柴油加氢装置节能降耗分析

柴油加氢装置节能降耗分析

赵亮

中国石化天津分公司炼油部联合六车间 天津 300271

摘要

本文介绍了中石化天津分公司炼油部2#柴油加氢装置的基本概况和能耗分析，针对装置特点，在鼓引风机、蒸汽用量等方面采取了一系列措施，既解决了装置生产过程中的问题，又降低了装置的能耗。

关键词：柴油加氢；能耗；节能

1 柴油加氢装置概况

1.1 装置简介

该装置原设计规模为320万吨/年(年开工8400小时)，主要由反应部分(包括新氢压缩机、循环氢压缩机)、分馏部分和公用工程部分组成。以重整氢气为氢源，以直馏柴油、焦化石脑油、焦化柴油的混合油为油源，经过催化加氢反应进行脱硫、脱氮、烯烃饱和，用以生产精制石脑油和满足EN590199放标准的精制柴油,精制柴油作为产品直接出厂，精制石脑油作为乙烯料去大乙烯冷低分气至新建的蜡油加氢装置脱硫后回收氢气；含硫气体至焦化装置；脱硫化氢汽提塔顶轻烃进焦化装置吸收稳定；酸性水至酸性水汽提装置统一处理。

1.2装置2016年技术改造情况

该次改造后装置规模由原来的320万吨/年降至260万吨/年，改造前原料为焦化石脑油、直馏柴油和焦化柴油的混合油，改造后原料为3#直柴、2#焦化汽油、2#焦化柴油、抽提石脑油组成的混合油，生产硫含量满足国V质量标准要求的柴油调和组分。

2 技术特点

2.1 催化剂

本装置采用抚顺石油化工科学研究院的新一代催化剂 FHUDS-5/ FHUDS-8、捕硅剂HPs-02和保护剂PPT01G/HPT-01H，有工业应用经验，技术先进可靠。

2.2 反应部分

用洛阳设计院开发的炉前混氢流程，这种流程特别适合规模大的柴油加氢装置和蜡油加氢装置。该流程具有的操作方便流程简化传热效率高优势。

2.3 分馏部分

采用硫化氢汽提塔+产品分馏塔的双塔汽提流程，硫化氢汽提塔采用蒸汽汽提，产品分馏塔采用重沸炉汽提，避免了用蒸汽汽提时出现的柴油带水的问题，同时也避免了硫化氢带入柴油产品引起产品腐蚀不合格问题。

3 柴油加氢装置的能耗分析

3.1 燃料气消耗分析
所谓的“柴油加氢”实际上就是指油品在氢力、催化剂以及适当的温度和压力情况之下,包含有氧、氮和硫的有机化合物分子所发生的一系列反应。可以说这个过程就是芳烃分子和烯烃的一种加氢饱和并发生反应的过程。从燃料气消耗的具体情况来看,装置加热炉当中的工作效率和实际负荷便是影响其具体消耗的重要因素。这是由于在开停工的阶段当中,加氢反应在进料加热炉的过程当中,其内部所包含的热负荷相对而言比较高,而在正常操作和装置稳定化运转的过程中,其热负荷却是比较低的。正是由于这种不稳定情况的存在,因而导致了在加热进行燃烧的时候,燃料气很容易岀现燃烧不充分以及燃烧效率低的问题。所以,针对这种问题就需要采取相应措施来进行改善和解决,以提高燃料气的消耗率。

3.2用电消耗分柝

电力资源是现代化企业和工程进行所严重依赖的动力和能源之三,但是由于目前清洁性和环保理念的提出,对于用电消耗也应当有一定的规划和节制,就加氢装置当中会使用到的用电设备情况来看不论是空冷器、泵还是压缩机等装置都会消耗大量的电能,在这些装置进行正常操作和运转的时候,管理者和工作人员仅仅只会根据用电负荷来决定是否对变频以及叶轮直径切割机进行启用和操作,从而导致了在空冷器和排变频机泵的用电量给予很少的关注,因而在无形当中也就对这些装置的电量造成了一定的消耗。

3.3 蒸汽消耗分柝

对柴油加氢装置而言,不论是在伴热和脱硫化氢汽提塔的过程当中,还是在对循环氢压缩机动力源的分析当中,其所需要的蒸汽量分别是1Mpa和3.5Mpa,虽然从传统工艺和研究来看这种蒸汽量的使用是比较固定的但是在目前科学技术快速发展和先进理念更新的时代当通过对于油品腐蚀具体情况的检测和对反应氢油比的科学化管理和控制,都能够在不影响正常工作效率的情况之下,有效降低对于蒸汽的用量。因而,从这个角度而言,通过降低蒸汽用量来进行节能消耗还是存在一定改进空间的。

4 柴油加氢装置的节能优化

4.1 鼓风机和引风机的变频改造
从柴油加氢装置的正常工作情况来看,在进行正常操作的时候,柴油加氢装置加热炉当中热负荷是比较低的,因而在进行具体设计和改进的时候就可以从这个方面来着手。在对烟气余热部分的回收系统进行设计的时候就需要充分考虑到开工的需求,为了更好的节能降耗,就可以将鼓风机应用其中。当然从科学的角度而言,加热炉当中的抽风量和给风量都会直接影响到其中的加热个燃烧效率,因而管理者就可以充分利用变频技术,通过鼓风机个变频技术的综合使用,不仅能够提高其燃烧率,同时还能够降低能耗。

4.2蒸汽用量的优化措施
蒸汽用量的调节和优化可以通过多种操作来实现,比如针对循环氢压缩机而言,就可以通过降低其转速的方式来节省蒸汽。从具体的实践和改善过程来看,当其转速下降100r/min时候,就可以降低4t/h的素汽量。从设备运行保持良好工况的角度，目前本装置循环氢压缩机汽轮机转速调整至7900rpm,以保障设备长周期、安全、平稳运行。从这个降低数量来看,这个优化方案还是比较可行的。当然针对提塔蒸汽而言则可以通过对于其消耗能量频率的降低来达成蒸汽量下降的目的。此外,还可以通过将精制柴油余热引入到蒸汽生产过程当中来有效降低其对于能量的消耗。

4.3燃料气的优化措施

本装置共有反应加热炉及分馏塔重沸炉共计两台。由加工原料性质决定反应放热相对较多，反应产物与反应进料换热器E101为缠绕式换热器，换热效率高，装置在运行初期，催化剂性能也处于良好阶段，反应入口温度控制相对降低，因此可通过对反应系统热量分布的调整在目前工况下反应炉可低负荷操作，可有效降低燃料用量。即通过调整反应产物与进料换热器E-101的热旁路，实现对反应入口温度的控制，其中热高分入口温度则由工艺卡片200~240℃降低至200~220℃控制，监控反应器出口和热高分压力的压差未发生变化，反应产物铵盐在E-101出口未达到结晶温度，在保障设备运行正常的条件下，实现了反应炉低负荷操作。

4.4装置变频电机的使用

采用变频调速技术是节能的有效手段，其具有调节方便运行可靠的特点。2020年大修后本装置空冷变频调节器共计9台，正常运行中优先使用变频空冷器，在保障正常工艺参数的同时起到了很好的节能效果。

5 结语

作为炼油厂重要装置，还有很大节能潜力。因此，除采取技术措施。资金投入节能外，还应从加强管理、优化操作能方面入手，结合装置自身特点和总体统筹考虑，从而进一步降低装置能耗，提高经济效益。

参考文献

[1]史开洪.加氢精制装置技术问答（第二版）[M].中国石化出版社

[2]李大东.加氢处理工艺与工程[M].中国石化出版社