乙烯装置新区节能可研报告

1项目名称：乙烯新区节能改造主办单位：***股份有限公司主办单位负责人：***2目录第一章总论第二章生产规模和产品方案第三章工艺装置第四章总图运输、土建第五章公用工程第六章辅助生产设施第七章能耗分析及节能措施第八章环境保护第九章职业安全卫生第十章企业组织和定员第十一章项目实施规划第十二章投资估算与资金筹措第十三章技术经济评价3第一章总论第一节编制的依据和原则一、编制依据1、***股份有限公司烯烃厂科技处的《设计委托书》，2002年7月25日。2、***化工工程有限公司关于乙烯装置急冷油系统改造技术方案，2002年6月。二、编制原则1、积极采用新工艺、新技术，降低物耗能耗，提高装置的经济效益。2、充分利用装置现有的公用工程、辅助工程及生产管理设施，以节约投资，加快建设速度。3、主体工程与环境保护、劳动安全与工业卫生同时设计，同时施工，同时投产。4、设计中严格遵守国家法令、法规及有关标准、规范。第二节项目背景和投资意义一、项目背景烯烃厂乙烯新区装置能耗值高于同类生产装置，分析原因，主要是以下方面存在能耗高的状况。1、急冷系统4急冷系统是乙烯装置中重要生产工序之一，是乙烯装置安全、稳定生产的关键部位，同时也是充分回收裂解气中低位热能的合理工段。该系统能否平稳运行，尤其是汽油分馏塔（亦称急冷油塔）的操作状况的好坏，是影响整个乙烯装置生产能力、运行周期以及决定能耗高低的重要因素之一。***股份有限公司烯烃厂乙烯装置（新区）采用了典型的Lummus公司的乙烯裂解与急冷工艺流程。通过分析急冷系统实际的操作和运行情况，发现目前该系统主要存在以下四个问题：（1）急冷油循环量超过设计值该装置急冷油系统为新建，完全独立于原有的急冷油系统，其设计能力为22.5t/h乙烯，为便于检修，汽油分馏塔（E-DA-1101）采用板式塔结构，塔釜设计温度为195℃。汽油分馏塔在原设计时没有考虑设置中质油循环取热系统，裂解气中热量的回收完全依靠汽油分馏塔釜急冷油循环取热实现。但在实际操作过程中，由于操作参数与设计参数偏差较大，以及汽油分馏塔釜撤热能力有限，使得在实际生产中E-DA-1101塔釜温度只能维持在一个较低的水平（约183℃），以降低E-DA-1101的气相负荷和热负荷。同时，由于塔釜操作温度低，使得换热器传热温差变小，利用循环急冷油回收其中低位热能所发生的稀释蒸汽量也相应减少。为尽可能多地撤热，唯一可行的办法就是加大急冷油的循环量，从而导致急冷油循环泵负荷超过设计值，系统操作偏紧。（2）汽油回流量大5由于汽油分馏塔釜温度低，无法按设计值将裂解气带入塔内的热量全部从塔釜撤出，为保证塔顶温度达到设计值，只有通过加大汽油冷回流量的办法来降低汽油分馏塔顶裂解气温度，实际操作中，汽油回流量超过设计值的48.6%~62.8%。但当塔进料组成和热负荷发生较大变化的时候，塔顶温度极易超过设计值，严重影响裂解汽油质量，造成裂解汽油干点偏高，急冷水乳化现象较为严重。（3）减粘系统失效Lummus提供的减粘工艺采用的汽提介质为低压蒸汽，使汽提出的组分温度最高只有190℃左右，急冷油中240℃~350℃之间的组分没有被充分汽提出来，而是被排出的燃料油带走，这些被外排的组分正是维持汽油分馏塔较高釜温和急冷油正常粘度的有用成分。由于急冷油粘度较高，组分重，其中又含有细小的固体焦粒，所以当汽油分馏塔釜或燃料油汽提塔局部温度超过急冷油热稳定温度时，急冷油易发生聚合结焦，容易产生诸如“飞粘”等不正常现象，使得装置操作存在不稳定现象，严重时甚至堵塞传输管线和传质换热设备，造成系统停车。从装置的操作情况看，由于燃料油汽提塔内结焦堵塞严重，目前该系统基本处于闲置状态。（4）能耗高，蒸汽消耗量大由于稀释蒸汽发生量减少，为满足裂解炉区的需求，弥补稀释蒸汽产量的不足，必须从外管网补充一定数量的中压蒸汽进入稀释蒸汽系统以达到平衡。这样从能量利用角度看造成了不必要的浪费。6在其它方面能耗高也表现得较为明显，因急冷油循环量的增加，也使得急冷油循环泵的动力消耗有所增大。同时，由于汽油分馏塔釜温度低，为保证急冷水塔进塔温度，必然要加大裂解汽油回流量，进而导致裂解汽油回流泵动力消耗增大。2、裂解炉风机系统裂解装置新区裂解炉使用固定转速风机，通过风机挡板来调整炉膛压力。裂解炉无论是在低负荷或高负荷情况下，风机一直高转速运行，耗电量大。新区三台裂解炉正常运行时平均电流为260A,而变频风机(改造后的BA-101裂解炉采用变频风机)正常运行时平均电流只有110A左右,大大节省了电耗。因此，本次改造拟对该三台风机进行改造，采用变频电机从而达到降耗目的。3、裂解气压缩系统新区裂解炉三台裂解炉正常运行时裂解气流量为69000Nm3/h，新区裂解气压缩机最小流量为50000Nm3/h，当新区裂解炉停一台裂解炉时，为了保证裂解气压缩机正常运行，就必须使裂解气在压缩系统内建立循环，从而造成物能的无谓消耗。为了保证新区裂解炉三台运行，本次改造拟对老区裂解炉BA-101裂解气管线进行改造，增加新老区的跨接，使裂解气既可以送老区，又可以送新区，实现新老区互串，从而降低电耗。4、急冷油过滤系统有由于急冷油系统中急冷油泵前过滤器过滤精度低，急冷油泵后过滤器不能正常运行，致使急冷油系统中的大量焦渣不能及时排出，7导致焦渣越积越多，造成换热器频繁堵塞，影响全线设备正常运行；同时加大维修量，耗费大量人力、物力，而且清理效果很差。因此，过滤系统需进行相应改造。上述所述的问题目前影响***股份有限公司烯烃厂乙烯新区装置正常生产和能耗居高不下的主要原因。今年初，中石化集团公司科技委赴***咨询组也曾提出咨询意见“建议增加减粘系统，将汽油分馏塔塔釜温度提高至210℃，减少中压蒸汽补入”。为了解决现有系统存在能耗高、生产不稳定的问题，烯烃厂提出对乙烯新区进行节能改造。二、项目建设的有利条件（1）改造项目所需的水、电、汽、污水处理等设施可部分依托烯烃厂现有设施。（2）改造项目在预留地上建设，不需新征土地。（3）烯烃厂拥有一支技术力量雄厚的职工队伍，具有把项目快速建成投用的能力。三、投资意义1、能够改善裂解装置汽油分馏塔的操作状况，保证裂解装置长周期运行，稳定生产。2、能够提高稀释蒸汽发生量，减少管网中压蒸汽补入，节省大量能源，经济效益显著。同时减少了含油污水的排放，节省了环保费用。（3）急能油过滤系统的改造，能够延长后续设备的运行周期和寿命，降低清焦费用，同时保证装置的长周期安全运行。8（4）实现乙烯新老区的操作协调，操作更具灵活性，同时降低裂解气压缩系统的能耗。第三节项目的范围本可行性研究报告的范围主要包括以下内容：（1）急冷油减粘系统的改造（2）急冷油过滤系统改造（3）新区裂解炉电机改造（4）新老区裂解气跨线及急冷油平衡减粘跨线（5）配套公用工程的改造第四节研究结果一、项目概况1、装置规模及操作方式设计规模：15万吨/年乙烯装置，连续操作。操作时间：8000小时。2、工艺路线选择本次改造主要对急冷油减粘系统的工艺方案进行选择，其它系统采用成熟的方案。乙烯裂解装置普遍采用汽油分馏塔来冷却裂解气，同时回收其中的能量。但由于塔底急冷油粘度大，裂解气中高品位能量没有得到有效利用。为了提高能量利用，各种减粘技术应运而生。典型的有Lummus的低压蒸汽汽提技术，S&W公司的乙烷裂解气和高压蒸汽汽提技术。前者减粘效果不明显，后者增加了汽油分馏塔的气相负荷，蒸汽耗量大，不经济。9本次改造采用***工程公司改进的减粘技术，通过合理调节急冷油的分配、提高裂解气进塔的温度、利用闪蒸塔进行减粘等措施提高汽油分馏塔的塔底温度，并在闪蒸塔的侧线抽出萘油馏份作为提取工业萘的原料，从而提高装置的经济效益。二、主要技术经济指标1、改造前后副产品变化量（急冷油减粘系统）序号副产品名称改造前kg/h改造后kg/h增量kg/h1萘油07737732裂解柴油22471716-5313重质燃料油1090010786-1142、原料用量（急冷油减粘系统）新增调质油来自裂解装置罐区，用量为128kg/h。3、公用工程耗量（急冷油减粘系统）（1）循环水275m3/h（2）最大用电负荷98kW年耗电量7.84×105kWh（3）蒸汽中压蒸汽0.9t/h高压蒸汽3.5t/h（4）仪表空气10Nm3/h（5）低压氮气50Nm3/h4、节能（1）节电1.286x106kWh（2）节汽10中压蒸汽9.6x104吨/年超高压蒸汽1.82x104吨/年5、公用工程规格（1）蒸汽低压蒸汽0.35MPaG180℃中压蒸汽1.6MPaG290℃高压蒸汽4.26MPaG390℃（2）氮气压力0.6MPaG温度常温氧≤10ppm（vol）H2O≤5ppm（vol）纯度≥99.99%（vol）油无尘无（3）仪表空气压力0.6MPaG温度常温露点-40℃(0.6MPaG下)油无（4）工艺空气压力0.4MPaG温度常温露点-20℃油无11（5）循环水上水回水压力0.45MPaG0.25MPaG温度32℃42℃污垢系数3.44×10-4m2·K/w（6）新鲜水压力0.3～0.35MPaG温度常温（7）消防水压力0.7MPaG温度常温（8）电电压6kV±5%频率50±1.0Hz6、三废排放量及环境治理结果（1）废水含油污水0.9m3/h（2）废气未增加新增污染物依托现有的环保处理设施处理，本次改造工程实施后，三废污染物排放可达到国家新的排放标准。7、定员不增加8、占地面积0.03公顷（在原有装置空地上）9、工程总投资1278万元其中：建设投资1167万元12建设期利息24万元流动资金87万元9、报批项目总投资（筹资额）1216万元10、财务评价指标投资利润率115.61%投资利税率139.93%投资回收期2.16年（含建设期）财务内部收益率（所得税前）129.24%财务内部收益率（所得税后）88.95%11、借款偿还期2.0年（含一年建设期）三、结论1、该项目的来源及公用工程条件落实。2、该项目建设裂解装置的空地上，不需要新征土地。3、充分依托裂解装置现有设施，具有投资少，建设快，效益好的特点。4、本项目经济效益好，投资利润率高，经济可行。综上所述，本项目工艺技术路线合理，不仅保证装置的平稳运行，节能降耗效果显著，而且有较好的经济效益，项目可行。四、存在的主要问题和建议本项目中采用了***化工工程有限公司开发的技术，工艺生产方案还需进行调整优化，保证工艺技术方案先进合理可行。13第二章生产规模和产品方案第一节生产规模本次改造是对乙烯新区装置进行节能改造，生产规模按现有裂解装置规模。生产规模：150000吨/年乙烯，连续操作。年操作时间：8000小时第二节产品方案本次改造目的是对乙烯新区装置进行节能改造，改善操作状况，稳定生产。因此，本次改造不增加产品产量，副产品品种略有变化。减粘系统可生产萘油作为制萘原料，裂解柴油和重质燃料油产量相应变化。14第三章工艺装置第一节工艺技术路线选择一、工艺技术路线选择（急冷油减粘系统）乙烯裂解装置普遍采用汽油分馏塔来冷却裂解气，同时回收其中的能量。但由于塔底急冷油粘度大，裂解气中高品位能量没有得到有效利用。为了提高能量利用，各种减粘技术应运而生。典型的有Lummus的低压蒸汽汽提技术，S&W公司的乙烷裂解气和高压蒸汽汽提技术。Lummus的低压蒸汽汽提技术是采用低压蒸汽对塔底急冷油进行汽提，脱除重组份，使轻组份返回汽油分离塔，对汽油分离塔急冷油进行减粘，由于气提组份温度只有190℃左右，急冷油中240~350℃之间的组份没有充分汽提出来，这些组份正是维持汽油分离塔釜温和调节急冷油的粘度的有用成分，因此该工艺减粘效果不理想。S&W公司采用乙烷裂解气和高压蒸汽对急冷油进行汽提，脱除重组15份，塔顶轻组份返回汽油分离塔，塔底重组份作为燃料油采出，该工艺减粘效果好。但是存在汽油分馏塔气相负荷高、蒸汽耗量大的缺点。***化学工程公司针对以上技术存在的问题开发出改进的减粘技术，通过合理调节循环急冷油的分配，利用闪蒸技术进行急冷油轻重组份分离。利用减压操作，可在提取大量轻组分的同时，将闪蒸塔塔釜本身