本發(fā)明涉及煉油行業(yè)產(chǎn)品碳足跡評價(jià)，尤其是涉及一種基于能量平衡的復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

1、產(chǎn)品碳足跡是按照生命周期方法核算產(chǎn)品在原料獲取、運(yùn)輸、生產(chǎn)、使用等階段產(chǎn)生的溫室氣體排放。對石油石化行業(yè)而言，由于存在眾多投入一種原料、產(chǎn)出多個(gè)產(chǎn)品的單元過程，例如精餾、反應(yīng)等過程，在進(jìn)行產(chǎn)品碳足跡評價(jià)中，需要將該生產(chǎn)過程的碳排放分配到各個(gè)共生產(chǎn)品之中，目前指導(dǎo)產(chǎn)品碳足跡評價(jià)的相關(guān)原則標(biāo)準(zhǔn)——《pas2050商品和服務(wù)在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評價(jià)規(guī)范》和《iso14067》均未涉及化工單元過程碳排放分配的科學(xué)合理規(guī)則。

2、圖1為具有多個(gè)并列蒸餾塔的原油蒸餾流程示意圖；

3、圖2為作為復(fù)雜精餾塔的常壓塔的流程示意圖。

4、按照一般的多元精餾方式，石油(或石油餾分)分離切割成汽油、煤油、柴油、重油等n個(gè)產(chǎn)品組分，需要有n-1個(gè)精餾塔才能完成上述分離切割任務(wù)，如圖1所示。

5、但是在石油(或石油餾分)的精餾中，各種產(chǎn)品本身是一種復(fù)雜混合物，它們之間的分離精確度并不要求很高，兩種產(chǎn)品之間需要的塔板數(shù)并不多。因此，可以把這幾個(gè)塔結(jié)合成一個(gè)塔，這種塔實(shí)際上等于把幾個(gè)簡單精餾塔重疊起來，它的精餾段相當(dāng)于原來四個(gè)簡單塔的四個(gè)精餾段組合而成，而其下段則相當(dāng)于塔1的提餾段，這樣的塔稱為復(fù)合精餾塔或復(fù)雜精餾塔，如圖2所示。由于復(fù)雜塔的處理量大，其回流方式除了采用塔頂冷回流外，還會設(shè)有塔頂循環(huán)回流、2～4個(gè)中段循環(huán)回流，由塔的各回流取熱控制其側(cè)線抽出物料的餾出點(diǎn)溫度。

6、由于復(fù)雜精餾塔是將幾個(gè)簡單精餾塔重疊起來得到，對該過程各側(cè)線產(chǎn)品進(jìn)行碳足跡評價(jià)，需要對碳排放在產(chǎn)品之間進(jìn)行分配。

7、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于能量平衡的復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡計(jì)算方法，

2、由于復(fù)雜精餾塔只有精餾段沒有提餾段，塔底不設(shè)再沸器；同時(shí)具有多個(gè)產(chǎn)品側(cè)線抽出和中段取熱，其進(jìn)料在加熱爐加熱后呈氣相兩相進(jìn)入塔底部，氣相沿塔上升中經(jīng)中段循環(huán)取熱冷凝形成側(cè)線抽出，因此，復(fù)雜精餾塔的進(jìn)料汽化率等于(略大于)塔頂產(chǎn)品和各側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)率之和，復(fù)雜精餾塔的熱量來源幾乎完全由進(jìn)料加熱爐提供。即在進(jìn)料溫度、汽化率等確定的情況下，復(fù)雜精餾塔塔內(nèi)的過剩熱量即回流比實(shí)際由全塔的熱平衡決定。由此可知，在復(fù)雜精餾塔進(jìn)料到產(chǎn)品的運(yùn)行過程中，存在著相應(yīng)的能量演化規(guī)律：進(jìn)料中的產(chǎn)品組分在加熱爐吸收熱量后會汽化，進(jìn)入分餾塔后，該氣相組分在沿塔上升流動中經(jīng)中段循環(huán)取熱時(shí)，會冷凝形成側(cè)線抽出，并釋放熱量，該熱量一般經(jīng)裝置內(nèi)的換熱回收。因此，復(fù)雜精餾塔的精餾過程中，所述進(jìn)料量(ff)、進(jìn)料焓值(hf)與產(chǎn)品產(chǎn)量(fpi)、產(chǎn)品焓值(hpi)和中段循環(huán)取熱量(qj)具有全塔能量平衡的關(guān)系。

3、本申請通過產(chǎn)品物料的能量演化過程進(jìn)行產(chǎn)品碳足跡評價(jià)，即通過進(jìn)料碳足跡、復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品單位放熱量和單位熱值碳排放因子計(jì)算復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡，更好的體現(xiàn)產(chǎn)品碳足跡的科學(xué)性。

4、圖3為本發(fā)明提供的復(fù)雜精餾塔工藝流程圖。

5、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

6、s1：根據(jù)復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)算產(chǎn)品帶出熱量，計(jì)算式如下：

7、產(chǎn)品帶出熱量＝產(chǎn)品產(chǎn)量×(產(chǎn)品出塔溫度-塔頂回流溫度)×產(chǎn)品的質(zhì)量熱容；

8、s2：依據(jù)產(chǎn)品帶出熱量計(jì)算產(chǎn)品在塔內(nèi)的放熱量和塔內(nèi)產(chǎn)品單位放熱量，計(jì)算式如下：

9、產(chǎn)品塔內(nèi)放熱量＝(進(jìn)料所攜帶熱量/進(jìn)料流量)×產(chǎn)品產(chǎn)量-產(chǎn)品帶出熱量；

10、產(chǎn)品塔內(nèi)單位放熱量＝產(chǎn)品塔內(nèi)放熱量/產(chǎn)品產(chǎn)量；

11、s3：基于全塔能量平衡，由產(chǎn)品在塔內(nèi)的單位放熱量，計(jì)算復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡，計(jì)算式如下：

12、復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡＝進(jìn)料碳足跡-(產(chǎn)品塔內(nèi)單位放熱量×單位熱值碳排放量)。

13、本發(fā)明提供的一種基于能量平衡的復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡計(jì)算方法，所述復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品包括塔頂產(chǎn)品和各側(cè)線產(chǎn)品；進(jìn)料量、進(jìn)料焓值與產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)品焓值和中段循環(huán)取熱量具有全塔能量平衡的關(guān)系；

14、進(jìn)一步的，所述進(jìn)料碳足跡包括：原料油碳足跡、進(jìn)料換熱碳足跡和加熱爐燃料消耗碳足跡。

15、進(jìn)一步的，所述復(fù)雜精餾塔包括常減壓裝置常壓塔、減壓塔，催化裂化裝置、延遲焦化裝置主分餾塔，加氫裂化裝置產(chǎn)品分餾塔中的任意一種。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：按照產(chǎn)品物料在生產(chǎn)加工過程的能量變化計(jì)算碳排放量，可以更好的體現(xiàn)復(fù)雜精餾產(chǎn)品碳足跡的科學(xué)性。

技術(shù)特征：

1.一種基于能量平衡的復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡計(jì)算方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳足跡計(jì)算方法，其特征在于，所述復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品包括塔頂產(chǎn)品和各側(cè)線產(chǎn)品；所述復(fù)雜精餾塔的進(jìn)料量、進(jìn)料焓值與復(fù)雜精餾塔的產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)品焓值和中段循環(huán)取熱量具有能量平衡關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳足跡計(jì)算方法，其特征在于，所述進(jìn)料攜帶熱量包括進(jìn)料潛熱量和進(jìn)料顯熱量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳足跡計(jì)算方法，其特征在于，所述進(jìn)料碳足跡包括：原料油碳足跡、進(jìn)料換熱碳足跡和加熱爐燃料消耗碳足跡。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳足跡計(jì)算方法，其特征在于，所述復(fù)雜精餾塔包括常減壓裝置常壓塔、減壓塔，催化裂化裝置、延遲焦化裝置主分餾塔，加氫裂化裝置產(chǎn)品分餾塔中的任意一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于能量平衡的復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡計(jì)算方法，涉及煉油行業(yè)產(chǎn)品碳足跡評價(jià)技術(shù)領(lǐng)域。所述復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡計(jì)算方法為：產(chǎn)品碳足跡＝進(jìn)料碳足跡?(復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品單位放熱量×單位熱值碳排放因子)；其中：所述復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品單位放熱量＝產(chǎn)品塔內(nèi)放熱量/產(chǎn)品產(chǎn)量。本申請上述復(fù)雜精餾塔產(chǎn)品碳足跡計(jì)算方法按照產(chǎn)品物料在生產(chǎn)加工過程的能量變化計(jì)算復(fù)雜精餾產(chǎn)品碳足跡，具有更好的科學(xué)性。

技術(shù)研發(fā)人員：田濤,謝艷麗,王之茵,孫志斌,任秀芳,劉兆鑫,蔡玉田
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中石化節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19