降低生产成本是当务之急

作者:Achim Heiming,本文作者系Alfa Laval欧洲公司能源和流程工艺部经理。 文章来源:《流程工业》 点击数:152 发布时间:2016-03-17
创新的板式热交换器减少了生产成本,提高了能源利用率——在石油化工领域中,热交换器也有着非常重要的作用。从全球市场很高的竞争压力这一角度来看,它们更多地承担着传统热交换以外的辅助任务。越来越多的流程设备运营商们把它视为一个节约能源、提高生产能力和提高设备利用率的关键元素了。
降低生产成本是当务之急

从德国路德维希斯港市生产乙炔的巴斯夫公司到在世界另一端泰国生产乙烯的罗勇烯烃公司,热交换器是石油化工产品生产上的必备设备,不管是直接集成在生产线中,还是回收再利用生产余热,热交换器这个重要的“多面手”,在生产成本优化方面已然成为运营商关注的焦点。

这里的成本优化不仅指能源费用的降低,还包括整个流程工艺的优化。由于热交换器有着非常广阔的应用领域,因此众多的使用操作者提出了要求迥异的智能解决方案,然而有一点是相通的:降低整个石油化工生产设备使用运行的费用,以便快速收回投资成本。

降低能源费用

罗勇烯烃公司是泰国第二大石油化工生产厂,1998年在泰国Map Ta Put市落成,生产各类化工成品,如乙烯、丙烯、苯及甲苯等,乙烯的年生产能力高达80万t。乙烯属于能源密集型的生产过程,因此能源费用在总成本中的比重很大,哪怕是节约了小小一点,也可以明显看到生产能效的提升。

2009年,公司启动了改善乙烯生产过程能源平衡的项目。冷却水系统是一个重要的技改对象,当时冷却水中的余热均用管壳式热交换器回收,而在使用了改进的全焊接板式热交换器后,热能回收的效率明显提升。

公司在使用现有的管壳式热交换器的同时,辅助安装了Alfa Laval公司研发生产的Compabloc 120全焊接凑型热交换器,使多回收的5.5 MW热能回到了生产过程中。这样,每年节约的资金高达140万欧元,更重要的是,新的热交换器还没有任何维护保养费用。

提升生产能力

比利时的陶氏沃尔夫公司HEC纤维素生产Cellosize牌羟乙基纤维素,在产品生产线中,两台管壳式热交换器平行回收稀释剂中的热能,这里的“平行回收”是指,当一台热交换器工作运行时,另一台进行维护保养和检修操作,如提前准备好维修配件,以保证设备平稳运行到下一检修周期。

由于检修时间短暂,每次检修后还需要特殊的调整、设置和安装,工厂迫切需要提升生产效率。陶氏沃尔夫公司决定改换Compabloc热交换器,其灵巧的设计能够在短时间内满足特殊要求的性能评判。当在管壳式热交换器系统中并联了此板式热交换器后,板式热交换器在稀释剂热能回收再利用中有着更高的换热效率,生产能力提升效果。最终,这一临时应急的技改方案给工厂带来了长期的增产。

解决技术瓶颈

这种紧凑型板式热交换器的性能在乌克兰Dneproazot尿素厂中展示了其实力。Dneproazot尿素厂年产66万t尿素,该厂的2套尿素生产设备采用Stamicarbon大颗粒造粒工艺技术,以氨和热CO2为原料。10多年前,工厂使用的是2台管壳式热交换器;而现在已经被Alfa Laval公司的Compabloc板式热交换器所代替了。据Dneproazot尿素厂生产经理Vladislav Levchenko先生介绍,新型板式热交换器彻底解决了原来的瓶颈问题:“原来的管壳式热交换器在夏季只能把气体冷却至65℃,而新型板式热交换器可把温度冷却到35℃,而且使用的冷却水量也没有增加。这也就意味着,可从气体中除去更多的潮气,尿素产量得到提升。Compabloc板式热交换器不仅解决了我们的制冷需求,而且也帮助我们提高了赢利。”

减少设备投资

巴斯夫公司自1993年起就在路德维希斯港的乙炔生产设备中使用Compabloc板式热交换器了,迄今一共安装使用了25台。除了考虑到生产效率的提升,结构紧凑的板式热交换器比原来的热交换器在维护保养方面的费用更低。2007~2008年,由于在冷却水中留下大量积砂的缺陷,吸附和萃取过程中使用的12台碳素钢材料管壳式热交换器被4台Compabloc板式热交换器所替代。

巴斯夫公司乙炔项目运营经理Frank Steiglich先生表示,技术改进使用的Compabloc板式热交换器,设备运行的可靠性提升,全生命周期成本比原来的管壳式热交换器低了25%左右。此外,它还省出了更多的生产空间。”

提高化工设备利用率

墨西哥阿尔塔米拉市的美希化工之氟化学公司计划扩建PVC生产线,PVC生产过程中需使用到热交换器交换PVC浆料,因很高的维护保养需求,原设计的生产能力必须让两台管壳式热交换器交替工作,以保证在频繁的清洁和维护保养时,热交换器停机时间能维持在可接受范围内,此问题逐渐成为该生产过程中的瓶颈。

由于国际订单纷至涌来,设备生产能力的扩大成为公司的当务之急。Alfa Laval推介了螺旋管式热交换器,这种结构非常紧凑的热交换器与同类产品相比,减少了占地面积,效率却提升了不少,此外,维持设备调试过程中,它的维护保养需求也不高。美希化工之氟化学公司的技术经理Miguel Angel Rivera Hernandez先生表示:“新的热交换器性能很好,更重要的是,只需在整套流程设备每年1次的停产检修时,才对螺旋管热交换器进行维护保养,平时的生产中,我们再也不必考虑清洁了。” 在这一技术改进措施后,PVC生产设备利用率明显提高,最终提高了整个生产厂的赢利能力。

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