加氫裂化裝置降耗分析及節(jié)能措施

摘 要：在當(dāng)今的中國(guó)市場(chǎng)上，對(duì)清潔燃料的需求逐漸增加，清潔燃料的制造將變得更加困難。在制造過(guò)程中使用加氫裂化裝置不僅有助于制造各種低硫的極性硫磺石油產(chǎn)品，而且還可以提高精煉廠的效率。但是，在燃料加工過(guò)程中使用加氫裂化設(shè)備也會(huì)增加能耗因素，從而增加了生產(chǎn)的總體投資。因此，在生產(chǎn)、節(jié)能、燃料、電力、蒸汽、工業(yè)和其他資源的第二個(gè)周期中，可以實(shí)現(xiàn)其1.8×106t/h的功率分析。在第二個(gè)運(yùn)行周期（2014年）開(kāi)始時(shí)，該裝置的能耗達(dá)到25.95kg/h（標(biāo)準(zhǔn)油）。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)的不斷優(yōu)化創(chuàng)新和節(jié)能降耗后，2016年，單位能耗下降到24.03kg，實(shí)現(xiàn)了降低每噸（標(biāo)準(zhǔn)油）裝置能耗的目標(biāo)，并提供了其他液壓裝置的節(jié)能經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：加氫裂化;節(jié)能降耗;節(jié)能措施

21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，世界上所有國(guó)家都在執(zhí)行著重于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和利益的發(fā)展戰(zhàn)略?？梢酝ㄟ^(guò)降低對(duì)石油產(chǎn)品的需求以保護(hù)環(huán)境，進(jìn)行燃料生產(chǎn)生產(chǎn)是普遍趨勢(shì)。烴單元的能耗有幾個(gè)因素，它們是能耗的主要來(lái)源，例如反應(yīng)速率和反應(yīng)溫度。而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)解釋這些因素，促進(jìn)節(jié)約能源技術(shù)的改進(jìn)過(guò)程。

1 裝置能耗分析

表1顯示2019年油氣公司的狀況和能源消耗。

2019年，確定的總能源消耗為25.95kg/h（標(biāo)準(zhǔn)油），在中國(guó)石化總部排名中屬于中等水平（最高標(biāo)準(zhǔn)油為17.76kg/h）。由于許多模塊參數(shù)和項(xiàng)目數(shù)據(jù)之間的巨大差異，因此在過(guò)度處理和質(zhì)量指標(biāo)存在一些問(wèn)題。舉個(gè)例子，精制油的氮含量約為5mg/kg，小于20mg/kg，產(chǎn)品溫度低于預(yù)期的750m3/m3（標(biāo)準(zhǔn)氣體）。此外，由于某些功能參數(shù)的組合不佳以及單位熱量損失低，使得單位的總能耗也在增加。在評(píng)估設(shè)備的能耗時(shí)，如果設(shè)備面臨高能耗，需要確定影響設(shè)備能耗的因素。通過(guò)使用合適的參數(shù)可以優(yōu)化單元的熱交換過(guò)程，不僅減少了壓縮機(jī)的能耗和蒸汽消耗，還減少了循環(huán)水的消耗。當(dāng)燃料用完時(shí)，它可以減少冷卻器，并減少爐子的熱量。表1中對(duì)該設(shè)備的能耗結(jié)構(gòu)表明，電力和燃料消耗在該單元的總能耗中所占的比例較高，并且能耗為燃燒氣體，分別為47.43%、41.53%。顯然，減少設(shè)備總能耗的重點(diǎn)在于降低這兩個(gè)指標(biāo)，預(yù)計(jì)輸入設(shè)備的精密反應(yīng)堆為16.5MPa。具體取決于高壓烴的性質(zhì)，確定為了增加原料，基于液胺的氫和循環(huán)系統(tǒng)中的壓力，需要大量的電力。該系統(tǒng)包括大型泵，例如反應(yīng)器進(jìn)料泵和給水泵等，而氫氣系統(tǒng)包括許多新的加氫裂化裝置。原料的原料配備了用于能量回收的水輪機(jī)，從而降低了能耗，新的裝置還配備了連續(xù)的氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以減少能耗。

2 降低加氫裂化能耗措施

2.1 控制加氫裂化燃料氣

燃料主要供入三個(gè)熔爐，將供熱比添加到汽油單位指數(shù)中，意味著將提高原料的最終熱交換溫度，優(yōu)化加熱操作，提高鍋爐加熱的效率。

2.1.1提高進(jìn)料溫度

進(jìn)料通常來(lái)自常壓和真空設(shè)備以及罐區(qū)中的蠟油，這提高了進(jìn)料溫度，并減少了反應(yīng)加熱過(guò)程的負(fù)荷。內(nèi)部工作是通過(guò)反應(yīng)堆入口溫度控制、供應(yīng)溫度控制，從而降低了爐氣燃料消耗。需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡邏，并注意相關(guān)設(shè)備的安全性。

2.1.2調(diào)整操作參數(shù)，降低反應(yīng)加熱爐負(fù)荷

由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此適當(dāng)使用反應(yīng)熱可提高熱物料的溫度，降低反應(yīng)氣體的燃料消耗，并且可以降低冷卻空氣溫度。因此，工廠依靠疏水反應(yīng)釋放的熱量可以滿足反應(yīng)器整體的溫度要求，從而大大降低了純化反應(yīng)器的入口溫度，減少了反應(yīng)器的燃料消耗，并凍結(jié)了氫氣還原，還可以減少循環(huán)氫，降低壓縮機(jī)負(fù)荷。反應(yīng)物流主要由混合有氫氣和經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的進(jìn)料加熱器代替，以進(jìn)入排熱分離器。要使高溫下降，不僅需要通過(guò)進(jìn)料反應(yīng)交換器提供大量熱量，而且可以增加反應(yīng)器入口的溫度以及熱分離器和冷卻劑入口空氣冷卻器的溫度。高溫設(shè)計(jì)為245℃，工作場(chǎng)所控制的溫度為240±1℃，可根據(jù)溫度和鍋爐的負(fù)載速度進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)表2對(duì)加氫裂化裝置在不同原料油性質(zhì)下的氫耗情況做出分析。

2.1.3 調(diào)整尾油、柴油分割點(diǎn)，降低分餾塔加熱爐負(fù)荷

目前，柴油和尾油的制造設(shè)備被安排在一條生產(chǎn)線上，并送到乙烯原料中，因此柴油和尾油的分離無(wú)需太多清洗。通過(guò)確保充分的氣液平衡，可以充分減少校準(zhǔn)塔的供熱量，節(jié)省燃料。

2.1.4 提高加熱爐熱效率

調(diào)整對(duì)爐灶燃燒器加熱的影響，并每天檢查爐灶的燃燒狀況。如果加熱爐有不對(duì)勁的地方，需要立即聯(lián)系維護(hù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行維護(hù)。同時(shí)，根據(jù)加熱器的熱效率和各種煙囪的順序，調(diào)節(jié)加熱器的出口溫度。當(dāng)前加熱器出口溫度控制在117℃。

2.2 調(diào)節(jié)電能降低能耗

①改進(jìn)對(duì)變頻冷卻空氣氫發(fā)動(dòng)機(jī)和不間斷控制系統(tǒng)的檢查，以確保正常運(yùn)行，并注意在夜間溫度較低的情況下防止冷卻;②斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)器的連接。在實(shí)際生產(chǎn)中，一些泵的側(cè)邊緣較大，因此沿泵的邊緣切入了驅(qū)動(dòng)器，從而使泵能夠正常運(yùn)行，并降低泵電流，從而減少電流儲(chǔ)存;③在從設(shè)備上清除尾油并降低功耗之前，需要先優(yōu)化熱量消耗，合理地利用尾油中的熱量，因?yàn)樵跓峤粨Q器之后高溫?zé)峤粨Q器填充了乙烯，并且在從油加熱器中出來(lái)之前，冷卻了壓載物的底部，之后冷卻了尾油，可以減少熱交換和制冷負(fù)荷。但如果入口溫度過(guò)高和水過(guò)熱，則熱水會(huì)吸收更多的熱量，從而可以正確使用低溫，并減少加熱油中的冷卻空氣。

2.3 工業(yè)水降耗分析

①當(dāng)循環(huán)水充滿操作參數(shù)和出口溫度時(shí)，需要關(guān)閉水冷卻閥，同時(shí)關(guān)閉預(yù)期單元的冷卻單元，然后等待泵冷卻;②脫鹽水應(yīng)按通量的8%處理，應(yīng)鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員在通量發(fā)生變化時(shí)及時(shí)控制注水量。

3 加氫裂化裝置的節(jié)能措施

3.1 采用熱高分工藝

加氫裂化裝置通常使用熱高分辨率過(guò)程，而不是冷高分辨率過(guò)程。冷高分辨率過(guò)程無(wú)效，因?yàn)楦咚偬幚砑夹g(shù)可以減少鍋爐的負(fù)荷，并降低能耗。高溫分離過(guò)程的步驟如下：使來(lái)自烴反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行熱交換，以達(dá)到一定的溫度范圍，此后將高溫分餾熱分離器用于液相和氣相分離。由熱高分離器分離的液體進(jìn)入流經(jīng)熱低壓分離器，但是由熱高分離器分離的氣態(tài)混合物降低了冷卻溫度，將繼續(xù)冷卻過(guò)程，然后進(jìn)入低溫高度。分離器執(zhí)行液相和氣相的不同分離，進(jìn)入由低溫高位分離器分離出的氣相循環(huán)氫氣系統(tǒng)，并進(jìn)入低溫下的低位分離器，以高水平分離液相。通過(guò)應(yīng)用上述散熱過(guò)程，減少空氣冷卻器的負(fù)荷，并加熱鍋爐，可以通過(guò)減少能耗來(lái)提高熱能的廣泛利用。需要注意的是，氫的量隨著高溫高溫分離器的溫度升高而增加。

3.2 應(yīng)用液力透平裝置

3.2.1 液力透平基本原理

水力渦輪機(jī)是能量回收裝置，其在物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)中可以將流體的能量轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。工作原理如下：流體流過(guò)渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)器以產(chǎn)生勢(shì)能，從排氣輪流出的液體在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生相反的驅(qū)動(dòng)力，轉(zhuǎn)子沿中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)的中心軸將功率擴(kuò)展到利用能量的設(shè)備和電器，具備有效的效果，水輪機(jī)具有將能量流轉(zhuǎn)換成其他能量并降低壓力的能力。

3.2.2 可設(shè)液力透平裝置的位置

加氫裂化設(shè)備的主要場(chǎng)所可用于組織水輪機(jī)機(jī)組進(jìn)行能量回收并實(shí)現(xiàn)節(jié)能，主要經(jīng)過(guò)熱壓分離器和高溫低壓分離器。在流經(jīng)低壓分離器進(jìn)行分離之前，必須對(duì)安裝在發(fā)現(xiàn)的熱壓分離器中的液體進(jìn)行加壓。循環(huán)管道中加氫脫硫塔下方有一種胺，放置在圓形脫硫塔下方的含氨基液體必須流入壓降區(qū)，從而降低壓力。這兩個(gè)地方有共同的特點(diǎn)是壓降大，使用水輪機(jī)的效果比較明顯。每個(gè)組織都可以使用水力發(fā)電機(jī)組來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力的勢(shì)能，并使用其他單元的動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)減輕設(shè)備的儲(chǔ)能負(fù)擔(dān)。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)操作加氫裂化裝置時(shí)，其能量流動(dòng)過(guò)程有許多影響因素，包括反應(yīng)壓力：反應(yīng)溫度和氫油。為了有效降低加氫裂化裝置的能耗并節(jié)約能源，煉油廠可以通過(guò)高溫分離工藝、不間斷燃料系統(tǒng)、節(jié)能工藝等技術(shù)來(lái)滿足需求。可以提高提煉產(chǎn)品的質(zhì)量，并為公司的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

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作者簡(jiǎn)介：

張偉鋒（1986- ），男，浙江寧波人，?？?，應(yīng)用化工技術(shù)，助理工程師，從事調(diào)度員崗位，管理全廠各裝置的生產(chǎn)、質(zhì)量工作。