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FCC装置再生系统设备节能新措施

更新时间:2009-03-28

FCC装置是石化企业最重要、二次加工能力最大的装置。几十年来,如何降低FCC装置的能耗,增加装置的经济效益,一直是从业人员追求的目标之一,下文从设备设计技术方面考虑,提出几种减少装置能耗的新方法。

1 设置再生系统设备外保温层

为了防止酸性气体在壳体内壁冷凝而导致再生系统设备壳体应力腐蚀开裂,需增加壳体的温度,使壳体温度高于酸性物质的露点温度,对重油催化裂化装置来说,再生系统内介质酸性物质的露点温度一般在130 ℃左右,壳体的金属实际温度控制在150~200 ℃就可避免酸性物质的露点腐蚀。

四是突出从严从紧抓好资金管理的监督。在外部项目工程运行中,要全面推行资金预算管理,在资金预算的执行过程中,执行切块包干,责任到人的办法,严格控制费用支出,通过召开经济运行会的办法,客观分析生产经营过程中存在的问题并及时采取措施纠偏。

控制壳体温度有两种方法:

(1)减少壳体内隔热耐磨内衬里厚度,使热量大量传到设备壳体,以维持壳体温度。

再生器所设的主风分布管是用来均匀分配主风并建立床层的,为使各喷嘴之间的气体分布均匀,主风分布管上喷嘴的喉管气流速度较高,达60 m/s,这也是主风分布管10~15 kPa压力降主要产生根源。根据设计经验,通过主风分布管主管,支管以及分支管内气速的计算,在保证到达各喷嘴的气量相差不大的情况下,可减少喷嘴的喉管气流速度(压力降与速度的平方成正比),同时也要注意各分支管之间距离的协调,在计算机模拟设计的帮助下,将主风分布管的压力降减少20%以上是可行的。

(3)内置三级旋风分离器节约了三旋外壳及衬里、土建基础框架、烟气管线及大弯头等,对一套3.5 Mt/a原料油进料量的FCC装置这样可节约一次性投资约1 500万元,并可减少占地面积,降低一定的日常操作维护费用。

在采用第一种方法时,若不控制壳体向环境的热传导,再生器壳体就会向环境散发大量的热量。而第二种方法,在设备壳体的外面增设5 mm左右的外保温涂层,涂层外表面温度显著低于第一种方法的外防腐油漆层,再生器壳体向环境散发的热量就非常少。

(1)以一套3.5 Mt/a FCC装置为例,经过计算:旋风分离器系统若压力降减少10 Pa,后面烟机每小时就可多发电约0.5 kW·h,按年开工8 400 h计算,每年可多发电4 200 kW·h,低压力降旋风分离器可降低压力降20%以上,则每年可多发电1.26×106 kW·h,经济效益相当明显。

(2)从内置三级旋风分离器筒体侧面多点进气的进气口面积较大,每个单管分配的气量也比较均匀,分离单管之间的压力降就小,相互串气返混的可能性就小得多,这也相当于提高了三级旋风分离器的分离效率,具有一定的社会效益。

也有其他喷涂的外保温方法,效果也不错。

2 低压力降高耐磨旋风分离器的选用

2016年,中国石油化工集团总公司组织LPEC、中国石油大学等有关单位,共同研制开发了一种新型低压力降高耐磨旋风分离器(PLS型旋分)。这是针对影响旋风分离器性能的三个主要薄弱环节(顶灰环、短路流、排尘口返混),提出的针对性改进措施,以提高旋风分离器的分离效率;同时也扩大了旋风分离器的排气口直径,两者平衡的结果是新型PLS旋风分离器在效率与现在常用旋风分离器相当的情况下,压力降可降低20%以上。

以一套3.5 Mt/a原料油进料量的FCC装置再生系统为例,经过传热计算,当采用第二种方法时,再生器壳体向环境散发的热量减少19.16 GJ/h,以年开工8 400 h计算,则可产生的中压蒸汽量为82.3 kt。

(1)由于三旋内置,在整个再生烟气管线上至少可以减少两个90°弯头及一定长度的管线,这一点对FCC装置具有很好的经济效益:一套3.5 Mt/a原料油进料量的FCC装置,烟气管线衬里内径约φ2 400 mm,管内烟气速度按25 m/s考虑,减少2个弯头及一定长度的管线后,烟气管线上的压力损失至少可减少约3 kPa,后面烟机每小时就可多发电约150 kW·h,按年开工8 400 h计算,每年可多发电1.26×106 kW·h ,经济效益相当明显。

(2)通过提高旋风分离器高耐磨衬里的耐磨性及旋风分离器结构的稳定性,使目前旋风分离器的保证寿命由6 a提高到9 a,这也相当于节约一大笔操作费用。

3 内置式三级旋风分离器技术的采用

所述的内置式三级旋风分离器,内置于FCC装置再生器稀相段的上部,携带催化剂的气流经一、二级旋风分离器分离之后,由二旋气体出口管将仍含有少量催化剂的气流直接引入内置式三级旋风分离器内,引入口在三旋上下隔板中间的三旋筒体上,图1所示的三旋入口结构具有如下优点:

  

1 内置三级旋风分离器系统Fig.1 System diagram of the third inlay cyclone

注:Ni2+之所以用硝酸溶液(1:99)溶解,是因为防止镍离子与氢氧根离子结合产生沉淀,从而影响实验数据。

外保温方法:如中石化洛阳工程有限公司(LPEC)申请的中国专利ZL 201420580926.8所述的用于再生烟气系统设备外的涂层,主要是在以前常用的设备外保温涂层中增设一层现场编制的金属丝网;在设备外保温涂层最外层涂刷一层变色油漆,这样外保温层不易脱落,同时若壁温超标时变色油漆的颜色改变,提醒巡检人员注意该部位的衬里。

(2)增加壳体内隔热耐磨内衬里厚度,并在设备壳体外增加外保温层,减少壳体向环境热传导来维持壳体温度。

4 低压力降主风分布管的研究

(一)大力开展学生艺术社团活动。全面实施义务教育阶段学校体育、艺术“2+1”项目,使每名学生根据各自特长或爱好都能掌握两项体育技能和一项艺术特长,并参加校级或班级社团,开展丰富多彩的艺术活动。

按减少20%计算,主风分布管压力降最少减少2 kPa,按前述计算,后面烟机每小时就可多发电约100 kW·h,按年开工8 400 h计算,每年可多发电8.4×105 kW·h。

5 结束语

在一套3.5 Mt/a原料油进料量的FCC装置上,同时应用以上四项技术时,每年可多产中压蒸汽82.3 kt;压力降可降低约8 kPa,后面烟机每小时就可多发电约352 kW·h,按年开工8 400 h计算,每年可多发电3.36×106 kW·h。若中压蒸汽按175元/t,则每年产生的效益为1 690万元,并可节约一次性建设投资约1 500万元,经济效益相当显著。

根据公式(9),当类内距离小而类间距离大时,即IG(i, j)的值接近1时聚类效果最好;反之,当IG(i, j)的值接近-1时聚类效果差.

生活中,我们可以有意制造这样的机会。比如:当孩子请你帮他做一件事时,你可以告诉他:“妈妈还有事,五分钟后能帮你,你可以等一会吗?”当孩子问你问题时,你不妨说:“这个问题很有意思,让妈妈想一下,你也再思考下,五分钟后我们来交换答案好吗?”当孩子渴望立即得到回应,兴奋地要跟你讲一件事时,如果你正在忙,大可不必停下手中事转向他,而是可以让他稍作等待。

②2008年、2011年,浙江温州等地区连续出现多起企业家“跑路”现象,如眼镜行业龙头、温州信泰集团董事长胡福林等.

 
张世成
《炼油技术与工程》 2018年第04期
《炼油技术与工程》2018年第04期文献

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