裂解汽油加氢装置的节能降耗措施分析

发表时间:2021/8/13   来源:《科学与技术》2021年4月第10期   作者:王斌
[导读] 文章主要是在对当前裂解汽油加氢装置的运行现状进行
       王斌
       大庆石化公司化工一厂,黑龙江 大庆 163000)
       摘要:文章主要是在对当前裂解汽油加氢装置的运行现状进行了分析,进而对裂解汽油加氢装置运行的节能降耗措施进行了有效探讨,希望能够为实现裂解汽油加氢装置节能改造推动裂解汽油加氢装置实现更好地进步发展提供有益参考。
       关键词:裂解汽油;汽油加氢;节能降耗;措施
前言
       裂解汽油加氢装置在裂解反应、芳烃萃取、C5馏分分离等设备的运行过程中发挥着极为关键的作用,该装置具备系统运行的承上启下功能。在石油化工裂解汽油加氢装置中主要包括了一段加氢系统、二段加氢系统、脱C5系统等组成部分,发挥着对裂解汽油中的各种杂质的脱除与清理作用。在对汽油的初级分离过程中,加热炉是加氢反应系统热源的主要来源,其过程会消耗较多的燃料用量,其产生的能耗也比较高,与我国节能降耗的相关标准要求相去甚远。因此,开展对裂解汽油加氢装置节能降耗措施的分析探讨,提高生产装置的节能降耗能力,对于石油化工企业的长远发展有着极为重要的现实意义。
       一、当前裂解汽油加氢装置运行状况分析
       (一)加氢反应换热流程
       在裂解反应的换热过程中,二段加氢反应器进料发挥的作用主要是为稳定塔及相关设备供热,在对氢气压缩设备中产生和传递过来的氢气进行加热处理,然后采用循环水对出料进行冷却,再在气液分离装置的作用下实现对氢气的科学分离。在氢气压缩设备中形成的氢气在经过两次出料的二段加氢反应之后,最后进入到加热炉中升温处理,直至达到二段加氢反应器的催化反应温度要求。裂解汽油加氢装置的换热网主要设置在稳定塔和二段加氢的反应器中,然后借助相应的模拟软件进行换热流程的科学模拟。目前,对先分离后加氢技术换热流程的改造成为了当前裂解汽油加氢装置节能降耗的重要研究方向。
       (二)设备运行用能分析
       目前,裂解汽油加氢装置中加热炉、换热器、精馏塔等是运行用能的主要需求部分。首先,在加热炉用能方面。加热炉的运行效率相对较弱,从集散控制系统得到的数据信息分析可知,加热炉的效率大约为70%,其排出的烟气温度却在452℃。加热炉的供热量约为186Kg/h。若是换算成为裂解汽油加氢装置的燃料供应标准计算,在模拟运行环境下其产生的能耗达到了377Kg/h,这就在一定程度上说明了加热炉的热效率相对较小。其次,在换热器用能方面。相对来说,换热器的有效能耗比较大。在二段加氢反应器中出料冷却设备产生的能耗损失占据总能耗损失的50%左右,在造成热能大量损失的同时,也对大大增加了水循环的负荷。最后,在精馏塔用能方面。脱C5塔的进料温度比较低,一般为22℃,在气压供入塔身是其自身热量发生较大损失。在塔内温度较大情况下,物料会出现混合现象,大大降低了混合效率与反应质量,以及增加了再沸器的负荷量。
       二、裂解汽油加氢装置的节能降耗措施
       (一)加强对换热网络的有效完善
       根据实际需要来对换热网络进行不断创新、完善,加强对先进、高效换热器的有效使用,是对裂解汽油加氢装置进行节能降耗改造的重要措施。

其主要目的是保证二段加氢反应器中的出料和进料之间较为相似的热容流率,降低传热温差,使其在满足最小传热温差需求的前提下确保热传递流程具备充分不可逆性,避免出现跨夹点传热,有效地控制和降低最小传热差和循环水用量,达到对工艺热量较高回收率效果。操作人员在进行相同类型裂解汽油加氢装置流程模拟过程中,在二段加氢反应器中,需要的进行较大的热量传导,尤其是在进料和出料过程中需要涉及对高效换热器的有效使用,如此方可确保获得较好的换热效果。在借助模拟软件对换热流程进行模拟过程中,高效换热器的有效使用,以及二段加氢反应中对进料与出料的换热出料,以及根据实际需要采取其他加热措施进行辅助,能够实现裂解汽油加氢装置较好的节能降耗效果,实现对生产加工成本的更为有效的控制,提高企业生产的经济效益。
       (二)实现二段加氢向二级热分离的有效转变
       在传统的裂解汽油加氢装置中,其二段加氢反应的流程主要为一段反应出料进在经过出料换热器的冷却处理之后,再利用循环水换热设备进行较为深度的冷却处理,得到的进料再进入到液气分流罐中,液气分流之后在换热器中经过充分热交换之后进入到稳定塔釜进行反应。在对该环节进行节能降耗改造过程中,应根据实际需要,加强对先进技术的创新使用,加强对原有流程的节能改造。进而能够实现,在二段加氢反应出料进入换热器冷却之后能够达到直接进入到相应气液分离罐中,此时的气相会在新添加的冷却器中进行冷却处理,再进入大新添加的冷却分离罐当中。在其过程中,在冷却分离罐底部的液相会进入到气液分离罐中,而气液分离罐中的液相会进入到新添加的增预热设备中。此时在脱C9塔的作用下与物料进行合理的融合,再经过换热器的加热处理,最后进入到稳定塔中。经过对裂解汽油加氢装置的有效改造,在节能降耗方面能够有效满足国家相关节能标准,更好的提高整体生产反应的经济效益,为企业实现绿色稳定、可持续发展提供有利条件。
       (三)加强对脱C5塔进料加热优化
       对脱C5塔进料进行加热优化,其主要原理是通过实现对氢气热分离流程中余热的有效回收,以及借助裂解汽油加氢装置中产生的余热对脱C5塔进行加热处理。在此过程中,裂解汽油加氢装置中的进行的氢气循环分离流程,和加氢精制装置中的反应较为相似。对此,在借鉴加氢精制装置经验的基础上采用科学有效的方法进行裂解汽油加氢装置节能降耗改造。主要是在出料水冷却设备对热分离罐进行有效的安装使用。在完成改造之后,系统能够实现对循环水热量交换的有效控制,以及实现对稳定塔进料温度的有效控制。因此,这种方法在脱C5塔进料预热中有着较好的应用效果。在进行节能改造之前,脱C5塔进料温度相对比较低,导致了塔釜蒸汽出现了较高的消耗量,有是在冬季等温度较低的环境状态下,脱C5塔萃取环节会产生较大的气液负荷,对裂解汽油加氢装置的正常运行产生较大影响。在啊实现对脱C5塔进料加热优化之后,能够有效缓解和解决裂解汽油加氢装置在之前存在的进料加热不足或者着热量浪费的问题,并且在较大程度上实现了对塔底出料热量浪费的有效控制,以及利用余热对脱C5塔进料的有效加热,实现节能降耗。
       三、结束语
       综述可知,在环保意识不断深入人心的影响下,石油化工生产过程中裂解汽油加氢装置高能耗问题越发地受到人们的关注和重视。因此,相关石油化工企业必须加强对裂解汽油加氢装置的节能优化,在深入分析原有反应流程的基础上,加强优化换热网络,实现二段加氢向二级热分离转变,以及优化脱C5塔进料加热等,实现对裂解汽油加氢装置节能降耗改造,实现生产成本的有效优化,提高生产的经济效益,为石油化工企业实现可持续发展提供保障。
参考文献:
[1]刘东英.裂解汽油加氢装置的节能降耗技术探讨[J].清洗世界,2020,36(05):34-35.
[2]杨帆. 合同能源管理在裂解汽油加氢装置节能改造中的应用[J]. 石油石化绿色低碳, 2019(3):11-15.
[3]利梅. 裂解汽油加氢装置节能及扩能改造技术研究[J]. 当代石油石化, 2019, 27(04):31-35.
       
      
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