浅谈石油化工加氢裂化装置的能耗分析及节能

发表时间:2021/1/4   来源:《科学与技术》2020年9月第26期   作者:谢亮
[导读] 当前随着可持续发展对于企业建设要求的提升,为了适应对于生产工艺的要求
        谢亮
        中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司 内蒙古 017209
        摘要:当前随着可持续发展对于企业建设要求的提升,为了适应对于生产工艺的要求,适应企业加工发展的需要,增加油料的加工深度、强化油品回收率,符合当前炼油化工一体化的生产需求,应用加氢裂化技术以及装置作为炼油企业的工艺,对于炼油厂经济效益具有直接的影响。现在加氢裂化工艺逐步成熟,根据具体生产产品类型的不同,分为多种装置形式,其应用特点存在一定的共性。
        关键词:石油化工;加氢裂化装置;能耗;节能
        一、能耗分析
        在应用相关技术之前,展开具体的分析工作作为能耗方案数据,所展开分析的方向包括设备的能耗状况分析,主要借助于数字化检测设备,完成所有装置基础数据的测试,同时对相关信息进行分析统计。根据计算理论进行数据的参数汇总。所涉及的参数信息包括机泵功率、电气参数数据,根据最终的理论能耗结果,进行各装置能耗系统数据判定,分析能耗的资源利用情况,制定针对性的节能措施,在明确系统能耗状况的基础之上,根据最终降低加氢装置能耗目的,直接采取针对性的措施加以应用,避免造成对于轻质油回收的影响。
        (一)催化剂和操作条件
        催化剂的性能对于加氢过程的反应压力以及温度有着直接的影响,同时也会造成氢耗、产品回收率以及加氢反应热等受到影响,在明确催化剂的基础上,根据反应压力、温度等条件,判定实际反应的能耗状况,通常应用最新的高活性加氢精制/加氢裂化催化剂作为反应剂类型,在相对缓和的条件下,将新氢压缩机以及反应原料升压泵电耗以及反应进料进行处理,燃料的消耗状况维持稳定,确保催化剂的实际反应状态,根据精制裂化反应器的实际温度进行匹配,在此期间无需进行冷化处理,确保能够减缓氢气的压缩负荷,将供能维持在合理状态。因为不同装置对于氢分压以及氢油有着不同的要求,在差异化的设备动力负荷条件下,增加设备的动力负荷条件,会导致蒸汽的整体电耗量增加,使得总供能值加大。
        (二)工艺流程
        因为不同的工艺流程会导致其实际的能耗产生差异,因为不同的装置均应用全新的循环工艺流程,但实际的分馏反应装置有所差异,装置的能耗利用情况不同。在反应部分不同的分流状况应用不同的装置类型,根据装置的具体分流工艺状况,流出物在不同的冷却符合条件下,会将实际生成的油分馏加热负荷的值降低,不同装置其实际的热低分油以及冷低分油进入不同的塔盘结构中,从而使得分离的效率降低,将火用损耗降低,将蒸汽的能耗减小。根据实际研究结果表明,相同的分离装置,在不同的分流流程状况下,其实际的能耗可以降低一定程度水平,不同的装置在高压以及低压的分离器上,有着不同的回收流体的压力平衡状况,能够作为对于驱动加氢进料泵和循环氢脱硫塔贫溶剂泵,可以将整体的装置电耗状况优化。
        (三)设备类型和效能
        不同装置的反应状况选用不同形式的设备类型,其中高压换热器多采用新型的换热器形式,有利于改善整体的传热效果,实现传热效率的优化,能将综合的热能利用效果改善,将供能在一定情况下降低,对于中低压类型的机泵,多应用的形式为变频调速的技术,维持在标定的设备范围状况,可以确保设备具有较小的功能,维持装置在较低的能耗范围中。
        (四)装置规模和负荷率
        不同装置的规模情况对其散热的效果也有一定的影响,小规模的机泵设备效率相对较低,可能会导致蒸汽以及能耗状况受到干扰,同类装置的规模不同,散热面积也存在差异,不同装置的散热能耗有着明显的区分。
        在综合评价不同的装置类型的情况下,评价具体的能耗情况,可以知道最主要的影响能耗的环节是装置的核心环节,对于最终回收的能量有着直接的影响,因而在改善能耗的过程中,应该首先将工艺总体降低,随后进行回收环节以及传输环节的工艺改进。


        二、具体节能措施
        (一)装置部分
        1.优化工艺
        对于加氢裂化反应需要做好装置的优化,确保整体的装置生产效率,将能耗量维持在合理的范围内。在进行实际的装置工艺的优化过程中,需要确保各个工艺流程的具体细节清晰明确,可以根据工艺情况进行改造工作,如果单纯地将部分有较大能耗的设备进行替换,可能会造成最终的生成产品的品质受到影响。如对于加氢装置而言,如果采用的为“热高分、热低分”的工艺类型,在这种情况下,如果能量相对较高导致最终的反应物完全流出后,无需再经过冷却以及加热,而是直接进行塔盘的反应物输送,这样可以实现所反应能源的冷却,从而使得整体的能耗降低,能够将应用状况控制在一定范围内。同时所应用的具体工艺类型不会导致实际生产石油产品的质量受到影响。如应用高压循环氢装置作为反应塔塔底的吹气替换装置,无论在何种情况下,均可以实现相同的功能,同时不会导致工作的效率受到影响,不同的反应系统其实际原理不同,均可以实现能耗的降低。
        2.更替催化剂
        作为石油加工提炼的物料的重要辅助物,催化剂具有直接的效率生产的价值作用,可以显著提升石油化工的生产效率,选择合适的催化剂类型能够将石油生产的总能耗维持在标准范围内。加氢裂化催化的主要功能包括加氢以及裂化,在实际反应的过程中,根据具体的条件以及产品的物质要求,进行反应的维持,如果物质中的金属活性不强,将会导致实际反应无法满足标准条件,导致所生产出来的产品质量不达标,进而影响整体的产品质量,使得总能耗增加,在这种情况下,应该根据催化剂的实际要求,选择合适类型,确保其能够降低能耗。
        3.回收节能
        加氢反应装置在实际应用的过程中,可能会导致大量的热能生成,通过有效废物利用能够确保能源资源的节约。优化换热系统是其中重要的环节之一,通过此系统能够对已经冷却的化工原料进行加热处理,在此过程中,保证大量能源消耗能够维持在合理的程度范围中,将整体系统的生产能量进行有效的回收,同时对于回收的能量进行加热,可以将系统的总耗能维持在标准范围内,在进行系统的改造过程中,通过对设备结构的优化,改善传导热力效果,可以达到加热的目的,同时通过热力回收系统,将所回收的热量向传输管道中释放,具有显著的加热改善效果。
        4.提高机泵效率
        当前机泵运行的过程中普遍存在效率低下的问题,使得实际企业工作受到影响。在实际企业生产加工的过程中,由于效率因素可能导致实际能耗增加,在这种情况下,通过强化机泵的实际运行来缓解反应的能耗问题,能够将总反应能耗降低。传统的机泵存在的问题为无法进行智能化的速度调节,可能导致整体的运行效果不佳,在这种情况下,无法实现对于生产效率的改善,而通过伺服电机的形式,代替传统的机泵类型,进行伺服电机中的自动调节,能够收集效率以及温度数据,从而实现电机运行效率的改善,具有良好的节能效果。
         三、结语
        作为我国经济发展的支柱行业,石油化工工艺优化具有重要意义。当前通过对具体化工技术的分析,可知加氢裂化的方法整体的性价比较高,在石油化工领域有着良好的应用价值,在进行提炼的过程中根据不同类型的油质进行装置的选择,相对来说,加氢裂化装置能耗大、经济性需要统筹技术形式革新,选择适应的节能形式在全面分析各项因素的基础上展开实施,从而避免因为能耗过大导致整体生产系统的质量和效率受到影响。
        参考文献:
        [1]魏俊邦.浅谈石油化工加氢裂化装置的能耗分析及节能[J].石化技术,2019,26(09):10+6.
        [2]韩伟.加氢裂化装置能耗及节能分析[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(18):21-22.
        [3]刘振峰. 蜡油加氢裂化装置流程模拟与优化研究[D].中国石油大学(华东),2015.
        [4]宋冠宇.浅谈石油化工加氢裂化装置的能耗分析及节能[J].化工管理,2013(16):212.

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