某化工廠T-1102塔釜新增再沸器回收溶劑余熱改造項目

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一、案例名稱

某化工廠T-1102塔釜新增再沸器回收溶劑余熱改造項目

二、案例業(yè)主

該廠由制苯裝置、苯乙烯裝置、聚苯乙烯裝置、碳八抽提苯乙烯裝置組成。制苯裝置是以乙烯裝置的副產(chǎn)品裂解汽油和氫氣為原料，應用各種技術，以生產(chǎn)純苯為主，同時副產(chǎn)多種石油化工原料的石油化工裝置。裂解汽油在制苯裝置中通過加氫、抽提分離得到純苯，同時可得到C5、C9、甲苯、抽余油、C8等重要的副產(chǎn)品。

三、案例內(nèi)容

1.技術原理及適用領域

應用能量利用“三環(huán)節(jié)”理論和夾點分析方法對化工廠制苯裝置及碳六抽提單元進行全面的診斷及分析優(yōu)化，分析結果表明，碳六抽提單元夾點之下的未回收熱源溫度較高，而制苯裝置夾點之上熱阱需求溫度較低，兩者存在熱聯(lián)合的空間，如圖1所示。

圖1 上下游裝置熱聯(lián)合示意圖

經(jīng)分析，碳六抽提單元處于夾點之下的物流為抽提溶劑，溫度變化范圍從143.97℃C降低到113.51℃，制苯裝置處于夾點之上的物流為碳六切割塔(T-1102)塔底再沸，溫度變化范圍為從119.5℃℃升至122.8℃℃，熱端溫差為21℃，通過流程模擬計算，碳六抽提單元抽提溶劑的熱量為11339MJ/h，T-1102再沸需要的熱量為21981MJ/h，存在熱聯(lián)合潛力。

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

T-1102塔釜新增一臺再沸器，位號暫定為E-1104N，利用新抽提循環(huán)溶劑作熱源，與T-1102塔現(xiàn)有再沸器并聯(lián)使用，從而降低現(xiàn)再沸器蒸汽用量，達到節(jié)能目的。來自溶劑回收塔(T3602)塔釜的熱貧溶劑，溫度209℃，經(jīng)溶劑回收塔中段換熱器(E-3605)換熱，后進入新增再沸器(E-1104N)，溶劑溫度由179.26℃降至149.3°℃。經(jīng)苯餾分進料預熱器(E-3606)后，循環(huán)溶劑預熱粗苯產(chǎn)品(E-3607)后經(jīng)貧溶劑水冷器(E-3608)冷卻后進入抽提蒸餾塔循環(huán)使用。

圖2 改造前循環(huán)溶劑換熱邊界圖

圖3 改造后循環(huán)溶劑換熱流程圖

圖3 改造后循環(huán)溶劑換熱流程圖

3.項目實施情況

施工工期自2013年6月1日至2013年9月6日止。

2013年9月10日項目投用，目前運轉(zhuǎn)正常。

新增再沸器溶劑入口溫度178.86℃，出口溫度141.17°℃，溫差達到37.69℃℃，蒸汽用量由9.35t/h減至5.38t/h。

四、項目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.年節(jié)能量

該項目的節(jié)能量為新增T-1102重沸器減少的T-1102塔蒸汽消耗量，減去E3607因加熱不足增加的蒸汽消耗量。因T-1102塔蒸汽消耗量只計量了瞬時值，未計量累計值，且蒸汽消耗后未完全凝結成冷凝水，還有少部分閃蒸為0.8MPa的低壓蒸汽，目該部分低蒸汽沒有計量，故直接計蒸汽節(jié)約量有難度，

通過查看改造前后的標定數(shù)據(jù)，改造前后E3608水冷器進出口溫度如表1、2所示。改造前E3608水冷器將溶劑溫度從143.97℃℃降低到113.51℃℃，改造后E3608水冷器將溶劑溫度從124.62℃降低到111.77℃℃;因此，可以認為該項目的節(jié)能量為改造前后循環(huán)溶劑進出E3608水冷器所損失熱量的差值。

表1 改造前E3608進出口溫度

續(xù)表

用能單位提供的碳六抽提單元加工量即N-甲酰基嗎啉(NFM)的循環(huán)流量與原料的設計比值為4.4，正常操作條件下，控制在3.9~4.4，根據(jù)中石化節(jié)能技術服務公司與燕山石化化工七廠共同進行的計量數(shù)據(jù)標定，N-甲酰基嗎啉(NFM)循環(huán)流量與原料的比為4.02~4.21，此次審核采用中間值4.115。通過查閱設計及用能單位提供的實際運行數(shù)據(jù)，苯產(chǎn)品產(chǎn)量占原料的百分比為62%。2012年7月-2013年6月各月的苯產(chǎn)量如表3所示，苯產(chǎn)品的年產(chǎn)量為176478噸，則N-甲酰基嗎啉的循環(huán)流量為176478:0.62x4.115=1171302噸。

表3 2012年7月-2013年6月各月的苯產(chǎn)量

根據(jù)《N-甲酰嗎啉在萃取精餾法焦化苯精制新工藝中的應用》(天然氣化工2010年第35卷)，N-甲酰基嗎啉的比熱隨溫度的升高而增加，改造前E3608水冷器進出口溫度分別為143.97℃℃和113.51℃℃，改造后E3608水冷器進出口溫度分別為124.62℃C和111.77℃℃。則N-甲酰基嗎啉的比熱分別為:

表4 N-甲酰基嗎啉的溫度與比熱

改造前水冷器散熱量為:

1171302x(143.97x2.1927-113.51x2.0647)=95249016 MJ;

改造后水冷器散熱量為:

1171302x(12462x21114-111.77x2.0574)=38848655 MJ;

則節(jié)約蒸汽熱量(水冷器散失熱量減少量)為:

95249016-38848655=56400361 MJ;

節(jié)能量=56400361:29.2712=1926.82噸標準煤。

綜上，該項目的節(jié)能量為1926.82噸標準煤。

2.年節(jié)能效益

該項日節(jié)約1.5MPa蒸汽31760噸以上，蒸汽單價191元/噸，年經(jīng)濟效益約600萬元。

五、商業(yè)模式

該項目采用節(jié)能效益分享模式，項目分享期為14個月。效益分享期內(nèi)，節(jié)能服務公司與用能單位就產(chǎn)生的節(jié)能效益進行分享，用能單位在收到付款請求之后的50個工作日內(nèi)，將相應的款項支付給節(jié)能服務公司。

在合同到期并且用能單位付清合同下全部款項之前，該項目下的所有由節(jié)能公司采購并安裝的設備、設施和儀器等所有權屬于節(jié)能服務公司。合同順利履行完畢之后，該項目設備的所有權將無償轉(zhuǎn)讓給用能單位，節(jié)能服務公司應保證該項目設備正常運行。

六、融資渠道

項目投資來自于節(jié)能服務公司自有資金。

七、優(yōu)惠政策

該項目獲得了合同能源管理財政獎勵。