略談加氫裂化裝置用能分析及節(jié)能措施

馬義海 馮寶印 胥濤

摘 要：國內(nèi)的石油煉化經(jīng)過近年來不斷發(fā)展，原料重質(zhì)油的比例不斷提升，另外市場開始在清潔燃料方面不斷提升需求，給煉油工程帶來一定的挑戰(zhàn)。加氫裂化具備良好的適應(yīng)力，應(yīng)對各類的原材料，借助加氫裂化可以生產(chǎn)出低硫產(chǎn)品，是未來煉油工程的重要趨勢。但是在加氫裂化中如何實現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)，也是如今很多企業(yè)面臨的問題，這需要對加氫裂化的具體用能情況展開分析，并對加氫裂化采取適當(dāng)?shù)墓?jié)能措施。本文分析加氫裂化的用能情況，并對加氫裂化提出節(jié)能措施，希望對提升加氫裂化的應(yīng)用能力是有幫助的。

關(guān)鍵詞：加氫裂化裝置;用能分析;節(jié)能措施

前言：

國內(nèi)經(jīng)濟迅速發(fā)展，石油消耗也是在不斷提升，諸多石油化工的產(chǎn)品要接受非常緊迫的市場需求，這對煉油生產(chǎn)造成一定的壓力，現(xiàn)階段煉油生產(chǎn)需要借助先進(jìn)的科技，提升生產(chǎn)的效率，并迎合市場的需求。當(dāng)下市場對低硫產(chǎn)品更加歡迎，借助加氫裂化工藝，可以在原材料逐漸劣質(zhì)化以及產(chǎn)品品質(zhì)要求不斷提升的情況下，滿足實際生產(chǎn)需求，并實現(xiàn)低硫產(chǎn)品的生產(chǎn)，促進(jìn)煉油工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

一、加氫裂化裝置的用能分析

（一）用能分析原理

結(jié)合化工傳熱、流體等過程的能量利用規(guī)律，對加氫裂化的能量利用過程展開分析，能量的轉(zhuǎn)換以及傳輸，這是對加氫裂化展開用能分析的重要基礎(chǔ)，對加氫裂化的用能情況展開分析，可以找到其中一些能量利用不合理的地方，然后對加氫裂化采取一些節(jié)能的措施。讓煉油生產(chǎn)更加符合環(huán)保的理念，從而促進(jìn)煉油工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展[1]。而工藝?yán)谩⒛芰哭D(zhuǎn)換以及能量回收，這是加氫裂化實現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)的重要依據(jù)。

（二）加氫裂化的用能特點

加氫裂化是經(jīng)過催化加氫、分餾以及高壓壓縮等諸多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程，每個過程的用能都有各自的特點。

加氫裂化的整體輸入能量是比較多的，因為加氫的過程，高溫高壓是非常重要的反應(yīng)特點，在加氫裂化中，氫氣是非常重要的原材料，要經(jīng)過升壓后才能進(jìn)行反應(yīng)。升壓電機是高功率的裝置，這就需要一定的能量支持[2]。另外在加氫裂化中，常用循環(huán)氫壓縮機，其中運用的是中壓蒸汽的驅(qū)動方式，更是要產(chǎn)生十分嚴(yán)重的能耗。

在加氫裂化中需要用到一定的電能，主要的用電過程就是升壓的環(huán)節(jié)，因為加氫裂化是在高壓的環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)，原料的進(jìn)入需要經(jīng)過相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行升壓，而泵的主要能量來源，就是依靠電能。因此加氫裂化也是一個非常嚴(yán)重的耗電過程，升壓是其中最耗電的一個環(huán)節(jié)[3]。如今的加氫裂化，通常情況下高壓進(jìn)料采用的是液力透平，借助高分液做功的方式，實現(xiàn)對電能的節(jié)約。

在加氫裂化的反應(yīng)中，有很多的能量是可回收的，其實加氫裂化本質(zhì)上，是放熱的過程，多數(shù)的時候都會產(chǎn)生熱量，只是低溫?zé)?，溫度通常是兩百攝氏度一下，這些能源雖然本身是低溫?zé)嵩矗紦?jù)的比例是非常大的。

二、加氫裂化的節(jié)能措施分析

（一）優(yōu)化工藝流程

在加氫裂化中，對能耗造成影響的因素是非常多的，原材料的組成，工藝技術(shù)，以及裝置的組成，這些都是會對加氫裂化的效率以及能耗造成影響，因此在加氫裂化的實際應(yīng)用中，可以借助對工藝流程的適當(dāng)優(yōu)化，減少加氫裂化中的能耗。為了讓加氫裂化中的換熱效率得到提升，可以減少在加氫裂化中的換熱設(shè)備，這樣可以避免在加氫裂化中，整體的壓降過大，通常情況下進(jìn)料采用的是爐前混氧。并借助熱高壓分離器，讓反應(yīng)物的冷卻負(fù)荷得到有效降低[4]。另外是在其中的投資少，可以降低生成物分餾的負(fù)荷。在加氫裂化中也可以用雙劑串聯(lián)的方式，設(shè)置進(jìn)料以及產(chǎn)物換熱器，對一些能量進(jìn)行回收，這樣可以適當(dāng)減少外部的供熱，從而讓鍋爐負(fù)荷得到一定程度上的降低，讓燃料得到節(jié)省。

（二）使用合適的高性能催化劑

催化劑會對加氫裂化產(chǎn)生一定的影響，直接關(guān)系到反應(yīng)的效率，通常情況下，高性能催化劑，能夠降低反應(yīng)中的壓力以及溫度，另外的催化劑性能關(guān)系到產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)量。但是在加氫裂化中，并不是要一味追求提升催化劑性能，在實際的生產(chǎn)中，需要注重對加氫裂化工藝技術(shù)以及催化劑性能的充分匹配，二者達(dá)到一定的匹配度，這樣才能相互配合，讓加氫裂化的效果達(dá)到最理想的狀態(tài)。改變加氫裂化的催化劑性能，那么反應(yīng)的溫度以及壓力條件也是會出現(xiàn)變化，氫油比也會出現(xiàn)一定的改變。

（三）充分高效利用反應(yīng)熱

加氫裂化是一個不斷放熱的過程，對這些放出的熱能進(jìn)行充分利用，也是實現(xiàn)加氫裂化降耗節(jié)能的重要思路。借助對這些反應(yīng)熱的利用，降低加氫裂化整體的能耗。另外是對換熱的流程進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，讓加氫裂化裝置的各個部分熱能，都能得到充分回收。低溫?zé)嵩纯梢杂脕韺託淞鸦倪M(jìn)料進(jìn)行加熱，也可以進(jìn)行氫氣的加熱，或者是一些分餾過程，也可以對這些熱源進(jìn)行利用，從而減少熱公用工程，避免在加氫裂化中出現(xiàn)能量的損失。

（四）采用高效節(jié)能的設(shè)備

加氫裂化中涉及到的工藝是十分復(fù)雜的，要用到各類的設(shè)備也是非常繁雜，電機、壓縮機以及換熱設(shè)備等，這些都是要選擇新型的設(shè)備，從而讓生產(chǎn)效率得到提升。在加氫裂化中，設(shè)備的效率提升，對能源的利用率也會提升，另外是新設(shè)備的應(yīng)用，可以減少設(shè)備的整體數(shù)量，讓加氫裂化的能耗得到減少。

（五）保證工藝條件的平穩(wěn)

在加氫裂化中要對反應(yīng)器溫度進(jìn)行合理控制，在進(jìn)料之前要讓物料以及反應(yīng)器之間，實現(xiàn)充分換熱，并對反應(yīng)器進(jìn)行提前的預(yù)熱，讓反應(yīng)可以更加穩(wěn)定地進(jìn)行，另外是對氫油比進(jìn)行合理控制，在實際的生產(chǎn)中若是氫油比過高，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率會提升，但是也會導(dǎo)致能耗更加嚴(yán)重。

結(jié)論：

總之，加氫裂化是現(xiàn)階段煉化生產(chǎn)中非常重要的技術(shù)手段，在加氫裂化中會消耗大量的能量，對加氫裂化采取適當(dāng)?shù)墓?jié)能措施，降低加氫裂化的能耗，是非常重要的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃舜堯，張鳳岐，王耀偉等.高氯原料加氫裂化裝置產(chǎn)物熱回收工藝方案的對比分析[J].現(xiàn)代化工，2019，39（12）：223-226.

[2]李保良，王景堂.提高加氫裂化裝置加熱爐煙氣余熱回收效率改造應(yīng)用[J].煉油技術(shù)與工程，2019，49（10）：21-24.

[3]童軍，李霄涵，何亮德等.催化劑級配技術(shù)在300萬t/a柴油加氫裂化增產(chǎn)化工原料裝置中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代化工，2019，39（11）：193-197.

[4]胡曉榮，張巖，向永生等.GARDES-II器外完全硫化催化劑在催化裂化汽油加氫脫硫裝置的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2019，50（09）：59-63.