某炼厂蜡油加氢裂化装置能耗分析及节能措施

2017-09-15王东锋

化工技术与开发 2017年8期

关键词：蜡油原料油加氢裂化

王东锋

（中国石油广西石化公司，广西钦州 535008）

某炼厂蜡油加氢裂化装置能耗分析及节能措施

王东锋

（中国石油广西石化公司，广西钦州 535008）

本文详细分析了影响加氢裂化装置能耗的因素，并提出了相对应的节能降耗措施，可为同类型的加氢装置优化改造提供参考。

蜡油加氢裂化；能耗分析；节能措施

某炼厂蜡油加氢裂化装置采用美国UOP公司的Unicracking加氢裂化工艺技术，并由美国UOP公司提供工艺包。装置由反应、分馏、脱硫和公用工程等部分组成，采用一段全循环加氢裂化工艺。反应部分采用一段循环、炉后混油方案、热高分工艺流程。分馏部分采用汽提塔、分馏塔出航煤、柴油方案。分馏塔采用分馏进料加热炉，催化剂的硫化采用湿法硫化方案，催化剂再生采用器外再生方案。

装置以减压蜡油为原料，主要产品为石脑油、航空煤油、柴油及未转化油。少量的加氢裂化未转化油去重油催化裂化作为原料，冷低分气脱硫后去PSA装置进行氢气提浓，含硫干气至轻烃回收装置。设计能力为220万t·a-1，年开工时间为8400h，设计水力学弹性为设计原料进料量的60%～110%，设计能耗为1485.08MJ·(t原料油)-1。

1 工艺流程简述

冷原料油经原料油聚结脱水器脱水，并与自常减压装置来的热减压蜡油混合，然后与分馏部分的循环柴油在原料油/循环柴油换热器换热，通过原料油自动反冲洗过滤器除去大于 25μm 的固体颗粒，最后进入原料油缓冲罐。原料油缓冲罐中的原料经原料油泵升压后，先经热高分气/原料油换热器、反应产物/冷原料油换热器、反应产物/热原料油换热器换热，再与来自循环氢压缩机，经过热高分气/冷循环氢换热器、热高分气/热循环氢换热器换热、并经循环氢加热炉加热的循环氢混合后，进入加氢裂化反应器进行加氢精制、加氢裂化反应。

2 装置能耗的影响因素

1）操作条件对加氢裂化装置的能耗有直接或间接的影响，例如反应系统中的氢油比、空速、压力、温度以及催化剂的选择等等。装置反应条件越苛刻，装置能耗就会越高。

2）装置处理量大小的影响。处理量越高，总能耗就越高，但装置的单耗就会降低，均摊成本也会降低。

3）原料油组分以及装置目的产品的要求。原料油组分的轻重优劣不同，达到预定产品质量所需的反应深度不同，相应的能耗也不同。一般而言，原料组分越重，性质越差，能耗越高；产品质量要求越高，能耗越高。

4）装置的能耗构成。

某炼厂蜡油加氢装置2015～2017年度装置的主要能耗包括燃料气、蒸汽、电、水等公用介质的设计和实际消耗见表1和表2。

由表2可以看出，电耗和燃料气消耗所占比例最大，3.5MPa蒸汽消耗所占比例虽然高，但压缩机副产的1.0MPa背压蒸汽又拉低了装置整体蒸汽能耗，大概占到装置总能耗的5.7%～9.6%左右，而循环水、除水等介质消耗比例相对较低。针对以上能耗认真研究分析，对症下药，专门做了以下几个方面的节能降耗措施。

表1 装置设计能耗表

表2 2015～2017年度装置实际能耗表

3 装置节能减排措施

3.1 加强加热炉的管理与调整，提高加热炉热效率

1）及时调整加热炉的燃烧状况，节省燃料气用量。重视空气预热器的使用，经常关注加热炉的排烟温度，将排烟温度控制在120～130℃(设计指标120～200℃)，避免因排烟温度过高造成热量损失。

2）注意降低过剩空气系数，使其维持在适当的范围，日常操作中严格控制加热炉氧含量在 1%～3%之间，避免空气过剩带走大量热量。

3）定期去现场调整燃烧不好的火嘴，定期检查现场每个火嘴有无燃料气泄漏现象。

3.2 投用液力透平，回收装置能量

在加氢裂化装置的能耗中，电耗所占比例最大，而电耗中的77%～84%为高压电耗，因此，降低高压电耗对降低加氢裂化装置的能耗具有重要意义。采用液力透平是降低高压电耗的有效途径。2016年检修期间，蜡油加氢装置重点对液力透平进行了检修和维护，2017年3月21日蜡油加氢装置原料油泵液力透平一次性投用成功。4月5日，蜡油加氢装置富胺液能量回收透平一次性投用成功且运转正常。两套装置投用液力透平前后的电流及成本对比见表4。

3.3 优化工艺流程

优化加氢装置工艺流程可以降低装置总能耗，降低企业生产成本。蜡油加氢裂化是一个高压、高温而且放热量很大的过程，有效利用反应过程中放出的热量，对降低整个加氢裂化装置的能耗具有非常大的作用。减少装置的散热量，合理安排换热流程，让大部分的热量能得到充分的回收利用，可提高装置反应放出热量的利用效率。这些热量可用于对原料的加热，以及分馏系统产品的预加热，减少装置强行冷却浪费的能量，尽可能地减少公用工程中的冷、热循环水，以此达到降低装置能耗的效果。加氢裂化装置换热器介质的能量回收见表5。

3.4 保证装置高负荷运行

装置的负荷率大小直接影响单位能耗。在高负荷运行时，循环氢压缩机、新氢压缩机、原料油泵等设备的用能效果将大大提高，因此，装置维持长期高负荷生产，也是加氢裂化装置节能降耗的重要措施之一。

表4 装置投用液力透平前后的电流及成本对比

表5 换热器介质的能量回收

3.5 投用压缩机赫尔比格无极气量节能设备

蜡油加氢装置新氢压缩机安装了最新节能设备——赫尔比格无极气量调节节能设备。2016年公司大检修后开工期间，装置开新氢压缩机时，便第一时间投用了此节能措施。经对比，装置在相同负荷的情况下，蜡油加氢装置两套压缩机电流合计为860A。投用赫尔比格节能设备之后，两套压缩机电流合计为680A，每h节省电流180A。每天可节省44893.44kWh，每年按运行10个月计算，可节省1346.8万kWh，可节省成本754.2万元。

3.6 采用变频调节器

蜡油加氢裂化装置共有26台空冷使用了变频调节技术，变频调节技术的投用，为装置降低电耗起到了一定作用。根据科学计算，当电动机实际负荷低于设计的68%，而且额定功率大于10kW时，合理使用变频调节技术，能够有效降低装置能耗。

3.7 装置采用的其它节能措施

1）P203、P202、分馏塔底热油泵采用蒸汽透平，降低电耗；2）循环氢压缩机油泵采用蒸汽透平，降低电耗；3）装置根据天气气温变化，及时调节水冷器中循环水量；4）在低负荷情况下，鼓风机K201采用永磁调速技术，降低电耗。