延迟焦化装置能耗优化仿真  

延迟焦化是石油深度加工的主要工艺之一,对焦炭塔中形成的高温焦层(约450℃ )进行迅速冷却是延迟焦化工艺中一个很重要的环节。其中关键工艺大吹汽传统方法利用纯高温水蒸气进行冷却,避免焦炭塔在快速降温中受应力损伤。然而这样的方式带来两个弊端:其一,蒸汽消耗量大生产成本高;其二,频繁短时间内蒸汽用量非常大,对全厂蒸汽管网会造成很大冲击。

仿真目标

通过流体仿真创造性的提出了新的大吹汽工艺,即取代原来的纯蒸汽冷却方法采用一定比例的液态水与蒸汽均匀混合两相喷雾方式进行冷却,大幅度的降低水蒸气的消耗。

仿真思路

先用流体仿真研发不同的气液混合比例的冷焦效果,再通过结构力学仿真方法找出不同气液混合比例冷却时焦炭塔的焊缝应力薄弱环节,结合两种方法找出符合焦炭塔材料结构强度标准下液体占比最高(对应水蒸气消耗最小成本最低)的冷焦工艺。案例最后通过仿真与实验结合的方法设计出能够实现此工艺的喷嘴结构,确保由喷嘴喷出的气液两相混合雾化场液滴分布达到所需的冷焦工艺要求。

案例价值

某石化企业采用新冷焦工艺后,大吹汽工艺环节能耗降低48.9%,完整冷焦工艺总能耗降低6.7%,达到企业预期的年总能耗降低5%目标,同时大幅度缩短整个冷焦工艺时间提高延迟焦化生产效率。