关键词：汽柴油；加氢装置；节能改造；效果
引言
世界石油需求量随世界经济发展逐年增加，预计2020年世界石油需求量将从目前的35.8亿t/a增加到55亿t/a。石油仍将是21世纪的主力能源。世界石油产品的需求量将继续向着重燃料油需求量减少、中馏分油（喷气燃料和柴油）需求量增加，各种清洁油品需求大量增加的方向发展。通过推广加氢裂化技术，满足工业应用已是势在必行。能源是国民经济和社会发展的基础，炼油工业是能源加工工业之一，炼油生产过程需要消耗大量的能量，主要是水、电、汽和燃料。炼油工业节能可以增加石油产品，降低成本，直接关系到石油资源的合理利用、环境保护和企业的经济效益。加氢在炼油工业中占有重要地位，因此对其能耗类型分析及节能研究具有重要的意义。
1汽柴油加氢装置概况及能耗特点
某石油化工企业的汽柴油加氢精制装置，处理量为每年2万吨，计划年开工时间为8400个小时。产品分馏的方案：重沸炉汽提；反应部分的方案：炉前混氢；原料为焦化汽柴油，生产的产品为石脑油、柴油。塔底分离出柴油，塔顶分离出石脑油，并经过稳定塔闪蒸出酸性气后送出。
加氢装置能耗主要有以下特点：①蒸汽消耗较大。反应进料和氢气的加温、加压需要吸收大量能量，循环氢压缩机汽轮机用蒸汽驱动，蒸汽消耗较大。②用电量较大。加氢装置反应过程所需压力较高，反应进料和氢气均需要机泵或者压缩机加压，整体用电量较大。如加氢改质装置电耗所占装置总能耗的比例达30%以上。③装置可回收能量多。加氢反应过程为强放热反应，可回收利用的热量多。加氢反应产物需由高压减至低压进入分馏系统进行分离，减压过程如果通过阀门进行，能量损失会较大，因此若通过增设液力透平进行能量回收，从而驱动进料高压泵，这样装置能量得到充分利用。④低温余热多。高品质的蒸汽输入加氢装置后，通过一系列的物理过程，大部分转换成低温热，如中压蒸汽作为驱动力经过循环氢压缩机汽轮机背压成低压蒸汽。利用好这部分的低温余热，也是降低加氢装置能耗的一个重要突破口。
2汽柴油加氢精制装置的能耗类型
2.1电能消耗
在加氢精制装置的使用中，其主要消耗电能的设备为：空冷器、电泵、新氢压缩机、鼓引风机等。其中空冷器、电泵与鼓引风机等设备在使用中所消耗的电量较为分散，改造实施较为困难，新氢压缩机在使用中的电能耗量大致为总体的45%，轴功率为2300千瓦左右。对新氢压缩机实施改造是降低电能耗量的主要方式。
2.2燃料气消耗
加热炉是消耗燃料气的主要设备。其主要作用是为加氢反应提供热量，并为气液相产品的分离提供热量，以确保加氢效果与分离效果。炉膛负压、燃料气性质以及氧含量等是影响加热炉实际燃烧情况的主要因素，从而决定着燃料气的用量。基于此，汽柴油加氢精制装置的实际运行过程中，应密切关注烟气余热回收设备的参数、氧含量及炉膛压力等因素，在确保加热炉燃烧状况良好的基础上，提高热效率，尽可能地降低燃料气的消耗。
2.3蒸汽消耗
装置中蒸汽消耗的主要设备为循环氢压缩机的驱动端，使用的是3.5MPa蒸汽，设计消耗量为15.5t/h。同时有少量的伴热以及服务站使用的1.0MPa蒸汽，设计消耗量为5.5t/h。
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2.4其他类型消耗
除了上述提到的消耗之外，汽柴油加氢精制装置还有其他类型的能耗，比如说风能、除盐水以及脱氧水等等。汽柴油加氢精制装置的能耗包括氮气、脱氧水、除盐水、净化风，约占装置总能耗的4%。讨论的意义不大。
3汽柴油加氢装置节能改造及效果
3.1改进优化设计流程
①优化换热流程反应系统的换热器均采用双壳程高效换热器，可大大提升换热效率并节省换热面积，加强换热深度，充分回收利用热量。分馏部分充分利用产品分馏塔和石脑油稳定塔塔顶油气的余热产出0.45MPa蒸汽和加热脱氧水，回收多余热量，降低空冷负荷，减少装置能耗。②采用热高分流程装置在冷高压分离器之前采用热高压分离器先对反应产物进行分离，节约热能的同时减少冷却负荷，避免热能浪费。③加热炉烟气余热回收系统F-101与F-201共用一套联合烟气余热回收系统，并在地面设置了热管式空气预热系统。利用引风机将烟气引出经过预热器，与鼓风机鼓入的常温空气进行热量交换，从而提高空气的进炉温度，达到节省加热炉热量的目的。
3.2高压空冷能设备改造
在进行汽柴油加氢精制装置能源优化时，需要做好空冷设备的改造工作。一般来说，采用定频电机进行改造，可以将高压换热器的反应温度设置在55℃，在功率选择方面则需要结合当地的温度变化情况来进行设定，实际运行过程中需要根据时间、季节以及其他的信息来进行更改。一般来说，调整空冷器的数量就可以很好的完成温度的调整工作。在很多情况下，如果利用人工调整的方式缺乏时效性，所以可能会因此引发一系列的误差，需要增加变频设备，结合环境温度的实际情况来进行电机功率调整即可达到改造的效果。
3.3为新氢压缩机增设无级气量调节系统
汽柴油加氢精制装置使用新氢压缩机及时向反应系统提供新氢，经过多次压缩与循环氢相融，一同在系统中发生反应，为加氢精制工作提供充分的压力与氢气。一般情况下，汽柴油加氢精制装置会有2台新氢压缩机的配备，通常是一台开启使用，一台作为备用。新氢压缩机使用时所产生的能耗量在2.8万标准m 3/h。在使用新氢压缩机中增加无级的气量调节系统，能够与液压驱动措施相结合对进气阀的关闭速度加以延缓，之后通过电脑调节系统对其实施同步控制，这种状态下多余的气体不必再次压缩，可以直接通向进气管路，以此实现新氢压缩机使用时电能消耗的有效降低。
3.4优化效果建议
通过上述的设计和改造措施，汽柴油加氢精制装置在降本增效方面取得了一定成效。但装置仍存在一些其他方面有待设计、调整和改造，如考虑增加液力透平回收高低分离器静压能等，可将装置能耗进一步降低。
结语
综上，汽柴油加氢精制装置的能耗类型主要包括电能消耗、燃料气消耗、蒸汽消耗以及氮气、脱氧水、除盐水、净化风的消耗。为降低装置能耗，可以采取改进设计流程、高压空冷器电机变频改造、为新氢压缩机增设无级气量调节系统等措施。实践发现，经过节能改造后，汽柴油加氢精制装置的能源消耗得到大幅度降低，实现了降本增效的目的。
参考文献
[1]刘畅，白知成.汽柴油加氢精制装置节能分析与优化[J].化工管理，2018（24）：47.
[2]苑立强,温广明,宋金鹤,张文成.分馏温度对柴油加氢精制装置生产低凝柴油的影响[J].炼油技术与工程,2016,46(01):17-20.
[3]陈刚.加氢装置用能分析及节能措施[J].齐鲁石油化工，2007（3）163-168.
[4]薛金钊.柴油加氢装置的运行优化及节能改造[J].石化技术与应用，2014（1）：60-63.
[5]陶武军,何宇春,范晓松.加氢装置新氢压缩机气量无级调节系统的应用[J].化学工程与装备,2011,(08):57-59.
论文作者: 潘登
论文发表刊物:《科学与技术》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/29
标签：装置论文; 消耗论文; 汽柴油论文; 压缩机论文; 蒸汽论文; 节能论文; 系统论文; 《科学与技术》2020年第1期论文;