催化裝置流程優化及節能效果分析

宋洪舉

中海石油中捷石化有限公司 河北黃驊 061101

催化裝置設計加工流程對于裝置的綜合利用效率、經濟效益都會產生較大的影響。為了進一步探討催化裝置流程優化與節能策略，現結合具體案例分析如下。

1 工況概述

本項目選擇某石化有限公司，原材料為常壓渣油，借助于同軸單器單段逆流再生來實現生產目標。為了進一步提升汽油質量，滿足生產效益方面的要求，采取雙提升管改造技術，該改造技術基于傳統汽油改質提升技術，用于解決汽油烯烴含量較高、多產丙烯問題，同時也在客觀上促進了辛烷值的提升。經過技術改造后，裝置使用正常，產品質量達到設計標準與規范化要求，但是卻出現能耗不降反升的問題，遠高于預先設計值，此為研究背景。

2 催化裝置流程優化與節能策略

催化裝置流程優化之前需要明確具體的流程優化目標與優化內容，現分別探討如下。

2.1 換熱流程優化的主要內容

催化裝置換熱流程優化能夠減輕工作負擔，降低能源消耗水平，主要涉及到兩個方面的優化內容，一是頂循一次做氣分裝置再沸器熱源的選擇以及二次MTBE 裝置回收塔塔底再沸器熱源的選擇；二是循環油漿補熱回流以及循環油漿一次加熱常壓裝置換后的初底原油處理問題。

2.2 工藝物流換熱流程改造策略

實施工藝物流換熱流程改造，主要涉及到如下幾個方面的改造策略：一是一中回流改造。該改造主要通過換熱器來實現穩定塔、解吸塔的塔底再沸器熱源溫度控制問題，由于一中回流能夠提供較高的熱量，穩定塔與解吸塔的再沸器總熱量都可以得到很好的滿足，所以一中回流熱量剩余部分可以得到很好的滿足。在正常條件下，再沸器不會再次投用，所以禁止在不穩定的情況下就使用，需要提前進行測試，合格后方可投入。在改造過程中需要密切關注傳熱溫差的變化問題，如溫差較小，說明再沸器的運行狀態良好，此時反塔溫度也容易調節。實施設備選型時應盡可能適當增加選型的空間，這樣有助于增加操作的彈性，避免出現誤操作的事故發生。相比于改造前的流程，該改造過程中換熱器被保留，但是實際的熱負荷已經很小，功能也從基礎換熱轉變為反塔溫度保持，所以能耗顯著降低；二是柴油的換熱流程改造。柴油的換熱流程主要包括換熱器、原料油和富油的換熱過程，整個換熱流程結束后，產品會被降溫到130℃，此時換熱器當中添加熱水，相比于原始流程，加熱工藝物流的流程沒有發生變化，原料的進料溫度得到了很好的控制，所以節能效果突出；三是頂循改造。頂循改造主要通過新增脫丙烷塔底再沸器以及甲醇回收塔塔底再沸器的方式來實現，相比于傳統生產流程，經過技術改造后的揚程得到了很好的調教，不但滿足了頂循泵的實際使用要求，同時也解決了催化、氣分的熱量措施，整體節能降耗的效果明顯；四是油漿系統改造。油漿的換熱主要通過兩個常用換熱器以及一個原料二次換熱設備來完成，初底原油的加熱溫度達到300℃，隨后將其控制在203℃，此時反塔的溫度為280℃左右。相比于原流程，油漿一次補熱效率得到提升，同時熱負荷控制良好，相比于之前節約標準燃料油30%以上，飽和氣的熱焓差達到2.19GJ/t。

2.3 節能改造策略

節能改造主要通過對催化裂化裝置的低溫余熱換熱流程實施技術改造來實現。在改造過程中，對來自氣分裝置的熱水回水以及采暖水回水實施混合，隨后經過新增板式換熱器配合除鹽水完成換熱操作，將除鹽水進行持續加熱，達到43℃后再將熱水自身溫度控制到65℃，隨后經過緩沖罐繼續泵送到換熱器當中予以換熱，此時換熱溫度達到82℃，塔頂油氣穩定控制在83℃，隨后將熱水分為三路進行流量劃分，分別控制好各自的流量，經過換熱器以及板式換熱器后達到汽油穩定循環，頂循換熱目標，熱水加熱到96℃后，柴油、汽油與頂循分別被冷卻到相應的溫度，模擬計算的過程可以得到K 值。對比傳統改造手段，該改造手段可以確保低壓蒸汽熱水補熱換熱效果，熱水經過升溫后改造成果顯著。

3 催化裝置流程優化及節能效果分析評價與展望

催化裝置流程優化與技術改造不但要兼顧現階段的經濟效益，還需要適應未來可拓展空間的客觀需求，現分別從如下幾個方面進行探討。

3.1 生焦率

對生焦率進行控制也是催化裝置流程改造的重心之一，在設計過程中需要特別分析到生焦率對于裝置的能耗影響，如果是導致裝置能耗較高的主要原因，可以通過對反應操作實施技術優化，解決汽油提升管反應進料溫度等方式來降低生焦率的影響，也可以通過合理控制反應深度，添加合適催化劑的方式來予以解決，經過催化劑生焦率控制，進而為企業的節能減排工作提供良好的作用空間，同時也解決了設備壽命較短的問題，提升了投資回報率。

3.2 煙機發電

煙機發電過程中的能耗管理也是未來催化裝置的重點，結合現階段催化裝置的改造前煙機發電能耗情況，實施技術改造，主要對進料配比、主風量、再生器壓力等技術參數實施優化，進一步提升再生器的操作壓力，降低雙動滑閥的影響，結合生產情況對風量進行調整，進而達到提升煙氣品質的效果。除此之外，還需要逐步向煙氣旁路閥門進行推進，解決入口蝶閥的開合操作問題，避免由于蝶閥限流影響到節能減排的效果。特別針對主風機的機組耗電問題，必要時需要對相關組件進行集體更換，以此來提升整體的生產效益。

3.3 溶劑再生

溶劑再生可以通過改善胺液的濃度來實現，能夠顯著提升硫化氫的吸收水平，從而更快速的達到降低循環量的目標。除此之外，針對胺液再生重沸器進行加熱處理，也能夠達到蒸汽用量控制的目標。現階段國外應用較為廣泛的催化裝置濃度設置為40%以上，如果能夠將其控制到30%，再提升到45%，這樣就可以有效降低溶劑循環量。除此之外，投用溶劑對于過濾凈化系統也具有不少作用，可以達到提升清潔度的效果，有助于減輕塔盤堵塞的幾率，從而取得良好的經濟效益與生產效果。

3.4 機泵節能

機泵節能主要包括三個方面的內容，一是做好變頻器的更換，通過更新變頻器，可以選擇到更適應機泵需求的設備，部分裝置能夠長時間運行且不處于滿負荷狀態，實際的流量低于機泵的額定要求是關鍵，否則就需要對其進行節流調整，解決變頻調節的問題才能夠確保變頻節電的整體效果；二是需要采取葉輪切削的模式，根據機泵運行的情況做好合理配置，結合天氣變化的情況作出必要的調整，如排查流量變化不大、出口閥限量嚴重，則應該采取機泵葉輪切削處理的方式來減輕能耗要求，進一步采取必要的技術措施來提升節能效果；三是采取錯峰用電管理模式。錯峰用電需要在不影響整體安全的條件下進行，臨時性的用電主要安排在低峰時間，能夠有效降低運行負荷，同時也可以采取錯峰用電的模式來緩解企業經營成本，從而取得良好的經濟效益。

3.5 蒸汽伴熱改水

催化裝置出現能耗較高問題往往與冬季的管線伴熱消耗有關，需要做好技術改造工作，避免跑冒滴漏的不良影響，可以進一步減輕維護成本與壓力。

3.6 保溫修復

針對催化裝置的內部管線特征，做好高溫管線的布置與管理，對于機泵上存在的保溫層脫落、閥門保溫不到位問題，也可以選擇優質保溫材料，進一步對管網的保溫體系進行完善，加強系統維修管理水平，從而消除滴漏帶來的影響，提升整體穩定性。

4 結語

綜上所述，催化裝置實施流程優化與節能改造后，可以顯著降低熱負荷水平，進而減輕能耗壓力，取得良好的經濟效益與生產效益。特別是低溫熱利用改造后，裝置生產過程中產生的大量廢熱都得到了很好的應用，同時解決了高能低用的問題，取得顯著的經濟效益。在實施催化裝置技術改造時，要考慮到原有流程的技術現狀，實施技術改造則需要確保整體的流程穩定，避免出現改造成本過高、投資過大問題，以降低改造周期為目標原則，確保節能效果，重點解決未來節能趨勢并提供拓展空間，為推動行業的穩定快速發展做出積極的貢獻。