降低蠟油加氫裂化裝置運行能耗的有效措施研究

王國聖 高陽

摘要：蠟油加氫裂化裝置是煉廠中的用能大戶，其操作水平及用能狀況對全廠能耗有著重要的影響，優化工藝技術，減少工藝用能，改進設備，不斷探索節能降耗的措施具有極其重要的意義。本文以某煉廠蠟油加氫裂化裝置為例，介紹了加氫裂化裝置的用能原理和特點，詳細分析了影響加氫裂化裝置能耗的主要因素，并提出了相對應的節能降耗措施，通過采取提高加熱爐熱效率、投用液力透平、優化工藝流程、保證裝置高負荷運行、采用變頻調節器等措施，有效降低加氫裂化裝置的燃料氣、電、蒸汽等主要項目的消耗，達到降低裝置能耗的目的。

關鍵詞：蠟油加氫裂化裝置；能耗分析；降耗措施

1.加氫裂化裝置工藝流程概述

某煉廠蠟油加氫裂化裝置采用美國UOP 公司專利技術，裝置由反應部分、分餾部分、脫硫部分和公用工程部分等組成，采用一段全循環加氫裂化工藝。反應部分采用一段循環、爐后混油方案、熱高分工藝流程。分餾部分采用汽提塔、分餾塔出航煤、柴油方案。分餾塔采用分餾進料加熱爐，催化劑的硫化采用濕法硫化方案，催化劑再生采用器外再生方案。裝置以減壓蠟油為原料，主要產品為石腦油、航空煤油、柴油及未轉化油。少量的加氫裂化未轉化油去重油催化裂化作為原料，冷低分氣脫硫后去PSA 裝置進行氫氣提濃，含硫干氣至輕烴回收裝置。

該蠟油加氫裂化裝置其工藝流程是冷原料油經原料油聚結脫水器脫水，并與自常減壓裝置來的熱減壓蠟油混合，然后與分餾部分的循環柴油在原料油/循環柴油換熱器換熱，通過原料油自動反沖洗過濾器除去大于 25μm 的固體顆粒，最后進入原料油緩沖罐。原料油緩沖罐中的原料經原料油泵升壓后，先經熱高分氣/原料油換熱器、反應產物/冷原料油換熱器、反應產物/熱原料油換熱器換熱，再與來自循環氫壓縮機，經過熱高分氣/冷循環氫換熱器、熱高分氣/熱循環氫換熱器換熱、并經循環氫加熱爐加熱的循環氫混合后，進入加氫裂化反應器進行加氫精制、加氫裂化反應。

2.影響加氫裂化裝置能耗的主要因素

2.1裝置的能耗構成。

通過對該煉廠蠟油加氫裝置2015～2017 年度裝置的主要能耗包括燃料氣、蒸汽、電、水等公用介質的設計和實際消耗表進行對比分析可以看出，電耗和燃料氣消耗所占比例最大，3.5MPa 蒸汽消耗所占比例雖然高，但壓縮機副產的1.0MPa 背壓蒸汽又拉低了裝置整體蒸汽能耗，大概占到裝置總能耗的5.7%～9.6% 左右，而循環水、除水等介質消耗比例相對較低。

2.2操作條件

操作條件對加氫裂化裝置的能耗有直接或間接的影響，例如反應系統中的氫油比、空速、壓力、溫度以及催化劑的選擇等等。裝置反應條件越苛刻，裝置能耗就會越高。

2.3裝置處理量

裝置處理量大小的影響。處理量越高，總能耗就越高，但裝置的單耗就會降低，均攤成本也會降低。

2.4原料油組分以及裝置目的產品的要求

原料油組分的輕重優劣不同，達到預定產品質量所需的反應深度不同，相應的能耗也不同。一般而言，原料組分越重，性質越差，能耗越高；產品質量要求越高，能耗越高。

針對以上能耗認真研究分析，對癥下藥，采取針對性的節能降耗措施。

3.降低加氫裂化裝置能耗的措施

3.1加強加熱爐的管理與調整，提高加熱爐熱效率

（1）及時調整加熱爐的燃燒狀況，節省燃料氣用量。重視空氣預熱器的使用，經常關注加熱爐的排煙溫度，將排煙溫度控制在120～130℃（設計指標120～200℃），避免因排煙溫度過高造成熱量損失。

（2）注意降低過剩空氣系數，使其維持在適當的范圍，日常操作中嚴格控制加熱爐氧含量在 1%～3%之間，避免空氣過剩帶走大量熱量。

（3）定期去現場調整燃燒不好的火嘴，定期檢查現場每個火嘴有無燃料氣泄漏現象。

3.2投用液力透平，回收裝置能量

在加氫裂化裝置的能耗中，電耗所占比例最大，而電耗中的77%～84% 為高壓電耗，因此，降低高壓電耗對降低加氫裂化裝置的能耗具有重要意義。采用液力透平是降低高壓電耗的有效途徑。在裝置檢修期間，蠟油加氫裝置重點對液力透平進行了檢修和維護，與此同時，蠟油加氫裝置原料油泵液力透平一次性投用成功。經過一段時間運行后，蠟油加氫裝置富胺液能量回收透平一次性投用成功且運轉正常。通過對兩套裝置投用液力透平前后的電流及成本對比表進行分析投用后電流節省明顯。

3.3優化工藝流程

優化蠟油加氫裂化裝置工藝流程可以有效降低裝置總能耗，降低企業生產成本。蠟油加氫裂化是一個高壓、高溫而且放熱量很大的過程，有效利用反應過程中放出的熱量，對降低整個加氫裂化裝置的能耗具有非常大的作用。減少裝置的散熱量，合理安排換熱流程，讓大部分的熱量能得到充分的回收利用，可提高裝置反應放出熱量的利用效率。這些熱量可用于對原料的加熱，以及分餾系統產品的預加熱，減少裝置強行冷卻浪費的能量，盡可能地減少公用工程中的冷、熱循環水，以此達到降低裝置能耗的效果。

3.4保證裝置高負荷運行

裝置的負荷率大小直接影響單位能耗。在高負荷運行時，循環氫壓縮機、新氫壓縮機、原料油泵等設備的用能效果將大大提高，因此，裝置維持長期高負荷生產，也是加氫裂化裝置節能降耗的重要措施之一。

3.5投用壓縮機赫爾比格無極氣量節能設備

蠟油加氫裝置新氫壓縮機安裝了最新節能設備——赫爾比格無極氣量調節節能設備。2016 年公司大檢修后開工期間，裝置開新氫壓縮機時，便第一時間投用了此節能措施。經對比，裝置在相同負荷的情況下，蠟油加氫裝置兩套壓縮機電流合計為860A。投用赫爾比格節能設備之后，兩套壓縮機電流合計為680A，每h 節省電流180A。每天可節省44893.44kWh，每年按運行10 個月計算，可節省1346.8 萬kWh，可節省成本754.2 萬元。

3.6采用變頻調節器

本廠蠟油加氫裂化裝置共有26 臺空冷使用了變頻調節技術，變頻調節技術的投用，為裝置降低電耗起到了一定作用。根據科學計算，當電動機實際負荷低于設計的68%，而且額定功率大于10kW 時，合理使用變頻調節技術，能夠有效降低裝置能耗。

3.7裝置采用的其它節能措施

（1）P203、P202、分餾塔底熱油泵采用蒸汽透平，降低電耗；

（2）循環氫壓縮機油泵采用蒸汽透平，降低電耗；

（3）裝置根據天氣氣溫變化，及時調節水冷器中循環水量；

（4）在低負荷情況下，鼓風機K201 采用永磁調速技術，降低電耗。

4.結束語

對于能耗占比較高的蠟油加氫裂化裝置來說，合理利用現有能源、降低裝置能耗、節約能源對于提高煉廠效益來說十分重要，因此，除針對上文中總結的主要能耗因素分析和針對性降耗之外，裝置還可以采取在油泵上增加蒸汽液力透平、及時調節裝置水冷器循環水流量、鼓風機采用永磁調速技術等措施，以真正實現裝置的節能降耗。

參考文獻

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（作者單位：中國石油四川石化有限責任公司）