【正文】 取轉(zhuǎn)油線壓力降為 ： 35kpa。故實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50%點(diǎn)， 164+（ 4） =160℃ 。 從實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)可以看出： 140℃ 以前的餾分為原油的 %，說明汽油餾分少； 200℃ 以前的餾分占 %， 310℃ 以前的餾分占 %。然而研究證明，過汽化率每提高 1%可使加熱爐的負(fù)荷增加 2%，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，只要能夠保證側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有操作進(jìn)行調(diào)整，使過汽化率降到最低，從而降低加熱爐出口溫度，節(jié)省燃料。在需要降量生產(chǎn)時(shí)通常采用關(guān)小出口閥門的方法進(jìn)行控制。A由熱管組成的熱管式空氣預(yù)熱器是一種高效氣 — 氣換熱設(shè)備。 調(diào)節(jié)減壓塔急冷油回注量，提高減渣溫度減渣是熱容最大的高溫位換熱熱源。 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，降低電耗目前常減壓裝置都是利用離心泵進(jìn)行原油的傳送，機(jī)泵電機(jī)的設(shè)計(jì)功率也較大。 采用內(nèi)波外螺紋換熱器，強(qiáng)化換熱效果從傳熱方程 Q=K 采用熱管式空氣預(yù)熱器進(jìn)一步強(qiáng)化加熱爐煙氣能量的回收，減少排煙熱損失。近年來利用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)原有裝置換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造取得了一些明顯的效果。如常減壓蠟油和渣油熱供料到催化裂化、加氫裂化、焦化、瀝青等裝置，組成物流聯(lián)合系統(tǒng)，既可以減少下游裝置進(jìn)料升溫加熱的負(fù)荷，降低其能耗，又可以減少常減壓裝置的產(chǎn)品冷卻負(fù)荷， 降低冷卻水用量，從而達(dá)到綜合節(jié)能效果。 在工藝?yán)铆h(huán)節(jié)，裝置工藝總用能較高，大于 1000MJ/t，且系統(tǒng)回收循環(huán)能較低，僅占 %，其它用能需要由裝置外界燃料、蒸汽和電力等進(jìn)行補(bǔ)充。其根本問題在于：一是尚未納入國家能源建設(shè)計(jì)劃；二是對(duì) 新能源和可再生能源的研究與開發(fā)投入太少，如對(duì)太陽能研究與開發(fā)經(jīng)費(fèi)投入不及美國的 1％，甚至不及印度等國家；三是商品化程度低，產(chǎn)業(yè)化薄弱。 遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 地?zé)豳Y源尚待繼續(xù)勘探，我國目前已探明的地?zé)醿?chǔ)量約為 116861012MJ，現(xiàn)已利用的相當(dāng)于 1010108MJ，不足十萬分之一。 我國具有豐富的新能源和可再生能源資源。這種小系統(tǒng)在歐洲一些國家已經(jīng)相當(dāng)普遍。據(jù)《中國中長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略》預(yù)測(cè)：天然氣在一次能源總需求構(gòu)成中的比重 2020年約為 %， 2020年約為 9%；屆時(shí)按基本需求估計(jì)，天然氣需求將分別達(dá)到約 1100108m3和 1800108m3。這種狀況與大量消耗煤炭有關(guān)。我國探明的天然氣儲(chǔ)量?jī)H為世界的 %，人均資源占有量?jī)H為世界人均占有量的 7%左右。南方除貴州、云南儲(chǔ)量較多外，其它地區(qū)儲(chǔ)量很少，廣西探明原煤儲(chǔ)量?jī)H為 22億 t，占全國總儲(chǔ)量的 %。我國人均能源占有量約為世界平均水平的 40%。 design III 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................... I Abstract ......................................................................................................................... II 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 .........................................................................................................1 我國煉油的現(xiàn)狀 ..........................................................................................1 中國煉油工業(yè)的現(xiàn)狀 .........................................................................1 我國能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)初探 .........................................................2 煉油行業(yè)的 對(duì)策 ..........................................................................................5 煉油廠常減壓裝置節(jié)能新措施 .........................................................5 降低常減壓裝置能耗的新措施 .........................................................6 采用新工藝新設(shè)備，提高能量轉(zhuǎn)換利用水平 .................................9 基于工藝操作條件優(yōu)化的節(jié)能措施 ...............................................10 第 2 章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。本設(shè)計(jì)的主要工作為常壓塔工藝設(shè)計(jì)、塔設(shè)備尺寸確定及水利學(xué)校核。 此常壓塔分為 46層塔板，進(jìn)料段以下為條型浮閥，塔盤 42 層，進(jìn)料段以下為浮閥塔盤，塔盤 4層，一線抽出板為第 36層，一中抽出板為第 32層，二線抽出板為第 22層，二中抽出板為第 18層，三線抽出板第 10 層。筆者僅就我國能源狀況及建筑節(jié)能有關(guān)問題談一些個(gè)人看法，供共同討論。 2020年我國原煤產(chǎn)量 t，能用于建礦井的原煤能開采 30多年。天然氣在我國大規(guī)模開采 利用歷史較短，在消費(fèi)的能源總量。我國能源工 業(yè)同樣面臨著資源、能源和環(huán)境的壓力。 ② 大力推廣利用天然氣，隨著近年來中國石油的短缺和環(huán)保力度的日益加大，天然氣利用問題已經(jīng)得到政府、天然氣企業(yè)和廣大用能單位的廣泛重視。 城市氣化主要指城市民用燃料的燃?xì)饣榇耸澜缟显S多國家重新加強(qiáng)了對(duì)新能源和可再生能源利用技術(shù)發(fā)展的支持，我國也制定了相 關(guān)政策，積極推進(jìn)新能源和可再生能源的發(fā)展。 在我國約 600104km2可利用太陽能的國土上，太陽能年總輻射量超過60104kJ/cm2，太陽能資源豐富，開發(fā)利用前景廣闊。h；波浪發(fā)電試驗(yàn)電站也在建設(shè)之中。本文分析了常減壓裝置的用能特點(diǎn)和存在的問題，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用和科研成果，總結(jié)了近年來國內(nèi)應(yīng)用的一些富有成效的節(jié)能措施，分析了其節(jié)能效果，供各煉油廠在常減壓裝置 改造時(shí)借鑒，從而提高裝置整體用能效率，降低能耗。同時(shí)，通過將常壓換熱后原油送至瀝青裝置的焚燒爐對(duì)流段與高溫?zé)煔?(約 900℃ )進(jìn)行換熱，又可使其溫度升高 16℃ 。他認(rèn)為在換熱網(wǎng)絡(luò)中存在著一個(gè)最小的允許傳熱溫差 ΔTmin—— 這一點(diǎn)即為 “ 夾點(diǎn) ” ，它限制了網(wǎng)絡(luò)最大熱量的回收。針對(duì)加 熱爐效率的提高主要有如下幾種新的措施； 將常規(guī)的煙氣余熱加熱自用燃燒空氣、原油獨(dú)立換熱流程改為加熱爐對(duì)流室冷流原油與煙氣直接換熱流程 [9]。燃燒器火嘴的結(jié)構(gòu)決定了燃料的霧化性能和燃燒效果，這一點(diǎn)對(duì)重油燃料更為重要。該換熱器管管壁呈內(nèi)凸外凹的波紋形，當(dāng)流體流經(jīng)管壁的凹、凸槽時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)方向始終垂直于層流流動(dòng)方向的縱向渦流。變頻調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)的控制如圖 1所示，其控制信號(hào)為 4～20mA電流。該流程的優(yōu)點(diǎn)是；既加強(qiáng) 了煙氣余熱回收系統(tǒng)和裝置換熱系統(tǒng)冷熱流的匹配優(yōu)化，又將原來的氣 — 氣換熱改為氣 — 液換熱，極大地提高了換熱效率。目前，針對(duì)重油燃料的高粘特性，北京航空航天大學(xué)成功開發(fā)了內(nèi)混合多孔互擊式音速空氣霧化火嘴，可使重油霧化粒度小于 20μm，具有霧化性能好、燃燒充分、不易結(jié)焦堵塞的特點(diǎn)，與其它重油燃燒器相比可節(jié)約燃料 10%左右。該渦流使層流層受到?jīng)_擊干擾，轉(zhuǎn)變成紊流狀態(tài)，從而提高了總傳熱速率。呼和浩特?zé)捰蛷S常減壓裝置原油泵采用變頻調(diào)速技術(shù)后，試運(yùn)期間取得了節(jié)能率高達(dá) 50%的 良好效果。 產(chǎn)品性質(zhì) ： 該煉油裝置 的原油常壓分餾塔生產(chǎn)輕石腦油（常頂）、重石腦油（常一）、柴油（常二）、裂化原料（常三）、塔底重油。故實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50%點(diǎn)， 113+（ 3） =110℃ 。 遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 輕石腦油:581 KJ /h蒸汽:7 072. 11KJ /h塔頂冷回流:70 1K g/ h(取熱: 96GJ /h )常一線汽提蒸汽:2 39. 85K g/ h常一線: 1199 J/ h常二線汽提蒸汽15 98. 7KG /h常二線: 6394 KJ /h常三線: 1619 KJ /h過汽化油:599 KJ /h塔底重油:261 677. 8K J/ h第一中段回流(取熱: 85GJ /h )第二中段回流(取熱: 59KG /h )進(jìn)料:3 6562 5Kg /h塔底汽提蒸汽:5 233. 56 KJ /h圖3 2 常壓塔計(jì)算草圖 確定常壓塔各關(guān)鍵部位操作壓力 由 文獻(xiàn) [16]《石油加工工藝學(xué)》分餾塔的操作壓力部分，取塔頂產(chǎn)品罐壓力為 120kpa， 塔頂采用二級(jí)冷凝冷卻流程 ， 取塔頂空冷器壓力降為 10kpa， 后冷器殼程壓力降 取 20kpa。 。 表 27 常壓分餾塔汽提蒸汽用量表 (P=300kpa， T=390℃ ) 油品 占各產(chǎn)品 質(zhì)量分率 流率 ㎏ /h Kmol/h 重石腦油 2 柴油 常底重油 2 合計(jì) 選定塔板形式和塔板數(shù)及其計(jì)算草圖 確定塔板型式和塔板數(shù) 選用浮閥塔板 參照文獻(xiàn) [16]《石油加工工藝學(xué)》表 49 選得塔板數(shù)如下 ： 遼寧石油化工 大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 輕石腦油～重石腦油 重石腦油～柴油 柴油 ～常三線重油 常三線重油～常底重油 塔底汽提段 11層 11層 9層 5層 4層 考慮采用兩個(gè)中段回流 ， 每個(gè)用 3 層塔板共 6層塔板 ， 全塔塔板數(shù)總計(jì) 46層 。取 0 100( )/2HLtt? 為實(shí)沸點(diǎn)切割溫度 以輕石腦油和重石腦油為例計(jì)算實(shí)沸點(diǎn)切割溫度和輕石腦油收率，由表14知輕石腦油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)如下 ： 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100% 80 93 103 113 122 134 152 ⑴ 由參考文獻(xiàn) [25]《石油煉制工程》圖 712 確定實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50%點(diǎn)。根據(jù)研究，原油換熱終溫隨減渣溫度的變化而變化，較高的減渣溫度 (342℃ )對(duì)原油終溫的提高影響更加明顯，同時(shí)減渣即使在 355℃ 裂解量也很小，基本不降低塔的真空度，因此可以改變現(xiàn)有操作的局限，減少冷油回注，提高減渣抽出溫度以提高原油換熱終溫，降低加熱爐能耗。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是；對(duì)同一機(jī)泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制時(shí)，其流量與轉(zhuǎn)速成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，于是可根據(jù)泵流量的變化調(diào)節(jié)電機(jī)功率，流量降低時(shí)適時(shí)降低電機(jī)輸出功率而達(dá)到節(jié)能的目的。內(nèi)波外螺紋換熱器就是基于這樣的原理來強(qiáng)化換熱器傳熱效果的。 ③ 采用新型燃燒器火嘴，提高加熱爐燃料的燃燒效率。 采用新工藝新設(shè)備，提高能量轉(zhuǎn)換利用水平 （ 1） 提高加熱爐效率 加熱爐是重要的升溫設(shè)備，煉廠綜合能耗的 1/3是由其進(jìn)行轉(zhuǎn)換和消耗的，節(jié)能潛力巨大。采用變頻調(diào)速技術(shù)為徹底解決這一問題提供了可能。根據(jù)對(duì)換熱器管壁流體流動(dòng)狀態(tài)的分析 [11]，由于兩側(cè)的冷、熱流體在緊靠壁處處于熱阻較大的層流狀態(tài)，因此為提高 K必須改變管壁處流體的流動(dòng)狀態(tài)，增大其紊流程度，改變總傳熱系數(shù)由管內(nèi)膜層流傳熱系數(shù)控制的狀況。借助于介 質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝可以高效地實(shí)現(xiàn)煙氣和空氣之間的換熱，其最大負(fù)荷可達(dá) 5MW[10]。 此外，針對(duì)常減壓的換熱優(yōu)化節(jié)能過程，高維平等開發(fā)了 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)的合成 ” 、 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)的分析 ” 、 “ 換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì) ” 和 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)的流程模擬 ”等技術(shù)，并利用 “ 換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化節(jié)能軟件包 ” 對(duì)吉化煉油廠原有常減壓換熱流程進(jìn)行了改造 [8]，使初底油換熱終溫由 272℃ 升高到 308℃ ，年可節(jié)省燃料 7800t，也取得較好的節(jié)能效果。 目前，對(duì)于換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化合成應(yīng)用比較廣泛的是夾點(diǎn)技術(shù) [5]。 降低常減壓裝置能耗的新措施 （ 1） 采用系統(tǒng)優(yōu)化匹配方法，統(tǒng)籌考慮節(jié)能方案 系統(tǒng)優(yōu)化匹配就是打破單套裝置界限，根據(jù)不同溫位熱源的特點(diǎn)，合理地實(shí)行裝置間的聯(lián)合，在較大范圍內(nèi)進(jìn)行冷、熱物流的優(yōu)化匹配的方法，其根本目的是避免 “ 高熱低用 ” ，實(shí)現(xiàn)能量利用的最優(yōu)化。 煉油行業(yè)的對(duì)策 煉油廠常減壓裝置節(jié)能新措施 常減壓裝置是煉油廠最大的耗能裝置之一，約占煉油總耗能的 25%～ 30%，因此降低該裝置的能耗對(duì)煉油廠的節(jié)能降耗具有極其重要的意義。 我國海洋能源資源亦十分豐富，其中可開發(fā)的潮汐能就有 2020104kW以上。 水能可開發(fā)資源為 108kW，目前已開發(fā)利用 11％，小水電開發(fā)和利用取得世界公認(rèn)的成就。 盡管如此，天然氣的使用也只是在某些方面緩解了環(huán)境壓力。例如：一座 100104kW 燃煤電站每年約消耗原煤 3106t，向大氣排放煙塵 77104t，二氧化硫 104t，氮氧化物104t，二氧化