黑大偉 劉濤(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)
加氫裂化裝置節(jié)能增效的分析與探討
黑大偉 劉濤(陜西煤業(yè)化工集團神木天元化工有限公司,陜西 榆林 719319)
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,對于石油化工行業(yè)的需求日益提升。加氫裂化裝置是石化企業(yè)極為重要的設備之一,對于石化產(chǎn)品的深加工發(fā)揮著不可替代的作用。在國家構建節(jié)約型社會的趨勢促動下,如何提升加氫裂化裝置的節(jié)能化、高效化和環(huán)保化顯得十分必要。目前我國加氫裂化工藝還存在一些不足,因此加大對加氫裂化技術裝置的研究、完善和創(chuàng)新,是石化企業(yè)所面臨的共同課題。
加氫裂化;節(jié)能增效;工藝;分析
國民經(jīng)濟的發(fā)展離不開石油化工行業(yè)的能源支撐與保障,然而石化企業(yè)在生產(chǎn)過程中,也會造成巨大了能量損耗,例如:水、電、汽和燃料等。耗能量問題不僅會對企業(yè)經(jīng)濟效益造成影響,而且還關乎環(huán)保問題,此外還涉及到石油資源合理利用的轉(zhuǎn)化效率。隨著企業(yè)市場競爭壓力的不斷加劇,以及在節(jié)約型社會的趨勢促動下,如何實現(xiàn)生產(chǎn)加工過程的節(jié)能增效意義十分重大。加氫裂化裝置在石化工業(yè)中占據(jù)著極為重要的地位,本文針對分析了加氫裂化裝置在生產(chǎn)應用過程中的能耗現(xiàn)狀,進而探究加氫裂化裝置實現(xiàn)節(jié)能增效的策略與途徑,以期為加氫裂化裝置的優(yōu)化利用提供參考和借鑒。
加氫裂化裝置的種類很多,按照反應器來區(qū)分,可包含為一段法和二段法。其中,一段法裝置原理是將原料油、循環(huán)油及氫氣等混合物經(jīng)過加熱,再導入到裝有粒狀催化劑的反應器中,再此基礎上,混合物分別經(jīng)高壓和低壓分離器,進而實現(xiàn)液體產(chǎn)品與氣體的分離,最后分離出的液體在分餾塔的蒸餾作用下得到所需的石油餾分產(chǎn)品?;谝欢畏鸦瘡姸容^弱以及工藝流程相對簡單的特點,目前主要以生產(chǎn)中間餾分油為主要目標。其次,二段法與一段法相比,區(qū)別在于增加了一個反應器,其中在第一級反應器中,主要是去除氮和硫化合物等物質(zhì),從而形成加氫精制階段。而在第二級反應器中,則為加氫裂化反應階段。基于二段法裂化深度較強以及對原料適應性強、產(chǎn)品分布可調(diào)節(jié)性較大的特點,一般應用于汽油生產(chǎn)當中。不過二段法的流程也十分復雜,而且前期投資及后期維護費用也很高。最后,加氫裂化裝置的主要設備包括有加氫反應器、高壓換熱器、高壓空冷、高壓分離器、反應加熱爐、新氫壓縮機、循環(huán)氫壓縮機和自動反沖洗過濾器等。
加氫裂化裝置是在高溫、高壓和臨氫的環(huán)境下生產(chǎn)運行的,因此能源消耗巨大。其中生產(chǎn)中對于電力和蒸汽的消耗最為劇烈,而在反應器入口及分餾塔塔底的加工中,同樣需要大量的熱量作為保障,以維持裝置生產(chǎn)所需。這對于加熱爐和換熱回收的能耗會產(chǎn)生較大的影響。此外,加氫裂化裝置所需的工作壓力較大,因此蒸汽和熱量的消耗損失也呈現(xiàn)出上升的趨勢。因此,要想實現(xiàn)加氫裂化裝置的節(jié)能增效目標,必須要掌握和了解能量消耗分布情況,針對不足之處并合理加以改進,同時優(yōu)化能源監(jiān)管與控制,最終達到綜合降耗的目標。
2.1 工藝流程布置
加氫裂化工藝流程是否科學、合理和規(guī)范,對于節(jié)能增效具有著決定性的影響作用。不僅要根據(jù)原料以及產(chǎn)品的需求制定高效和標準的流程設計,同時在催化劑的選用上也要經(jīng)過嚴密的試驗。而加氫裂化裝置常用流程一般可分為一段全通過流程、二段全循環(huán)流程以及二段串聯(lián)通過或全循環(huán)流程三種。以上流程要根據(jù)實際情況和具體生產(chǎn),從而采用其中最為適宜的方式。
2.2 反應壓力
反應壓力與催化劑的反應活性及穩(wěn)定性有著直接的關聯(lián),而且對于產(chǎn)品的質(zhì)量影響同樣不可忽視,因此是加氫裂化工藝的重要參數(shù)。系統(tǒng)反應壓力越高,就會造成補充氫壓縮機、反應進料泵、高壓注水泵以及貧液泵的壓力隨之上升,進而增加電耗。
2.3 反應溫度
加氫裂化工藝需要適宜的反應溫度,隨著反應器工作時間的增加,必然造成催化劑的失活現(xiàn)象發(fā)生,因此提高溫度從而彌補活性的損失就勢必造成能耗的增加。此外熱負荷影響也會增加能耗。
2.4 氫油比
氫油比的增加一方面提高了脫硫率,有利于氫轉(zhuǎn)化的速度和效率。然而氫油比的增加也會造成系統(tǒng)壓力加大,同時必須要增加輸送循環(huán)氫的動力,因此會產(chǎn)生蒸汽、燃料和電力能耗增高問題。
3.1 工藝及操作條件的優(yōu)化
首先,石化企業(yè)要全面統(tǒng)籌并針對性規(guī)劃,根據(jù)原料油性質(zhì)、運行時間安排和產(chǎn)品收率目標等環(huán)節(jié),有效使用加氫裂化裝置催化劑,并提高對安裝質(zhì)量的監(jiān)控,以防止熱點現(xiàn)象發(fā)生。其次,要合理控制氫油比,可以根據(jù)催化劑徑向溫差以及催化劑失活速率等因素,從而下調(diào)氫油比,以減少氫氣的浪費,并減輕企業(yè)生產(chǎn)投資的成本。最后,精制與裂化溫度要精密匹配。石化企業(yè)要根據(jù)實際操作情況,在裝置運行后期,降低精致段反應溫度,并提升裂化反應器入口溫度,這樣能夠確保裝置的節(jié)能低耗運行。
3.2 提高能量回收率
一方面,加氫裂化裝置要進一步完善換熱系統(tǒng),并降低冷卻排氣能,通過減少散熱量的方式,提高能量轉(zhuǎn)換的效率。另一方面,還要提高加熱爐和機泵的效率,充分降低蒸汽的消耗,并實現(xiàn)蒸汽利用的循環(huán)化與逐級化。
3.3 創(chuàng)新加氫裂化工藝技術
通過利用液力透平原理、熱高分方案以及氣量無極調(diào)節(jié)等新技術應用對現(xiàn)有裝置進行改進,這樣不僅提升了加氫裂化工藝的節(jié)能效果,才外還增加了產(chǎn)能。因此應用最新節(jié)能系統(tǒng)和設備,是一項十分有利的節(jié)能舉措。
總之,加氫裂化裝置的能耗問題不容忽視,這需要石化企業(yè)不斷在技術改革中突破創(chuàng)新,進而采取實效性和針對性的節(jié)能策略和手段,以確保石化企業(yè)市場核心競爭力的有效形成,最終推動石化行業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的長期目標。
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