科学建模集成优化

时间：2024-09-03

□ 文/李雪卓

科学建模集成优化

□ 文/李雪卓

节能降耗是稳增长、保全局的重要手段，是实现既定战略目标的重要途径。

作为环渤海地区大型炼油企业，中国石油锦西石化公司经历了70余年的不断发展。由于历史原因导致的装置布局不合理、热联合不足、低温热利用不完善等问题，随之产生了炼油能耗持续走高，一度成为阻碍降耗增效，困扰企业发展的难题。当前，在中国石油突出质量效益，严格限制炼油扩能、上规模的大背景下，如何在现有炼油能力及装置的基础上，通过更为科学的手段，系统降低炼厂用能，控制生产成本，深度挖潜增效，成为公司迫切解决的问题之一。

锦西石化公司通过深入研究炼油过程能量系统集成优化，科学确定炼厂用能规划，推进装置间热进料热联合、装置内部能量优化，加大低温余热系统利用，推行蒸汽系统运行优化技术等，精打细算管理好自己的“家底儿”。数据显示，一季度炼油综合能耗从2012年的77.68千克标油/吨降至2014年的69.26千克标油/吨，综合能耗下降10.8%。

全面排查确定方案

为提升管理水平，优化装置能耗，实现挖潜增效，锦西石化公司定期召开专项会议，系统研究分析公司用能存在问题及现状，对节能工作进行布置与安排，科学确定节能优化方案，开展装置操作优化，进行挖潜增效。

此外，公司把目光投向企业外，邀请高校的专家为员工讲解炼油过程能量优化系统方法和实践，重点介绍炼油过程能量优化系统五步法。由专家和相关科研人员组成优化团队，走进30多个装置采集基础数据，并带回实验室进行模拟仿真。数据分析得出结论：在现有规模、原油种类、总体流程都保持不变的情况下，通过开展系统优化可带来上亿元效益。

依据过程系统能量综合原理及有关行业标准和规范，公司联合专业优化团队完成了炼油过程能量系统集成优化研究，采用总能规划、装置间热进料热联合、装置内部能量优化、全厂低温余热大系统利用、蒸汽系统运行优化技术，完成全厂30套装置和系统以及热电厂、生活区的能量建模集成与优化研究和开发工作。方案涉及锦西石化用能存在问题285项，整改措施159项，系统分析公司用能存在的不足，及今后节能工作的重点方向。

深入分析科学实施

依据实际操作数据分析和建模模拟分析结论，企业炼油能耗居高不下的原因逐渐显现：装置热进料、出料和热联合不够，低温余热回收和利用不足，部分装置用能欠佳，蒸汽系统不完善和物料效益低。

为此，锦西石化首先着手开展装置操作优化措施调整，采取不投资只对生产操作调整的方式实现节能：对南蒸馏装置常压塔、减压塔操作调整，提高常压塔、减压塔拔出率，装置轻收、总拔提高，降低了二次加工负荷；解决焦化蜡油带柴油严重及干气中C3含量高的问题，对主分馏塔、吸收稳定系统的工艺操作参数进行调整，焦化蜡油带柴油问题得到缓解；解决气分装置丙烯塔和脱轻碳四塔的塔顶存在过冷现象，增加塔底再沸器负荷，塔2001、塔2002进料温度按照能量优化指标，塔顶回流温度由31摄氏度

调整至37摄氏度，接近泡点温度操作，脱乙烷塔采用大回流，减少乙烷组份放空，同时保证丙烯纯度。

最大限度的回收余热和科学合理的利用余热成为节能工作的重中之重。为此，在全面对各工艺装置的低温热源排查的过程中，结合了炼油、化工装置的生产过程能量全面优化和综合利用，找出可充分利用的低温热源，回收、利用装置的低温余热。方案提出热源由南蒸馏装置、蜡油催化裂化装置、重油催化裂化装置、延迟焦化装置、焦化污水汽提和重催污水汽提6个子系统组成。回收的热水为中控室空调系统、气分装置再沸器、尿素制冷系统、厂内采暖换热系统及化学水车间生水加热系统等热阱提供热源，以实现节约蒸汽，降低能耗的目的。

多重入手降耗增效

以全厂能量系统优化为主线的能耗攻坚战开展以来，取得了明显的效果。一季度炼油综合能耗从2012年的77.68千克标油/吨，降至2014年的69.26千克标油/吨，降耗下降10.8%。重催、气体分馏、汽油加氢等8套炼油装置和连续重整、煅烧焦、芳烃抽提3套化工装置与去年同期相比，能耗下降较大。截至4月底，热电煤耗较去年同期减少3.15万吨，节约资金1100万元；天然气入厂量较去年同期减少728万标立方米，节约资金2000万元。据测算，能量系统优化项目在未来几年全部实施后，一年将可为企业创效1.6亿元。

能量优化作为一个系统工程，并非一次检修就能完成全部优化项目。2013年装置检修期间，锦西石化组织相关部门及车间，对每个装置优化方案的可行性进行论证，优选一些技术可靠、节能效果明显的项目，首先在大检修中组织实施。

检修完成顺利开车后，2013年12月，南蒸馏、焦化装置通过实施换热网络优化，换热终温分别提高11摄氏度和30摄氏度。北蒸馏装置通过完成换热网络优化，终温提高8摄氏度。