淺談柴油加裂裝置的能耗構(gòu)成及節(jié)能降耗措施

黃劍波（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波315800）

為貫徹落實(shí)某石化公司，關(guān)于開(kāi)源節(jié)流及降本增效的要求。針對(duì)該公司200 萬(wàn)噸/年柴油加氫裂化裝置進(jìn)行能耗構(gòu)成分析，并針對(duì)主要耗能點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)分析，通過(guò)加強(qiáng)管理和操作優(yōu)化，使裝置綜合能耗得到降低。

近幾年，煉油行業(yè)受到柴汽比大幅度降低的影響，大部分新建裝置都設(shè)計(jì)了將柴油通過(guò)柴油加氫裂化工藝，將柴油轉(zhuǎn)化為汽油或化工原料的裝置。某石化2016年新建一套200萬(wàn)噸/年柴油加氫裂化裝置，并于2018年底進(jìn)行了檢修改造，于2019年1月開(kāi)始進(jìn)入第二周期進(jìn)行。

1 柴油加氫裂化裝置的能耗構(gòu)成

裝置2019 年實(shí)際能耗構(gòu)成見(jiàn)表1。由表1 可以看出，裝置能耗構(gòu)成中電、燃料、蒸汽所占比例最大。因此降低裝置綜合能耗應(yīng)重點(diǎn)從降低蒸汽、燃料、電力消耗等方面入手。

柴油加氫裂化裝置操作壓力12Mpa，起始反應(yīng)溫度350℃。主要生產(chǎn)石腦油、航煤等產(chǎn)品，轉(zhuǎn)化率大于50%。受到操作壓力及產(chǎn)品多樣化的影響，裝置能耗也較高。

1.1 電能消耗

柴油加裂裝置電能消耗主要由新氫壓縮機(jī)、反應(yīng)進(jìn)料泵、注水泵構(gòu)成，其它機(jī)泵耗電占比較小。因此降低新氫壓縮機(jī)、反應(yīng)進(jìn)料泵和注水泵的電力消耗就能大幅降低裝置的總電力消耗。

1.2 燃料氣消耗

加裂裝置燃料消耗主要由四部分組成:反應(yīng)加熱爐燃料、分餾加熱爐燃料、航煤加熱爐燃料以及容器氣封(隔絕空氣)用的燃料，具體情況見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出，3個(gè)加熱爐燃料消耗差距較大，三者總消耗占比99%。為保證裝置能在事故狀態(tài)下，迅速降低精制反應(yīng)器入口溫度，反應(yīng)爐入口和出口溫差一般控制在10 ～20 ℃。目前反應(yīng)爐出口和入口溫差在18℃左右。因此可以適當(dāng)降低反應(yīng)爐出口和入口溫差來(lái)降低反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的熱負(fù)荷，同時(shí)可考慮優(yōu)化分餾塔和航煤塔操作，以便降低分餾爐和航煤爐的熱負(fù)荷。

1.3 蒸汽消耗

柴油加裂裝置消耗3.5MPa 蒸汽，1.0MPa 蒸汽由背壓式汽輪機(jī)消耗3.5MPa蒸汽產(chǎn)生，同時(shí)分餾塔汽提蒸汽、石腦油分餾塔汽提蒸汽以及裝置伴熱蒸汽消耗1.0MPa 蒸汽。從表1可以看出3.5MPa 蒸汽消耗占比較大，循環(huán)氫壓縮機(jī)負(fù)荷越大則3.5MPa蒸汽消耗越大。

2 柴油加氫裝置節(jié)能降耗措施

表1 柴油加氫裝置能耗（標(biāo)油） t/t

圖1 柴油加氫裝置燃料氣消耗構(gòu)成

柴油加氫裝置節(jié)能降耗措施主要包括以下幾個(gè)方面:①改進(jìn)工藝流程和操作條件，降低工藝總能耗;②提高能量回收率，減少排棄能量;③提高能量轉(zhuǎn)化效率，減少裝置供入能量;④實(shí)現(xiàn)熱力聯(lián)合，提高熱直供料比例;⑤加強(qiáng)設(shè)備和管線(xiàn)保溫，減少熱損失。[1]

2.1 裝置現(xiàn)有節(jié)能降耗措施

2.1.1 余熱回收系統(tǒng)

裝置反應(yīng)加熱爐、分餾加熱爐和航煤加熱爐各自設(shè)置余熱回收系統(tǒng)，余熱回收系統(tǒng)是一種通過(guò)進(jìn)氣和排煙換熱回收能量的裝置，投用余熱回收系統(tǒng)可使加熱爐的熱效率達(dá)到90%以上。余熱回收系統(tǒng)投用后，降低了燃料氣的消耗，是裝置主要節(jié)能方法之一。

2.1.2 新氫壓縮機(jī)系統(tǒng)

裝置共有3臺(tái)新氫壓縮機(jī)(C-101A/B/C，一開(kāi)兩備)，其中C-102C 滿(mǎn)負(fù)荷28000Nm3/h，C-102A/B 滿(mǎn)負(fù)荷為44000Nm3/h。裝置在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下每小時(shí)氫耗為45000Nm3左右，外裝置最大能供氫25000Nm3/h 高壓氫氣。為最大限度節(jié)能降耗，保持C-102C 的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，裝置加強(qiáng)了C-102C 巡回檢查及維護(hù)力度，C-102C的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行大幅降低了裝置電耗。

2.1.3 液力透平

熱高分油通過(guò)高壓角閥減壓后進(jìn)入熱低壓分離器，這一過(guò)程浪費(fèi)了大量的壓力能，可以通過(guò)液力透平回收這部分能量。液力透平通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)反應(yīng)進(jìn)料泵，從而降低反應(yīng)進(jìn)料泵的電消耗。

3 節(jié)能降耗建議

3.1 新氫壓縮機(jī)安裝無(wú)極調(diào)量系統(tǒng)

新氫壓縮機(jī)安裝無(wú)極調(diào)量系統(tǒng)。裝置新氫機(jī)是往復(fù)式壓縮機(jī),采用三級(jí)壓縮,通過(guò)返回調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣量。可以參照同類(lèi)加氫裂化裝置改造成的新氫機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)量系統(tǒng)，這種調(diào)節(jié)方法節(jié)效果明顯。

3.2 裝置操作優(yōu)化

反應(yīng)系統(tǒng)控制合適的氫油比，根據(jù)裝置實(shí)時(shí)的加工負(fù)荷隨時(shí)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，保證精制反應(yīng)器和裂化反應(yīng)器的氫油體積比都在750左右。750左右的氫油比可以保證足夠量的冷氫同時(shí)循環(huán)氫壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速也不是很高，這樣可以節(jié)約3.5MPa蒸汽的消耗。

分餾系統(tǒng)在保證產(chǎn)品合格的前提下，適當(dāng)降低回流比，這樣可以減少塔底熱源的消耗同時(shí)可以適當(dāng)提高空冷冷后溫度，降低空氣冷卻器的電力消耗。適當(dāng)降低燃料氣氧含量，使?fàn)t子降低燃燒成本。

4 結(jié)語(yǔ)

某石化公司200 萬(wàn)噸/年柴油加裂裝置通過(guò)優(yōu)越的管理方法、優(yōu)化操作、節(jié)能設(shè)備等節(jié)能措施,使加裂裝置的能耗得到降低，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，這表明該加裂裝置的工藝較為先進(jìn)并且管理方法比較優(yōu)越。