炼油厂干气及余热综合利用方案研究

2022-09-11

近年来, 随着国家对节能减排工作的高度重视, 提出到2010年, 单位国内生产总值能源消耗比2005年降低20%左右, 主要污染物排放总量减少10%, 因此, 企业面临十分繁重的节能减排任务。延安炼油厂作为陕西省最大的石油化工企业, 是陕西省列入国家“千家企业”的21户重点用能单位之一, 目前一次加工规模达到800万吨/年。炼油厂满负荷运行时, 其生产加工过程中产生的干气 (俗称“瓦斯气”) 、蒸汽在被综合利用后仍有剩余, 现在通过放空排放。既导致能源的浪费, 又造成了环境的污染。

1 瓦斯气系统研究分析

1.1 瓦斯系统余量及流程情况

延安炼油厂瓦斯系统由高压瓦斯系统 (5～6kgf/cm2) 和低压瓦斯系统 (0.02kgf/cm2) 组成, 高压瓦斯气的管网系统分为老区与新区两部分, 各装置产生的瓦斯气进入瓦斯气主管, 瓦斯气的使用装置从主管取瓦斯气。根据对全厂瓦斯生产、消耗的平衡结果得出剩余量为3.5534万吨/年 (约4.4418吨/小时) 。

1.2 延安炼油厂瓦斯气的组成

从表1可得出延安炼油厂瓦斯气的密度为ρ=1.0672kg/Nm3。

热值为Qydw=37602kj/Nm3可见较常见瓦斯气而言, 密度较大, 热值较高。

2 蒸汽系统研究分析

延安炼油厂蒸汽系统由中压系统和低压系统组成。中压系统的压力为3.82MPa、温度为420℃;低压系统的压力为1.0MPa、温度为270℃。各中压蒸汽产汽源生产蒸汽进入蒸汽主管线, 中压蒸汽的使用装置从主管取蒸汽, 全厂通过一根DN400的蒸汽主管线连接新区和老区的产用汽点。低压蒸汽主要通过汽轮机背压和减温减压器得来, 全厂通过一根DN300的主管线连接各产用汽点。根据对全厂冬季、夏季蒸汽量的产用平衡得知, 全年生产加工过程中余中压蒸汽40t/h, 夏季余低压蒸汽50t/h。

3 干气和余热回收利用技术方案

方案一:新建一台烧干气的锅炉, 消耗完剩余的干气同时生产中压蒸汽, 新建一台中压和一台低压汽轮发电机组, 利用剩余蒸汽发电。

方案二:利用活塞式燃气内燃机燃烧干气发电, 利用内燃机的高温尾气换热生产低压蒸汽, 新建凝汽式低压汽轮机发电。

方案三:利用燃气轮机发电, 燃气轮机产生的高温尾气带余热锅炉生产中压或抵压蒸汽, 新建汽轮机平衡全厂蒸汽发电。

4 方案比较

根据以上方案的对比, 结合延安炼油厂的实际加工规模和工艺流程, 确定方案一比较可行。方案二利用内燃机直燃发电, 成熟机型单台容量只有500KW, 且对干气成份要求高, 燃烧前需要进行脱硫, 维护保养复杂, 每周需停机加一次润滑油, 因我厂需要的台数多, 占地面积太大。方案三采用的燃气轮机为美国进口机型, 设备订货周期长, 手续复杂, 投资大, 投产后每年要求专业人士开机检查一次, 大检修也要将机组整体运回美国本土进行, 费用高, 经济效益差。比较而言方案一技术路线简单, 燃气锅炉和汽轮机在炼油厂已广泛运行, 工人对机组设备熟悉程度高, 日常操作维护简单方便, 还可根据燃料和蒸汽产量灵活调整负荷以满足主生产装置的平稳运行。因此方案一切实可行。