提炼能量系统的优化技术是什么?

1.技术背景

炼化行业作为高耗能行业,约占全国总量的15%。由于炼化企业基本都是在老厂的基础上进行改扩建,受技术和资金的限制,以及业务的快速发展,改扩建过程中没有充分考虑改造后装置的操作优化、新装置与原装置之间合理的能量交换和利用、生产装置与公用工程系统之间的能量优化,导致操作条件优化不够, 换热网络不合理,装置间热量利用不充分,热电能没有优化配置,需要回收的低温热量越来越多,导致炼化企业能耗指标偏高。 面对严峻的能源形势和气候变化的挑战,随着加工原油质量的劣质化、产品附加值的提高和油品质量的不断升级,炼化企业节能减排的压力逐渐加大。以往针对单个装置、单个设备的单一节能技术和局部能量分析方法,已经不能满足新形势下节能减排指标的要求。

2.技术原理

炼油能量系统优化技术是近年来逐渐发展起来的一项很有前途的节能技术,它集成了过程模拟、过程能量集成、系统优化和最优控制等多项技术,是集炼油技术、信息技术应用、数学规划、技术经济分析和工程建设于一体的复杂系统工程。该技术在精确模拟炼化生产过程的基础上,应用夹点技术、“三环节”法等系统工程技术和先进的优化分析方法,结合实际生产管理和运行经验,系统分析过程能耗,找出能耗“瓶颈”,提出提高能源利用率的优化方案,从而使换热过程合理化,设备效率最大化,操作条件优化,系统运行最优化,在提高企业经济效益的同时实现节能。

3.实际案例

2008年,中国石油设立了炼化能源系统优化重大科技专项,通过引进吸收开发集成、典型示范和推广应用,在能源系统优化研究方面取得了重要成果。掌握和创造了38项具有自主知识产权的国际先进仿真优化技术,包括炼油离线仿真优化技术、乙烯和公用工程离线和在线仿真优化技术;创新性地建立了七种实用高效的工作方法和平台;在锦州石化、兰州石化、吉林石化、克拉玛依石化、长庆石化,形成了节能增效突出的六大标杆工程。

兰州石化公司46×104t/a乙烯装置能量系统优化示范项目开发了乙烯裂解深度模型、后处理分离系统Aspen Plus模拟模型和装置公用系统模型,构建了完整的乙烯全流程模拟平台,自主开发应用了乙烯装置能量管理系统(EMS)。在项目研究中提出并实施了12无投资或少投资的项目措施,吨乙烯能耗降低65kg标油。公共工程系统能源优化示范项目建立了炼化一体化蒸汽动力系统模型和能源管理EMS系统,实现了能源系统KPI实时监控、能耗统计分析、公共工程系统在线优化、节能项目绩效跟踪等功能。

锦州石化通过引进和吸收国际先进技术,研究现有生产装置和公用工程系统的能源系统优化,大力实施节能节水技术改造,整体能耗水平明显提高。建立流程模拟模型72套,识别节能增效优化机会94个,实施无投资或少投资优化方案24个,实现每吨原油节能3.79公斤标准油。