折 磊，于旭飛，李誠(chéng)華

(1.東營(yíng)市?？迫鹆只び邢薰?山東 東營(yíng) 257000；2.山東柏森化工技術(shù)檢測(cè)有限責(zé)任公司，山東 東營(yíng) 257000)

催化裂化作為生產(chǎn)汽油、柴油和液化氣的主要生產(chǎn)裝置，因其具有經(jīng)濟(jì)效益較高、建設(shè)成本較低、工藝技術(shù)快速發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)，使其作為石油二次加工工藝的主要手段得到各個(gè)國(guó)家的高度重視和快速發(fā)展[1-4]。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能和環(huán)保工作的重視，為降低裝置能耗、減少環(huán)境污染，針對(duì)催化裂化裝置的工藝技術(shù)應(yīng)用原理的研究、工藝操作條件的優(yōu)化、設(shè)備制造技術(shù)的改進(jìn)等各項(xiàng)研究得到繼續(xù)發(fā)展[1，5-7]。三級(jí)旋風(fēng)分離器和煙氣能量回收機(jī)組的的不斷改進(jìn)，標(biāo)志著催化裂化裝置在節(jié)能降耗方面的發(fā)展和進(jìn)步[10]。但由于近年來(lái)石油儲(chǔ)量的不斷減少以及原油劣質(zhì)化等問(wèn)題的日益嚴(yán)重，相關(guān)催化劑和工藝技術(shù)的研究還需要科研工作者的不斷努力；同時(shí)，由于實(shí)現(xiàn)裝置的節(jié)能降耗有利于降低能源消耗、降低成本、優(yōu)化生產(chǎn)、減少污染、保護(hù)環(huán)境，因此節(jié)能降耗問(wèn)題是目前眾多企業(yè)面臨的重點(diǎn)問(wèn)題之一[7-9]。

本文針對(duì)?？迫鹆止敬呋鸦b置在實(shí)際生產(chǎn)中蒸汽用量較高、蒸汽產(chǎn)汽量較低的狀況，通過(guò)分析影響蒸汽用量的因素，提出有針對(duì)性的操作條件控制措施，進(jìn)行蒸汽用量?jī)?yōu)化；并通過(guò)分析優(yōu)化操作前后能耗變化，來(lái)確認(rèn)優(yōu)化效果。通過(guò)蒸汽用量?jī)?yōu)化操作，節(jié)省蒸汽用量的同時(shí)增加裝置產(chǎn)汽系統(tǒng)蒸汽產(chǎn)量，為后期裝置運(yùn)行節(jié)省能耗提供切實(shí)可行的操作依據(jù)。

1 減少柴油汽提塔汽提蒸汽用量

研究表明，影響催化裂化裝置分餾系統(tǒng)汽油、柴油產(chǎn)品是否重疊的影響因素眾多[11]。實(shí)際操作過(guò)程中，在保證汽油、柴油產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，常用汽提塔蒸汽用量、分餾塔中段溫度作為調(diào)節(jié)手段進(jìn)行調(diào)節(jié)保證汽柴油間形成間隙。提高柴油汽提塔汽提蒸汽用量和分餾塔中段溫度，均有利于汽柴油間間隙的形成。公司催化裂化裝置在2018年9月2日至2019年3月10日裝置運(yùn)行期間，貧吸收油平均用量為16 t/h，柴油汽提塔蒸汽平均用量1.97 t/h，汽提蒸汽用量較多。若通過(guò)工藝操作條件控制降低汽提蒸汽用量，可實(shí)現(xiàn)節(jié)省能耗的目的。

圖1 貧吸收油工藝流程簡(jiǎn)圖

圖1為裝置貧吸收油工藝流程簡(jiǎn)圖。由圖可知，貧富吸收油流量相等，適當(dāng)降低貧吸收油流量，則少量的富吸收油經(jīng)過(guò)與柴油換熱后溫度升高，引起分餾塔中段溫度提高。較高的分餾塔中段溫度使塔內(nèi)輕組分液化幾率降低，有助于保證汽柴油間形成較寬的間隙；同時(shí)，柴油汽提塔汽提蒸汽用量的調(diào)節(jié)余地加大，可以適當(dāng)降低柴油汽提塔汽提蒸汽用量，而仍能保證系統(tǒng)內(nèi)汽柴油產(chǎn)品不重疊。因此，降低貧吸收油流量是減少蒸汽消耗的一個(gè)有效措施。

表1 貧吸收油流量對(duì)汽柴油的影響

表1為貧吸收油流量變化對(duì)汽柴油間隙的影響。為保證數(shù)據(jù)的代表性，表1每組數(shù)據(jù)選取為至少一個(gè)月內(nèi)DCS實(shí)時(shí)操作數(shù)據(jù)的平均值。由表1可知，貧吸收油量降低至15 t時(shí)，柴油汽提蒸汽用量降低至1.64 t/h，汽油、柴油產(chǎn)品均能滿足各自的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，同時(shí)汽柴油間仍能形成一定的間隙?？刂曝毼沼土髁烤S持在15 t，柴油汽提蒸汽用量每天可減少7.92噸。

2 減少氣分丙烷塔蒸汽用量

公司催化裂化裝置經(jīng)過(guò)脫硫和脫硫醇系統(tǒng)產(chǎn)生的精制液化氣，輸送至氣體分餾裝置脫丙烷塔塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)C3、C4分離。塔底重沸器采用加熱蒸汽、分餾塔頂循環(huán)回流油(簡(jiǎn)稱(chēng)頂循油)兩種熱源同時(shí)進(jìn)行供熱。

由表2可知，裝置在頂循油流量平均為85 t/h時(shí)，其進(jìn)入脫丙烷塔底重沸器做熱源熱量不足，仍需1000 kg/h的蒸汽用量才能滿足脫丙烷塔熱量要求。當(dāng)頂循油流量提高至132 t/h時(shí)，脫丙烷塔底重沸器蒸汽用量為0?？刂祈斞土髁烤S持在132 t/h及以上，脫丙烷塔底重沸器僅需頂循油供熱即可實(shí)現(xiàn)脫丙烷塔熱量需求，裝置每天可節(jié)省加熱蒸汽24 t。因此，通過(guò)調(diào)整分餾塔頂循循環(huán)負(fù)荷，加大頂循循環(huán)量，可為脫丙烷塔提供更多的熱源，降低蒸汽用量，達(dá)到節(jié)省蒸汽消耗的目的。

表2 頂循油和加熱蒸汽使用量數(shù)據(jù)表

3 增加產(chǎn)氣系統(tǒng)中壓蒸汽產(chǎn)汽量

催化裂化裝置產(chǎn)汽系統(tǒng)平穩(wěn)操作時(shí)，中壓蒸汽由再生外取熱器、油漿蒸汽發(fā)生器、余熱鍋爐產(chǎn)生。統(tǒng)計(jì)2018年10月1日至2019年1月17日裝置運(yùn)行期間產(chǎn)汽系統(tǒng)外取熱蒸汽產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)，得出三個(gè)月內(nèi)平均產(chǎn)氣量為3.8 t/h，產(chǎn)汽量較低。

研究表明[11]，適當(dāng)提高再生器溫度和主風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)再生器富氧燃燒，可提高再生器燒焦效果，在保證床層溫度不變的情況下，外取熱的產(chǎn)汽量明顯增加；但氮氧化物排放量易超標(biāo)。前期裝置的煙氣脫硝部分SCR脫硝反應(yīng)器一直未投用，若將其處于常備狀態(tài)，在氮氧化物含量接近控制指標(biāo)上限100 PPM時(shí)投用，可降低氮氧化物含量，保證氮氧化物排放量合格。

當(dāng)主風(fēng)量較低時(shí)，蒸汽產(chǎn)氣量明顯下降；提高主風(fēng)量，產(chǎn)氣量也相應(yīng)的提高。2019年2月12日至2019年6月23日不斷提高主風(fēng)量，平均產(chǎn)氣量顯著提高至6.5 t/h，每天多產(chǎn)蒸汽64.8噸，可提供裝置本身多處蒸汽需求，顯著降低降低公司外購(gòu)中壓蒸汽用量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)催化裂化裝置能耗影響因素的分析，提出裝置在汽提蒸汽和加熱蒸汽使用上的不合理之處，通過(guò)操作措施優(yōu)化改進(jìn)降低裝置能耗，同時(shí)提出了多產(chǎn)蒸汽的具體解決措施。為實(shí)施節(jié)能降耗工作提供更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)依據(jù)，并提供了切實(shí)可行的改進(jìn)措施和調(diào)節(jié)方案，為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。