延迟焦化基础能耗计算

10适用范围80t/a30t/a以下的装置，所定的基准能耗作为参考。延迟焦扮装置基准能耗包括焦化和吸取稳定两局部，富气压缩机能耗归并于焦化。焦化能耗计算时，已考虑与吸取稳定的结合，即贫吸取油为柴油，富吸取油返回分馏塔，且一般状况下，完整吸取稳定系统的重沸器热量由焦化分馏塔供给。基准能耗的根底工艺条件装置根本参数130℃；循环比0.30；装置处理规模，100t/a(8000125t/h)；装置主要由焦化、分馏、吹汽放空、水力除焦、切焦水闭路循环和富气压缩机能耗组成。加热炉130330℃，进加热炉；500℃；90％；如发生蒸汽，蒸汽过热负荷计入加热炉有效热负荷内，且软化水用量取发生蒸汽量的1.1倍。分馏塔热量回收分馏塔承受塔顶循环回流〔生产重整料时除外；分馏塔回流热以及侧线产品的回收热量因传输热损失，需扣除５％热损失；420℃；装置总回收热量视各厂焦扮装置的具体状况而定，一般先考虑预热原料，再考虑用于重沸器热源和发生蒸汽，最终考虑输出低温余热；150℃。产品出装置温度40405090130℃。装置用汽1.5m％；吹汽、吹扫与伴热用汽〔1.0MPa〕为20kg/t。装置用电泵均以电力驱动考虑，不考虑汽泵；单程焦化的用电为120MJ/t〔不包括富气压缩机耗电和吸取稳定系统耗电〕,不同循环比另加修43.1R(R为循环比，单位为MJ/t)。装置用水颖水用量：17kg/t颖进料；机泵冷却用循环水；产品冷却或物流冷却温度在8080℃以下使10℃。正向法基准能耗物料平衡依据原料油评价或生产实际确定物料平衡，物料平衡见表１。表１物料平衡收m％富气8.65汽油13.41柴油28.00蜡油18.54焦炭29.70外甩油＋损失1.70合计100加热炉有效热负荷及燃料消耗计算油品进炉温度 330℃；油品出炉温度 500℃；油品有效热负荷Ｑ１ 816.4MJ/t；加热炉热效率 0.9；加热炉燃料用量 21.67kg/t；分馏塔和换热系统计算分馏塔用Process23，换热系统用窄点技术超目标程序优化。表２热物流数据物流名称起始温度℃终止温度℃t/hkW塔顶油气1084031.0533447顶循12888166.4924200柴油回流228170136.2455554柴油1706051.0003448中段回流31524589.6044837轻蜡油3488017.8003310重蜡油37625540.1803874重蜡油2558022.8552565循环油360270115.8618189表３冷物流数据物流名称起始温度℃终止温度℃t/hkW原料油130330125.00017895富吸取油5112017.278732循环油27033037.5001823解吸塔重沸物流178205112.5363722稳定塔重沸物流221228154.6672675优化后，该换热系统的窄点温差是23.641.9℃，冷却负荷12577kW，热物流开头冷却时的平均温度为158.2℃，130℃以下的冷却负荷为10940kW，80℃以下的冷却负荷2606kW。冷热综合曲线见图１。400400300℃度温/20010000200400600热量/MJ.t-180010001200图1 换热系统冷热综合曲线装置颖水、循环水、蒸汽、软化水及用量颖水用量 17kg/t。(2)循环水用量80℃以下冷却负荷消耗循环水为224t/h，接触冷却塔顶消耗循环水折为连续量是11t/h，泵40t/h，故循环水耗量为〔224＋11＋40〕/125＝2.2t/t。(3)蒸汽用量炉注汽(3.5MPa) 15kg/t；吹汽、吹扫与伴热用汽〔1.0MPa〕 20kg/t；合计 35kg/t。富气压缩机能耗富气压缩机由中压蒸汽背压机驱动8.3E/Q，MJ/t；L式中：E

—富气压缩机耗电，kW；LQ—装置实际处理量，t/h。1.0MPa凝汽机驱动富气压缩机能耗22.3E/Q+20,MJ/t;L富气压缩机耗电估量E=1.26(Y+Y)QL g L式中：Y—干气收率，m%；gY—液化石油气收率，m%。L装置基准能耗燃料E=907.2MJ/t。1蒸汽消耗量35kg/t；蒸汽能耗E2=0.015×88+0.02*76＝2.84×104kcal/t＝118.9MJ/t。(3)循环水能耗E=2.2×0.1＝0.22×104kcal/t＝9.21MJ/t。3(4)颖水能耗E=0.017×0.17＝0.003×104kcal/t＝0.12MJ/t。4(5)用电能耗E=120+43.1*0.3=132.9MJ/t。5富气压缩机能耗(承受中压背压透平) E=8.3×1.26(Y+Y)=90.5MJ/t。6 g L8189kW，计入能耗E=-235.8MJ/t。7(8)基准能耗Eo=E1+E2+E3+E4+E5+E6+E7=1023.0MJ/t。反向法基准能耗反向法的基准能耗计算公式如下：式中：E～E 分别见下述。1 10

E=10 EB ii1序号项目符号单位蜡油序号项目符号单位蜡油焦炭YCGOYCKm%m%1原料颖进料量颖进料分子量QMCt/h2产品收率干气YFm%液化气YLm%汽油YGm%柴油YLOm%3 循环比R加热炉效率η(小数)注汽率Rwm%成套规模〔一炉两塔〕St/a富气压缩机承受背压透平有完整的吸取稳定系统低温余热未回收化学焓差能耗E1〔MJ/t〕E=24158McMp1 McMpM—原料平均分子量，假设有该数据按实际数据输入，假设无该数据按下式估算，CM=42.97exp〔2.10×10-4T-7.79D+2.09×10-3TD〕T1.26D4.98CM—产品平均分子量；pM=〔Yp

+Y +Y +Y+Y〕/〔2.86×10-3YLO G L F

+5×10-3YCGO

+0.01Y +0.02YLO G L+5.56×10-2Y)F式中：Y —蜡油产率，m%；CGOY —柴油产率，m%；LOY—汽油产率，m%；GY—液化气产率，m%；LY—干气产率，m%。FT=T 50%点温度，K；50D—原料油比重，d15.6 。15.6加热炉散热与排烟能耗E〔MJ/t〕2

ηE=628(1+R)(1/ -1)η2式中：R—循环比；η—加热炉效率〔对单面辐射炉取0.87对双面辐射炉取0.9。装置电耗E〔MJ/t〕3蒸汽能耗E〔MJ/t〕4

E=120+43.1R3E=63.6+6.3R4 W富气压缩机能耗E〔MJ/t〕5富气压缩机由中压蒸汽背压机〔背压汽1.0MPa〕驱动E=8.3E/QL

—富气压缩机耗电，kW。一般应使用富气压缩机的耗电估量式的计算功率值，假照实际功L率值比计算值小，则使用实测值；Q—装置实际处理量，t/h。1.0MPa凝汽机驱动E=22.3E/Q+205 L富气压缩机耗电估量E=1.26(Y+Y)QL F L工艺利用与回收环节的散热能耗E〔MJ/t〕6E=397S－0..56式中：S—装置对应一炉两塔的设计规模，万t/a。如装置二炉四塔总规模100万t/a,则对应一炉两塔50t/a，S50。装置排弃能耗E〔MJ/t〕7E=11.50Y+6.88Y+6.55Y+0.477Y +0.574Y +28.73R +2.763Y -6.7(1+R)+157 F L G LO CGO w CK式中：Y —焦炭产率，m%；CKR—对颖进料的注汽率，m%。w装置排弃能消耗的循环水和颖水能耗E〔MJ/t〕8E=9.338吸取稳定系统能耗E〔MJ/t〕9有带重沸器的完整吸取稳定系统 E=230MJ/t；9不带重沸器的简洁吸取系统 E=25MJ/t。9装置输出低温余热所降低的能耗E〔MJ/t〕10当装置所能输出的低温余热全部利用时：E =-(5.95Y+4.22Y+2.83Y+0.79Y +0.78Y +3.06R )10 F L G LO CGO w当装置低温余热无法利用时：=0E=010当装置低温余热局部利用时，严格按修订的《炼油厂能量消耗与评价方法》计算低温余热利用所降低的能耗值，该种状况的能耗降低值不行能超过第一种状况。基准能耗的校正在装置负荷率与设计力气相差较多时，需对计算所得到的基准能耗进展近似校正。θ=〔0.3E+0.48E+E+E+E〕/Eθ2 3 4 6 8 Bθ θ θ E=〔1- 〕E+ *E/L=Eθ θ θ C B B B式中：E—近似的校正后的能耗，MJ/t；C—装置负荷率〔小数；θ—焦扮装置固定能耗(不包括吸取稳定系统)占总能耗的比例。建议的能耗评价指标及应用即使对同一类装置但各个不同的装置，由于具体的原料、产品、规模等差异很大，应到达的能EF装置的能量利用水平EF=实际能耗/校正后的基准能耗EF值愈大，说明装置的实际能耗与基准能耗的差距愈大，能量利用水平愈低，节能潜力愈大，EF1，表示能量利用水平愈高。生产装置标定数据能耗校核方法以某厂焦扮装置的标定数据为例，进展计算,物料平衡见表5。装置标定循环比γ＝0.487，注水4.23％。项目入方出方收率表项目入方出方收率减压渣油kg/ht/dkg/ht/d%富气917672202.45800139.206.32汽油12492229.8013.61柴油26458634.9928.83冷蜡油5777138.656.30热蜡油16348392.3517.81焦炭23970575.2826.12外甩油＋损失92222.131.01合计917672202.40100.00燃料用量计算〔6〕工程对流油品入炉温度,℃工程对流油品入炉温度,℃对流油品出炉温度,℃255334255330合计对流油品进、出口焓差,kJ/kg226.2214.2MJ/t111.56108.56Ｑ＝220.1１注水入炉温度,℃175100注水量, kg/t20.9221.41注水热负荷,MJ/t57.265.25Ｑ＝122.5２,℃190190过热蒸汽出炉温度℃312275过热蒸汽流量kg/t59.9380.9MJ/t16.8216.21 Ｑ＝33.0３辐射油品入炉温度℃391391辐射油品出炉温度℃495495辐射油品流量kg/t728.9758.2辐射油品进、出口焓差kJ/kg414.1414.1辐射油品有效热负荷MJ/t 301.8 313.97 Ｑ＝615.8４MJ/t487.4504.0Ｑ＝991.4炉实际热效率％89.3589.12理论燃料量kg/t13.0313.51MJ/t28.12－kg/t0.6－加热炉燃料总量kg/t25.94核算装置热流供给的热量775.1MJ/t，得装置回流供给的总414.6MJ/t。表7 分馏塔回流取热状况工程返塔温度℃出塔温度℃kg/tMJ/ｔ取热比例％塔顶循环47174539.1167.634.2十六层回流49240160.877.815.9十三层回流198240263.031.256.4冷回流39127143.275.115.3中段255326646.9137.928.2合计489.78。表8 侧线馏出油回收热量状况工程kg/ｔ初温℃终温℃热量ＭＪ/ｔ柴油288.324049136.27蜡油62.9535719828.81合计165.08以上两项合计热流供给的热量为579.7MJ/t。核算装置回收的热量发生蒸汽的热量1.2MPa12.924t/h140.8kg/t，则需要热量＝140.8×〔666.8－175〕＝6.9245×104kcal/t＝289.9MJ/t。预热除氧水热量161.76×〔175－100〕＝1.2132×104kcal/t＝50.8MJ/t。预热低温电站软化水热量〔46130℃〕223.6MJ/t。564.3MJ/t。装置单耗蒸汽耗量焦炭塔吹汽、试压、伴热、吹扫用汽3.56t/h38.8kg/t；焦炭塔汽封为１t/h10.9kg/t；4.56t/h，折合49.7kg/t；140.8－49．7＝91.1kg/t。(2)软化水耗量4.164t/h45.38kg/t。循环水耗量91.77t/h1000kg/t。颖水耗量10.83t/h118.0kg/t。除氧水耗量12.924t/h，折合140.8kg/t；3.885t/h42.34kg/t；1.067t/h11.63kg/t；17.876t/h194.8kg/t。电耗量电耗量〔实测数据〕980kW,10.68kWh/t。燃料油耗量燃料油耗量＝25.94kg/t。计算的装置能耗蒸汽－0.091×7＝6.921kcal/＝289.91.0×0.1＝0.1×104kcal/t＝4.187MJ/t；0.04538×0.25＝0.011×10４kcal/t＝０.461MJ/t；0.118×0.17＝0.02×10４kcal/t＝0.837MJ/t；0.1948×9.2＝1.792×10４kcal/t＝75.03MJ/t；10.68×0.28＝2.99×104kcal/t＝125.2MJ/t；燃料25.94×104kcal/t＝1086.1MJ/t；6.6×104kcal/t＝276.3MJ/t；热蜡油输出－3.057×104kcal/t＝－128MJ/t；低温热输出－2.67×104kcal/t＝－111.8MJ/t；24.8×104kcal/t＝1038MJ/t。反向法基准能耗计算举例下面用实例说明反向法基准能耗计算方法的使用。100t/a延迟焦扮装置数据总结〔即反向法需要的数据〕9：序号项目单位数值表序号项目单位数值1原料颖进料量t/h125颖进料分子量10002产品收率干气m%6.06液化气m%2.59汽油m%13.41柴油m%28.0蜡油m%18.54焦炭m%29.73循环比0.3加热炉效率%0.9注汽率m%1.5S〔一炉两塔〕t/a50富气压缩机承受背压透平有完整的吸取稳定系统低温余热未回收567E567E=90.55EB=1241.3E=56.16E=330.87序号计算结果序号1E=227.918E=9.3382E=90.729E=23093E=132.9310E=0104E=73.1410计算结果说明：该装置的焦化局部基准能耗为1011.3MJ/t(24.15kgEo/t),包括吸取稳定系统1241.3MJ/t(29.64kgEo/t8℃以上低温余热全部利用1115.4MJ/附件 延迟焦扮装置基准能耗编制说明基准能耗确实定通常有二种方法，一种是正向推算法，即从实物消耗的角度追踪，其优点是直观易懂，缺点是对各种影响因素，难于到达准确的修正。正因如此，本正向基准能耗方法仅供给了一种思路。另一种是反向推算法，即从排放于环境的能量进展计算。对延迟焦扮装置来说，反向推算法更简便一些，更易于比照查找差距。如循环比不同的基准能耗修正，需要考虑5个方面的影响，加热炉燃料耗量变化、机泵耗电的变化、反响热的变化、低温余热的变化、富气压缩机功率的变化，这在反推法中均得到了较好的表达。但反向推算法的缺点是比较抽象。分馏塔和换热系统计算在反向推算法中，不涉及分馏塔和换热系统的计算。在正向推算中，对分馏塔承受process流程模拟软件进展模拟优化，在保证产品质量的同时，使分馏塔的过剩热尽量在较高的温度下取出。依据上述模拟软件计算的物流数据，使用窄点技术的超目标程序对换热系统进展优化。由于原料的换热终温已经确定为330℃，所以换热系统优化的目标是在满足原料换热的前提下，尽可能输1.0MPa供给低温余热(由60℃加热到100-120量后，换热系统的窄点温差为23.6℃，平均传热温差为41.9℃，热物流开头冷却时的平均温度为158.2℃，此时说明换热系统本身已到达优化状态，不行能再产生蒸汽而只可能输出低温余热。反响热的计算反响热的计算通常承受分子膨胀法或燃烧热法，由于燃烧热法需要格外准确的物料平衡，实际过程中难于到达，所以对主要为吸热反响的过程常承受分子膨胀法计算反响热。由于有关文献中，没有查到计算公式中的系数，故承受两个炼油企业的焦炭塔能量平衡后的反响热作为依据，推算出分子膨胀法的系数。加热炉散热与排烟能耗这局部能耗的计算主要涉及到加热炉热负荷确实定。进料温度换热到330℃后进加热炉加热到500℃，此段温度范围，按纯液相计算的焓差为136kcal/kg，考虑加热炉出口汽化率为20%，则焓差增大到140kcal/kg，再考虑10kcal/kg150kcal/kg。焓差确定以后，就可以依据循环比和加热炉效率推算出加热炉散热与排烟所形成的能耗。加热炉对流室仅预热空气。装置电耗4套焦扮装置电耗数据--要为：循环油泵电耗增加、辐射油泵电耗增加、加热炉燃料单耗带来的加热炉风机电耗增加。蒸汽能耗3.5MPa蒸汽，按颖进料的1.5m%1.0MPa蒸汽，按20kg/t计。在正向法中，这二局部用汽直接形成能耗。在反向法中，注汽形成的能耗主要已在排弃能中考〔即分馏塔顶油气的热量3.5MPa中压蒸汽形成的能耗为15kg标油。富气压缩机能耗富气压缩机的功率消耗是依据很多设计和统计数据而定，即每吨富气消耗功率90kWh。一般应使用富气压缩机的耗电估量式的计算功率值，假照实际功率值比计算值小，说明富吸取油未返回分馏塔，这时应使用实测值。有关计算式中的系