柴油加氢改质装置节能降耗技术分析

吴一凡

摘 要：本文先介绍了柴油加氢改质装置，然后就如何降低柴油加氢改质装置节能降耗，笔者进行了分析，给出了自己的建议。希望所得的结果能够引起大家的关注和重视，也希望这篇文字能为相关的领域提供一些有价值的参考。

关键词：柴油；加氢改质；节能降耗

中图分类号： TE3 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-01-0204-01

随着经济的不断发展，我国对能源的需求已经变得越来越急迫，而加氢改质装置作为炼油的关键装置之一，已经引起人们越来越高的重视。如何对其进行节能减排设计，这对于资源的利用来说，有着很大的意义。基于此，我们有必要对柴油加氢改质装置节能降耗技术进行分析与研究。

一、柴油加氢改质装置的介绍

一般来讲，炼油厂使用柴油加氢改质技术，它的最终目的是为了提升劣质的二次柴油的质量即在降低催化剂裂化柴油中的硫、氮等等杂质以及改善油品颜色的同时，又能够在很大程度上使得柴油中的十六烷值大大增加。纵观我国的日常使用的柴油加氢装置，其工艺流程主要包括以下三项：加氢改质工序、分馏以及煤油加氢补充精制等。在常规的加氢改质装置中，主要的化学反应有以下几种：①脱硫反应，其原理是在加氢精制条件下将石油馏分当中的含硫污物予以氢化分解，最终是其中的硫杂质成功脱离掉。②脱氮反应。原理和脱硫相似，想石油馏分中的氮杂质分离。③烃类的加氢反应。④含氧化合物的氢解反应。⑤脱金属反应。

二、柴油加氫改质装置节能降耗技术分析

（一）反应压力对装置加氢的影响。按照以往的经验来看，反应压力对于加氢的影响主要通过系统中的氢分压来体现其作用。这种系统中的氢分压的影响因素主要包括操作压力、循环氢纯度和原料的气化率等等一系列因素。加氢裂化在实质上其实就是分子数减少的反应，一旦增大压力，会有利于装置的加氢裂化，尤其有利于这些受到热力学平衡限制的芳烃的加氢反应[1]。总的来说，无论是对于气相还是对于企业混相的加氢反应，其受压力影响的效果是非常明显的。除此之外，由于压力的增大，这就等同于单位体积内的分子量增多，从而使得反应时间得以延长，在一定程度上能够提高转化率。鉴于循环芳香烃和有机氮化物的含量随着原料的干点变化而改变，一般干点越高，其含量也会增加，而且二者的结构也不一样，这样它们在二次加工生成油品中的含量比在直馏原料要高的多，最终如果要维持一定的转化浓度的话，就一定要提高氢分压。在合理的其他条件下，如温度、催化剂等，所选用的反应压力能够使得稠环芳烃的平衡转化率得以保障。

对于有关硫化物的加氢以及烯烃的加氢饱和反应来说，他们需要的反应压力不是很高，通常在低压下就能够实现较高的平衡转化率。这也可以说明，在高压下，上述加氢反应其深度其实是基本不受化学热力学的影响的。一般来讲，当压力高于3.0Pa时，其将不受热力学平衡的影响，这时的决定因素是速度以及时间。

另外，对于反应压力对加氢裂化的影响，在不同的催化剂作用下，其反应速度以及转化率是不同的[2]。比如在使用酸活性较低的催化剂时，其转化率随着压力的增加而增大，而且这种规律可以一直持续到很高的压力，在压力到达一个临界值以后，转化率开始下降。在日常的工业加氢工序中，反应压力不能仅仅被看做是操作因素，它也关系到工业装置的设备投资以及能量的消耗等等。

由以上我们可以看出，反应压力对于加氢的速度以及转化率影响是比较复杂的，在实际操作中，要综合各种因素予以考虑以达到节能的目的。

（二）优化低分气脱硫塔进料。对于那些脱硫化氢塔在实际操作起来比较困难的问题，可以进行适当的优化来进行节能。笔者认为，可以新增加几台串联浮头式换热器，或利用分馏塔底后的几台水冷换热器，从而使得硫化氢塔进料走管程，而分馏塔地的那些柴油则走壳程。通过实践可以发现，在增加换热器之后，该脱硫化氢塔操作起来也更容易得多，并且各项参数都向设计的数据靠拢，此时还可以形成稳定的气流，最终硫化氢和干气的清除率大大增加[3]。除此之外，柴油入空冷器时的温度也大幅降低，这不仅解决了柴油空冷器的负荷问题，而且使得柴油从装置出来时的温度也能够符合要求。还可以节省水电。

（三）脱丁烷塔顶气的回收利用。我装置分馏系统采用脱丁烷塔、分馏塔和石脑油分馏塔流程，脱丁烷塔顶气送至焦化装置回收利用，塔顶压力控制在1.0MPa左右。在装置运转过程中发现，脱丁烷塔在1.0MPa的压力下，脱除硫化氢的效果不是很理想，轻石脑油的腐蚀经常不合格，但由于后路装置的操作要求，压力没办法进行调整，所以造成了装置产出的石脑油必须在进行进一步加工才能成为合格产品。为了解决这一问题，可以考虑将脱丁烷塔顶气送至本装置的低分气脱硫装置，将低分气脱硫系统压力向下调整，将脱丁烷塔顶气脱硫后并入装置内部的燃料气管网。这样既可以解决脱丁烷塔顶的压力问题，又可以节省大量的燃料气。

（四）低分气的回收处理。在原设计中的低分气既可以送往PSA进行提纯，也可以并入装置内的燃料气管网，但考虑到装置的平稳操作和节能降耗，低分气并入了装置内的燃料气管网，在上面的优化中已经提到了将脱丁烷塔顶气并入低分气流程，初步估计脱丁烷塔顶气的产量为800-1000 Nm3/h，低分气产量约为2000 Nm3/h，这样将近3000 Nm3/h的低分气完全可以保证装置内的自产自用。这对于小炼厂或公用工程规模较小的炼厂来说，可以大大的减少燃料气管网的波动而带来的装置不平稳。同时，装置内采用燃料气作为密封气的容器，变为了低分气密封，因为低分气脱硫后的硫含量已大幅度下降，所以对油品的影响也相应的小了很多，特别是分馏系统的几个回流罐，密封气中的硫含量直接影响到产品质量

三、结语

在本文当中，笔者主要就柴油加氢改质装置节能降耗技术进行了分析。笔者认为，在进行加氢改质装置的节能设计时，应当首先充分考虑到反应压力带来的影响，然后对那些多余的耗能设备予以停用，对浪费的资源予以回收。

参考文献：

[1]李高峰，刘帅.柴油加氢装置节能降耗技术分析[J].石油炼制与化工，2010（12）.

[2]李淑娟.柴油加氢改质装置产率和能耗优化模型研究[D].大庆石油学院，2009，2.

[3]叶虎.炼油厂柴油加氢装置用能优化措施研究[J].广东化工，2013（30）