增的尽量采用强化传热技术，在深入挖掘低温位热量用户基础上，充分利用全厂低温位热源，减少蒸汽消耗[5]。如：第五，蒸汽动力系统作为全局能量综合优化节能及其经济效益的最终体现者，在工艺用能、热联合、低温热回收利用优化后，整个公司的蒸汽产耗将形成新的平衡格局，基于新建的CFB锅炉和50MW发电机组，以及新的蒸汽平衡，完成蒸汽动力系统自身的优化改进，提高机组效率和系统的总体经济效益。优化内容主要涉及：
①4#常减压—渣油加氢—3#催化装置间热联合；
②4#常减压-渣油加氢物流平衡优化节能；
③1#和2#常减压—丙烷脱沥青—延迟焦化装置间热联合
④渣油、蜡油、柴油等物料的热进出料。充分发挥两台CFB锅炉蒸汽价格低、压力高的优势，优化全厂蒸汽平衡；
装置少产或不产蒸汽，将工艺热量用于提高原料换热终温，节省工艺加热炉耗用的燃料油；
蒸汽替代小型加热炉和分馏塔再沸器；
蒸汽管网分析改进等；
两台50MW机组低加流程改进，充分利用工艺低温余热，减少蒸汽消耗，提高热电联产效率。茂名石化“十二五”末炼油能力由1350万吨/年扩建至2000万吨/年，新建和改扩建装置蒸汽平衡见表2。
改扩建主要工艺装置的基础设计虽然考虑了低温热回收利用，但并未与全厂低温热系统统筹安排。茂名石化从用能优化全局考虑，将新建的1000万吨/年常减压装置低温热与润滑油装置低温热集中考虑，主要供原油罐区使用。异地改造