袁洪生
中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部联合二车间 天津市 300270
摘要：在加氢裂化装置运行过程中存在严重的能源消耗问题，这会直接影响加氢裂化装置的节能水平，并且会对石油炼化企业的生态环保效益产生极大影响。因此，需要对加氢裂化装置的能耗情况进行全面分析，并采取科学合理的措施提高加氢裂化装置的节能水平，促进石油炼化企业长远持续发展。
关键词：加氢裂化装置；能耗问题；节能措施
前言
近些年来，在石油炼化企业不断发展过程中，加氢裂化装置的应用也越来越广泛，可以提高炼油厂的经济效益。为了充分发挥加氢裂化装置的运行效益，需要对加氢裂化装置在运行过程中的工艺流程、催化剂类型和能量回收情况、能量消耗情况等进行改进和优化，提高加氢裂化装置节能降耗水平。
一、加氢裂化装置高能耗情况
在石油炼化企业中加氢裂化装置是集催化反应、炼油技术、高压技术于一体的装置类型，可以确保在高温高压的状态下完成催化加氢过程。在该装置运行过程中的能耗情况主要表现在以下方面：第一，在升压过程中用电能量相对较大，占能耗的30%左右。加氢裂化装置的反应压力为16 ~20MPa，在原料和氢气升压过程中需要利用原料油泵和新氢压缩机。这会导致能量消耗量增加，这一部分的能量消耗占总能耗的30%左右。第二，随着转化率和氢耗不断增大，反应热也会不断增加。在加氢裂化装置运行过程中主要包括脱氮、芳烃饱和、加氢脱硫等反应。加氢裂化装置在不同的化学反应中都会产生氢耗、放热问题，而氢耗越大，放热会不断增加，转化率越大。加氢裂化装置的反应热也会不断增加。这一环节也是加氢裂化装置在运行过程中的主要用能环节。第三，在加氢裂化装置运行过程中操作条件不同，能量消耗和能量回收效率也会存在一定差异。随着化学反应不断进行，催化剂表面会逐渐开始积碳，从而降低催化剂的活性中心。为了保证产品收率需要提高反应温度。在这种情况下，加氢裂化装置的能量消耗在不断增加。与此同时，新氢压缩机、循环氢压缩机流量也在不断增加。分馏部分的能耗受产品收率的变化影响，也会存在一定差异[1]。
二、加氢裂化装置节能措施
（一）改进加氢工艺流程
为了提高加氢裂化装置的节能降耗水平，需要对装置的工艺流程进行合理控制。改进工艺流程是降低装置工艺总功能的重要措施。在对加氢裂化装置工艺流程进行改进的过程中，主要是降低装置一次能源消耗。例如利用热高分、热低分工艺，可以将热反应馏出物送到主汽提塔中对应的塔盘，从而减少冷却和加热过程，降低设备的能量消耗。除此之外，利用高压循环氢代替汽提塔塔底的吹汽环节，能够减少装置在运行过程中的蒸汽用量，也有利于降低装置工艺能耗。
（二）改变催化剂类型
在加氢裂化装置运行过程中，需要重视对催化剂种类进行科学选择。这是提高加强炼化装置节能降耗水平的重要环节之一。催化剂是炼油和石油化工装置的重要核心。
在炼化和石油化工工艺技术不断发展的过程中，对催化剂的依赖性相对较强。目前的催化剂种类越来越多，发展也越来越成熟。因此，在加氢裂化装置节能降耗管理过程中，需要对催化剂种类进行合理选择。一般加氢裂化装置运行过程中使用的催化剂是双功能催化剂，兼具加氢和裂化两种功能，其中活性金属组分和非金属与载体会对催化剂的功能和性能产生直接影响。在对催化剂进行选择时，需要综合考虑加氢裂化装置的具体运行环境和产品要求，在综合考虑催化剂操作条件的基础上，对催化剂类型进行合理选择。一般选择的催化剂要保证操作条件缓和，降低反应温度和压力，这样可以降低装置的整体能耗[2]。
（三）提高能量回收效率
除了通过有效措施，降低加氢裂化装置的能耗之外，还可以利用节能措施提高能量回收率，减少在加氢裂化装置运行过程中的能量排放。可以采取以下措施：第一，需要对换热系统进行优化。换热系统的主要功能是完成产品冷却和原料加热过程，从待回收能中回收能量，能够减少装置转换以及传输过程中的能量消耗，达到节能降耗的目的。在对换热系统进行优化时，主要是对换热系统结构进行优化，确保换热设备能够在最佳运行状态下进行传热，使换热设备对数平均温差修正系数不断接近于1。除此之外，还需要利用多路换热流程进行操作，可以适应原料分散而热产品集中的情况。第二，需要降低冷却排弃能。在加氢裂化装置运行过程中，对低温热进行升级和改进，可以减少冷却排弃能。特别是对70℃以上的物流显热和潜热，需要利用合适的热阱降低能量排放。除此之外，还可以提高产品出装置的温度，降低装置的冷却负荷以及冷却介质的使用量，也具有较强的节能效益。第三，需要减少散热量。在加氢裂化装置运行过程中，散热能耗占总能耗的10%~20%左右。因此，减少散热量也是加氢裂化装置在运行过程中的重要节能措施。并且该措施在应用过程中的投入成本相对较低，具有较强的环保效益。目前，在设备中使用的保温是以散热量为基础制定的，对流体的温度因素并没有充分考虑。在减少散热量的过程中，要对不同物流温度的散热热能价格进行充分考虑。可以利用新型保温材料对装置保温效果进行改善，按照经济保温层厚度对设备管线、阀门进行优化改进。可以大大降低装置散热量[3]。
（四）提高加氢裂化装置运行效率
在对加氢裂化装置节能措施进行应用的过程中，还需要注意提高装置的运行效率，这是降低能耗的重要措施之一。提高机泵的运行效率是提高加氢裂化装置节能效果的重要措施。在机泵运行过程中能量转换效率在50%左右，会导致严重的能量浪费问题。而对机泵进行改进和优化，利用自动调速机泵可以克服在机泵运行过程中负荷率变化相对较大的情况。在低负荷运行时，机泵出口压力可以与管路系统要求相适应，确保机泵处于最佳运行状态下，从而降低加氢裂化装置的能量消耗。
三、结语
总而言之，在石油化工企业生产过程中，需要以加氢裂化装置的用能情况为基础，对加氢裂化装置的节能降耗措施进行充分应用。从而保证加氢裂化装置的生产质量，提高石油化工企业的生态效益和经济效益。
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(9):10-10.
[2]张伟锋. 加氢裂化装置降耗分析及节能措施[J]. 中国化工贸易， 2020, 012(002):166-167.
[3]孙荣阔. 加氢裂化装置节能措施研究分析[J]. 化工管理， 2019, 000(034):149-150.