略談加氫裂化裝置用能分析及節能措施

馬義海 馮寶印 胥濤

摘 要：國內的石油煉化經過近年來不斷發展，原料重質油的比例不斷提升，另外市場開始在清潔燃料方面不斷提升需求，給煉油工程帶來一定的挑戰。加氫裂化具備良好的適應力，應對各類的原材料，借助加氫裂化可以生產出低硫產品，是未來煉油工程的重要趨勢。但是在加氫裂化中如何實現節能生產，也是如今很多企業面臨的問題，這需要對加氫裂化的具體用能情況展開分析，并對加氫裂化采取適當的節能措施。本文分析加氫裂化的用能情況，并對加氫裂化提出節能措施，希望對提升加氫裂化的應用能力是有幫助的。

關鍵詞：加氫裂化裝置;用能分析;節能措施

前言：

國內經濟迅速發展，石油消耗也是在不斷提升，諸多石油化工的產品要接受非常緊迫的市場需求，這對煉油生產造成一定的壓力，現階段煉油生產需要借助先進的科技，提升生產的效率，并迎合市場的需求。當下市場對低硫產品更加歡迎，借助加氫裂化工藝，可以在原材料逐漸劣質化以及產品品質要求不斷提升的情況下，滿足實際生產需求，并實現低硫產品的生產，促進煉油工業的長遠發展。

一、加氫裂化裝置的用能分析

（一）用能分析原理

結合化工傳熱、流體等過程的能量利用規律，對加氫裂化的能量利用過程展開分析，能量的轉換以及傳輸，這是對加氫裂化展開用能分析的重要基礎，對加氫裂化的用能情況展開分析，可以找到其中一些能量利用不合理的地方，然后對加氫裂化采取一些節能的措施。讓煉油生產更加符合環保的理念，從而促進煉油工業的長遠發展[1]。而工藝利用、能量轉換以及能量回收，這是加氫裂化實現節能生產的重要依據。

（二）加氫裂化的用能特點

加氫裂化是經過催化加氫、分餾以及高壓壓縮等諸多環節的生產過程，每個過程的用能都有各自的特點。

加氫裂化的整體輸入能量是比較多的，因為加氫的過程，高溫高壓是非常重要的反應特點，在加氫裂化中，氫氣是非常重要的原材料，要經過升壓后才能進行反應。升壓電機是高功率的裝置，這就需要一定的能量支持[2]。另外在加氫裂化中，常用循環氫壓縮機，其中運用的是中壓蒸汽的驅動方式，更是要產生十分嚴重的能耗。

在加氫裂化中需要用到一定的電能，主要的用電過程就是升壓的環節，因為加氫裂化是在高壓的環境下進行反應，原料的進入需要經過相關的設備進行升壓，而泵的主要能量來源，就是依靠電能。因此加氫裂化也是一個非常嚴重的耗電過程，升壓是其中最耗電的一個環節[3]。如今的加氫裂化，通常情況下高壓進料采用的是液力透平，借助高分液做功的方式，實現對電能的節約。

在加氫裂化的反應中，有很多的能量是可回收的，其實加氫裂化本質上，是放熱的過程，多數的時候都會產生熱量，只是低溫熱，溫度通常是兩百攝氏度一下，這些能源雖然本身是低溫熱源，但占據的比例是非常大的。

二、加氫裂化的節能措施分析

（一）優化工藝流程

在加氫裂化中，對能耗造成影響的因素是非常多的，原材料的組成，工藝技術，以及裝置的組成，這些都是會對加氫裂化的效率以及能耗造成影響，因此在加氫裂化的實際應用中，可以借助對工藝流程的適當優化，減少加氫裂化中的能耗。為了讓加氫裂化中的換熱效率得到提升，可以減少在加氫裂化中的換熱設備，這樣可以避免在加氫裂化中，整體的壓降過大，通常情況下進料采用的是爐前混氧。并借助熱高壓分離器，讓反應物的冷卻負荷得到有效降低[4]。另外是在其中的投資少，可以降低生成物分餾的負荷。在加氫裂化中也可以用雙劑串聯的方式，設置進料以及產物換熱器，對一些能量進行回收，這樣可以適當減少外部的供熱，從而讓鍋爐負荷得到一定程度上的降低，讓燃料得到節省。

（二）使用合適的高性能催化劑

催化劑會對加氫裂化產生一定的影響，直接關系到反應的效率，通常情況下，高性能催化劑，能夠降低反應中的壓力以及溫度，另外的催化劑性能關系到產品的生產效率以及產量。但是在加氫裂化中，并不是要一味追求提升催化劑性能，在實際的生產中，需要注重對加氫裂化工藝技術以及催化劑性能的充分匹配，二者達到一定的匹配度，這樣才能相互配合，讓加氫裂化的效果達到最理想的狀態。改變加氫裂化的催化劑性能，那么反應的溫度以及壓力條件也是會出現變化，氫油比也會出現一定的改變。

（三）充分高效利用反應熱

加氫裂化是一個不斷放熱的過程，對這些放出的熱能進行充分利用，也是實現加氫裂化降耗節能的重要思路。借助對這些反應熱的利用，降低加氫裂化整體的能耗。另外是對換熱的流程進行適當優化，讓加氫裂化裝置的各個部分熱能，都能得到充分回收。低溫熱源可以用來對加氫裂化的進料進行加熱，也可以進行氫氣的加熱，或者是一些分餾過程，也可以對這些熱源進行利用，從而減少熱公用工程，避免在加氫裂化中出現能量的損失。

（四）采用高效節能的設備

加氫裂化中涉及到的工藝是十分復雜的，要用到各類的設備也是非常繁雜，電機、壓縮機以及換熱設備等，這些都是要選擇新型的設備，從而讓生產效率得到提升。在加氫裂化中，設備的效率提升，對能源的利用率也會提升，另外是新設備的應用，可以減少設備的整體數量，讓加氫裂化的能耗得到減少。

（五）保證工藝條件的平穩

在加氫裂化中要對反應器溫度進行合理控制，在進料之前要讓物料以及反應器之間，實現充分換熱，并對反應器進行提前的預熱，讓反應可以更加穩定地進行，另外是對氫油比進行合理控制，在實際的生產中若是氫油比過高，反應轉化率會提升，但是也會導致能耗更加嚴重。

結論：

總之，加氫裂化是現階段煉化生產中非常重要的技術手段，在加氫裂化中會消耗大量的能量，對加氫裂化采取適當的節能措施，降低加氫裂化的能耗，是非常重要的發展趨勢。

參考文獻：

[1]黃舜堯，張鳳岐，王耀偉等.高氯原料加氫裂化裝置產物熱回收工藝方案的對比分析[J].現代化工，2019，39（12）：223-226.

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[3]童軍，李霄涵，何亮德等.催化劑級配技術在300萬t/a柴油加氫裂化增產化工原料裝置中的應用[J].現代化工，2019，39（11）：193-197.

[4]胡曉榮，張巖，向永生等.GARDES-II器外完全硫化催化劑在催化裂化汽油加氫脫硫裝置的工業應用[J].石油煉制與化工，2019，50（09）：59-63.