蜡油加氢装置换热网络分析与优化

洛阳石化蜡油加氢装置由反应、分馏、富氢气体脱硫、热回收和产汽系统以及装置公用工程部分等组成,设计年加工能力220×104t/a,以减压蜡油、焦化蜡油和脱沥青混合油为原料,采用抚顺石油化工研究院开发的FFHT蜡油加氢处理工艺技术,催化剂采用FF-18型,主要生产低硫含量的精制蜡油,同时副产少量石脑油和柴油,富氢气体经脱硫后送至制氢装置作原料.利用换热网络优化软件PINCH2.0,对蜡油加氢装置换热网络进行模拟,得出现行工艺条件下换热网络最小冷却公用工程和最小加热公用工程用量,提出以现行换热网络的操作工艺为基础,停运分馏塔进料加热炉,提高反应进料加热炉热负荷,在不增加装置换热网络换热器换热面积前提下,充分利用装置现有换热器换热面积余量,增大换热器的换热负荷.实施换热网络优化方案后,降低蜡油加氢装置耗能105.5kg标油/h,年运行时间以8400h计算,年实现节能886.2t标油,标油价格按照3600元/t计算,年实现经济效益319万元;装置进料量按照295t/h计算,则降低装置综合能耗0.358kg标油/t原料.     

洛阳石化二套联合催化装置能耗升高的原因及对策

中国石化洛阳分公司二套联合催化装置设计为140×104t/a同轴式重油催化裂化装置。2008年5月进行FDFCC-Ⅲ技术改造,进料性质由减压蜡油改为加氢蜡油后,装置的能耗基本维持在65kg标油/t原料以下。2010年6~8月份能耗分别为66.51kg标油/t原料、79.90kg标油/t原料和71.3kg标油/t原料,均超出年度能耗目标值65kg标油/t原料。深度分析显示,装置设备运行异常,非计划停工、检修,是造成装置生焦率、电耗、蒸汽升高的主要原因;计量检测仪表不准,能耗统计、分摊及进出热物料的平衡计算是造成装置能耗升高的次要原因。通过提高设备检修质量,加强设备维护管理,避免非计划停工,以及认真统计、核算,上报相关数据等措施,9月份装置的能耗降为60.83kg标油/t,较8月份的71.3kg标油/t原料,降低了10.47kg标油/t原料。装置1~9月份累计能耗达到65.35kg标油/t原料,已接近2010年能耗目标值65kg标油/t原料。     

蜡油加氢装置流程设计优化

蜡油加氢为加氢处理工艺的一类,是指通过加氢反应,原料油的分子大小不发生变化,或者只有小于10%的分子变小的那些加氢工艺。蜡油加氢装置主要以常减压蒸馏装置的减压蜡油(VGO)、焦化蜡油(CGO)为原料,通过加氢处理,脱除原料中的硫化物,以及部分脱除氮化物、氧化物及金属杂质。蜡油加氢装置是加工含硫及高硫原料、生产清洁燃料的重要装置之一,但其典型工艺流程能耗较高。优化蜡油加氢分馏系统流程,蜡油加氢操作能耗下降5kg标油/t,产品质量稳定。在中国石化系统11套蜡油加氢装置中,已经有6套装置对分馏系统进行了优化,某些装置更是改造成了蜡油及柴油可以互相切换的原料流程,半成品精制蜡油符合催化装置低硫原料要求,加工柴油时产品质量达到国Ⅳ标准。以某厂1.8Mt/a蜡油加氢装置流程优化为例,停用的较大设备有产品分馏塔、柴油汽提塔、分馏塔进料加热炉,共节约设备费用2090万元,每年节约燃料费用3700万元,每年实际创效2407.29万元。     

柴油加氢装置能耗分析与节能优化措施

中国石化洛阳分公司260×104t/a柴油加氢精制装置设计能耗为12.393kg标油/t,自2010年10月份开工以来,装置能耗较高,曾一度高达到12.16kg标油/t。经分析表明:在综合能耗中,燃料气(油)、3.5MPa蒸汽及电能耗占能耗比重较大。采取了有针对性的节能降耗措施:提高加热炉氧含量以提高加热炉效率;投用原料油过滤器,提高反应炉入口温度;降低操作压力;降低循环机转速、汽提蒸汽量以降低蒸汽消耗量;做好新氢压缩机C3401A的维护保养工作,停用反应加热炉F3401鼓风机和引风机,以降低用电量;细化用水管理以实现节约用水。采取措施后,柴油加氢装置节能优化效果显著,各项指标均有不同程度降低,装置综合能耗下降至5.91kg标油/t,在国内同类装置对标中名列前茅。提出了提高加工量、增加低温热水量、改造原料泵P3401A液力透平、调整循环氢压缩机转速等进一步节能措施及建议。     

低温热在气体分馏装置上的应用

中国石化洛阳分公司气体分馏装置原设计规模为30×104t/a,采用五塔流程,2008年扩能改造后,加工能力达到65×104t/a,实际采用四塔流程,由脱丙烷塔(T501)、脱乙烷塔(T502)、丙烯塔(T503AB/CD)、脱异丁烷塔(T504)组成。装置设计能耗为56.53kg标油/t原料,2009年装置实际能耗为51.77kg标油/t原料,但与同期中国石化先进装置能耗(37.34kg标油/t原料)相比,在蒸汽和电的单耗上,尚有差距。对此,提出实施催化装置低温热与气体分馏装置深度热联合,以及气体分馏装置内部低温优化,可取消气体分馏装置能级高的蒸汽热源,用低温热替代蒸汽伴热,蒸汽作为装置备用热源,可以节约0.3MPa蒸汽10t/h,降低装置综合能耗0.9个单位。     

对新建3000kt/a柴油加氢精制装置和开工试运前期工作的思考

由于加工含硫含酸进口原油,上海高桥分公司新建3000kt/a柴油加氢装置。该装置采用FHDS-6加氢精制催化剂,可生产出硫含量为280～300mg/kg,氮含量为10mg/kg的精制柴油。装置采用炉前部分混氢方案、双塔汽提流程及热高分流程,采用SEI开发的双壳程换热器和丝堵管箱轧翅片管空冷器及新型反应器内构件。对装置在反应、分馏、脱硫部分的问题进行了改进,开工后装置累计能耗为12.30kg标油/t,低于设计值。     

延迟焦化装置用能潜力分析与途径

洛阳石化140×104t/a延迟焦化装置采用"一炉两塔"工艺流程和"可灵活调节循环比"工艺技术,装置设计能耗为26.71kg标油/t,但2009年装置综合能耗为33.36kg标油/t。能耗分析显示,低温热回收系统未投用、0.4MPa蒸汽不计能耗和加工负荷较低等因素,是造成装置能耗偏高的主要原因。消除以上影响因素,装置实际能耗应在21kg标油/t左右。通过优化工艺设备操作,投用节能设施,加强节能管理,减少蒸汽、水等介质消耗,增加热输出等措施,2010装置能耗得到明显下降。1～10月份装置累计综合能耗为25.35kg标油/t,低于设计值,较2009年同期下降了8.5kg标油/t,较2009年全年下降8.01kg标油/t。特别是2010年10月份,装置能耗为20.12kg标油/t,较去年同期下降12.40kg标油/t,低于2009年中国石化集团平均能耗3.87kg标油/t。     

180×10~4t/a蜡油加氢装置满负荷生产的瓶颈与对策

武汉石化蜡油加氢装置设计加工负荷为180×104t/a,其中加工直馏重蜡油110.11×104t/a,加工焦化蜡油69.89×104t/a,主要为下游两套催化装置提供低含硫、含氮的精制蜡油。针对装置满负荷生产时出现系统压力及循环氢流量大幅波动的生产瓶颈,分别尝试了开大E3101副线及开大循环氢压缩机K3102返回线两种方式,来降低混氢点处气相负荷,克服管线中流速过低造成系统压力波动的影响。实际结果表明,开大E3101副线及K3102返回线均能达到装置满负荷生产,但开大E3101副线时装置关键设备运行的苛刻度较高,而通过开大K3102返回线来达到装置满负荷生产时,关键设备运行的苛刻度较低。通过开大K3102返回线,装置能耗降低约0.92kg标油/t,氢耗降低约10%,外送低分气减少300m3/h(标准),技术经济指标有所提高。     

300kt/a半再生催化重整装置能耗分析及节能措施

长庆石化300kt/a半再生催化重整装置由原料预处理系统、重整反应系统以及压缩机氢气循环系统组成,主要产品为高辛烷值汽油调和组分,副产氢气、液化气、轻石脑油.装置主要消耗燃料气、电、水等.其中,燃料气消耗占装置总能耗的比例最大,这部分能耗主要是为预加氢反应和重整反应提供反应热;其次为电耗.通过加强炉体密封、增加加热炉在线氧化锆分析仪,提高加热炉热效率;通过更换预加氢催化剂、根据加工量变化及时调整氢油比,实现操作参数的优化,降低加热炉燃料气消耗:通过优化工艺路线和换热网络,使总能耗降低13.67kg标油/t,其中电耗降低0.67kg标油/t,燃料气降低12.992kg标油/t.提出进一步降低加热炉排烟温度和空气氧含量,改变加热炉温度控制方式,对关键离心泵采用变频控制,采用先进控制系统,回收低温余热等多项建议,以实现装置的深度节能.     

3.0Mt/a柴油加氢精制装置节能降耗技术分析

中国石化高桥分公司4号柴油加氢精制装置设计规模3.0Mt/a,反应部分采用炉前部分混氢热高分方案,分馏部分采用硫化氢汽提塔加分馏塔出柴油和石脑油方案,设计原料油为直馏柴油(占74.74%)、焦化汽油(占8.33%)和焦化柴油(占16.93%),设计能耗为13.99kg标油/t。通过对装置满负荷标定分析数据进行能耗分析和研究,发现电耗、3.5MPa蒸汽和燃料气在装置总能耗中占比较高,分别为20%~23%,66%~67%和63%~66%。通过将原料中直馏柴油和催化柴油由冷进料切换为热进料,增上8.0MPa氢气管网,新氢增压机应用可调余隙调节系统,反应进料泵和贫胺液升压泵叶轮切割改造,在原料油升压泵、热低分气空冷器、分馏塔顶空冷器和产品柴油空冷器增上变频器,对分馏系统进行优化调整等措施,使装置能耗从2008年标定的12.81kg标油/t降至2015年的9.61kg标油/t。     

Strategies for high-performance supercapacitors for HEV

Our paper highlights the role of supercapacitors in hybrid electric vehicles (HEVs), the current response to the worldwide demand for a clean and low fuel-consuming transport. The main strategies for increasing the specific energy of supercapacitors, which are electrochemical energy storage/conversion systems of high-specific power, are discussed, with the focus on electrode material, electrolyte and electrode/electrolyte interface properties. Particular emphasis is given to the use of ionic liquids (IL), which are attracting much attention as green and solvent-free electrolytes, and to the development of high-voltage, IL-based hybrid supercapacitor with high surface area carbon negative electrode and poly(3-methylthiophene) positive. Based on the results of laboratory cells featuring N-butyl-N-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide and 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bis(trifluoromethanesulfonylimide) ILs, the specific energies of hybrid supercapacitor modules are evaluated and compared to those expected for double-layer carbon supercapacitors displaying the same ILs.     

面向2050年的中国电力发展展望

电力转型是我国能源转型的重要环节。本文基于自主开发的适合我国中长期电力发展的源网荷储协调规划模型,将各类电源、骨干电网、需求侧资源与储能等统筹考虑,在计及相关发展目标与约束条件的情况下进行系统整体优化,求解了我国当前至2050年电力系统发展优化方案,可为研判我国电力系统发展路径、制定合理转型政策提供量化参考。     

Rules for paths construction for HENs debottlenecking

This paper is based on the heat exchanger network retrofit techniques, developed by Tjoe and Linnhoff and extended by Asante and Zhu. It considers, under the Network Pinch framework, two important cases — the Retrofit Initialisation and Topology Modification when the direct application of the classic Network Pinch concept and rules is not possible. With the help of a system of simple heuristics, these limitations are overcome which extends the application range of the Network Pinch framework.     

固定床反应器催化剂装填方案的优化

脱砷反应器压降升高会严重影响压缩机的安全运行,同时也制约了装置的加工量。分析认为,压降升高的主要原因是床层空隙率减小,而空隙率减小的主要原因是床层杂质增多,堵塞了颗粒间的空隙。阐述了级配剂和除垢篮在抑制压降升高方面的作用,提出级配剂加除垢篮的组合装填方案,有效解决了固定床反应器的压降问题,使撇头周期达到9个月,并对装填方案的进一步优化提出建议。     

Energy use for subsistence and prospects for development

This paper focuses on the present use of energy in the developing countries in order to estimate the energy required for subsistence-level activities and to see how much surplus is available for economically productive activities, taking into account both commercial and non-commercial (firewood, farmwaste) sources of energy. The energy required for subsistence is estimated to be in the range of 0.3 to 0.4 tce per capita. The consumption of most low income groups countries is below this level if only commercial energy is considered. Relations are derived to explain the uses of each of these energy forms in terms of economic and demographic variables from a sample of 82 countries. These relations are then employed to show that the dependence on non-commercial energy is likely to continue beyond 2000 AD and that, inspite of the annual rise of commercial energy consumption by 6%, the improvements in per capita consumption are small because of an increase in population and a decrease in per capita non-commercial energy.     

汽轮机低压叶片材料的选择

汽轮机低压叶片的材料选择对于保证整个汽轮发电机组的安全运行至关重要。从几个方面分析讨论了汽轮机低压叶片材料选择时需要注意的问题，并提出了解决办法。     

Strategy for selection of elements for heat transfer enhancement

The present paper points out that the selection of elements for heat transfer enhancement in heat exchangers requires a methodology to make a direct comparison of the performances of heat exchanger surfaces with different elements. Methods of comparison used in the past are, in many respects, approximate and hence fail to predict accurately the relative performance of conventional heat exchanger surfaces operated with different heat exchanger elements. Owing to the direct use of the Colburn factor for performance assessment, these methods over-predict the relative performance of heat exchangers. In the present paper, a more consistent comparison method is presented and is demonstrated to work by comparison of the performance of an experimentally investigated pin fin heat exchanger with that of a smooth pipe heat exchanger. The method yields results that belong to the volume goodness factors group. It represents a practical approach, as it is applicable to all kinds of heat exchanger surfaces and does not require the conversion of the experimental data in terms of Nusselt number and friction factor for comparison purposes. The present work demonstrates that the suggested method can also be used for performance comparison of existing heat exchanger surfaces with available heat transfer and pressure loss data.     

轧辊退火热处理炉自动控制系统

介绍了轧辊退火生产中自动控制系统的组成和各部分设备功能,通过此集散控制系统实现温度精确控制、数据记录监视以及仪表、电气设备的控制联锁。