加氫裂化裝置節(jié)能優(yōu)化

王彤

摘 要：節(jié)能降耗越來越受社會關(guān)注，本文分析了加氫裂化裝置的能耗組成，從工藝流程、操作、設(shè)備等方面提出了節(jié)能優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：加氫裂化;能耗分析;節(jié)能優(yōu)化

1 概述

加氫裂化裝置具有原料油范圍寬，產(chǎn)品品種多、靈活性大、輕質(zhì)油收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等突出特點，在煉油板塊中是不可替代的。加氫裂化裝置是高能耗的煉油行業(yè)中的關(guān)鍵裝置，而節(jié)能降耗是企業(yè)的生存之本，同時也越來越為社會關(guān)注，所以加氫裂化裝置的節(jié)能降耗也日顯重要。其節(jié)能降耗對于企業(yè)的環(huán)保及增效創(chuàng)益至關(guān)重要。降低能耗是提高裝置運行水平的重要任務(wù)，要樹立節(jié)能意識，實現(xiàn)節(jié)能效益最大化。

2 加氫裂化能耗分析

2.1 加氫裂化能耗組成

加氫裂化裝置能耗主要是水、風、電耗、蒸汽消耗、燃料消耗等，其用能與煉油其它裝置一樣，可歸納為能量的轉(zhuǎn)換和傳輸環(huán)節(jié)、能量工藝利用環(huán)節(jié)和能量回收環(huán)節(jié)。其相互關(guān)系如圖：

EP總供入能;EW直接損失能;EB轉(zhuǎn)換供出;EU有效利用能;EAR吸熱反應(yīng)熱;ET熱力學能耗;EUD利用環(huán)節(jié)散熱;ERE放熱反應(yīng)熱;EI回收排棄能;EUO非工藝流體有效動力;EO待回收能;ER回收循環(huán)能;EE回收輸出能。

2.2 加氫裂化能耗分析

加氫裂化裝置能耗與裝置規(guī)模、原料及產(chǎn)品方案、工藝流程、氫油比、催化劑、負荷率、反應(yīng)壓力、轉(zhuǎn)化率、主要設(shè)備特性以及是否有節(jié)能設(shè)施有關(guān)。裝置組成越復(fù)雜，能耗越高;催化劑性能好，裝置能耗低，裝置的負荷率越高，能耗越低;操作壓力越高，能耗越高;轉(zhuǎn)化率越高，放熱量越大，燃料消耗越低。

加氫裂化裝置能耗中電耗約占30%～40%，升壓用電在能耗中所占比例很大，燃料消耗約占30%～60%，蒸汽消耗裝置差異較大，比例在5%～20%不等。加氫裂化裝置總輸入能量多，低溫熱較多。

3 節(jié)能措施

管理、技術(shù)、地理位置和經(jīng)濟等諸多因素制約著能耗的合理性。結(jié)合工藝、操作、設(shè)備等因素，加氫裂化裝置的節(jié)能降耗可從以下幾個方面考慮：

3.1 工藝流程

①綜合考慮煉廠節(jié)能平衡，根據(jù)原料、產(chǎn)品性質(zhì)制定流程、措施，采用上、下游裝置的熱聯(lián)合技術(shù)、實現(xiàn)裝置物料直供。如加氫裂化裝置進料采用常減壓裝置直供熱料，可降低加氫裂化裝置的加熱爐負荷，減少燃料消耗，同時節(jié)約常減壓空冷、水冷耗能。

②采用熱高壓分離器工藝流程。熱高分操作溫度一般在240～260℃，該操作溫度高于氯化銨結(jié)晶溫度，避免氯化銨阻塞管路。充分利用能量將高溫熱油直接送到分餾系統(tǒng)，提高了反應(yīng)產(chǎn)物的熱能利用率，降低高壓空冷負荷，降低能量損失。同時避免稠環(huán)芳烴在高壓空冷管束中析出、沉積和堵塞，使高壓空冷結(jié)垢，降低冷卻效果，達到了節(jié)能降耗的目的。

③采用爐前混氫方式。 加熱爐為混合進料加熱爐，換熱流程及換熱器設(shè)計簡單，傳熱系數(shù)高，換熱面積小，加熱爐負荷小，節(jié)能效果好。

④回收利用低溫熱。對于高壓加氫裂化裝置來說，如果能將100℃以上的熱量充分回收加以利用，則裝置能耗可降低10%～20%?？蓪⑽灿?、重石腦油等熱料直供給下游PX、乙烯裝置。航煤、柴油、分餾塔頂?shù)葴囟群侠韮?yōu)化利用，減少冷卻過程中消耗的電量、循環(huán)水量，達到良好的節(jié)能效果。

⑤合理使用助劑。采用高性能阻垢劑可有效避免高壓換熱器傳熱系數(shù)下降，空冷器管壁結(jié)垢等現(xiàn)象，減少循環(huán)氫壓縮機出入口壓差，確保了裝置長周期運行。加熱爐采用蒸汽除灰器，及時除灰，防止加熱爐排煙溫度升高，降低加熱爐的效率。

3.2 工藝操作

①保證裝置的高負荷率。加氫裂化裝置的加工負荷對綜合能耗有很大的影響，保持裝置高負荷運行對于節(jié)能降耗十分重要，是降低裝置綜合能耗的前提，裝置負荷率低，操作困難，很難進行優(yōu)化操作。

②保證新氫高純度。對于高壓加氫裂化裝置而言，新氫純度每下降1%，反應(yīng)部分能耗約增加7%。新氫純度偏低可采取適當排放廢氫、降低分離器溫度增加分離效果以及降低循環(huán)氫中的硫化氫含量等措施。連續(xù)排放廢氫雖然可以提高循環(huán)氫純度，但大量排放廢氫很不經(jīng)濟。新氫純度下降會增加新氫壓縮機和循環(huán)氫壓縮機的負荷，裝置能耗增加。

③控制適宜的氫油比。氫油比影響加氫裂化反應(yīng)過程、反應(yīng)深度、催化劑壽命和裝置能耗。氫油比的大小或循環(huán)氣量的大小直接關(guān)系到氫分壓和油品在催化劑上的停留時間以及分布，并且還影響油的汽化率。循環(huán)氣量的增加可以保證系統(tǒng)有足夠的氫分壓，有利于加氫反應(yīng)。此外，過剩的氫氣可起到保護催化劑表面的作用，在一定范圍內(nèi)可防止油料在催化劑表面縮合結(jié)焦，同時，氫油比增加可及時的將反應(yīng)熱從系統(tǒng)帶出，有利于反應(yīng)床層的熱平衡，從而使反應(yīng)器內(nèi)溫度分布均勻，容易控制平穩(wěn)。但過大的氫油比會使系統(tǒng)的壓降增大，油品和催化劑接觸時間縮短，從而導(dǎo)致反應(yīng)深度下降，空冷風機電耗增大，循環(huán)機負荷增大，動力消耗增大，反應(yīng)爐超負荷。

④結(jié)合實際操作，保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下， 適當降低反應(yīng)溫度，減少燃料氣消耗?？刂坪线m的熱高分溫度，溫度越高，溶解氫量越大，補充氫的用量也就越大，反應(yīng)加熱爐的負荷也會增大。分餾系統(tǒng)控制適宜的回流比，降低塔頂負荷。適當增加中段回流，利用中段抽出的熱量同時又降低塔頂負荷。

3.3 設(shè)備、設(shè)施節(jié)能措施

①采用液力透平。利用液力透平將液體余壓回收再利用，驅(qū)動機泵，從而降低電流，節(jié)約能耗。

②新氫壓縮機采用無級氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。采用無級氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以有效減少壓縮機做功，避免氫氣返回的問題，減少空耗進而降低電機電流，達到節(jié)約能耗的目的。

③增上變頻電機。對于大功率的機泵，增上變頻電機，是很好的節(jié)能措施?？绽洳捎米冾l可以根據(jù)溫度及時而調(diào)節(jié)空冷風機的轉(zhuǎn)速，節(jié)約能耗。對于功率大于10kW，負荷低于額定值的70%的電機，采用變頻調(diào)節(jié)器，會有很好的經(jīng)濟效益。

④采用空氣預(yù)熱回收系統(tǒng)，選用新型節(jié)能的燃燒器，提高加熱爐熱效率。

⑤采用高效節(jié)能設(shè)備。高效換熱器、分餾塔、壓縮機、空冷器、泵、加熱爐等都有直接的、明顯的節(jié)能效果。

3.4 其他

①采用新型催化劑。催化劑的選用，決定裝置的操作壓力、溫度，目的產(chǎn)品的收率，氫氣的消耗以及裝置能耗。應(yīng)用新型的催化劑可使工藝操作靈活，產(chǎn)品質(zhì)量好和保證裝置的長周期運行。

②采用窄點技術(shù)對換熱流程進行優(yōu)化。利用窄點技術(shù)提供的分析工具和設(shè)計方法，優(yōu)化換熱流程，能有效的利用中、低溫熱源，減少燃料用量，降低裝置能耗。

③采用新型保溫材料。采用新型的保溫材料有效地保溫，充分利用自身熱量而降低熱損失。

4 結(jié)束語

節(jié)能降耗是很重要且很大的課題，加氫裂化裝置的節(jié)能降耗應(yīng)該是從降低工藝總用能耗著手，從工藝流程設(shè)計上考慮， 同時要具體情況具體分析，依次考慮能量回收和轉(zhuǎn)換傳輸環(huán)節(jié)的改進。通過對加氫裂化裝置能耗組成進行分析，實施節(jié)能改造、優(yōu)化操作，以降低裝置能耗。應(yīng)不斷采用先進技術(shù)，選用高效節(jié)能設(shè)備，優(yōu)化換熱流程，實行工藝優(yōu)化、用能優(yōu)化和節(jié)能生產(chǎn)。要關(guān)注細節(jié)，認真地開展節(jié)能降耗工作，注重同類裝置節(jié)能信息的收集和交流，常抓不懈，齊心協(xié)力，把各項節(jié)能措施落實到位，發(fā)揮到最佳狀態(tài)，以達到節(jié)約資源、節(jié)約能源和提高裝置運行水平的目的，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

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