乙烯冷能利用方案設計

第43卷第9期廣州化工Vol. 43 No.92015年5月Guangzhou Chemical IndustryMay. 2015乙烯冷能利用方案設計徐玲芳(南京揚子石油化工設計工程有限責任公司，江蘇南京210048)摘要: 某廠(chǎng)EO裝置和CO2裝置需運行冷凍機組為裝置提供冷量。低溫乙烯作為下游原料時(shí)，需用蒸汽加熱氣化，為充分利用乙烯冷能，達到節能降耗的目的，現對其工藝流程進(jìn)行方案優(yōu)化設計。本文設計兩種方案，分別對這兩種方案進(jìn)行了分析和比較，在保證充分利用能源的情況下，方案- -更具有操作可行性和穩定性。關(guān)鍵詞:乙烯冷能;方案優(yōu)化設計;節能中圖分類(lèi)號: TE08文獻標志碼: B文章編號: 1001 -9677(2015)09-0188-02Ethylene Cold Energy Utilization DesignXU Ling -fang .( Nanjing Yangzi Petrochemical Design Engineering Co.，Ltd. ，Jiangsu Nanjing 210048 , China)Abstract: Cooling energy was provided by refrigeration unit for EO and CO2 plants. Cryogenic ethylene was gasifiedby steam heating as feed stream. In order to usw and savw the ethylene cold energy, the process was optimized. Twoschemes were designed, analyzed and compared respectively. In ensuring the full utilization of energy, the first schemewas more feasible and stable for operation.Key words: ethylene cold energy ; optimize; energy saving隨著(zhù)我國石化行業(yè)乙烯裝置的興建，以及沿海地區乙烯儲950 kW存規模和需求的增大，近年在較大型的乙烯儲運裝置中低溫儲為優(yōu)化工藝，降低能耗，現進(jìn)行方案設計,將乙烯的冷能存法得到了大量的運用"。低溫儲存法具有儲運壓力低、安全利用至 E0和CO2裝置，減少原有的冷凍機組的負荷。性高、儲運量大等特點(diǎn)(2而備受關(guān)注。低溫乙烯儲存蘊藏著(zhù)可觀(guān)的冷量，這部分冷量如果能夠得.2方案設計到合理利用，將極大降低工廠(chǎng)的能耗，提高工廠(chǎng)的經(jīng)濟效原有CO2裝置冷凍水組成為:乙二醇0.47wt%，水益[}]。本文對現有2萬(wàn)罐低溫儲存的乙烯冷量改造利用進(jìn)行方0.53wt%;冷凍水進(jìn)出口溫度-15~-30 C。原有E0裝置冷凍案設計，對設計的兩種方案進(jìn)行了分析和比較。優(yōu)化后所采用水組成為:乙二醇0. 47wt%，水0. 53wt%。冷凍水進(jìn)出口溫度的方案產(chǎn)生的經(jīng)濟效益比較可觀(guān)，實(shí)現了節能降耗的宗旨。-5~-15 C1現有工藝流程及能耗分析本次設計采用乙醇作為中間介質(zhì)。2.1方案一1.1現有工藝流程新增換熱器E-2601/E- 2602/E-2603。來(lái)自乙烯節能換熱某廠(chǎng)乙烯存儲輸出工藝為:輸出乙烯先經(jīng)節能器E-302與器 (E-302) 低溫液相乙烯在換熱器E -2601 中與- 10 C的乙儲罐產(chǎn)生的B0G進(jìn)行換熱,換熱后的乙烯經(jīng)乙烯汽化器E- -601醇換熱，乙醇被冷卻至-35 C后被依次送往CO2裝置及E0裝和乙烯過(guò)熱器E- -602加熱至20 C后進(jìn)下游裝置。下游EO裝置置的冷凍水系統，乙烯被加熱后送至E- 601(已有)中。及CO2冷量由現有的冷凍機組提供。在CO2裝置及E0裝置的冷凍水系統中，乙醇與冷凍水換1.2 現有裝置能耗熱，乙醇被依次加熱至-20 C/-11 C?，F有節能器E-302的熱負荷為580 kW,出口溫度為-63 C,在上述冷凍水系統中回收的冷量,分別用于CO2裝置及流量為24 t/h。乙烯汽化器E-601能耗為2780 kW(包含潛熱EO裝置提供-30_C和-15C冷級的冷凍水。1770 kw),乙烯過(guò)熱器能耗為510kW。EO裝置最大需要冷量:表2。方案中國煤化工多設備見(jiàn)表1,冷能利用見(jiàn)為800 kW, CO2裝置最大需要冷量為1300 kW。YHCNMHGEO裝置冷凍機能耗為450 kW, CO2 裝置冷凍機能耗為第43卷第9期徐玲芳:乙烯冷能利用方案設計189至各冷凍鹽水用戶(hù)-300m供液溫度-10 c2603-300m回液溫度-5T返回乙場(chǎng)汽化器E-601來(lái)自各冷凍鹽水用戶(hù)冷凍鹽水儲罐(已有-180-節能換熱器(新增)P- 2603AB冷流鹽水菜↓-500m供液溫度-30個(gè)-500 mE-2602回液溫度-25 c來(lái)自己烯節能器E-302 J[h節能換熱器乙師銷(xiāo)耀V-2602 L乙醇循環(huán)泵圖1方案一 流程圖表1方案一新增設備一覽表-10 C。乙醇(冷媒)作為載冷介質(zhì)在低溫乙烯裝置內封閉循環(huán)。設備類(lèi)型數量位號冷凍水被冷卻至-30 C后，首先被送往CO2裝置。在CO2裝置中，冷凍水被加熱至-15 C以上，然后再被送往EO裝置。換熱器E-2601/E- 2602/E-2603在EO裝置中，冷凍水被加熱至-5 C。泵P-2601A/B、P-2602A/B、 P-2603A/B方案一流程圖見(jiàn)圖2，需要增加的設備見(jiàn)表3，冷能利用見(jiàn)容器V-2601、 V-2602表4。注: V-1401利舊。表3方案二新增設備一覽表表2方案一 冷能利用乙二醇冷量/kW乙烯氣化率2E-2601/E-2602流量/(/h)P-2601A/B、P-2602A/B .-30 C級(CO2裝置)10813050.66V-2601-15 C級( EO裝置)98.2815注: V-1401 利舊。2.2 方案二表4方案二冷能利用到乙烯汽化器E- -601來(lái)自EO裝置流量/(t/h)至20裝置106. 1413240. 67-15 C級(EO裝置)17鼻3方案比較脖地熱器“新墻)米自CO裝置從表1和表2.上可以看出，兩種方案對各裝置提供的冷量-26025至CO,裝置基本是相同的。方案- -比方案二多增加了1臺換熱器，2臺泵節能增終器及1臺容器，因此多增加了相應設備的投資額。裝置正常運行時(shí)，兩種方案均可行。由于原EO裝置采用冷級較高的冷凍水,來(lái)自乙烯節能換熱E-302V -2601因此原換熱器均為10#碳鋼，10#碳鋼的許用最低許用溫度為乙醇儲罐-20 C[41，而CO2裝置中的換熱器采用的低溫鋼。因此，如采B2601A )用方案二，一旦CO2裝置停止運行，低溫的冷凍水可能會(huì )影響(新增少場(chǎng)到CO2重國錯化牛用原冷凍機組為EO裝置圖2方案二流程圖提供冷量中國煤化工冷源相對獨立，受對方的影響較小MHCNMHG,裝置擴建均可通過(guò)調節新增節能換熱器E 2601/E- 2602。來(lái)自己烯節能換熱器( E-乙烯氣化率及E-2602冷媒出口溫度進(jìn)行冷量分配和調節;方302)低溫液相乙烯在換熱器E-2601( 新增)中與-10 C的乙醇案二中受原EO裝置換熱器材質(zhì)的限制，冷量分配可調性較小。(冷媒)換熱，乙烯被加熱至-20 C后，再送往E- 601A/B中。因此，盡管方案一投資額比方案二大，但從流程的穩定性及現乙醇(冷媒)被冷卻至-35 C后再在E-2602(新增)與-5 C場(chǎng)情況分析，方案- - 比方案二更穩定和實(shí)用。如原E0裝置換的冷凍水換熱，冷凍水被冷卻至-30 C,乙醇(冷媒)被加熱至(下轉第235頁(yè))第43卷第9期李斌:工程管理軟件Project 2007 在化工裝置大修應用235選擇“與”?！爸付ㄈ掌谕瓿扇蝿?wù)”。創(chuàng )建“指定日期完成任務(wù)”篩選器步驟與創(chuàng )建“指定日期開(kāi)工任務(wù)”篩選器步驟基本-致，不同點(diǎn)是在“域名稱(chēng)”欄選4結論擇“完工日期”(1)本文介紹了化工裝置大修實(shí)施過(guò)程中，如何統計人(2)查找“指定日期需開(kāi)始任務(wù)”的內容員、機具數量及指定開(kāi)工、完工日期的任務(wù)。實(shí)際上，利用以查找“開(kāi)始時(shí)間”是2014年12月2日的任務(wù)為案例。Project 2007軟件可精確到個(gè)人或具體施工機具每天及大修全過(guò)步驟一:指定任務(wù)篩選器。程工作安排，通過(guò)與施工單位實(shí)際安排的人員及機具對比，可菜單欄:報表-報表-當前操作-即將開(kāi)始的任務(wù)。及時(shí)判斷施工單位人員及機具的安排是否合理。通過(guò)統計應完選擇“編輯”鍵，在“任務(wù)報表”對話(huà)框的“篩選器”工或應開(kāi)工的任務(wù)，可統計項目完成進(jìn)度。的下拉菜單中選擇“ 指定日期開(kāi)工任務(wù)”。點(diǎn)“確定”保存篩(2)本案例是單個(gè)裝置大修的人員、機具及任務(wù)完成情況選器的選擇,返回“當前操作報表”對話(huà)框。統計，對全系統停車(chē)大修的管理可通過(guò)“插入-項目”功能合步驟二:輸入指定日期。并所有已單獨完成的裝置檢修統籌( 所有統籌的“項目向導”在“當前操作報表”框中，選擇“即將開(kāi)始的任務(wù)”。初始設置必須一致)，形成一個(gè)全系統的綜合統籌，從而可對在“指定日期開(kāi)工的任務(wù)”對話(huà)框下拉日期菜單選擇.全系統人員、機具及任務(wù)進(jìn)行全盤(pán)的管理，分析重要機具及特“2014年12月2日”點(diǎn)擊“確定”。圖4顯示“2014 年12月2日”開(kāi)工的任務(wù)清單，同時(shí)顯種作業(yè)人員安排的合理性。(3)編制準確的施工統籌是本軟件有效應用的關(guān)鍵。項目示了任務(wù)需要的人員、機具及完工日期。各工序齊全，分配的資源及數量準確，任務(wù)之間邏輯關(guān)系，工期及開(kāi)完工時(shí)間正確，沒(méi)有此先決條件，用Project 2007生成的一系列數據是無(wú)任何用途的。(4)對工程項目的管理很大一部分也是對信息的管理，如何有效地掌握工程項目中各種有效信息，全面分析這些信息的特點(diǎn)，快速準確地對信息進(jìn)行抽取、加工和分類(lèi)很大程度上依賴(lài)于信息管理的方式和手段，Project 2007軟件為化工裝置大修過(guò)程的信息管理方面提供了很好的手段。參考文獻1] 楊建.項目管理軟件及Project應用[J].科技視界,2013(17):54+68.2]席相霖. 談項目管理軟件在我國的應用[J].微電腦世界,2001(12):108 -109.圖4“2014年12 月2日”開(kāi)工的任務(wù)清單3]顧向陽(yáng)、Prjeet軟件在項目管理中的應用[J].水利電力機械,2007(11):123-124,126.(3)查找“指定8期完成的任務(wù)”步驟與查找“指定日期4] 孔德慶.論項目管理軟件PROJECT在設計項a管理中的運用[J].需開(kāi)始任務(wù)”步驟基本相同，唯一差別在選擇篩選器時(shí)需選擇今日科苑,2009(24):116.(上接第189頁(yè))熱器均為低溫鋼材質(zhì)，方案二也可行，且投資額比方案-一小。5結論4能耗分析方案一和方案二均能有效的利用乙烯冷能，降低原裝置冷工藝流程優(yōu)化后，在新增的節能換熱器中利用-63 C乙烯凍機組的負荷。 在不同的場(chǎng)合，需根據實(shí)際情況進(jìn)行分析，本通過(guò)冷媒乙醇將冷量傳遞給換熱器E-2602和E-2603，為EO設計場(chǎng)合中，方案一在運行中更具有實(shí)用性 和穩定性。裝置和CO2裝置提供冷量，從而降低兩裝置的冷凍機組負荷，通過(guò)冷能利用，本設計方案可為工廠(chǎng)帶來(lái)直接效益為節省電力,同時(shí)液態(tài)乙烯在換熱過(guò)程中部分氣化，降低了蒸汽686. 66萬(wàn)元,達到節能降耗的目的，創(chuàng )造經(jīng)濟效益的同時(shí)降低了作業(yè)環(huán)境噪音。能耗。(1) E0裝置冷凍機組電耗為450 kW, CO2 裝置冷凍機組中國煤化工電耗為950 kW，以年工作時(shí)間為8000小時(shí)計，電費為0. 6元徐烈.MHCNMHG發(fā)展與應用[J].低溫工程,.kW計。一年裝置消耗電費為: 67.2 萬(wàn)元。2001(2):128.(2) 采用方案一后，乙烯汽化器節約蒸汽用量為3.504 t/h,2] 王漢松.乙烯工藝與技術(shù)[ M].北京:中國石化出版社,2006.以蒸汽費用為220元/噸，節約蒸汽費用為616.7萬(wàn)元/年。[3] 李新冬。乙烯儲存裝置節能改造及其效益分析[J].上?；疘,因此，通過(guò)采用方案二進(jìn)行冷能利用，- -年合計可節約2013(9):12-15.4] GB150.2中國國家標準化管理委員會(huì ).壓力容器[S].北京:中國.683. 9萬(wàn)元。標準出版社,2011:47.