优化重整加氢装置换热器

胡海兰（兰州石化公司研究院）

某石化公司60×104t/a重整加氢装置存在以下问题：预加氢装置的反应流出物与进料的换热器E-104A-F的趋近温度较大。在基准情况下，趋近温度约为50℃，进入加热炉F-102的进料温度仅为240℃，而反应流出物经E-104A-F换热后以138.6℃进入空冷。在重整单元，现有工况显示进料温度为64.3℃，在E201A/B加热至418℃（该数值为平均值），然后由四合一炉加热至520℃高温。反应出料温度为480℃，经过与进料换热温度降为110℃后送往空冷。E201的热负荷由此估算为28.6 MW左右，四合一炉的负荷为8.2 MW。目前E201的趋近温度为45.7℃。

针对预加氢系统加热炉负荷不足问题，2011年8月对预加氢系统进行了改造，增加1台进料换热器E104G和原换热器串联使用；将原来2台立式重整进料换热器E201更换为1台板式换热器；重整四合一炉扩能改造，新上1组省煤器模块，为了解决省煤器出口温度高的问题，增设1台除盐水换热器，加热除氧器进水。

1 优化建议

60×104t连续重整预加氢反应系统进料换热器原使用的管壳式换热器E104共6台，单个换热器面积400m2。2004年，装置由先预分馏后加氢流程改造为先加氢后分馏流程，预加氢部分设计处理量比原设计增加10%～15%；改造后预加氢反应加热炉热负荷明显不足，预加氢加热炉炉膛温度高达780℃左右，制约着装置处理量的提高。

重整产物空冷器冷却负荷不足，夏季时，重整产物空冷器A201冷却后温度最高达到54℃，制约着装置处理量的提高。

由于低温热水下游用户取热少，回收温度高，导致在工艺装置内的换热不充分，没有达到有效利用低温热的目的。例如：甲苯塔顶E705产低温热水的换热器取热效果不明显，塔顶气由110℃空冷至86℃，负荷约为5.7MW。

1.1 针对预加氢进料换热器换热不足的建议

在空间许可的前提下，在现有6壳程的基础上再增加壳程。若空间不许可，使用螺旋扭曲扁管更换现有的管束。该类管束可以增加传热系数30%～40%。

1.2 针对重整进料换热器换热不足的建议

安装焊接板式换热器（如Packinox）改善热交换。安装新的换热器之后，保守估计趋近温度可以降为20℃。这意味着反应出料的热回收负荷将提高到32 MW，加热炉的燃料节约量按照85.4%的效率来计算，四合一炉的热负荷则降低为4.8 MW。

1.3 利用低温热加热除氧器进水

目前，甲苯塔顶E705低温热水取热不明显，其后由110℃空冷至86℃，负荷约为5.7 MW，建议直接用塔顶油气加热除氧器进水。若能使用现有E705作为换热器，投资内容包含除氧器和E705之间的管线（500 m）。如果压力不足，需要安装2台新泵（1开1备用)。目前除氧器进水温度为40℃，大约消耗2～3 t/h低压蒸汽。假设除氧器进水与塔顶油气换热从40℃至90℃，可加热约16 t/h，节约蒸汽约1.5 t/h。

2 方案实施

1）针对预加氢系统加热炉负荷不足，对预加氢系统进行了改造，增加1台进料换热器E104G和原换热器串联使用。

2）将原来2台立式重整进料换热器E201更换为1台板式换热器。

3）重整四合一炉扩能改造，新上1组省煤器模块。为了解决省煤器出口温度高问题，增加低温热水用户，进一步回收热量，增设1台除盐水换热器，加热除氧器进水提升进除氧器温度，达到节约低压蒸汽的目的。

3 结论

项目实施后取得了一定效果，增加预加氢反应系统进出物料换热器，每月降低能耗（标油）1.16 kg/t，更换E201后，F201瓦斯消耗减少，每月降低能耗（标油）0.39 kg/t。增加除氧器换热器后，锅炉除氧器蒸汽耗量从2.5 t/h减少至0.5 t/h，每月降低能耗（标油）0.68 kg/t。总节能量（标油）为2 042.9t，单位加工能耗降低（标油）3.78 kg/t，详见表1。

表1 2011年改造前后效果对比