120万吨/年灵活多效重油催化裂化装置
节能篇
****工程设计有限公司
2007年10月30日
目 录
1 设计原则 .................................................................................................................................. 2 2 设计范围 .................................................................................................................................. 2 3 相关法律法规、规划和产业........................................................................................... 2
3.1 相关法律法规和规划 ........................................................................................................ 2 3.2 产业和准入条件等 .................................................................................................... 3 3.3 工业类相关标准和规范 .................................................................................................... 3 4 节能措施 .................................................................................................................................. 5
4.1 采用先进工艺和设备 ...................................................................................................... 5 4.2 降低装置生焦量 .............................................................................................................. 6 4.3 余热余能回收利用 .......................................................................................................... 7 4.4 减少新鲜水、冷却水消耗 .............................................................................................. 7 5 能耗分析 .................................................................................................................................. 8 6 结论 ........................................................................................................................................ 10
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1 设计原则
本设计为120万吨/年灵活多效重油催化裂化装置节能篇，设计中对能源的使用予以高度重视，本着贯彻实施节约和合理使用能源的原则，对各个系统采取了相应的节能措施，以追求保证在项目建成投产后的最大经济效益。
2 设计范围
本设计为 120万吨/年灵活多效重油催化裂化装置节能部分。
3 相关法律法规、规划和产业 3.1 相关法律法规和规划 1) 中华人民共和国节约能源法* 2) 中华人民共和国可再生能源法 3) 中华人民共和国电力法* 4) 中华人民共和国建筑法
5) 中华人民共和国清洁生产促进法
6) 清洁生产审核暂行办法（国家发展改革委、国家环保总局令第16号）7) 重点用能单位节能管理办法（原国家经贸委令第7号） 8) 民用建筑节能管理规定（建设部令第76号）
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12) 节能中长期专项规划（发改环资【2004】2505号） 3.2 产业和准入条件等
1) 关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知（国发【2005】40号） 2) 产业结构调整指导目录（2005年本）(国家令第40号) 3) 中国节能技术大纲（计交能【1996】905号）*
18) 国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术(国家2005第65号)
3.3 工业类相关标准和规范 3.3.1管理及设计方面的标准和规范 1) 工业企业能源管理导则GB/T15587-1995
14) 石油化工厂合理利用能源设计导则SH3003-2000 16) 聚氨酯泡沫塑料预制保温管CJ/T3002-1992 18) 工业设备及管道绝热工程设计规范GB502－1997 21) 工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准GB50185-1993 23) 石油工业加热炉型式与基本参数SY/T0540-1994 25) 用能单位能源计量器具配备和管理通则GB17167-2006 3.3.2产品能耗定（限）额方面的标准
1) 九种高耗电产品电耗最高限额（国经贸资源【2000】1256号）* 3.3.3合理用能方面的标准
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1) 评价企业合理用电技术导则GB/T3485-1998 2) 评价企业合理用热技术导则GB/T3486-1993 5) 石油企业能源综合利用技术导则ST/T6375-1998 10) 工业炉窑保温技术通则GB/T16618-1996
11) 蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求GB/T12712-1991 12) 设备及管道保温保冷技术通则GB/T11790-1996 13) 设备及管道保温保冷设计导则GB/T15586-1995 14) 设备及管道保冷效果的测试与评价GB/T16617-1996 15) 设备及管道保温效果的测试与评价GB/T8174-1987 16) 节电措施经济效益计算与评价GB/T13471-1992
17) 工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与利用导则GB/T17719-1999
3.3.4工业设备能效方面的标准
6) 工业燃料加热装置能耗限值JC569-1994 3.4 建筑类相关标准和规范
1) 公共建筑节能设计标准GB501-2005 2) 绿色建筑评价标准GB/T50378-2006 3) 绿色建筑技术导则(建科【2005】199号)
4) 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JCJ134-2001
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5) 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JCJ75-2003 6) 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JCJ26-95 7) 采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003 9) 通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002 10) 外墙外保温工程技术规程JGJ144-2004 13) 民用建筑热工设计规范GB50176-93 14) 建筑照明设计标准GB50034-2004 15) 建筑采光设计标准GB/T50033-2001 19) 采暖居住建筑节能检验标准JGJ132-2001 21) 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92 24) 空调通风系统运行管理规范GB50365-2005
4 节能措施
4.1 采用先进工艺和设备
① 采用国内最新开发的FDFCC-Ⅲ重油催化裂化生产工艺，提高装置液体收率，降低干气和焦炭产率，从而降低装置单位能耗。
② 气压机组采用背压蒸汽轮机驱动的二机组配置方式。气压机的负荷可以方便地利用转速调节。与恒转速运转的气压机组相比，可较大幅度地节省运行费用，降低装置能耗。
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③ 尽量采用能耗低的设备，如采用新型进料雾化喷嘴降低蒸汽消耗，分馏塔采用高效低压降塔板。
④ 采用新型高效机泵、高效传热设备，提高能量转化、传递效率和能量回收率。 ⑤ 选用高效变压器和电器设备，合理选择机泵驱动电机的容量及适当选用变频调节流量，大容量低转速电机选用同步电机实现无功调节。
⑥ 采用先进的自动控制系统，使得各系统在优化条件下操作，提高全厂的用能水平。
4.2 降低装置生焦量
① 采用大剂油比操作条件，保证催化剂与原料油的均匀接触，使得大分子原料油迅速汽化，减少结焦数量。
② 优化设计予提升段，改善催化剂与原料接触前的流动状况，使催化剂与原料保持均匀接触，减少提升管内局部热裂化反应。
③ 选择高效雾化喷嘴，改善原料雾化状况，提高轻质油收率，减少干气及焦炭产率。
④ 提升管末段采用油气快速分离导出系统及密相环流预汽提式旋风分离器快分（CSC）专利技术（ZL98102166.2），解决了油气和催化剂的快速分离和催化剂携带油气的快速预汽提问题，可减少热裂化反应，降低干气及焦炭产率。 ⑤ 粗旋出口与单级旋分密闭连接，缩短油气在沉降器内的停留时间，减少油气热裂化反应，避免沉降器内结焦。
⑥ 设置高效汽提段，改善汽提效果、增加汽提段内催化剂停留时间，减少催化剂所携带的油气量，进一步降低可汽提焦炭产率。
⑦ 开工初期的沉降器升温操作，采用高过热温度的汽提蒸汽，减少未汽化油冷凝结焦。
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⑧ 缩短分馏塔底油浆停留时间，并设置油浆搅拌设施，防止分馏塔底结焦。合理设计塔底滤焦器，防止焦块进入油浆系统。 4.3 余热余能回收利用
① 设置烟气轮机，回收再生烟气压力能。与不设置烟机只设余热锅炉的装置相比，可降低能耗986MJ/t。
② 外取热器、油浆蒸发器、分馏二中段蒸发器余热锅炉发生3.5MPa中压蒸汽并逐级利用，提高能量利用率。
③ 采用先进的工艺技术，优化换热流程，能够使工艺物流之间充分换热，提高热能的回收和利用。
④ 采用长期有效的设备及管道隔热和保温措施，对所有高温设备及管道选用优质保温材料，减少散热，提高装置及系统的热回收率。 ⑤ 尽量回收反应流出物热量，降低入空冷器温度。
⑥ 回收装置的低温余热生产热水，供现有或后续的气分装置使用；对能使用低品位蒸汽的情况尽量使用低品位蒸汽，以节约能源。 ⑦ 装置直接热联合和直接热供料。
⑧ 压缩富气同除盐水换热，提高进入除氧器的除盐水的温度，减少加热蒸汽量。 4.4 减少新鲜水、冷却水消耗
① 减少新鲜水用量，减少排污，清污分流。低浓度污水处理后回用。 ② 对装置和系统物流的冷却，根据温位不同采取不同的手段，能够发生蒸汽的尽量发生蒸汽，能够采用空冷的则使用空冷，尽量避免高温位介质直接水冷的情况出现，以此来降低冷却水消耗。
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③ 对装置及系统产生的凝结水、含硫污水进行回收处理，处理后回用于各装置及公用工程；能够一水多用的设备和工艺则尽量做到一水多用。从而减少水耗量，降低能耗。
④ 采用优质高效的水质稳定剂提高循环水的浓缩倍数，减少循环水的补充水和排污水。
5 能耗分析
按《石油化工设计能量消耗计算办法》（SH/T 3110-2001）规定，计算本装置能耗为2713.26MJ/t原料（.81kg标油/t原料），能耗计算见下表。
表8-1 120万吨/年灵活多效重油催化裂化装置能耗计算表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 项目 新鲜水 循环水 软化水 除氧水 电 净化风 非净化风 焦炭 3.5MPa蒸汽 1.0MPa蒸汽 含油污水 热进出量 合计 消耗数量 单位 t/t t/t t/t t/t kWh/t Nm3/t Nm3/t t/t t/t t/t t/t MJ/t 数量 0.012 35.968 0.000 0.352 耗能指标 单位 MJ/t MJ/t MJ/t MJ/t 数量 7.12 4.19 10.47 385.19 11.84 1.59 1.17 总能耗 MJ/t 备注 0.09 150.71 0.00 135.51 279.67 43.18 23.83 23.621 MJ/kWh 27.157 MJ/Nm3 20.368 MJ/Nm3 0.076 0.025 -0.161 0.099 -683.970 MJ/t MJ/t MJ/t MJ/t 41868 3181.97 3684 90.63 3182 -511.67 输出 33.5 3.32 1 -683.97 2713.26 .81kg标油/t
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由于FDFCC工艺主要是增加了一根汽油提升管，进行粗汽油回炼，以多产液化气/丙烯、降低汽油硫和烯烃含量为主要目的，FDFCC工艺能耗不同于常规催化裂化工艺，没有类比性。与常规重油催化裂化工艺相比，本工程能耗略有增加（增加约3～6kg标油/吨），其原因主要是：
① 本工程采用FDFCC-Ⅲ工艺技术，该工艺利用烧焦热进行粗汽油回炼改质，所以再生器剩余热量减少，而粗汽油回炼量不计入装置处理量，故表现为单位能耗提高。
② 汽油回炼改质大约有2.0%的生焦率，而粗汽油回炼量不计入装置处理量，全装置生焦率提高。
③ 本工程液化气/丙烯收率高，分馏稳定系统的物流和热负荷较大，耗电量和循环水量提高。
与其它多产液化气/丙烯催化裂化工艺装置的能耗相比，本工程能耗要低得多。这是因为，在重油催化裂化装置增产丙烯，除采用丙烯选择性高的专用催化剂外，一般都是通过提高催化裂化反应的苛刻度和原料转化率来实现。随着裂化反应深度提高和丙烯产率增加，催化装置的能耗也相应增大。国内部分多产液化气/丙烯催化裂化工艺装置的能耗情况见下表。
表8-2 国内部分多产液化气/丙烯催化裂化工艺装置的能耗情况
装置规模 液化气收率 丙烯产率 装置能耗 装置名称 工艺名称 万t/年 % % kg标油/t 安庆Ⅱ 岳化 扬州 福建 九江Ⅱ 65 105 20 150 100 DCC-Ⅱ ARGG ARGG MGD MIP-CGP 30.05 26.56 26.12 19.40 27.37 12.12 10.16 9.46 6.65 8.96 137.6 92.31 84.86 76.01 69.02 9
6 结论
比较本装置和国内多产丙烯装置的能耗情况，本装置能耗水平处于同类装置中较低水平，证明本装置通过各种节能措施收到了较好的效果。
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