節(jié)能措施應(yīng)用助力柴油質(zhì)量升級

宋小梅

摘要：本文通過對某廠加氫裝置柴油質(zhì)量升級過程中存在問題的統(tǒng)計和分析，制定了針對性的節(jié)能措施，有效降低了裝置能耗，達(dá)到較好的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：加氫;柴油;質(zhì)量升級;節(jié)能

為了減少環(huán)境污染，人們不斷地對石油產(chǎn)品提出更高的要求。硫是石油產(chǎn)品中最主要的污染物。因此，降低柴油硫含量的工作受到廣泛的關(guān)注。50×104t/a催柴加氫精制裝置是利用原30×104t/a柴油加氫精制裝置改擴(kuò)建而成。2015年1月1日開始，汽柴油加氫精制裝置根據(jù)上級要求開始生產(chǎn)國Ⅳ車柴，之后根據(jù)市場需求多次進(jìn)行車柴和普柴交替生產(chǎn)。面對即將實施的國Ⅴ柴油標(biāo)準(zhǔn)，如果繼續(xù)按照原先的生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)，將不能滿足柴油新標(biāo)準(zhǔn)的要求。所以，根據(jù)國Ⅵ柴油的生產(chǎn)經(jīng)驗，聯(lián)合撫研院專家和總廠各級領(lǐng)導(dǎo)共同探討，通過提高反應(yīng)溫度、降低反應(yīng)空速、提高催化劑活性等措施來提高柴油脫硫率，生產(chǎn)出合格的國Ⅴ加氫精制柴油（硫含量≯0.001%），并且達(dá)到長周期運(yùn)行的目的，同時根據(jù)國Ⅵ柴油生產(chǎn)存在能耗高的問題，采取措施進(jìn)一步降低裝置能耗。

一、現(xiàn)狀調(diào)查分析

1.1加氫裝置現(xiàn)狀調(diào)查分析

汽柴油加氫裝置設(shè)計處理催化柴油和直餾柴油30萬噸/年，1996年6月投料試車一次成功。2003年對裝置進(jìn)行改擴(kuò)建，改造后加工催化柴油、焦化汽柴油和直餾柴油，處理能力增加至50萬噸/年，10月開車成功。為滿足裝置生產(chǎn)硫含量小于50mg/kg精制柴油的要求，加氫裝置增設(shè)了循環(huán)氫脫硫、新氫分液罐及配套設(shè)施，2013年5月投入使用。

該裝置生產(chǎn)方案是采用某研究院開發(fā)的加氫精制工藝技術(shù)，以直餾柴油、催化柴油、焦化柴油、焦化汽油的混合油為原料，經(jīng)過催化加氫反應(yīng)進(jìn)行脫硫、脫氮、烯烴飽和，生產(chǎn)滿足國標(biāo)要求的精制柴油。同時，裝置還生產(chǎn)少量粗汽油，作為全廠汽油調(diào)和組分或重整預(yù)處理原料。裝置副產(chǎn)的干氣去重整裝置乙醇胺脫硫單元脫除H2S。

1.2國Ⅳ柴油生產(chǎn)存在的問題

（1）因2013年檢修時對高壓換熱器的E102/2，3中的20根泄露管束進(jìn)行堵管處理，生產(chǎn)中一系列加熱爐F101換后溫度較低，加熱爐爐膛溫度需保持在500℃左右才能滿足生產(chǎn)，消耗燃料氣較多，而二系列加熱爐靠反應(yīng)溫升的換熱即可滿足生產(chǎn)。

（2）精制柴油出裝置溫度較高，空冷C105之前的溫度約95℃，致使空冷長時間開啟降溫，精制柴油熱量未充分利用;并且分餾塔進(jìn)料溫度（與精制柴油換熱）較低（約150℃），分餾塔重沸爐燃料氣消耗也稍高。

（3）裝置運(yùn)行后期，處理量超過60T/h（設(shè)計值62.5T/h）時反應(yīng)器入口溫度需要提高至302℃左右，床層高點溫度接近388℃，精制柴油硫含量維持在≯50mg/kg比較困難，如果生產(chǎn)更高標(biāo)準(zhǔn)的柴油，需要更換新型催化劑并且降低處理量。

二、改善措施的實施

1、質(zhì)量升級改造方案

1.1精制柴油流程改造：

精制催化柴油經(jīng)過E4102/2，3后分成二路：一路經(jīng)過新增的手閥送回重催（重催裝置設(shè)調(diào)節(jié)閥控制流量約10T/h），重催將經(jīng)過加氫精制后的催化柴油重新加工，以提高總廠汽柴比（LTAG技術(shù)）;另一路經(jīng)過新增調(diào)節(jié)閥LIC201（代替原來的調(diào)節(jié)閥LIC201控制分餾塔液位，原LIC201改閥號為HC2011，手動全開。）后又分成三路：一路利用原出裝置流程（約20T/h）至2罐區(qū)位置與罐區(qū)至液相加氫裝置的開工柴油線碰接管道，根據(jù)生產(chǎn)方案送至液相加氫裝置或罐區(qū)。空冷C105之后增加調(diào)節(jié)閥FIC11703（循環(huán)量控制在15 T/h左右）送至原料罐D(zhuǎn)101循環(huán)（生產(chǎn)國Ⅴ柴油時使用，為防止床層溫度過高，需提高原料柴油比例，降低床層溫升）;第二路經(jīng)過新增閥A跨過空冷和柴油過濾器直接熱出料;第三路去不合格油線原流程不變

1.2更換新型催化劑

某研究院根據(jù)總廠加工方案的變化，優(yōu)化催化劑級配體系，提出新的裝置換劑方案。保護(hù)劑和捕硅劑直接作為廢劑處理，每個反應(yīng)器上部930mm催化劑作為廢劑處理，F(xiàn)HUDS-5催化劑經(jīng)過再生及活性更新后，用在100萬噸/年柴油液相循環(huán)加氫裝置上，F(xiàn)HUDS-6催化劑進(jìn)行再生及活性更新，不足部分補(bǔ)充新型FHUDS-8催化劑。

2、裝置節(jié)能改造方案

2.1低溫?zé)崂酶脑旆桨?/p>

為充分利用精制柴油的熱量，在E4102/2，3之后新增加兩臺換熱器E4102/4，5（放置在原E4102/1西側(cè)空地），原TV4201和TV4212管線碰頭位置適當(dāng)改變，仍保留調(diào)節(jié)閥的跨線調(diào)節(jié)功能，改造內(nèi)容黑色粗線為本次改造增加內(nèi)容：

2.2 高壓換熱器更換方案

因反應(yīng)系統(tǒng)的高壓換熱器E102/2，3堵管多，換熱效果差，在檢修之前上報設(shè)備科并闡述更換的重要性，建議利用檢修期間進(jìn)行更新，以充分利用換熱溫升，降低燃料氣消耗。2016年4月檢修期間，高壓換熱器E102/2，3根據(jù)計劃進(jìn)行了更換。

三、改善措施實施后效果

裝置質(zhì)量升級改造后，裝置更換了新型催化劑、增加了精制油循環(huán)流程、更換原料降低了裝置處理量，但并未立即進(jìn)行國Ⅴ柴油的試生產(chǎn)，而是根據(jù)總廠要求進(jìn)行了LTAG線的投用試運(yùn)，目前基本只生產(chǎn)硫含量≯350mg/kg的柴油，根據(jù)情況直供罐區(qū)或液相加氫裝置。

依照數(shù)據(jù)顯示，改造后處理量明顯降低，焦化汽油比例升高，床層溫升和氫耗明顯增加;并且反應(yīng)器入口溫度和平均反應(yīng)溫度降低較多，空速降低，氫油比提高較多。通過以上數(shù)據(jù)分析，在考慮生產(chǎn)硫含量≯10mg/kg的國Ⅴ柴油時，根據(jù)床層溫升情況必須進(jìn)行部分柴油循環(huán)降溫或降低焦化汽油比例，并且循環(huán)氫轉(zhuǎn)速無需提高。

而裝置改造后燃料氣消耗明顯降低，實物消耗約降低167噸/月，因改造后部分時間處理量較高，裝置開高壓兩臺進(jìn)料泵，致使電量消耗較高，但整個過程中空冷C105是停運(yùn)的。改造后同等處理量的情況下，裝置綜合能耗下降了4.527千克標(biāo)油/噸。電按照0.596元/kWh，燃料氣按照700元/噸，那么質(zhì)量升級與節(jié)能改造投用后前三個月，僅考慮裝置能耗，我們可以獲得經(jīng)濟(jì)效益約為40萬元。

四、結(jié)論

加氫裝置質(zhì)量升級改造后，通過根據(jù)產(chǎn)品柴油硫含量的大小，調(diào)整反應(yīng)入口溫度，不僅降低能耗和氫耗，而且也能做到質(zhì)量不過剩。管理者可以通過科學(xué)的統(tǒng)計與對比，制定改善裝置運(yùn)行條件的措施等方法，選擇最優(yōu)化裝置流程生產(chǎn)運(yùn)行，有效降低裝置能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。