烷基化装置利用低温余热降低蒸汽消耗

烷基化装置利用低温余热降低蒸汽消耗

李克朴

中国石油化工股份有限公司天津分公司化工部   天津  300270

摘要：本文介绍了烷基化装置利用低温热水部分替代1.0Mpa蒸汽的实际情况，通过适当改造，增加两台热水重沸器，利用全厂的低温能量，有效降低烷基化装置能耗，优化了全厂的能量利用。

关键词：烷基化 热媒水  能耗  能量

1.前言

中国石油化工股份有限公司天津分公司汽油质量升级项目包括30万吨/年烷基化装置、3万吨/年待生酸处理装置。其中30万吨/年烷基化装置是引进美国杜邦公司的硫酸烷基化专利技术、3万吨/年待生酸处理装置由南化集团研究院提供。本装置是以碳四馏分为原料，在硫酸催化剂的作用下，异丁烷与烯烃反应，生成不含烯烃、不含芳烃、辛烷值高的烷基化油，作为全厂汽油调和组分。装置所采用的热源为1.0MPa蒸汽，用户主要是塔的再沸器，明细如下：

2.装置改造内容

本装置布置在天津分公司化工部内，部内的制氢、芳烃装置能提供大量低温热，这部分热量可以作为烷基化装置的热源，不但降低烷基化装置的能耗，也优化了整个化工部的能量利用。基于此原因，将烷基化装置所用的1.0Mpa蒸汽用低温热水代替，可有效降低烷基化装置能耗，优化全厂的能量利用。

经过评估和核算，本次改造增加冷换设备2台，分别为E-102A和E-205A，E-204壳程出口管嘴由DN50改成DN150。

脱轻烃塔底增加一台热水加热器E-102A，与原有蒸汽加热的重沸器并联，2台互为备用，有热水时采用热水重沸器，无热水时采用蒸汽加热，不会因为热水的因素而影响装置正常操作。

脱异丁烷塔第41层到45层板抽出，在40层与46层间设置集油箱，并在塔体上开1个DN500和2个DN450的管嘴，增加中间再沸器E-205A。因为塔负荷增加及气液相负荷分配改变，内件进行了更换，塔板开孔率进行了调整。脱异丁烷塔所需的热量由塔底重沸器E-205和中间重沸器E-205A提供，塔底重沸器热源采用1.0MPa蒸汽，蒸汽凝结水回收，中间重沸器采用热水加热，并接备用蒸汽线。

3.热媒水系统投用

3.1热媒水系统流程

自烷基化装置原除盐水管道引出一路除盐水补水管道，注入热媒水罐。冷水通过P-302A/B（1开1备）泵进入制氢装置进行取热，取热后125℃热水进入烷基化装置使用，然后75℃热水回流至水罐形成密闭循环系统。

热媒水工艺流程简图：

3.2热媒水系统投用

3.2.1前期工艺条件确认

（1）确认打压气密、隔离盲板拆除，流程阀门以及低点导淋阀门均处于关闭状态；

（2）确认热媒水缓冲罐人孔封闭，缓冲罐进出口阀门处于关闭状态，缓冲罐具备投用条件；

（3）确认仪表调节阀、流量计和仪表信号远传投用并联校完毕，处于正常工作状态；流量计、控制阀旁路阀门处于关闭状态；

（4）联系调度室，确认制氢具备热媒水投用条件。

3.2.2 热媒水缓冲罐进水

（1）关闭除盐水进V-30501手阀，打开LV-30501开关阀低点排放阀门；

（2）启功凝结水站机泵后，全开装置内除盐水去D-306闸阀阀门，向管线注除盐水；

（3）当LV-30501开关阀低点排放阀门有水流出，并且水清澈干净后关闭低点排放阀门；

（4）打开D-306底部除盐水补水线阀门，室内手动打开LV-30501开关阀，将装置除盐水引入D-306；

（5）待D-306液位指示LI-30501到80%后室内关闭LV-30501开关阀，引水停止。

3.2.3 热媒水投用升温

（1）打开装置界区阀门，打开一次热水跨线阀门，确保关闭热水进出每个换热器阀门；打开160-TV-22921调节阀一次阀门和冷热水跨线阀门，将热水进出装置流程打通；

（2）启动热媒水泵，全回流运行，待制氢引入热媒水后，室内调整回流阀门开度，控制P-302出口流量稳定在100t/h；

（3）热媒水循环升温，待进装置热媒水温度升至75℃后，开始引入用户。

3.2.4 热媒水用户投用热媒水

（1）内操根据C-201塔底温度逐步提高塔底蒸汽用量，保证C-201全塔热量平衡，塔底温度TI-22908控制在110℃左右；当TIC-22920阀位小于3%后，现场关闭蒸汽冷凝水出换热器阀门；

（2）外操关闭现场蒸汽进E-205A手阀，停蒸汽进入换热器流程，并在换热器高点、回水低点处进行排放；

（3）外操每1小时一次对进水、回水线分别进行测温，当高点没有蒸汽排出，进水侧温度降至100℃以下，可视为E-205A降温结束；

（4）微开热媒水回水阀门，确认有热水进入换热器，在高处进行排气，当高处排放有热水流出时，缓慢全开回水阀门，高处充分排气后关闭；

（5）缓慢打开三通阀TV-22921后手阀，确认现场正常后，三通阀TV-22921打开5%，观察回水温度T-22924变化情况，当该温度变化趋于稳定后，通过调整TV-22921开度控制T-22924在75℃左右；

（6）制氢热媒水升温，升温分为三个阶段85～95℃、95～105℃、105～125℃，每阶段升温时间控制在1个小时左右，每阶段结束后稳定运行一小时再进行下一步操作，期间内操通过调整TV-22921开度控制T-22924在75℃左右，并根据C-201塔底温度调整E-205的加热蒸汽量，保证系统稳定；

E-102A投用方法同上。

结论

该烷基化装置热媒水系统于2021年11月中旬投产，运行至今装置稳定，操作可控，产品质量正常，部分替代了1.0Mpa蒸汽，在降低烷基化装置能耗的同时，优化了全厂的能量利用。经估算，烷基化装置负荷80%时，1.0Mpa蒸汽降低9.2t/h，装置能耗下降明显。根据全厂物料平衡，烷基化装置负荷一直在较低水平运行，高负荷状态下还需要进一步验证。

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