节能技术在丙烷脱氢装置上的应用

2017-03-03宗奎浙江三圆石化浙江绍兴312000

化工管理 2017年17期

宗奎（浙江三圆石化，浙江绍兴 312000）

节能技术在丙烷脱氢装置上的应用

宗奎（浙江三圆石化，浙江绍兴 312000）

本文中主要分析了某石化有限公司在年产60万吨的丙烷脱氢制丙烯装置上实施的节能技术，主要包括蒸馏节能、传热节能和蒸馏节能等。通过大量的实践证明，节能技术的应用，可以使装置总能耗降至300kgce/t以下，具有投资少，见效快的好处，也不影响产品质量，能够实现经济效益和社会效益的统一。

丙烷脱氢；节能技术；应用

1 机泵节能

一般来说，pdh装置中的流体输送机械的耗电量占有装置耗电量的95%以上，因此，降低pdh装置电耗的主要途径就是通过各种有效的方法来把机泵等流体机械能耗给降低。泵的能量转换程度是通过泵的效率来体现的，泵的能量损失主要在机械损失、水力损失和容积损失上，泵的有效功率的计算就是由轴功率减去这三项所损耗的功率。所以说在工作中为了能够降低泵的损失，可以采取以下几种方法。（1）使泵在工作范围内进行工作。泵的水力损失最小的时候是在设计工况点运行的时候，偏离设计和冲击损失是成正比的，一般情况下都是如果偏离设计的流量过大，冲击损失也会越大，所以说按照两者的关系来看，其流量不能超过泵的工作范围。（2）要把密封形式进行改进。其中最为常用的轴封装置就是填料密封，但是这种密封形式泄露很严重，并且填料密封的磨损也很大，机械损失功率也较大，因此时常要进行保养和维修。与填料密封相比，机械密封就能够很好的克服填料密封的缺点，使用这种方法，泄露比较少，使用寿命也比较长，运行性能也很可靠，其损失功率仅为填料密封的10%～15%非常适合应用在高压、高温和高速泵的情况下，效果非常好。（3）对其进行及时的维修和保养。泵的告诉运转会使得流体的腐蚀和泄漏量都增加，导致泄露间隙变大，泄露间隙越大，能量损失也越大，应该对其进行及时的维修，经常更换易损零件，减少间隙，达到节省能源的目的。

2 燃料和蒸汽节能

2.1 进料加热炉燃料

进料加热炉在进行设计的时候就充分考虑了热量回收和强化传热措施，它主要由bfw预热盘管、辐射段垂直布置的气相丙烷加热管和气相丙烷预热盘管组成，对流段的炉管全部都是翅片管，并且也设置了在线吹灰设施。燃烧器设计可以使用气体燃料和液体燃料两种，其中气体燃料可以使用天然气或者脱氢尾气，液体燃料可以使用c4+，由此看出，pdh生产过程中的轻重都可以作为燃料，也可以对燃气不足的进行天然气补充。pdh装置再生空气压缩机是由两台sgt-700燃机驱动。设计空气流量是2x750t∕h，其中，夏季是7t∕h,夏季是10t∕h。

2.2 传热节能

换热设备实在化工生产正常运行中不可缺少的，这个设备的传热过程中的单元操作，也是化工生产中最为常见的，蒸汽热能是化工生产种消耗量超过电能的主要能源，对节能有着很重要的作用。

2.2.1 传热方程与节能

稳定传热过程可以通过传热速率方程表达;Q=KAtm.有这个方程我们可以知道，提高传热速率有两种途径，它们分别是：提高传热的系数，增大换热的面积，要满足这两个要素，我们要懂得了解满足该要素需要的条件，当然还需要我们通过有效的途径从而稳定传热。接下来，我们具体说一下这两种途径。（1）提高传热系数:在换热面积和传热给定的前提下，提高传热系数是强化传热的重要途径，也是增大换热量的唯一方法。对洁净的换热器，如果要增大传热系数，就必须增大管壁两侧的传热膜系数，尤其是提高换热差一侧的传热膜系数。（2）增大换热面积：扩展传热面积是强化传热量的有效途径，采取各种翅片管，螺纹管等是提高单位体积内换热面积的有效方法。

2.2.2 传热节能的强化途径

想要提高热能的利用率，以及进行工艺的改进，就必须注意到蒸发和蒸馏的问题，它们都属于耗能比较大的化工工程，应该尽可能的采用多效蒸发和多效蒸馏的方法来达到减少蒸发和蒸馏过程中的热能消耗，充分的利用热量进行工作。多效蒸馏的概念就是用一个塔的塔顶蒸汽潜热当作另一个塔塔底再沸器的热源。产品分离的概念就是在pdh装置中利用产品气压缩机、丙烯制冷压缩机和两台蒸汽透平的排气冷凝来进行热源的提供，其中丙烯制冷压缩机两台蒸汽透平的排气冷凝为（246t∕h86℃），制冷压缩机出口热丙烯为（180t∕h101℃）。冷凝水作为锅炉给水，应该经过燃气轮机排气余热锅炉进行加热到102℃以后并进入除氧器。由于塔顶的冷凝器采用的使空冷，在夏季的时候，丙烯机出口的热丙烯就不能够用塔底的丙烷汽化来进行冷凝了，只能用蒸汽来满足塔底所缺少的热量。

2.3 节能技术在蒸馏操作中的应用

在实际的蒸馏操作中，需要消耗的能量多，但是产生热量十分的低，这个产生是由于蒸馏系统中的能量大部分都被塔顶冷凝器所产生的空气给利用，最后的能源利用率甚至只达5%。因此应该对蒸馏系统进行适当的节能调整，具体方法如下：（1）需要对该过程中产生的热量进行充分回收利用。就是说进行操作中，要收集在塔顶蒸汽中的剩余热量和塔釜产品的热物料流，还有就是沸器中的蒸汽冷凝水。因为在PDH设备中，来进行对材料的加热就是利用塔顶产品的潜热，显热和塔底产品的热量。（2）要使用新式的高效塔盘，可以利用UOP的ECMDTM塔盘，能达到更加明显的节能效果。