加氫裂化裝置節(jié)能措施的探究分析

景 潤，陳占剛，陳永強(qiáng)，于 建，馬宏建

（中國石油四川石化有限責(zé)任公司，四川彭州 611930）

加氫裂化裝置節(jié)能措施的探究分析

景 潤，陳占剛，陳永強(qiáng)，于 建，馬宏建

（中國石油四川石化有限責(zé)任公司，四川彭州 611930）

煉廠的原料重質(zhì)油占的比重越來越大，同時(shí)市場對于清潔燃料的需求也越來越嚴(yán)格。加氫裂化能適應(yīng)不同的原料，可制得低硫、超低硫的清潔油品，是未來煉廠最主要的生產(chǎn)手段。

加氫裂化；節(jié)能；措施

1 影響加氫裂化裝置能耗的幾種主要因素

1.1 工藝流程

按化學(xué)工藝流程，加氫裂化裝置流程可分為三類：一段加氫裂化流程、二段加氫裂化流程和串聯(lián)加氫裂化流程。企業(yè)可根據(jù)自身的工藝要求選擇科學(xué)、合理的加氫裂化裝置流程。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)披露，在三種流程中，能耗最低的是一段加氫裂化流程。

1.2 反應(yīng)壓力

反應(yīng)系統(tǒng)的壓力影響著催化劑的活性與穩(wěn)定性，導(dǎo)致影響最后化成的產(chǎn)品質(zhì)量。在加氫裂化反應(yīng)器中，反應(yīng)系統(tǒng)壓力的變化隨著操作壓力、入口原料多少、性質(zhì)等因素而變化。反應(yīng)系統(tǒng)壓力越高，反應(yīng)器進(jìn)口壓力也就越高，作為反應(yīng)器投入反應(yīng)物的反應(yīng)進(jìn)料泵和補(bǔ)充氫壓縮機(jī)所需的電能也相應(yīng)增加。與此同時(shí)，其他一些輔助設(shè)備，比如貧胺液泵、高壓注水泵等電機(jī)設(shè)備也相應(yīng)地增加輸出功率，導(dǎo)致所需電能增加，增大了企業(yè)用能。

1.3 反應(yīng)溫度

反應(yīng)系統(tǒng)溫度是加氫裂化反應(yīng)的重要工藝參數(shù)之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般根據(jù)實(shí)際的工藝設(shè)計(jì)而選擇合適的反應(yīng)溫度。溫度過高將增加反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的負(fù)荷，減少設(shè)備使用壽命，增加燃料耗損；溫度過低將影響反應(yīng)催化劑反應(yīng)活性，影響最后化成的產(chǎn)品質(zhì)量。合理地利用在加氫裂化反應(yīng)中產(chǎn)生的反應(yīng)熱平衡穩(wěn)定系統(tǒng)反應(yīng)溫度，這是一種重要的節(jié)能手段。另外，控制催化劑床層溫度的冷氫需求量增加，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)氫壓縮機(jī)輸出功率增加，能耗增加。

2 加氫裂化裝置的節(jié)能措施

2.1 采用熱高分工藝

加氫裂化裝置一般采用熱高分工藝而不采用冷高分工藝。因?yàn)闊岣叻止に嚰夹g(shù)能降低加熱爐負(fù)荷，降低能源損耗，反之，冷高分工藝就沒有這效果。熱高分工藝步驟如下：在加氫裂化反應(yīng)器反應(yīng)生成的生成物進(jìn)行換熱之后，獲得一定的溫度范圍，然后進(jìn)入熱高分分離器進(jìn)行第一次液相、氣相分離。熱高分分離器分離出的液體流經(jīng)熱低分分離器進(jìn)入分餾汽提塔；而熱高分分離器分離出的氣相混合物繼續(xù)進(jìn)行空氣冷卻工藝，把溫度降到合適溫度，再進(jìn)入冷高分分離器進(jìn)行第二次液相、氣相分離。冷高分分離器分離出的氣體部分進(jìn)入循環(huán)氫系統(tǒng)，而冷高分分離器分離出的液體部分再進(jìn)入冷低分分離器繼續(xù)分離。根據(jù)上面所述，采用熱高分工藝可以提高熱能綜合利用率，降低空氣冷卻器及加熱爐負(fù)荷，減少用能。值得注意的是，氫溶解量隨著熱高分分離器的溫度升高而增大。

2.2 應(yīng)用液力透平裝置

2.2.1 液力透平基本原理

液力透平是一種能量回收裝置，把流體的能量轉(zhuǎn)換為物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。其工作原理為：具有勢能的流體流經(jīng)透平葉輪，流出葉輪出口的流體對葉輪產(chǎn)生反向推動(dòng)力，促使葉輪以中心軸為線軸旋轉(zhuǎn)，中心軸再把動(dòng)力傳遞給儀器設(shè)備，達(dá)到能量回收利用的效果。液力透平具有把流體能量轉(zhuǎn)換為其他形式能量的作用，同時(shí)也起到降壓功能。

2.2.2 可設(shè)液力透平裝置的位置

在加氫裂化裝置中，主要有兩個(gè)位置可以設(shè)置液力透平裝置進(jìn)行能量回收利用，達(dá)到節(jié)能效果：一個(gè)是在熱高壓分離器與熱低壓分離器之間。裝在熱高壓分離器的流體需要降壓才流入低壓分離器進(jìn)行分離；另一處是在循環(huán)氫脫硫塔底富胺液線管上。循環(huán)氫脫硫塔塔底富胺液需要流入到降壓區(qū)進(jìn)行降壓。這兩處地方有一個(gè)共同的特點(diǎn)：壓降數(shù)值大，應(yīng)用液力透平裝置效果明顯。在各設(shè)備組構(gòu)中，利用液力透平裝置可以回收利用壓力差勢能，為其他設(shè)備提供部分驅(qū)動(dòng)力，減輕企業(yè)用能負(fù)擔(dān)。

2.2.3 具體應(yīng)用實(shí)例

以煉油廠高壓加氫裝置為實(shí)施對象，應(yīng)用液力透平技術(shù)，對高壓加氫裝置進(jìn)料泵進(jìn)行改造，得出進(jìn)料泵電機(jī)電流在液力透平投入使用前和投入使用用后的檢測數(shù)據(jù)。在投入使用前電機(jī)電流是150A，投入使用后降低到120A。如果一年液力透平裝置運(yùn)行時(shí)間按 4 800h 計(jì)算，那么一年共節(jié)省 2 620 000kW ·h電能，再按照 0.50 元 /（kW ·h）計(jì)算，一年省下 1 310 000 元。該種液力透平裝置所需投資資金大概為 2 000 000 元，資金回收期1.53年。從所述數(shù)據(jù)中可以看出，投入使用該液力透平裝置，1a 內(nèi)可省下 1 310 000 元，而且 2a 內(nèi)可以收回全部投資成本，對企業(yè)減能增效有積極效果。

3 應(yīng)用其他節(jié)能工藝流程和設(shè)備

應(yīng)用節(jié)能工藝流程和設(shè)備可以增強(qiáng)節(jié)能效果，比如采取爐前混氫的方式，在反應(yīng)前把換熱流程的加熱爐改為進(jìn)料混合加熱爐，簡化了工藝流程，降低了加熱爐的熱負(fù)荷，減少操作費(fèi)用。

4 結(jié)語

加氫裂化裝置是煉油企業(yè)的重要裝置，對企業(yè)的能耗和經(jīng)濟(jì)效益影響重大。從節(jié)能增效的角度出發(fā)，可以采取上述講到的節(jié)能措施，比如應(yīng)用新型催化劑、優(yōu)化工藝流程、采用熱高分流程方案、增設(shè)液力透平裝置。另外，增設(shè)一些其他節(jié)能設(shè)備或是合理回收利用廢棄能源，這也是有效的節(jié)能手段。

[1] 陳堯煥，李鵬.中國石化加氫裂化裝置運(yùn)行分析[J].煉油技術(shù)與工程，2015，（10）.

[2] 王鐵鋼，徐效梅，姚淑香.循環(huán)氫夾帶高分油的分離研究[J].當(dāng)代化工，2010，（3）.

Exploration and Analysis of Energy Saving Measures in Hydrocracking Unit

Jing Run，Chen Zhan-gang，Chen Yong-qiang，Yu Jian，Ma Hong-jian

Refinery raw materials，the proportion of heavy oil accounted for more and more，while the market for clean fuel demand is more stringent.Hydrocracking can adapt to different raw materials，can be made of low sulfur，ultra-low sulfur clean oil，refinery is the most important means of production.

hydrocracking；energy saving；measure

TE966

B

1003-6490（2017）06-0093-01

2017-05-02

景潤（1986—），男，四川成都人，助理工程師，主要從事蠟油加氫裂化、MTBE 工作。