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炼油厂加氢脱硫工艺夹点分析与节能

文档作者：陈捷文档来源：中国石油辽河油田分公司多种经营处		点击数：	更新时间： 2024年06月16日
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一62一
节能
ENERGY CONSERVf6ITl0N
2013年第7期
(总第370期)
炼油厂加氢脱硫工艺夹点分析与节能
陈捷
(中国石油辽河油田分公司多种经营处，辽宁盘锦124010)
摘要：炼油厂加氢脱硫工艺换热网络能量流密集、能耗高，对该工艺进行过程集成节能研究，具有重要
意义。对加氢脱硫工艺换热网络的夹点分析说明该换热网络存在跨越夹点的热量传递。对某煤油厂
汽油加氢脱t4【．'r艺换热网络进行调优并提出了节能技术方案。基于过程集成节能提出的换热集成节
能措施可有效降低加氢脱硫工艺能耗，去掉了加热炉，节约加热公用工程量541．56 kW，冷却公用工
程量减少637．53 kW。
关键词：加氢脱硫；夹点分析；过程集成；换热网络；节能
中图分类号：TE624文献标识码：B文章编号：1004—7948(2013)07—0062—03
doi：103969／j．issn．1004—7948．2013．07．016
引言1加氢脱硫工艺换热网络夹点分析
夹点技术⋯作为一种过程系统用能分析方
法，在过程工业中的应用已取得显著的节能效果。
大量的工业实践表明夹点技术对提高系统能量利
用率、降低投资与操作成本等具有重要的作用。在
换热网络的集成思想和夹点技术的基础上其应用
领域逐步扩展到提高原料利用率降低污染物排放
和过程操作等方面。
目前，夹点分析已经广泛用于炼油厂的原油常
减压蒸馏换热网络用能分析，说明换热网络热回收
夹点温差越小回收的热量越大。对于柴油加氢精
制工艺的夹点分析说明该装置不需外加热源。夹
点技术用于已有装置的节能改造时，由于各装置过
程、条件的差异，尽管已做了很多研究心“J，仍难以
找到一定的规律。
特别是利用夹点分析部分解决炼油厂汽油脱
硫加氢工艺能耗瓶颈问题的研究很少，该工艺消耗
了大量中压蒸汽，而这部分能量目前需要消耗公用
工程来提供。本文采用过程集成节能的分析方法
对某炼油厂汽油脱硫加氢工艺进行夹点分析，从冷
热物流总复合曲线的特点找出用能薄弱环节，通过
换热集成降低中压蒸汽消耗量和部分换热器热负
荷，达到降低公用工程用量的目的。
基金项目：科技部支撑计划(项目编号：2008AF强SB00)
1．1加氢工艺换热网络的生成
某炼油厂汽油加氢脱硫工艺主要包括预分馏
部分、反应部分和汽提部分。根据加氢脱硫工艺流
程以及现场数据，提取了12个物流的数据(7个热
流和5个冷流)和2种加热公用工程(加热炉和
3．5MPa中压蒸汽)，物流参数如表1所示。
由加氢脱硫工艺流程(见图1)得知，重汽油和
混合氢存在混合换热，为便于提取换热网络，假定
重汽油和混合氢之间存在一换热器(换4)，其作用
为使得混合氢与重汽油经换热达到其原来混合后
的温度再混合，换热器热负荷为原来其混合时交换
的热量。其他部分存在的混合换热忽略不计。
1．2加氢脱硫工艺换热网络夹点位置的确定
由于表1中的物流较多，采用复合温焓线很繁
琐，且不够准确，采用表2所示的问题表格法确定
夹点。
温区6和温区7之间的热通量为0，该处为夹
点。夹点平均温度为175．5'12，即夹点处热流温度
1830c，冷流温度1680C。
2加氢脱硫工艺换热网络夹点分析与改造
2．1加氢脱硫工艺换热网络夹点分析
根据表1和表2中的数据和文献[1]、文献
[6]可知，夹点温差为15℃时，换热网络最小加热
万方数据
2013年第7期
(总第370期)
节能
ENERGY CONSERVATION．．——63．．——
H：200％
H1
H．
H，
H6
H．
C，230℃
88℃
222℃
於《
107℃
88℃
74℃
55℃
℃
O℃
图1加氢脱硫工艺初始换热网络
公用工程为1864．34kW，实际加热公用工程为
2637kW，节能潜力为29．3％。根据夹点分析原理
(即夹点之上不应有公用工程加热器，夹点之下不
应有公用工程冷却器，不应有跨越夹点的传
热)H’6 J，可找出换热网络的不合理之处为跨越夹
点的热量传递：换热器1中加氢反应产物(H。)
2750C-+124℃、重汽油加氢(C，)64℃一222℃和换
热器2中汽提塔底油(H：)2000C_÷88℃都存在跨
越夹点热量传递，使公用工程增加772．768 kW，正
是节能潜力。
2．2加氢脱硫工艺换热网络调优与夹点改造
考虑最小能源消耗，应把换热器1和换热器2拆
分，去掉加热炉，尽量减少中压蒸汽的使用量。根据
能量平衡，新增换热器E1的热负荷为907．246kW，新
增换热器＆的热负荷为456．5kW，新增换热器E3的
热负荷为125．375kW，新增换热器E4的热负荷为
512．155kW，换热器l的热负荷减小了1363．746kW，
去掉了加热炉，中压蒸汽使用量减小了456．5kW，冷
却公用工程量减少637．53kW。
但是新增换热器E4两端温差明显低于夹点
温差，需要进行“能量松弛”，换热器E2端温差和
15℃相差不大可忽略。通过能量松弛，使得换热器
E4端温差恢复到15℃，但换热器E3存在跨越夹
点传热，换热器2两端温差都过小。
为保证换热器2右端温差，冷却器1换热负荷至
少为110．625kW，则换热器E3换热负荷为
202．375kW，换热器1负荷为980．379kW，换热器E2
负荷为350．56kW。换热器2左端温差130c和15℃相
差不大可忽略。为优化换热单元数目，将换热器E1
与换热器1合并。改造后换热网络节约加热公用工
程量为541．56kW。
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
∞
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柏
如
们
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万方数据
节能2013年第7期
一64一ENERGY CONSERVATION (总第370期)
、表2问题裹
平均温度／℃ 温区AH／kW
无热量输入热通I／kW 有热量输入热通I／kw
输入输出输入输出
3结论
1)对炼油厂汽油加氢脱硫工艺换热网络能流
关系进行了夹点分析，结果说明该换热网络用能的
薄弱环节是存在跨越夹点的热量传递。
2)对换热网络进行调优并提出了节能技术方案。
3)采用换热集成措施可使汽油加氢脱硫工艺
能耗降低，节约加热公用工程量541．56kW并撤去
了加热炉。
参考文献
[1]冯霄．化工节能原理与技术[M]．北京：化工出版社，
2004．
[2]葛玉林，杨洪源，沈胜强．原油蒸馏换热网络夹点分析
[J]．热科学与技术，2007，6(2)：101—105．
[3]奚西峰，冯霄，王黎．柴油加氢装置的集成改造[J]．化
学工程，2001，29(4)：36—38．
[4]孟继安，牛继舜，王立安．夹点技术基本原理与应用
[J]．黑龙江石油化工，1997，(2)：l一4．
[5]麻德贤，李成岳，张卫东．化工过程分析与合成[M]．北
京：化学工业出版社，2002．
[6]姚平经．全过程系统能量优化综合[M]．大连：大连理
工大学出版社，1995．
作者简介：陈捷(1970一)，女，河南商丘人，大学，工程师，
从事经营管理工作。
收稿日期：2013—04—1l；修回日期：2013—05—25

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