炼化企业在生产过程中可使用的低温余热利用技术

发布时间:2022年07月09日
       炼化企业在生产过程中, 不可避免地会产生大量的余热。炼化企业低温余热是指在生产过程中高于油品储存温度或工艺本身所需温度的未回收热量。一般认为, 温度在80-200℃之间的热量可以作为低温余热回收利用; 200℃以上的热量主要用于产生蒸汽。生产过程中未被利用的低温余热最终会以多种形式排入环境, 成为余热能, 主要通过以下四种方式排出:空冷器排放、中间产品罐排放、烟气系统排放废弃循环水冷却系统。其中, 循环水冷却系统丢弃的低温余热约占全厂低温余热的80%。资料显示, 炼化企业低温余热主要分布在常减压、催化裂化、延迟焦化、加氢装置等。这四部分的低温余热约占全厂低温余热总量的60%~80%。低温余热的主要回收利用方式如下: 1、直接作为一般供热的热源 大部分是连续稳定负荷的热源, 节能大、效益高,

应优先安排低温热解决方案。这类热量包括:①气体分馏、MTBE等加工设备原料和塔底再沸器加热; ②锅炉水加热; ③电力系统补充化学水、淡水和电厂软化水加热; ④罐区温度维持、管道加热等 2)加热生料用低温热水代替蒸汽作活水, 可以降低全厂的综合能耗。这类取暖一般分为两类:①厂区办公和生活用取暖; ②用于加热生活用水。这种热耗的特点是一年四季都需要, 但热负荷随昼夜而变化。因此, 在制定方案时, 应考虑在减少热耗的同时如何保持系统平衡和散热。 3)干燥物料、部件和废渣利用低温余热干燥生产原料、固体成品和半成品, 以及生产过程中产生的废渣, 可节省部分高温和中温热源.例如,

低温余热用于炼油厂的污泥干燥。 2、部分炼化企业低温余热提质利用量很大。优先用于持续稳定热负荷用户后, 若仍有剩余, 可采用合适的升级技术对这部分余热进行升级改造。可通过增加低温余热味作其他用途。 1)用热泵升级后, 可作为供暖热源使用。热泵可以从低温热源吸收热量并将其传递给被加热的物体(温度较高的物体)。利用热泵提高料流温度, 然后在生产过程中使用料流, 是有效利用低温热能的技术手段。许多石化厂采用压缩式热泵, 取得了良好的节能效果。 2)制冷 低温热制冷主要是吸收式制冷。蒸气溴化锂吸收式制冷已得到广泛应用, 低温热能代替蒸汽热源的氨吸收式制冷也已投入工业应用。许多石化厂在节能改造和节能规划中都考虑了采用低温热力溴化锂吸收制冷的方案。低的温制冷有两种用途:一种是用于生产。南方夏季气温和循环水温度高, 产品冷却温度难以满足要求,

导致产品收率下降, 损耗增加。为解决催化裂化吸收稳定干燥气体不干燥的情况,

除了改进工艺外, 利用低温热产生5-10℃的冷冻水进一步冷却也可以改善这一问题。二是用于办公和生活空调, 降低功耗。氨吸收式制冷的工作介质为氨溶液。氨吸收制冷温度达到-20~-40℃, 可用于酮、苯脱蜡装置的制冷系统,

大大降低了电耗。 .长期以来, 我国冷压脱蜡装置氨吸收式制冷已有先例;氨吸收制冷广泛应用于化肥、化工等行业。 3)发电中的低温余热在同级难以找到合适的利用方式时可用于发电, 但单纯采用低温余热发电方案投资大, 发电量低效率高, 投资回收期长。因此, 发电通常与加热和冷却的生产有关。
       结合, 根据不同温度等级安排不同用途, 形成整体优化方案, 是目前广泛采用的低温余热回收利用方法。 3. 低温余热升级技术 1) 热泵技术 热泵系统消耗一定量的高级能量(电能)来驱动制冷剂的流动, 并通过其在蒸发器中的相变(沸腾和冷凝) 、冷凝器等部件, 将低温物体热量传递给高温物体, 使高温物体的温度升高。热泵系统可以将其消耗的热能从低温物体转移数倍于高温物体。现有热泵主要有四种类型:机械压缩热泵、吸收式热泵热泵、蒸汽喷射热泵和热电热泵。
       其中以机械压缩热泵的应用最多。
       典型的热泵安装示意图如下图所示。蒸气压缩式热泵示意图 2)低温制冷技术 低温制冷的原理与热泵类似。根据冷藏的需要, 可获得-20~-40℃的冷冻水。 3)低温发电技术使用水或低沸点有机物。经低温热源加热后, 膨胀闪蒸的蒸汽通过汽轮机带动发电机发电。低温发电一般与生产加热和冷却相结合。 4)加热器技术 吸收式换热器是国外近年来发展起来的低温热回收利用技术。低温余热可通过换热器转化为两部分, 一部分转化为高品位热量, 用作加热热源;另一部分品位降低, 成为废低温热, 经冷却丢弃。我国已将换热器技术列入高新技术研究项目, 研究重点是选择合适的工质, 难点是获得200℃左右的热量。一般认为, 使用含有TFE(2, 2, 2-三氟乙醇)的混合物作为工作液更为合适。通过改进目前的吸收式制冷技术, 可以实现产生150℃热量的换热器。 4、低温余热利用策略低温余热回收可以节约能源, 提高能源利用率。但在回收低温余热时, 应考虑其技术经济可行性和低温余热的利用潜力。在考虑回收低温余热之前, 需要了解设备本身的热效率是否有提升的潜力, 从而提高设备本身的热效率。率降低低温余热损失,

是降低能耗的最佳选择。低温余热利用的主要策略如下: 1)在回收低温余热时, 先考虑气体余热, 再考虑液体和固体余热的回收; 2)考虑余热量大易回收, 再考虑余热量少。
        3)根据热源情况和散热器的要求, 尽量匹配能级, 提高利用效率。 4)低温余热回收利用过程中, 应采用大系统与设备间的热组合。按照温度对口、梯级利用的原则, 根据散热片的情况, 集中供热, 综合供热。