加氫裂化裝置節能增效的分析與探討

黑大偉 劉濤(陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319)

加氫裂化裝置節能增效的分析與探討

黑大偉 劉濤(陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319)

隨著國民經濟的發展，對于石油化工行業的需求日益提升。加氫裂化裝置是石化企業極為重要的設備之一，對于石化產品的深加工發揮著不可替代的作用。在國家構建節約型社會的趨勢促動下，如何提升加氫裂化裝置的節能化、高效化和環保化顯得十分必要。目前我國加氫裂化工藝還存在一些不足，因此加大對加氫裂化技術裝置的研究、完善和創新，是石化企業所面臨的共同課題。

加氫裂化；節能增效；工藝；分析

國民經濟的發展離不開石油化工行業的能源支撐與保障，然而石化企業在生產過程中，也會造成巨大了能量損耗，例如：水、電、汽和燃料等。耗能量問題不僅會對企業經濟效益造成影響，而且還關乎環保問題，此外還涉及到石油資源合理利用的轉化效率。隨著企業市場競爭壓力的不斷加劇，以及在節約型社會的趨勢促動下，如何實現生產加工過程的節能增效意義十分重大。加氫裂化裝置在石化工業中占據著極為重要的地位，本文針對分析了加氫裂化裝置在生產應用過程中的能耗現狀，進而探究加氫裂化裝置實現節能增效的策略與途徑，以期為加氫裂化裝置的優化利用提供參考和借鑒。

1 對加氫裂化裝置的闡述

加氫裂化裝置的種類很多，按照反應器來區分，可包含為一段法和二段法。其中，一段法裝置原理是將原料油、循環油及氫氣等混合物經過加熱，再導入到裝有粒狀催化劑的反應器中，再此基礎上，混合物分別經高壓和低壓分離器，進而實現液體產品與氣體的分離，最后分離出的液體在分餾塔的蒸餾作用下得到所需的石油餾分產品。基于一段法裂化強度較弱以及工藝流程相對簡單的特點，目前主要以生產中間餾分油為主要目標。其次，二段法與一段法相比，區別在于增加了一個反應器，其中在第一級反應器中，主要是去除氮和硫化合物等物質，從而形成加氫精制階段。而在第二級反應器中，則為加氫裂化反應階段。基于二段法裂化深度較強以及對原料適應性強、產品分布可調節性較大的特點，一般應用于汽油生產當中。不過二段法的流程也十分復雜，而且前期投資及后期維護費用也很高。最后，加氫裂化裝置的主要設備包括有加氫反應器、高壓換熱器、高壓空冷、高壓分離器、反應加熱爐、新氫壓縮機、循環氫壓縮機和自動反沖洗過濾器等。

2 加氫裂化裝置在生產應用過程中的能耗影響因素

加氫裂化裝置是在高溫、高壓和臨氫的環境下生產運行的，因此能源消耗巨大。其中生產中對于電力和蒸汽的消耗最為劇烈，而在反應器入口及分餾塔塔底的加工中，同樣需要大量的熱量作為保障，以維持裝置生產所需。這對于加熱爐和換熱回收的能耗會產生較大的影響。此外，加氫裂化裝置所需的工作壓力較大，因此蒸汽和熱量的消耗損失也呈現出上升的趨勢。因此，要想實現加氫裂化裝置的節能增效目標，必須要掌握和了解能量消耗分布情況，針對不足之處并合理加以改進，同時優化能源監管與控制，最終達到綜合降耗的目標。

2.1 工藝流程布置

加氫裂化工藝流程是否科學、合理和規范，對于節能增效具有著決定性的影響作用。不僅要根據原料以及產品的需求制定高效和標準的流程設計，同時在催化劑的選用上也要經過嚴密的試驗。而加氫裂化裝置常用流程一般可分為一段全通過流程、二段全循環流程以及二段串聯通過或全循環流程三種。以上流程要根據實際情況和具體生產，從而采用其中最為適宜的方式。

2.2 反應壓力

反應壓力與催化劑的反應活性及穩定性有著直接的關聯，而且對于產品的質量影響同樣不可忽視，因此是加氫裂化工藝的重要參數。系統反應壓力越高，就會造成補充氫壓縮機、反應進料泵、高壓注水泵以及貧液泵的壓力隨之上升，進而增加電耗。

2.3 反應溫度

加氫裂化工藝需要適宜的反應溫度，隨著反應器工作時間的增加，必然造成催化劑的失活現象發生，因此提高溫度從而彌補活性的損失就勢必造成能耗的增加。此外熱負荷影響也會增加能耗。

2.4 氫油比

氫油比的增加一方面提高了脫硫率，有利于氫轉化的速度和效率。然而氫油比的增加也會造成系統壓力加大，同時必須要增加輸送循環氫的動力，因此會產生蒸汽、燃料和電力能耗增高問題。

3 探究加氫裂化裝置實現節能增效的策略與途徑

3.1 工藝及操作條件的優化

首先，石化企業要全面統籌并針對性規劃，根據原料油性質、運行時間安排和產品收率目標等環節，有效使用加氫裂化裝置催化劑，并提高對安裝質量的監控，以防止熱點現象發生。其次，要合理控制氫油比，可以根據催化劑徑向溫差以及催化劑失活速率等因素，從而下調氫油比，以減少氫氣的浪費，并減輕企業生產投資的成本。最后，精制與裂化溫度要精密匹配。石化企業要根據實際操作情況，在裝置運行后期，降低精致段反應溫度，并提升裂化反應器入口溫度，這樣能夠確保裝置的節能低耗運行。

3.2 提高能量回收率

一方面，加氫裂化裝置要進一步完善換熱系統，并降低冷卻排氣能，通過減少散熱量的方式，提高能量轉換的效率。另一方面，還要提高加熱爐和機泵的效率，充分降低蒸汽的消耗，并實現蒸汽利用的循環化與逐級化。

3.3 創新加氫裂化工藝技術

通過利用液力透平原理、熱高分方案以及氣量無極調節等新技術應用對現有裝置進行改進，這樣不僅提升了加氫裂化工藝的節能效果，才外還增加了產能。因此應用最新節能系統和設備，是一項十分有利的節能舉措。

總之，加氫裂化裝置的能耗問題不容忽視，這需要石化企業不斷在技術改革中突破創新，進而采取實效性和針對性的節能策略和手段，以確保石化企業市場核心競爭力的有效形成，最終推動石化行業實現穩定可持續發展的長期目標。

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