柴油加氫改質裝置節能降耗技術分析

吳一凡

摘 要：本文先介紹了柴油加氫改質裝置，然后就如何降低柴油加氫改質裝置節能降耗，筆者進行了分析，給出了自己的建議。希望所得的結果能夠引起大家的關注和重視，也希望這篇文字能為相關的領域提供一些有價值的參考。

關鍵詞：柴油；加氫改質；節能降耗

中圖分類號： TE3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-01-0204-01

隨著經濟的不斷發展，我國對能源的需求已經變得越來越急迫，而加氫改質裝置作為煉油的關鍵裝置之一，已經引起人們越來越高的重視。如何對其進行節能減排設計，這對于資源的利用來說，有著很大的意義。基于此，我們有必要對柴油加氫改質裝置節能降耗技術進行分析與研究。

一、柴油加氫改質裝置的介紹

一般來講，煉油廠使用柴油加氫改質技術，它的最終目的是為了提升劣質的二次柴油的質量即在降低催化劑裂化柴油中的硫、氮等等雜質以及改善油品顏色的同時，又能夠在很大程度上使得柴油中的十六烷值大大增加。縱觀我國的日常使用的柴油加氫裝置，其工藝流程主要包括以下三項：加氫改質工序、分餾以及煤油加氫補充精制等。在常規的加氫改質裝置中，主要的化學反應有以下幾種：①脫硫反應，其原理是在加氫精制條件下將石油餾分當中的含硫污物予以氫化分解，最終是其中的硫雜質成功脫離掉。②脫氮反應。原理和脫硫相似，想石油餾分中的氮雜質分離。③烴類的加氫反應。④含氧化合物的氫解反應。⑤脫金屬反應。

二、柴油加氫改質裝置節能降耗技術分析

（一）反應壓力對裝置加氫的影響。按照以往的經驗來看，反應壓力對于加氫的影響主要通過系統中的氫分壓來體現其作用。這種系統中的氫分壓的影響因素主要包括操作壓力、循環氫純度和原料的氣化率等等一系列因素。加氫裂化在實質上其實就是分子數減少的反應，一旦增大壓力，會有利于裝置的加氫裂化，尤其有利于這些受到熱力學平衡限制的芳烴的加氫反應[1]。總的來說，無論是對于氣相還是對于企業混相的加氫反應，其受壓力影響的效果是非常明顯的。除此之外，由于壓力的增大，這就等同于單位體積內的分子量增多，從而使得反應時間得以延長，在一定程度上能夠提高轉化率。鑒于循環芳香烴和有機氮化物的含量隨著原料的干點變化而改變，一般干點越高，其含量也會增加，而且二者的結構也不一樣，這樣它們在二次加工生成油品中的含量比在直餾原料要高的多，最終如果要維持一定的轉化濃度的話，就一定要提高氫分壓。在合理的其他條件下，如溫度、催化劑等，所選用的反應壓力能夠使得稠環芳烴的平衡轉化率得以保障。

對于有關硫化物的加氫以及烯烴的加氫飽和反應來說，他們需要的反應壓力不是很高，通常在低壓下就能夠實現較高的平衡轉化率。這也可以說明，在高壓下，上述加氫反應其深度其實是基本不受化學熱力學的影響的。一般來講，當壓力高于3.0Pa時，其將不受熱力學平衡的影響，這時的決定因素是速度以及時間。

另外，對于反應壓力對加氫裂化的影響，在不同的催化劑作用下，其反應速度以及轉化率是不同的[2]。比如在使用酸活性較低的催化劑時，其轉化率隨著壓力的增加而增大，而且這種規律可以一直持續到很高的壓力，在壓力到達一個臨界值以后，轉化率開始下降。在日常的工業加氫工序中，反應壓力不能僅僅被看做是操作因素，它也關系到工業裝置的設備投資以及能量的消耗等等。

由以上我們可以看出，反應壓力對于加氫的速度以及轉化率影響是比較復雜的，在實際操作中，要綜合各種因素予以考慮以達到節能的目的。

（二）優化低分氣脫硫塔進料。對于那些脫硫化氫塔在實際操作起來比較困難的問題，可以進行適當的優化來進行節能。筆者認為，可以新增加幾臺串聯浮頭式換熱器，或利用分餾塔底后的幾臺水冷換熱器，從而使得硫化氫塔進料走管程，而分餾塔地的那些柴油則走殼程。通過實踐可以發現，在增加換熱器之后，該脫硫化氫塔操作起來也更容易得多，并且各項參數都向設計的數據靠攏，此時還可以形成穩定的氣流，最終硫化氫和干氣的清除率大大增加[3]。除此之外，柴油入空冷器時的溫度也大幅降低，這不僅解決了柴油空冷器的負荷問題，而且使得柴油從裝置出來時的溫度也能夠符合要求。還可以節省水電。

（三）脫丁烷塔頂氣的回收利用。我裝置分餾系統采用脫丁烷塔、分餾塔和石腦油分餾塔流程，脫丁烷塔頂氣送至焦化裝置回收利用，塔頂壓力控制在1.0MPa左右。在裝置運轉過程中發現，脫丁烷塔在1.0MPa的壓力下，脫除硫化氫的效果不是很理想，輕石腦油的腐蝕經常不合格，但由于后路裝置的操作要求，壓力沒辦法進行調整，所以造成了裝置產出的石腦油必須在進行進一步加工才能成為合格產品。為了解決這一問題，可以考慮將脫丁烷塔頂氣送至本裝置的低分氣脫硫裝置，將低分氣脫硫系統壓力向下調整，將脫丁烷塔頂氣脫硫后并入裝置內部的燃料氣管網。這樣既可以解決脫丁烷塔頂的壓力問題，又可以節省大量的燃料氣。

（四）低分氣的回收處理。在原設計中的低分氣既可以送往PSA進行提純，也可以并入裝置內的燃料氣管網，但考慮到裝置的平穩操作和節能降耗，低分氣并入了裝置內的燃料氣管網，在上面的優化中已經提到了將脫丁烷塔頂氣并入低分氣流程，初步估計脫丁烷塔頂氣的產量為800-1000 Nm3/h，低分氣產量約為2000 Nm3/h，這樣將近3000 Nm3/h的低分氣完全可以保證裝置內的自產自用。這對于小煉廠或公用工程規模較小的煉廠來說，可以大大的減少燃料氣管網的波動而帶來的裝置不平穩。同時，裝置內采用燃料氣作為密封氣的容器，變為了低分氣密封，因為低分氣脫硫后的硫含量已大幅度下降，所以對油品的影響也相應的小了很多，特別是分餾系統的幾個回流罐，密封氣中的硫含量直接影響到產品質量

三、結語

在本文當中，筆者主要就柴油加氫改質裝置節能降耗技術進行了分析。筆者認為，在進行加氫改質裝置的節能設計時，應當首先充分考慮到反應壓力帶來的影響，然后對那些多余的耗能設備予以停用，對浪費的資源予以回收。

參考文獻：

[1]李高峰，劉帥.柴油加氫裝置節能降耗技術分析[J].石油煉制與化工，2010（12）.

[2]李淑娟.柴油加氫改質裝置產率和能耗優化模型研究[D].大慶石油學院，2009，2.

[3]葉虎.煉油廠柴油加氫裝置用能優化措施研究[J].廣東化工，2013（30）