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某煉廠蠟油加氫裂化裝置能耗分析及節(jié)能措施

文檔作者：王東鋒文檔來(lái)源：中國(guó)石油廣西石化公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月19日
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第 46 卷 第 8 期
2017 年 8 月
Vol.46 No.8
Aug .2017
化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)
Technology &amp;amp; Development of Chemical Industry
某煉廠蠟油加氫裂化裝置能耗分析及節(jié)能措施
王東鋒
（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）
摘 要：本文詳細(xì)分析了影響加氫裂化裝置能耗的因素，并提出了相對(duì)應(yīng)的節(jié)能降耗措施，可為同類型的加氫
裝置優(yōu)化改造提供參考。
關(guān)鍵詞：蠟油加氫裂化；能耗分析；節(jié)能措施
中圖分類號(hào)： TE 624.4+32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-9905(2017)08-0076-03
收稿日期：2017-05-26
某煉廠蠟油加氫裂化裝置采用美國(guó)UOP 公司
的Unicracking 加氫裂化工藝技術(shù)，并由美國(guó)UOP
公司提供工藝包。裝置由反應(yīng)、分餾、脫硫和公用工
程等部分組成，采用一段全循環(huán)加氫裂化工藝。反
應(yīng)部分采用一段循環(huán)、爐后混油方案、熱高分工藝流
程。分餾部分采用汽提塔、分餾塔出航煤、柴油方案。
分餾塔采用分餾進(jìn)料加熱爐，催化劑的硫化采用濕
法硫化方案，催化劑再生采用器外再生方案。
裝置以減壓蠟油為原料，主要產(chǎn)品為石腦油、
航空煤油、柴油及未轉(zhuǎn)化油。少量的加氫裂化未轉(zhuǎn)
化油去重油催化裂化作為原料，冷低分氣脫硫后去
PSA 裝置進(jìn)行氫氣提濃，含硫干氣至輕烴回收裝置。
設(shè)計(jì)能力為220 萬(wàn)t·a-1，年開(kāi)工時(shí)間為8400h，設(shè)
計(jì)水力學(xué)彈性為設(shè)計(jì)原料進(jìn)料量的60%~110%，設(shè)
計(jì)能耗為1485.08MJ·(t 原料油)-1。
1 工藝流程簡(jiǎn)述
冷原料油經(jīng)原料油聚結(jié)脫水器脫水，并與自常
減壓裝置來(lái)的熱減壓蠟油混合，然后與分餾部分的
循環(huán)柴油在原料油/ 循環(huán)柴油換熱器換熱，通過(guò)原
料油自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器除去大于 25μm 的固體顆
粒，最后進(jìn)入原料油緩沖罐。原料油緩沖罐中的原
料經(jīng)原料油泵升壓后，先經(jīng)熱高分氣/ 原料油換熱
器、反應(yīng)產(chǎn)物/ 冷原料油換熱器、反應(yīng)產(chǎn)物/ 熱原料
油換熱器換熱，再與來(lái)自循環(huán)氫壓縮機(jī)，經(jīng)過(guò)熱高分
氣/ 冷循環(huán)氫換熱器、熱高分氣/ 熱循環(huán)氫換熱器換
熱、并經(jīng)循環(huán)氫加熱爐加熱的循環(huán)氫混合后，進(jìn)入加
氫裂化反應(yīng)器進(jìn)行加氫精制、加氫裂化反應(yīng)。
2 裝置能耗的影響因素
1）操作條件對(duì)加氫裂化裝置的能耗有直接或
間接的影響，例如反應(yīng)系統(tǒng)中的氫油比、空速、壓力、
溫度以及催化劑的選擇等等。裝置反應(yīng)條件越苛刻，
裝置能耗就會(huì)越高。
2）裝置處理量大小的影響。處理量越高，總能
耗就越高，但裝置的單耗就會(huì)降低，均攤成本也會(huì)降
低。
3）原料油組分以及裝置目的產(chǎn)品的要求。原
料油組分的輕重優(yōu)劣不同，達(dá)到預(yù)定產(chǎn)品質(zhì)量所需
的反應(yīng)深度不同，相應(yīng)的能耗也不同。一般而言，原
料組分越重，性質(zhì)越差，能耗越高；產(chǎn)品質(zhì)量要求越
高，能耗越高。
4）裝置的能耗構(gòu)成。
某煉廠蠟油加氫裝置2015~2017 年度裝置的主
要能耗包括燃料氣、蒸汽、電、水等公用介質(zhì)的設(shè)計(jì)
和實(shí)際消耗見(jiàn)表1 和表2。
由表2 可以看出，電耗和燃料氣消耗所占比例
最大，3.5MPa 蒸汽消耗所占比例雖然高，但壓縮機(jī)
副產(chǎn)的1.0MPa 背壓蒸汽又拉低了裝置整體蒸汽能
耗，大概占到裝置總能耗的5.7%~9.6% 左右，而循
環(huán)水、除水等介質(zhì)消耗比例相對(duì)較低。針對(duì)以上能
耗認(rèn)真研究分析，對(duì)癥下藥，專門做了以下幾個(gè)方面
的節(jié)能降耗措施。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第 7 期 77
表2 2015~2017 年度裝置實(shí)際能耗表
項(xiàng)目2015 年2016 年2017 年1 季度
能源合計(jì) 18.37 20.58 16.54
水2.32 2.32 2.12
新鮮水
循環(huán)水0.44 0.67 0.55
除鹽水0.19 0.18 0.19
除氧水1.83 1.50 1.39
凝結(jié)水( 透平)
凝結(jié)水( 加熱) -0.03 -0.02 0.00
電15.64 16.29 14.63
蒸汽-1.79 0.68 0.48
3.5MPa 蒸汽25.38 23.16 20.35
1.0MPa 蒸汽27.17 -22.48 -19.87
0.3MPa 蒸汽
工藝爐燃料9.75 9.35 6.94
燃料油
燃料氣9.75 9.35 6.94
催化燒焦
熱進(jìn)熱出-6.03 -7.06 -7.63
3 裝置節(jié)能減排措施
3.1 加強(qiáng)加熱爐的管理與調(diào)整，提高加熱爐熱效率
1）及時(shí)調(diào)整加熱爐的燃燒狀況，節(jié)省燃料氣用
量。重視空氣預(yù)熱器的使用，經(jīng)常關(guān)注加熱爐的排
煙溫度，將排煙溫度控制在120~130℃ ( 設(shè)計(jì)指標(biāo)
120~200℃ )，避免因排煙溫度過(guò)高造成熱量損失。
2）注意降低過(guò)剩空氣系數(shù)，使其維持在適當(dāng)?shù)?
范圍，日常操作中嚴(yán)格控制加熱爐氧含量在 1%~3%
之間，避免空氣過(guò)剩帶走大量熱量。
3）定期去現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整燃燒不好的火嘴，定期檢查
現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)火嘴有無(wú)燃料氣泄漏現(xiàn)象。
3.2 投用液力透平，回收裝置能量
在加氫裂化裝置的能耗中，電耗所占比例最大，
而電耗中的77%~84% 為高壓電耗，因此，降低高壓
電耗對(duì)降低加氫裂化裝置的能耗具有重要意義。采
用液力透平是降低高壓電耗的有效途徑。2016 年檢
修期間，蠟油加氫裝置重點(diǎn)對(duì)液力透平進(jìn)行了檢修
和維護(hù)，2017 年3 月21 日蠟油加氫裝置原料油泵液
力透平一次性投用成功。4 月5 日，蠟油加氫裝置富
胺液能量回收透平一次性投用成功且運(yùn)轉(zhuǎn)正常。兩
套裝置投用液力透平前后的電流及成本對(duì)比見(jiàn)表4。
3.3 優(yōu)化工藝流程
優(yōu)化加氫裝置工藝流程可以降低裝置總能耗，
降低企業(yè)生產(chǎn)成本。蠟油加氫裂化是一個(gè)高壓、高
溫而且放熱量很大的過(guò)程，有效利用反應(yīng)過(guò)程中放
出的熱量，對(duì)降低整個(gè)加氫裂化裝置的能耗具有非
常大的作用。減少裝置的散熱量，合理安排換熱流
程，讓大部分的熱量能得到充分的回收利用，可提高
裝置反應(yīng)放出熱量的利用效率。這些熱量可用于對(duì)
原料的加熱，以及分餾系統(tǒng)產(chǎn)品的預(yù)加熱，減少裝置
強(qiáng)行冷卻浪費(fèi)的能量，盡可能地減少公用工程中的
冷、熱循環(huán)水，以此達(dá)到降低裝置能耗的效果。加氫
裂化裝置換熱器介質(zhì)的能量回收見(jiàn)表5。
3.4 保證裝置高負(fù)荷運(yùn)行
裝置的負(fù)荷率大小直接影響單位能耗。在高負(fù)荷
運(yùn)行時(shí)，循環(huán)氫壓縮機(jī)、新氫壓縮機(jī)、原料油泵等設(shè)備
表1 裝置設(shè)計(jì)能耗表
項(xiàng)目
總耗單耗能耗指標(biāo)
/MJ·t-1
單位能耗
/MJ·(t 原料)-1 單位數(shù)量單位數(shù)量
循環(huán)水t·h-1 1017.4 t·t-1 3.8846 4.19 16.28
除氧水t·h-1 35.75 t·t-1 0.1365 385.19 52.58
凝結(jié)水t·h-1 -3.88 t·t-1 -0.0148 320.3 -4.75
電力kWh·h-1 18488.2 kWh·t-1 70.5913 10.89 768.74
3.5MPa 蒸汽t·h-1 82.35 t·t-1 0.3144 3684 1158.35
1.0MPa 蒸汽t·h-1 -80.5 t·t-1 -0.3074 3182 -978.03
0.4MPa 蒸汽t·h-1 -12.210 t·t-1 -0.0466 2763 -128.81
燃料氣kg·h-1 1964.1 kg·t-1 7.4993 49542 371.53
燃料油kg·h-1 2919.1 kg·t-1 11.1457 39911 444.83
低溫?zé)醟W -17360 -143.17
熱進(jìn)料kW 6800 65.43
合計(jì)合38.76 kgEO·（t 原料）-1 1622.98
王東鋒：某煉廠蠟油加氫裂化裝置能耗分析及節(jié)能措施
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
78 化工技術(shù)與開(kāi)發(fā) 第 46 卷
的用能效果將大大提高，因此，裝置維持長(zhǎng)期高負(fù)荷生
產(chǎn)，也是加氫裂化裝置節(jié)能降耗的重要措施之一。
3.5 投用壓縮機(jī)赫爾比格無(wú)極氣量節(jié)能設(shè)備
蠟油加氫裝置新氫壓縮機(jī)安裝了最新節(jié)能設(shè)
備——赫爾比格無(wú)極氣量調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)備。2016 年
公司大檢修后開(kāi)工期間，裝置開(kāi)新氫壓縮機(jī)時(shí)，便
第一時(shí)間投用了此節(jié)能措施。經(jīng)對(duì)比，裝置在相同
負(fù)荷的情況下，蠟油加氫裝置兩套壓縮機(jī)電流合計(jì)
為860A。投用赫爾比格節(jié)能設(shè)備之后，兩套壓縮機(jī)
電流合計(jì)為680A，每h 節(jié)省電流180A。每天可節(jié)
省44893.44kWh，每年按運(yùn)行10 個(gè)月計(jì)算，可節(jié)省
1346.8 萬(wàn)kWh，可節(jié)省成本754.2 萬(wàn)元。
3.6 采用變頻調(diào)節(jié)器
蠟油加氫裂化裝置共有26 臺(tái)空冷使用了變頻
調(diào)節(jié)技術(shù)，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的投用，為裝置降低電耗起
到了一定作用。根據(jù)科學(xué)計(jì)算，當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際負(fù)荷
低于設(shè)計(jì)的68%，而且額定功率大于10kW 時(shí)，合理
使用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠有效降低裝置能耗。
3.7 裝置采用的其它節(jié)能措施
1）P203、P202、分餾塔底熱油泵采用蒸汽透平，
降低電耗；2）循環(huán)氫壓縮機(jī)油泵采用蒸汽透平，降
低電耗；3）裝置根據(jù)天氣氣溫變化，及時(shí)調(diào)節(jié)水冷
器中循環(huán)水量；4）在低負(fù)荷情況下，鼓風(fēng)機(jī)K201 采
用永磁調(diào)速技術(shù)，降低電耗。
4 結(jié)語(yǔ)
對(duì)于煉油企業(yè)二次加工手段核心工藝的加氫裂
化裝置，合理利用能源、降低裝置能耗、節(jié)約能源顯
得十分重要，因此，除針對(duì)能耗進(jìn)行因素分析之外，
裝置還可以采取在油泵上增加蒸汽液力透平、及時(shí)
調(diào)節(jié)裝置水冷器循環(huán)水流量、鼓風(fēng)機(jī)采用永磁調(diào)速
技術(shù)等措施，以真正實(shí)現(xiàn)裝置的節(jié)能降耗。
參考文獻(xiàn)：
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社，2004.
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表4 裝置投用液力透平前后的電流及成本對(duì)比
處理量負(fù)荷設(shè)備名稱投用前電流投用后電流節(jié)省電流投用時(shí)間
蠟油加氫
裂化裝置
210t·h-1 81%
原料油泵液力透平389A 281A 108A 2017.03.21
貧胺液泵液力透平127A 107A 20A 2017.04.05
表5 換熱器介質(zhì)的能量回收
換熱器
位號(hào)
冷流介質(zhì)熱流介質(zhì)
介質(zhì)
流量
/t·h-1
入口溫
度/℃
出口溫度
/℃
介質(zhì)
流量
/t·h-1
入口溫
度/℃
出口溫
度/℃
E101 原料油205 102 138.8 循環(huán)柴油122.5 262.7 181.9
E103 原料油120 265.6 391.4 反應(yīng)產(chǎn)物355 400 348.1
E107 原料油120 160.1 210.3 熱高分氣- 197.4 171.1
E105 原料油120 209.5 264.1 反應(yīng)產(chǎn)物355 305.1 279.7
E206 汽提塔進(jìn)料84.9 60.4 162.4 循環(huán)航煤110.7 191.3 116.4
E210 熱媒水- -- -- 石腦油36.8 53.6 38.1
E213 循環(huán)水- -- -- 航煤30.52 206.9 74.8
E216 循環(huán)水- -- -- 柴油126.6 169.3 84.7
E215 鍋爐給水16.66 48.5 193.1 循環(huán)柴油121.7 261.2 180.3
Energy Consumption Analysis and Energy Saving Measures in Hydrocracking Uni tof Wax Oil
WANG Dongfeng
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

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