某煉廠蠟油加氫裂化裝置能耗分析及節(jié)能措施

王東鋒

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

某煉廠蠟油加氫裂化裝置能耗分析及節(jié)能措施

王東鋒

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

本文詳細(xì)分析了影響加氫裂化裝置能耗的因素，并提出了相對(duì)應(yīng)的節(jié)能降耗措施，可為同類型的加氫裝置優(yōu)化改造提供參考。

蠟油加氫裂化；能耗分析；節(jié)能措施

某煉廠蠟油加氫裂化裝置采用美國UOP公司的Unicracking加氫裂化工藝技術(shù)，并由美國UOP公司提供工藝包。裝置由反應(yīng)、分餾、脫硫和公用工程等部分組成，采用一段全循環(huán)加氫裂化工藝。反應(yīng)部分采用一段循環(huán)、爐后混油方案、熱高分工藝流程。分餾部分采用汽提塔、分餾塔出航煤、柴油方案。分餾塔采用分餾進(jìn)料加熱爐，催化劑的硫化采用濕法硫化方案，催化劑再生采用器外再生方案。

裝置以減壓蠟油為原料，主要產(chǎn)品為石腦油、航空煤油、柴油及未轉(zhuǎn)化油。少量的加氫裂化未轉(zhuǎn)化油去重油催化裂化作為原料，冷低分氣脫硫后去PSA裝置進(jìn)行氫氣提濃，含硫干氣至輕烴回收裝置。設(shè)計(jì)能力為220萬t·a-1，年開工時(shí)間為8400h，設(shè)計(jì)水力學(xué)彈性為設(shè)計(jì)原料進(jìn)料量的60%～110%，設(shè)計(jì)能耗為1485.08MJ·(t原料油)-1。

1 工藝流程簡述

冷原料油經(jīng)原料油聚結(jié)脫水器脫水，并與自常減壓裝置來的熱減壓蠟油混合，然后與分餾部分的循環(huán)柴油在原料油/循環(huán)柴油換熱器換熱，通過原料油自動(dòng)反沖洗過濾器除去大于 25μm 的固體顆粒，最后進(jìn)入原料油緩沖罐。原料油緩沖罐中的原料經(jīng)原料油泵升壓后，先經(jīng)熱高分氣/原料油換熱器、反應(yīng)產(chǎn)物/冷原料油換熱器、反應(yīng)產(chǎn)物/熱原料油換熱器換熱，再與來自循環(huán)氫壓縮機(jī)，經(jīng)過熱高分氣/冷循環(huán)氫換熱器、熱高分氣/熱循環(huán)氫換熱器換熱、并經(jīng)循環(huán)氫加熱爐加熱的循環(huán)氫混合后，進(jìn)入加氫裂化反應(yīng)器進(jìn)行加氫精制、加氫裂化反應(yīng)。

2 裝置能耗的影響因素

1）操作條件對(duì)加氫裂化裝置的能耗有直接或間接的影響，例如反應(yīng)系統(tǒng)中的氫油比、空速、壓力、溫度以及催化劑的選擇等等。裝置反應(yīng)條件越苛刻，裝置能耗就會(huì)越高。

2）裝置處理量大小的影響。處理量越高，總能耗就越高，但裝置的單耗就會(huì)降低，均攤成本也會(huì)降低。

3）原料油組分以及裝置目的產(chǎn)品的要求。原料油組分的輕重優(yōu)劣不同，達(dá)到預(yù)定產(chǎn)品質(zhì)量所需的反應(yīng)深度不同，相應(yīng)的能耗也不同。一般而言，原料組分越重，性質(zhì)越差，能耗越高；產(chǎn)品質(zhì)量要求越高，能耗越高。

4）裝置的能耗構(gòu)成。

某煉廠蠟油加氫裝置2015～2017年度裝置的主要能耗包括燃料氣、蒸汽、電、水等公用介質(zhì)的設(shè)計(jì)和實(shí)際消耗見表1和表2。

由表2可以看出，電耗和燃料氣消耗所占比例最大，3.5MPa蒸汽消耗所占比例雖然高，但壓縮機(jī)副產(chǎn)的1.0MPa背壓蒸汽又拉低了裝置整體蒸汽能耗，大概占到裝置總能耗的5.7%～9.6%左右，而循環(huán)水、除水等介質(zhì)消耗比例相對(duì)較低。針對(duì)以上能耗認(rèn)真研究分析，對(duì)癥下藥，專門做了以下幾個(gè)方面的節(jié)能降耗措施。

表1 裝置設(shè)計(jì)能耗表

表2 2015～2017年度裝置實(shí)際能耗表

3 裝置節(jié)能減排措施

3.1 加強(qiáng)加熱爐的管理與調(diào)整，提高加熱爐熱效率

1）及時(shí)調(diào)整加熱爐的燃燒狀況，節(jié)省燃料氣用量。重視空氣預(yù)熱器的使用，經(jīng)常關(guān)注加熱爐的排煙溫度，將排煙溫度控制在120～130℃(設(shè)計(jì)指標(biāo)120～200℃)，避免因排煙溫度過高造成熱量損失。

2）注意降低過?？諝庀禂?shù)，使其維持在適當(dāng)?shù)姆秶?，日常操作中?yán)格控制加熱爐氧含量在 1%～3%之間，避免空氣過剩帶走大量熱量。

3）定期去現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整燃燒不好的火嘴，定期檢查現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)火嘴有無燃料氣泄漏現(xiàn)象。

3.2 投用液力透平，回收裝置能量

在加氫裂化裝置的能耗中，電耗所占比例最大，而電耗中的77%～84%為高壓電耗，因此，降低高壓電耗對(duì)降低加氫裂化裝置的能耗具有重要意義。采用液力透平是降低高壓電耗的有效途徑。2016年檢修期間，蠟油加氫裝置重點(diǎn)對(duì)液力透平進(jìn)行了檢修和維護(hù)，2017年3月21日蠟油加氫裝置原料油泵液力透平一次性投用成功。4月5日，蠟油加氫裝置富胺液能量回收透平一次性投用成功且運(yùn)轉(zhuǎn)正常。兩套裝置投用液力透平前后的電流及成本對(duì)比見表4。

3.3 優(yōu)化工藝流程

優(yōu)化加氫裝置工藝流程可以降低裝置總能耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。蠟油加氫裂化是一個(gè)高壓、高溫而且放熱量很大的過程，有效利用反應(yīng)過程中放出的熱量，對(duì)降低整個(gè)加氫裂化裝置的能耗具有非常大的作用。減少裝置的散熱量，合理安排換熱流程，讓大部分的熱量能得到充分的回收利用，可提高裝置反應(yīng)放出熱量的利用效率。這些熱量可用于對(duì)原料的加熱，以及分餾系統(tǒng)產(chǎn)品的預(yù)加熱，減少裝置強(qiáng)行冷卻浪費(fèi)的能量，盡可能地減少公用工程中的冷、熱循環(huán)水，以此達(dá)到降低裝置能耗的效果。加氫裂化裝置換熱器介質(zhì)的能量回收見表5。

3.4 保證裝置高負(fù)荷運(yùn)行

裝置的負(fù)荷率大小直接影響單位能耗。在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，循環(huán)氫壓縮機(jī)、新氫壓縮機(jī)、原料油泵等設(shè)備的用能效果將大大提高，因此，裝置維持長期高負(fù)荷生產(chǎn)，也是加氫裂化裝置節(jié)能降耗的重要措施之一。

表4 裝置投用液力透平前后的電流及成本對(duì)比

表5 換熱器介質(zhì)的能量回收

3.5 投用壓縮機(jī)赫爾比格無極氣量節(jié)能設(shè)備

蠟油加氫裝置新氫壓縮機(jī)安裝了最新節(jié)能設(shè)備——赫爾比格無極氣量調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)備。2016年公司大檢修后開工期間，裝置開新氫壓縮機(jī)時(shí)，便第一時(shí)間投用了此節(jié)能措施。經(jīng)對(duì)比，裝置在相同負(fù)荷的情況下，蠟油加氫裝置兩套壓縮機(jī)電流合計(jì)為860A。投用赫爾比格節(jié)能設(shè)備之后，兩套壓縮機(jī)電流合計(jì)為680A，每h節(jié)省電流180A。每天可節(jié)省44893.44kWh，每年按運(yùn)行10個(gè)月計(jì)算，可節(jié)省1346.8萬kWh，可節(jié)省成本754.2萬元。

3.6 采用變頻調(diào)節(jié)器

蠟油加氫裂化裝置共有26臺(tái)空冷使用了變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的投用，為裝置降低電耗起到了一定作用。根據(jù)科學(xué)計(jì)算，當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)荷低于設(shè)計(jì)的68%，而且額定功率大于10kW時(shí)，合理使用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠有效降低裝置能耗。

3.7 裝置采用的其它節(jié)能措施

1）P203、P202、分餾塔底熱油泵采用蒸汽透平，降低電耗；2）循環(huán)氫壓縮機(jī)油泵采用蒸汽透平，降低電耗；3）裝置根據(jù)天氣氣溫變化，及時(shí)調(diào)節(jié)水冷器中循環(huán)水量；4）在低負(fù)荷情況下，鼓風(fēng)機(jī)K201采用永磁調(diào)速技術(shù)，降低電耗。

4 結(jié)語

對(duì)于煉油企業(yè)二次加工手段核心工藝的加氫裂化裝置，合理利用能源、降低裝置能耗、節(jié)約能源顯得十分重要，因此，除針對(duì)能耗進(jìn)行因素分析之外，裝置還可以采取在油泵上增加蒸汽液力透平、及時(shí)調(diào)節(jié)裝置水冷器循環(huán)水流量、鼓風(fēng)機(jī)采用永磁調(diào)速技術(shù)等措施，以真正實(shí)現(xiàn)裝置的節(jié)能降耗。

[1] 李立權(quán).加氫裂化裝置的能耗及節(jié)能[A].加氫裂化協(xié)作組第三屆年會(huì)報(bào)告論文集[A]：854-861.

[2] 龍有.加氫裂化裝置余熱優(yōu)化利用與節(jié)電改造[J].中外能源，2007(5)：107-110.

[3] 李大東.加氫處理工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2004.

[4] 李立權(quán).加氫裂化裝置操作指南[M].北京：中國石化出版社，2005.

[5] 董建強(qiáng)，周樺.變頻技術(shù)在加氫裂化反應(yīng)爐上的應(yīng)用[J].節(jié)能與環(huán)保，2010(3)：52-53.

Energy Consumption Analysis and Energy Saving Measures in Hydrocracking Unit of Wax Oil

WANG Dongfeng
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TE 624.4+32

B

1671-9905(2017)08-0076-03

2017-05-26