節能措施應用助力柴油質量升級

宋小梅

摘要：本文通過對某廠加氫裝置柴油質量升級過程中存在問題的統計和分析，制定了針對性的節能措施，有效降低了裝置能耗，達到較好的節能效果。

關鍵詞：加氫;柴油;質量升級;節能

為了減少環境污染，人們不斷地對石油產品提出更高的要求。硫是石油產品中最主要的污染物。因此，降低柴油硫含量的工作受到廣泛的關注。50×104t/a催柴加氫精制裝置是利用原30×104t/a柴油加氫精制裝置改擴建而成。2015年1月1日開始，汽柴油加氫精制裝置根據上級要求開始生產國Ⅳ車柴，之后根據市場需求多次進行車柴和普柴交替生產。面對即將實施的國Ⅴ柴油標準，如果繼續按照原先的生產工藝進行生產，將不能滿足柴油新標準的要求。所以，根據國Ⅵ柴油的生產經驗，聯合撫研院專家和總廠各級領導共同探討，通過提高反應溫度、降低反應空速、提高催化劑活性等措施來提高柴油脫硫率，生產出合格的國Ⅴ加氫精制柴油（硫含量≯0.001%），并且達到長周期運行的目的，同時根據國Ⅵ柴油生產存在能耗高的問題，采取措施進一步降低裝置能耗。

一、現狀調查分析

1.1加氫裝置現狀調查分析

汽柴油加氫裝置設計處理催化柴油和直餾柴油30萬噸/年，1996年6月投料試車一次成功。2003年對裝置進行改擴建，改造后加工催化柴油、焦化汽柴油和直餾柴油，處理能力增加至50萬噸/年，10月開車成功。為滿足裝置生產硫含量小于50mg/kg精制柴油的要求，加氫裝置增設了循環氫脫硫、新氫分液罐及配套設施，2013年5月投入使用。

該裝置生產方案是采用某研究院開發的加氫精制工藝技術，以直餾柴油、催化柴油、焦化柴油、焦化汽油的混合油為原料，經過催化加氫反應進行脫硫、脫氮、烯烴飽和，生產滿足國標要求的精制柴油。同時，裝置還生產少量粗汽油，作為全廠汽油調和組分或重整預處理原料。裝置副產的干氣去重整裝置乙醇胺脫硫單元脫除H2S。

1.2國Ⅳ柴油生產存在的問題

（1）因2013年檢修時對高壓換熱器的E102/2，3中的20根泄露管束進行堵管處理，生產中一系列加熱爐F101換后溫度較低，加熱爐爐膛溫度需保持在500℃左右才能滿足生產，消耗燃料氣較多，而二系列加熱爐靠反應溫升的換熱即可滿足生產。

（2）精制柴油出裝置溫度較高，空冷C105之前的溫度約95℃，致使空冷長時間開啟降溫，精制柴油熱量未充分利用;并且分餾塔進料溫度（與精制柴油換熱）較低（約150℃），分餾塔重沸爐燃料氣消耗也稍高。

（3）裝置運行后期，處理量超過60T/h（設計值62.5T/h）時反應器入口溫度需要提高至302℃左右，床層高點溫度接近388℃，精制柴油硫含量維持在≯50mg/kg比較困難，如果生產更高標準的柴油，需要更換新型催化劑并且降低處理量。

二、改善措施的實施

1、質量升級改造方案

1.1精制柴油流程改造：

精制催化柴油經過E4102/2，3后分成二路：一路經過新增的手閥送回重催（重催裝置設調節閥控制流量約10T/h），重催將經過加氫精制后的催化柴油重新加工，以提高總廠汽柴比（LTAG技術）;另一路經過新增調節閥LIC201（代替原來的調節閥LIC201控制分餾塔液位，原LIC201改閥號為HC2011，手動全開。）后又分成三路：一路利用原出裝置流程（約20T/h）至2罐區位置與罐區至液相加氫裝置的開工柴油線碰接管道，根據生產方案送至液相加氫裝置或罐區。空冷C105之后增加調節閥FIC11703（循環量控制在15 T/h左右）送至原料罐D101循環（生產國Ⅴ柴油時使用，為防止床層溫度過高，需提高原料柴油比例，降低床層溫升）;第二路經過新增閥A跨過空冷和柴油過濾器直接熱出料;第三路去不合格油線原流程不變

1.2更換新型催化劑

某研究院根據總廠加工方案的變化，優化催化劑級配體系，提出新的裝置換劑方案。保護劑和捕硅劑直接作為廢劑處理，每個反應器上部930mm催化劑作為廢劑處理，FHUDS-5催化劑經過再生及活性更新后，用在100萬噸/年柴油液相循環加氫裝置上，FHUDS-6催化劑進行再生及活性更新，不足部分補充新型FHUDS-8催化劑。

2、裝置節能改造方案

2.1低溫熱利用改造方案

為充分利用精制柴油的熱量，在E4102/2，3之后新增加兩臺換熱器E4102/4，5（放置在原E4102/1西側空地），原TV4201和TV4212管線碰頭位置適當改變，仍保留調節閥的跨線調節功能，改造內容黑色粗線為本次改造增加內容：

2.2 高壓換熱器更換方案

因反應系統的高壓換熱器E102/2，3堵管多，換熱效果差，在檢修之前上報設備科并闡述更換的重要性，建議利用檢修期間進行更新，以充分利用換熱溫升，降低燃料氣消耗。2016年4月檢修期間，高壓換熱器E102/2，3根據計劃進行了更換。

三、改善措施實施后效果

裝置質量升級改造后，裝置更換了新型催化劑、增加了精制油循環流程、更換原料降低了裝置處理量，但并未立即進行國Ⅴ柴油的試生產，而是根據總廠要求進行了LTAG線的投用試運，目前基本只生產硫含量≯350mg/kg的柴油，根據情況直供罐區或液相加氫裝置。

依照數據顯示，改造后處理量明顯降低，焦化汽油比例升高，床層溫升和氫耗明顯增加;并且反應器入口溫度和平均反應溫度降低較多，空速降低，氫油比提高較多。通過以上數據分析，在考慮生產硫含量≯10mg/kg的國Ⅴ柴油時，根據床層溫升情況必須進行部分柴油循環降溫或降低焦化汽油比例，并且循環氫轉速無需提高。

而裝置改造后燃料氣消耗明顯降低，實物消耗約降低167噸/月，因改造后部分時間處理量較高，裝置開高壓兩臺進料泵，致使電量消耗較高，但整個過程中空冷C105是停運的。改造后同等處理量的情況下，裝置綜合能耗下降了4.527千克標油/噸。電按照0.596元/kWh，燃料氣按照700元/噸，那么質量升級與節能改造投用后前三個月，僅考慮裝置能耗，我們可以獲得經濟效益約為40萬元。

四、結論

加氫裝置質量升級改造后，通過根據產品柴油硫含量的大小，調整反應入口溫度，不僅降低能耗和氫耗，而且也能做到質量不過剩。管理者可以通過科學的統計與對比，制定改善裝置運行條件的措施等方法，選擇最優化裝置流程生產運行，有效降低裝置能耗，達到節能降耗的目的。