催化裂化-气体分馏热联合装置的能量优化方案

催化裂化!气体分馏热联合装置

的能量优化方案

曾敏刚!，华贲!，尹清华!，周章玉!，江山!，解新安!，

袁亚星"，龚健"，彭薏"

（!#华南理工大学教育部传热与节能重点实验室，广州$!%&’%；"#上海高桥石化公司）

摘要以过程系统能量综合优化“三环节”系统方法为指导，采用流程模拟技术，提出了对炼油厂催化裂化(气体分馏联合装置进行能量优化改造方案，降低装置的!#%)*+蒸汽消耗；对气体分馏装置进行分离精度、产品收率及能耗三者间的权衡优化，以达到综合利用能量、回收低温热、降低装置能耗和提高经济效益的目的。

主题词：催化裂化装置；气体分馏装置；能耗；优化

"前言

近"%多年来，受两次能源危机的影响和经济全球化的制约，我国炼油企业的节能［!］工作逐渐向广度和深度发展，取得了很大的成绩，主要工艺装置的能耗大大降低，如常减压蒸馏、焦化等，国内先进装置的能耗基本接近世界先进水平，但从炼油厂的整体来看，加工单位原油的能耗还比国外高出不少，具体表现在全厂的蒸汽动力系统、原料和产品储运系统及其它系统（包括厂区采暖、空调等等）能耗高，主要原因是全厂各工艺装置间及装置与这些系统间缺乏热联合，缺乏对大系统能源的总体优化利用的考虑［"］。

气体分馏装置温度较低，且本身的热源不能满足装置的需要，是很好的低温热阱；而催化裂化装置温度较高，有足够的低温热可以输出。在大系统范围内进行热匹配，也就是通常所说的热联合或热集成，使这些热阱充分利用低温余热源，实现优化匹配；既节约大量高温热源，又减少大量冷却水耗。本文以某炼油厂催化裂化(气体分馏热联合装置能量优化改造方案为例，运用三环节过程能量结构理论［,］进行能量综合优化，说明我国炼油企业催化裂化(气体分馏热联合装置的节能潜力。

#三环节过程能量结构的理论

过程能量综合（*-）研究是过程能量系统优化的基础［’］。近年来，*-已取得了很大的进展，主要有数学规划法、夹点分析法和过程能量结构理论（“三环节”能量分析与综合优化系统方法）。按照能量系统优化的思想，火用分析是过程能量综合优化改进的理论基础。火用分析原理可以通俗地阐述为：高热高用、低热低用。火用经济分析和优化方法［$］可以科学地决定热源、热阱的匹配关系，用最少的投资获得最大的节能效益。

三环节方法立足于过程系统用能的规律性，指出能量不仅有量的差异，还有质的差异。三环节模型以能量流为线索，以热力学第一、第二定律为依据，按照能量的功能和作用把工艺过程分为三个环节（如图!）：能量的转换与传输环节、能量的工艺利用环节、能量的回收环节。这种严格定量的模型适用于任何复杂的过程系统。在上述“三环节”能量结构的基础上，建立了能量分析与综合优化的系统方法。

$能量优化改造方案的分析及讨论

对于某炼油厂催化裂化(气体分馏装置的节能改造，采用目前国际上先进的化工流程计算机模拟软件*./0-1-/2，将理论分析与化工计算机模拟相结合，通过火用分析为节能改造指明方向，用计算机模拟得出节能改造的潜力和效益，从而为节能改造从

收稿日期：!333(!!(%$；修改稿收到日期："%%%(%’(!,。

作者简介：曾敏刚，华南理工大学化工所博士研究生，研究方向：化工过程系统工程。

石油炼制与化工

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