加氢装置节能技术应用、总结推广
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汽油加氢装置高能耗原因分析和优化措施摘要:在汽油生产过程中,加氢装置是整个生产环境最为关键设备之一,也是必不可少的设备。
但是在加氢装置运行过程中不但会出现能耗成本高的问题,而且在维修运行方面也存在较大难度。
基于此,文章对汽油加氢装置运行过程中出现高能耗的主要原因,进而探讨了汽油加氢装置高能耗节能优化措施,以期能够为推动汽油生产行业实现可持续发展,提高汽油生产效益提供有益参考。
关键词:汽油加氢装置;反应器;高能耗;优化措施前言汽油加氢装置的运行涉及较为复杂工艺流程,并且需要消耗较大能量才能获得较好的生产效益,尤其是在循环水处理、净化处理、氮气压力、燃料等环节的耗能较为严重,其消耗能量的形式主要包括有电能、蒸汽、燃料,同时这也是汽油加氢装置运行优化,提高运行效益必须慎重解决的问题。
一、汽油加氢装置高能耗原因分析(一)反应器吸热产生的能耗汽油加氢装置运行过程中,FCC重汽油于反应器内进行充分反应,使得正构烷烃产生异构化改变,与此同时其他烃类分子也会产生叠加效果,并且会伴随部分脱硫特殊反应。
就反应器的整体温度条件而言,出口温度通常在370摄氏度左右,降温特征较为明显。
主要是在进行装置设计时,未对反应器中的反应优先问题进行充分考虑,造成温度调至时的实际入口温度与设计温度相比相对较低,加热炉燃料消耗也比较高,往往超出设计能耗许多,进而出现了加氢装置能耗较高问题。
(二)进料特征方面产生的能耗为了有效解决催化剂、改制催化剂受到原料水不良影响的问题,在对催化剂基本含量等条件进行确定的情况下,需对汽油加氢装置进行初期调整,主要包括对进料温度,以及其他方面调整。
若是出现平均温度较低的清理则必然会导致冷供料环节能够大幅增加,这也是汽油加氢装置出现高能耗的重要原因。
(三)反应系统热平衡方面产生的能耗由于系统在反应过程中的控制不合理,将会导致反应系统热平衡特征出现不均匀现象。
热量的不平衡问题会受到活性剂的较大影响,随着活性剂发生衰减而减弱,之后反应温度也会随着物料换热特征的变化而产生一定改变。
国内首套100000Nm3/h的制氢装置的技术特点及节能措施方友(中国海油惠州炼化公司)摘要:本文主要论述国内首套100000Nm3/h的烃类蒸汽转化制氢装置的一些技术特点及节能措施。
关键字:催化剂预转化节能措施1.前言随着环保法规的日益严格以及对油品质量要求的不断提高和含硫原油、重质原油数量的不断增加,使得加氢精制、加氢裂化等深加工技术成为各炼厂重要加工工艺,进而促使对氢气的需求量迅速增长,新建和拟建的制氢装置的能力大大超过以往任何一个时期。
我公司正是顺应这一趋势新建了目前全国年加工能力最大的炼厂(1200吨/年),其中以加氢为主:400万吨/年蜡油加氢裂化装置(目前全国最大的高压加氢装置)、360万吨/年煤柴油加氢裂化装置、200万吨/年汽柴油加氢装置。
为了满足加氢需要本公司新建了两套100000Nm3/h 的制氢装置。
为了充分考虑制氢装置能耗大问题,有效降低制氢成本。
本装置以天然气和饱和炼厂气为原料,采用德国Uhde公司的工艺技术,烃类蒸汽转化法造气、PSA法提纯氢气的工艺路线。
生产符合高压加氢裂化装置新氢要求的高纯氢气,同时副产9.8MPa(g)高压过热蒸汽。
装置设计满足在计划停工间隔内连续操作4年的要求,按年开工8400h计算年产99.99%的工业氢气15万吨。
2.装置特点综述本装置两个独立的系列构成,确保在其中一个系列有问题时,另一系列能保证供氢;装置原料适应性强,能单独天然气进料,也可以天然气、炼厂气任何比例进料;装置催化剂采用Johnson Matthey公司的进口催化剂,其中的国内首次使用的深度脱硫剂能使原料中的毒物脱除指标达到:总硫:<0.02ppm,总氯:<0.01ppm;装置还采用的预转化工艺、工艺冷凝液有效回用技术、以及转化炉烟气多段换热系统等诸多措施以尽可能降低能耗。
2.1 制氢原料与催化剂的优化选择2.1.1本装置制氢原料的优化构成本装置的原料为炼厂饱和干气和天然气。
1 提高加氢裂化装置的经济效益分析第一部分加氢裂化装置概述 (2)第二部分经济效益分析的重要性 (3)第三部分装置运行成本分析 (5)第四部分原料选取与经济效益 (7)第五部分工艺优化对经济的影响 (10)第六部分设备选型与经济效益 (13)第七部分安全环保因素考虑 (16)第八部分产品市场与经济效益 (17)第九部分技术改造与经济效益提升 (19)第十部分案例分析-成功经验借鉴 (22)第一部分加氢裂化装置概述加氢裂化装置是一种化工生产过程中重要的装置,它能够将重质油品通过催化剂的作用转化为轻质油品。
这种技术的应用对于提高炼油厂的经济效益具有重要意义。
加氢裂化装置的基本流程是将原料油加热至一定温度后,与氢气混合并通过催化剂床层进行反应。
在这个过程中,原料油中的大分子烃类被分解成小分子烃类,同时杂质也被脱除,最终得到的产品可以包括汽油、柴油、液化石油气等。
加氢裂化装置的主要优势在于其高效和灵活的特点。
首先,该装置可以通过调节反应条件来控制产品分布,以满足市场的需求。
其次,由于采用了催化剂,反应速度加快,因此可以大大提高生产效率。
此外,该装置还可以处理各种类型的原油,包括劣质原油和高硫原油,这对于减少对优质原油的依赖和降低生产成本是非常有利的。
为了更好地提高加氢裂化装置的经济效益,需要对其运行情况进行深入分析。
通常情况下,影响装置经济性的因素有很多,例如原料价格、能源消耗、催化剂性能以及设备维护等方面。
通过对这些因素的综合考虑,可以制定出合理的操作策略和优化措施,从而达到提高生产效率和降低成本的目标。
目前,在全球范围内,加氢裂化装置已经成为炼油工业中不可或缺的重要组成部分。
据统计,截至2018 年,全球共有超过600 座加氢裂化装置在运行,其中亚洲地区占比最大,达到了40%以上。
随着石油化工行业的不断发展和技术进步,预计未来几年内,加氢裂化装置的市场需求将进一步增长。
总之,加氢裂化装置作为一种高效的炼油工艺,在提高石油资源利用率和节能减排方面发挥着重要作用。
制氢化工工艺培训工作总结篇一:制氢化工工艺培训工作总结第二十三届制氢年会交流总结本次制氢年会共收到与制氢有关的工艺、催化剂、设备、原料净化、烃类转化制氢、煤气化制氢、甲醇制氢、氢产品提纯、操作技术及安全、事故处理等方面的论文近五十篇。
另外联络站还组织专业人员翻译了去年美国炼油工程师协会会议的制氢方面的七篇工艺、设计方面的综合性论文。
现将年会交流心得总结如下:一、炼油厂氢气络设计优化技术日益严格的环保法规要求炼油厂在生产硫含量更低、规格更高的车用燃料的同时,还要实现清洁生产,降低二氧化硫和温室气体的排放;并且,炼油厂为了更有效的利用原油资源,获得更好的经济效益,并在激烈的竞争中求得生存,炼油厂在重油加工工艺选择上,从传统的选择脱碳工艺转向更多的选择加氢工艺,同时选择加工的原油也更加重质、劣质化,硫、氮含量也更高,这些都驱使炼油厂不断增加加氢装置的能力,从而导致氢气用量的大幅增加。
由于能源价格的不断提高,制氢的成本也不断上升,不论采用何种工艺技术的制氢装置,都要耗用大量的资源,并排放大量的温室气体;因此,优化氢气络,合理利用氢气资源,对炼油厂的节能降耗,降低成本具有十分重要的意义。
通过氢气络优化,达到最少使用新氢和最低排放废氢到燃料气管的目的。
炼厂氢络优化技术主要分为两类:一是基于图形分析方式的夹点分析方法;二是基于数学模型的线性或非线性规划算法。
夹点分析方法可迅速诊断氢系统关键位置,确定系统最小用氢目标;而各种数学算法则可帮助用户设计实际可行的流程方案。
两类方法都有各自的优势和局限性。
因此,在实际氢络设计和改造项目中将两方面技术相结合是非常必要的。
以m企业为例,原油综合加工能力为1350万吨/年,乙烯生产能力为100万吨/年。
通过对该企业的氢气络进行优化,可使m企业节省氢气使用成本6620万元,经济效益显著,应在国内炼油厂的规划、改造设计中推广应用。
在氢络设计中应分析制氢装置、氢气净化装置的规模、原料、工艺操作对氢气产率、氢纯度以及消耗、氢气成本、装置投资的影响。
航空煤油加氢精制装置改造与运行总结发表时间:2020-12-30T03:02:14.683Z 来源:《防护工程》2020年27期作者:李华鹏[导读] 指出了装置在高负荷运行中存在的问题和精制航煤产品银片腐蚀不合格的原因,并提出了相关应对措施。
中石化海南炼油化工有限公司海南省洋浦经济开发区 578000摘要:中国石化海南炼油化工有限公司70万吨/年航煤加氢精制装置,由中国石化工程建设公司设计,设计加工直馏煤油,装置内设置有脱除精度为20μm的原料过滤器和过滤分离器,采用炉前混氢方案和热壁加氢反应器。
分馏部分采用单塔流程,设置分馏塔底重沸炉。
精制航煤产品经脱硫罐脱除活性硫化物后加注抗氧剂、过滤、脱水生产满足GB6537-2006质量要求的3号喷气燃料【1】。
本文通过对装置最近半年的工艺参数控制情况、原料性质、产品质量等方面进行分析总结,指出了装置在高负荷运行中存在的问题和精制航煤产品银片腐蚀不合格的原因,并提出了相关应对措施。
关键词:航煤加氢银片腐蚀技术改造1 概述装置设计处理能力为70万吨/年,操作弹性60%-110%,设计开工时数为8400小时/年。
加氢催化剂选择FH-40B催化剂,该催化剂是抚顺石油化工研究院( FRIPP)针对进口含硫油研究、开发的轻质馏分油加氢精制催化剂,该催化剂具有优异的加氢脱硫活性,是FDS-4A催化剂的换代产品,达到相同精制深度,其反应温度比FDS-4A催化剂低10℃【2】,适合于煤油加氢脱硫反应,脱硫深度高,裂解活性低,氢耗低,并具有制造成本低、催化剂装填堆比低等特点。
本装置主要由反应部分(包括压缩机区)、分馏部分和公用工程部分组成,在一定的温度、压力、氢油比和空速条件下,借助催化剂的作用,将油品(直馏航煤)中的硫、氮、氧化合物转化成相应的烃类及易除去的H2S、NH3、H2O而脱除,并将油品中的杂质如重金属截留在催化剂中,同时烯烃、芳烃得到饱和,从而得到安定性、燃烧性都较好的产品。
柴油加氢装置节能降耗设备方面措施作者:周智君来源:《中国化工贸易·上旬刊》2018年第10期摘要:本文以某公司3#柴油加氢装置为例,以对柴油加氢装置节能降耗设备方面措施进行深入研究。
3#柴油加氢装置,主要生产国V标准产品,具有多种优点,如反应平稳、混合均匀、便于控制等,但是3#柴油加氢装置仍然存在不少缺陷和不足,包括电耗高、燃料消耗高、氢耗高等。
基于此,本文提出了相应的节能降耗措施,具有重要意义。
关键词:柴油加氢装置;节能降耗;措施1 柴油加氢装置简介3#柴油加氢装置,主要生产国V标准产品,主要原料为混合油,包括柴油、直馏柴油等,该装置每年约生产出2000000吨柴油。
该装置反应部分主要选用炉前混氢,具有多种优点,如反应平稳、混合均匀、便于控制等,选用热高分流程,能够直接利用反应热,使其成为分馏热进料,能够对高压空冷投资成本进行有效节省,对能量进行有效节约。
2 柴油加氢装置节能降耗措施2.1 选用变频调速技术对于柴油加氢装置来说,选用变频调速技术,能够起到较为显著的节能作用。
该装置地处高原,水资源不足,早晚气温冷热温差大,空气资源丰富,故而选用空冷电机变频+工频控制。
实际生产中该柴油加氢装置种共装有8台空冷变频调节器,在正常运行状况下,变频空冷器是优先选用的,在对工艺参数进行有效保障的同时,还能够产生较好的节能效果,自8台变频空冷器投入使用以来,其转速降低约50%,根据轴功率和转速之间得到关系式,当前轴功率能够得以有效降低,变为原轴功率的13%。
目前,该公司中的空冷变频调节器投用率100%,通过测算后,每小时能够有效节约35kW的电。
2.2 充分利用贺尔碧格气量调节系统在3#柴油加氢装置中,新氢压缩机设计方案为“一开一备”。
因为加氢装置处理量深受多种因素的影响,包括原料硫含量、原料品种、加工负荷等,导致补充氢的流量发生一定程度的额波动。
在标准状态中,每台新氢机的最大流量是26000m3/h,其中一台新氢机主要选用出口返回式调节系统,在实际运行中,因为机器额定排量应大于实际氢气用量,一返、二返返回阀开度一般都处于20% -50%范围内,大量氢气经过压缩以后,在通过返回阀后,其压力会下降,导致大量能量出现严重浪费现象;而另外一台新氢机主要选用贺尔碧格公司的气量无级调节系统,对于贺尔碧格气量无级调节系统,压缩机的实际容积流量和功消耗二者呈正比关系,具有非常显著的节能效果,实际运行中贺尔碧格投用时一返和二返负荷一般在70%-85%之间。
液力透平投用及节能效果总结摘要:对某石油化工渣油加氢脱硫装置中采用的液力透平装置在高压加氢装置中的应用及节能性能进行了分析研究,液力透平投用生产后,对装置降低能耗,减少生产运行成本有很好的的促进作用。
关键词:液力透平节能能量回收效益近年来,国家和企业都十分重视节能减排,尤其在石化行业液力透平在加氢装置中的应用越来越广泛。
在以前石化行业里高压液体通过调节阀减压或者经过孔板后泄压能量被白白浪费掉。
随着技术的发展,这些高压液体可以通过液力透平做功,将介质的压力能转换为液力透平的机械能,以轴功率的形式输达到回收能量的目的,有效的利用压降降低装置的能耗。
根据液力透平在装置中的平稳高效应用情况,节能降耗效果显著,经济效益提升明显。
1透平的工作原理及应用1.1液力透平工作原理液力透平是将液态流体中蕴含的压力势能转换为机械功。
渣油加氢高压贫胺液泵液力透平的基本工作原理是:以循环氢脱硫塔底部出口高压流动的富胺液为介质,从透平的吸入口喷入,从透平排出口流出,通过透平中关键部位多级叶轮流体介质所就有的能量在流过叶轮时冲击叶片,推动叶轮旋转,将流体介质的压力能转换为动能,从而驱动透平轴旋转,透平轴经过转动机构(联轴器和单向离合器)带动泵轴旋转,持续输出机械功,降低泵的驱动电机电流,实现节约电能的目的。
透平与泵的链接方式(见图1)图1 液力透平的驱动1.2液力透平在加氢装置中的应用在高压加氢装置总存在多余压力的位置是液相物流从高压流至低压的位置。
对于渣油加氢装置而言,可以应用液力透平的主要有两个位置:一个是热高压离心分离器液相物流降压后进入热低压分离器的压降区,该位置工艺介质参数设计为:16MPa,温度360℃左右,降压至2.9MPa、流量210t/h左右;另一处是高压循环氢脱硫塔塔底富胺液至富胺液闪蒸罐的压降区,该位置工艺介质参数设计为:15.4MPa降压至1.2MPa、温度65℃、流量280t/h左右。
针对上述两个位置,高压加氢装置液力透平应用也有两种类型:一种为热液力透平,主要用于流出介质温度高的地方,如热高压分离器至热低压分离器降压区的热液力透平应用。
汽油加氢装置的节能措施发布时间:2021-05-07T16:14:30.193Z 来源:《当代电力文化》2021年1月第3期作者:马骕骏[导读] 为了能够降低汽油加氢装置的能源消耗,需要对汽油加氢装置能耗相对较高的原因进行研究和分析马骕骏中国石化天津分公司炼油部联合二车间天津市 300270摘要:为了能够降低汽油加氢装置的能源消耗,需要对汽油加氢装置能耗相对较高的原因进行研究和分析。
同时根据汽油加氢装置的具体情况提出有效可行的节能措施。
要尽可能装置的节能水平,提高其在运行过程中的环保效益。
关键词:汽油加氢装置;节能措施;应用分析一、导致汽油加氢装置能耗高的原因在对汽油加氢装置能耗较高原因进行分析的过程中,先要了解汽油加氢装置的设计综合能耗,其能耗水平为10.72千克标油/吨,属于高能耗装置。
以此为基础,对其能耗比较高的原因进行分析,主要表现在以下方面:第一,反应器的吸热反应会导致能耗增加。
在工艺流程中,M反应器在先而D反应器在后,这种方案导致汽油在M反应器内会发生具体反应为:一些低辛烷值长链烃分子会裂解成为高辛烷值的碳五、碳六短烃分子,并且还存在烷烃分子芳构化、正构烷烃异构化、烃类分子叠合的情况,会出现加氢脱硫反应。
而M反应器的入口温度一般为380℃到385℃之间,出口温度为368℃左右,有13℃左右的温降。
在该装置设计过程中,并没有考虑到M反应器内不同反应的优先级, M反应器的设计入口温度为380℃,出口温度为410℃,温升为30℃。
但是在反应器实际应用过程中,有13℃左右的温降反应。
加热炉的实际入口温度也比设计入口温度低50℃左右,加热炉内的燃料器消耗高于设计消耗。
第二,进料方式不合理。
为了有效防止原料中水含量对加氢催化剂以及改质催化剂产生的不利影响。
在催化剂应用过程中,原料水含量的要求相对较高。
在装置使用初期装置进料温度相对较低为30℃到40℃。
而在冷供料过程中,燃料气的用量会出持续增加。
220Mt/a 蜡油加氢装置能耗分析与节能优化措施发布时间:2021-05-19T14:26:01.750Z 来源:《科学与技术》2021年2月4期作者:吴琼[导读] 本文以某厂220 Mt/a蜡油加氢装置为研究对象吴琼中石化股份有限公司安庆分公司,安徽安庆,246002摘要:本文以某厂220 Mt/a蜡油加氢装置为研究对象,通过对装置设计能耗数据和标定能耗数据的分析比较,发现采取一系列节能降耗措施后,装置的能耗由设计能耗15.25 kgEo.t-1减少到2020年标定能耗4.54 kgEo.t-1,相比设计能耗下降了70.23%,节能降耗效果显著。
根据装置优化措施的实施情况和效果,为其他现有加氢装置节能改造提供思路 [1]。
关键词:蜡油加氢;能耗;节能降耗1 装置概述该蜡油加氢装置现加工能力为220Mt/a,以焦化蜡油、冷热直馏蜡油的混合油为原料,生产硫含量低于900ppm的精制蜡油作为催化装置的优质原料。
采用RIPP开发的RVHT蜡油加氢处理技术。
2 能耗现状分析加氢处理装置具有高温高压的反应特点,决定了加氢处理装置的能耗主要消耗在蒸汽、电以及燃料气等方面。
该蜡油加氢装置能耗特点主要有:(1)蒸汽耗量大,该蜡油加氢装置的循环机采用的是1.3Mpa凝汽式透平驱动的,以及需要通过使用汽提蒸汽来提升塔顶温度,使得装置蒸汽耗量大。
(2)电量消耗大,该蜡油加氢装置反应压力达到11Mpa,反应进料和氢气均需要机泵或者压缩机进行增压,整体用电量较大。
(3)燃料气消耗较大,该蜡油加氢装置反应温度较高,配有反应加热炉和分馏加热炉,燃料气消耗的能耗高达50%以上。
通过上述对装置能耗特点的阐述,该蜡油加氢装置主要针对这几个方面开展节能降耗工作。
3 装置节能改造分析3.1分馏炉停炉改造3.1.1改造背景2011年6月前220 Mt/a蜡油加氢装置柴油、石脑油产率分别仅为2.7%、0.18%,经济性差。
为了节能降耗,从经济性上考虑,分馏塔应选择低温操作。
柴油加氢装置能耗分析与节能优化措施[摘要]由于近年来国家生态建设和可持续发展关注程度的提升,在经济发展过程当中就需要有意识的平衡经济发展方式和对于环境的保护情况。
在城市化建设和工业化发展的时代当中,柴油作为一种重要的燃料和动力基础,对于生产发展和生活都起着推动性的作用,正是由于其使用的?V泛性,所以就更加需要对柴油加氢装置进行明确的能耗分析,在此基础之上才能够制定出相对应的措施来进行节能优化。
从这项工艺本身的特点来看,其不仅具备技术先进性,同时还能够在保障柴油产品质量的同时有效降低投资的费用。
这样在进行经济建设的同时还能够响应国家绿水青山政策的号召。
[关键词]柴油加氢;能耗分析;节能优化;措施分析中图分类号:U286 文献标识码:A 文章编号:1009-914X (2017)14-0055-01从传统经济发展方式和人与自然的相处模式来看,经济建设和能源消耗以及环境污染这两个部分是“遇强则强”的关系,可以说经济发展水平更多是以能源消耗和环境污染为代价而实现的。
这种发展方式是对后代资源的超前使用,因而并不利于可持续和生态建设理念的贯彻和响应。
从柴油加氢装置这项工艺来看,它主要是为了通过脱氮、解决色度、脱硫以及贮存安定性这个方面的问题,并在此基础上稍稍提升柴油当中的十六烷值。
这样不仅能够满足对于柴油燃烧和提供动力的需求,同时还能够切实践行环保理念和要求。
因而在本文当中我便会对相关问题进行具体的说明,仅希望能够起到一些借鉴的作用。
一、柴油加氢装置的能耗分析(一)燃料气消耗分析所谓的“柴油加氢”实际上就是指油品在氢力、催化剂以及适当的温度和压力情况之下,包含有氧、氮和硫的有机化合物分子所发生的一种氢解反应。
可以说这个过程就是芳烃分子和烯烃的一种加氢饱和并发生一定反应的过程。
从燃料气消耗的具体情况来看,装置加热炉当中的工作效率和实际负荷便是影响其具体消耗的重要因素。
这是由于在开停工的阶段当中,加氢反应在进料加热炉的过程当中,其内部所包含的热负荷相对而言比较高,而在正常操作和装置稳定化运转的过程中,其热负荷却是比较低的。
汽油加氢装置的节能措施摘要:国有炼油化工生产企业担负着为社会提供石油化工产品的责任,同时也担负着创造经济效益的任务。
作为能量消耗大户,生产装置采取适合的节能措施,降低生产过程的能量消耗可以实现降本增效[1]。
关键词:炼油化工经济效益能量消耗降本增效1.前言炼化企业作为油气产业链的中间一环,利润来源于成品和原料之间的差价扣除加工成本。
受新冠肺炎疫情影响,消费市场需求不旺,原油价格下降,成品油价格下调,而正在加工的库存原油成本远高于当前原油价格,导致成品和原料之间的差价大幅度降低。
企业陷入成品油卖不出去、化工又不赚钱的困局。
在这种情况下贯彻落实“过紧日子”要求,固化“省一分钱比挣一分钱容易”的理念,坚持立足岗位,从生产装置的实际出发,大力开展节能降耗,形成真抓实干降成本、全力以赴创效益。
二、装置能耗分析110万吨/催化汽油精制装置设计末期能耗为22.66kgEO/t原料,该装置已经运行近四年,远超过一个生产周期,处于运行末期状态。
为了响应中石油及四川石化公司关于节能降耗、绿色环保的号召,拟通过挖潜增效优化生产过程管理和生产技术管理的方式整体降低装置的综合能耗(单位:kgEO/t原料)。
从上表中可以看出2020年3月份的能耗超过设计值2.03kgEO/t原料,其中主要差异体现在燃料气和3.5Mpa蒸汽。
燃料气和3.5Mpa蒸汽都是装置的热能输入项,由于利用3.5Mpa蒸汽加热的单元采取利用余热回收效果较好,避免了该项消耗,但是燃料气也相应有所增加。
为了降低装置整体能耗需要主要从降低燃料气耗量入手。
三、针对性处置措施[2、3]3.1降低燃料气消耗1.平稳加热炉操作,控制环保在线监测不超标,稳定加热炉出口温度。
炉体保温如有破损及时修复,观火窗使用后立即关闭等。
2.控制好分馏塔和稳定塔的回流量,在保证产品合格的前提下尽量降低回流比。
其中分馏塔回流比由设计值0.65调整到0.53;稳定塔回流比由设计值0.1调整到0.07。
郭林超:1.5Mt/a蜡油加氢装置能耗分析与节能措施第11卷第4期(2021-04)中石油乌鲁木齐石化公司150×104t/a蜡油加氢装置[1],主要是以常减压装置的减压蜡油和焦化装置的焦化蜡油为原料,在高温高压和氢气以及催化剂的作用下脱除原料中的硫、氮等杂质,改进烃的分子结构,提高蜡油中的氢含量,为催化裂化装置提供优质原料,同时副产一部分柴油和石脑油[2]。
装置的设计规模150×104t/a,实际加工能力156×104t/a,年开工时间为8400h。
2014年7月一次试车成功。
1能耗影响因素分析1.1装置设计能耗150×104t/a蜡油加氢装置设计综合能耗见表1。
可见150×104t/a蜡油加氢装置设计综合能耗为13.84kg/t(标油),设计能耗中考虑了低温热的产能输出,在实际生产过程中,此部分的产能并不考虑在综合能耗。
2016年8月150kg/t(标油)蜡油加氢装置检修完毕后按蜡油加工方案运行,加工减压蜡油、焦化蜡油。
加工负荷为94.6%(176t/h),此时蜡油加氢装置的综合能耗18.65kg/t(标油),初期综合能耗见表2。
表1蜡油加氢装置设计综合能耗项目循环水/(t·h-1)脱氧水/(t·h-1)除盐水/(t·h-1)凝结水/(t·h-1)电/kWh1.0MPa蒸汽/(t·h-1)0.45MPa蒸汽/(t·h-1)净化风/(m3·h-1)氮气/(m3·h-1)燃料气/(t·h-1)消耗量535.5027.0020.00-12.005894.70-0.20-9.20300.00480.001.43能耗/(kg·t-1)(标油)0.291.340.25-0.498.26-0.08-3.270.060.398.56表2蜡油加氢装置开工初期综合能耗项目循环水/(t·h-1)脱氧水/(t·h-1)除盐水/(t·h-1)凝结水/(t·h-1)电/kWh1.0MPa蒸汽/(t·h-1)0.45MPa蒸汽/(t·h-1)净化风/(m3·h-1)氮气/(m3·h-1)燃料气/(t·h-1)综合能耗—消耗量927.004.5010.50-14.505910.0012.50-2.50425.0050.000.96能耗/(kg·t-1)(标油)0.500.220.13-0.608.285.12-0.890.090.045.7618.651.5Mt/a蜡油加氢装置能耗分析与节能措施郭林超(乌鲁木齐石化分公司)摘要:中石油乌鲁木齐石化公司1.5Mt/a蜡油加氢装置设计年开工时数8400h,主要是以减压蜡油和焦化蜡油为原料,在高温高压和氢气以及催化剂的作用下脱除原料中的硫、氮等杂质,改进烃的分子结构,提高蜡油中的氢含量,为催化裂化装置提供优质原料,同时副产一部分柴油和石脑油。
加氢装置节能技术应用、总结与推广 摘要:本文将新催化剂工艺、新节能设备、新的节能工艺控制措施等国内加氢装置节能技术进行总结,为新建、扩建的加氢装置在节能方面提供经验介绍。 关键词:节能 节水 加氢 前言 为了满足国家对汽、柴油产品质量升级的要求,降低燃料油对空气污染的影响程度,提高人们周围的环境质量,国内各大炼油企业加快了新建和扩建汽、柴油加氢装置的步伐。同时各炼油企业也正在为节能增效做大量工作,本文将对近几年加氢装置在节能、节水方面的措施和经验进行总结,希望能对已经运行、新建和要扩建的加氢装置在节能、节水方面有借鉴的意义。 一、上下游装置热联合,能量的回收利用 1、直供原料 加氢装置原料油包括:石脑油、直馏煤油、直馏柴油、催化裂化柴油、脱沥青油、焦化瓦斯油和焦化蜡油等.这些原料油一般都是炼油系统上游装置的产品,经过冷却进入储运罐区,再由加氢装置的原料泵从罐区抽出。加氢装置实现原料油的直供,就是取消储运罐区这个中间环节,上游装置的产品不经过冷却,直接由上游装置的产品外送泵送至加氢装置的原料系统。 该种做法的节能优势体现在: (1)上游装置减少了对其产品的冷却,既可以减少空冷风机的使用,节约用电,又可以关停循环水冷却器的使用,节约循环水。 (2)加氢装置停运原料泵,节约用电。 (3)加氢装置原料油温度提高,直接减少反应加热炉做功,可以大量节约燃料气或燃料油。 (4)直供料可以降低加氢原料与空气接触产生固体物质进入反应系统增加反应器压降的几率。 应用举例:某60万吨/年柴油加氢改质装置投用催化柴油直供后(部分直供),原料泵每小时节电约7kw.h;原料催化柴油温度升高40℃左右,节约燃料气约100吨/月。 加氢装置直供料使用的注意事项: (1)上游装置应严密监控其产品中水和固体含量,特别是反冲洗系统切除的加氢装置,应避免因原料原因引起的反应器压降升高过快而停工。 (2)原料油温度升高后,必须提高动设备(进料泵)机械密封的耐温性能,杜绝因泵体温度升高而引起的机械密封泄漏。 2、为下游装置提供直供原料 加氢装置的产品有一部分作为成品直接出厂,还有部分产品例如石脑油、润滑油料、蒸汽裂解原料、催化裂化原料等作为其他装置的原料还要进行再加工。加氢装置为下游装置提供的原料实现直供,可以节约本装置空冷使用的电能、冷却器使用的循环水,同时也可以减少下游装置原料加热设备做功。 3、低温余热的利用: 加氢装置低温余热主要指150~200℃的产品余热、空冷入口介质余热、低压蒸汽、乏汽、凝结水和加热炉烟气等。可以利用这些余热进行原料预热、工业水预热、生活供热、上下游装置热联合、预热加热炉烟气、工艺仪表伴热以及轻烃装置重沸器热源。 应用举例:低分油从低压分离器进入分馏系统前必须经过加热,一般来说加氢装置设置分馏加热炉对低分油进行加热。目前有部分加氢装置利用反应生成油进入高压空冷时温度较高的特点,将低分油流程改变,使其与反应生成油进行换热后,再去分馏系统。一方面使反应生成油的温度降低,降低高压空冷做功,节约电能;另一方面低分油温度升高后,减少了分馏加热炉做功,降低了燃料气或燃料油的消耗。 注意事项:低分油与反应生成油换热时,不能将反应生成油温度降的太低,以免反应生成油在与水混合前铵盐低温结晶堵塞管道。 二、采用先进的催化剂工艺技术 催化剂性能决定着加氢过程的反应压力、反应温度、氢耗、目的产品收率、气体产率和加氢反应热等。高活性的催化剂对降低装置能耗(降低反应压力、反应温度)起着举足轻重的作用。加氢过程主要分为两大类:加氢精制和加氢裂化。一般来说加氢精制是放热过程,加氢裂化是吸热过程。加氢原料在进入反应加热炉前换取的热量多少取决于生成油出反应器后热量的高低。不同类型的加氢催化剂因反应机理不同,在不同的工艺条件下(压力、温度、氢油比等),催化剂发挥的功能不尽相同。 某柴油加氢改质降凝装置2010年更换催化剂时,采用某研究院新型高活性催化剂,同时第二(降凝)反应器中精制剂和降凝剂的装填方式由传统的催化剂空间装填模式改变为将降凝催化剂和精制催化剂分多层分开装填。 因为精制过程放热,降凝过程吸热,采用合理的催化剂级配技术,使不同催化剂在该配置下发挥最大的功效。新的装填模式使油品在反应器中均匀的升温降温,没有较大的温差,特别是第二反应器出口温度高于入口,生成油温度提高使原料油的换热温度得到了提高。原料油预热后的温度已经满足反应所需的温度条件,从而减少加热炉做功(目前反应加热炉已停用),起到节能的作用。燃料气消耗统计显示,使用新催化剂,每月可节约燃料气250吨左右。 三、新的设备节能技术措施和管理方法的应用 1、加热炉热效率的提高 (1)降低排烟温度 ①设置余热回收系统。②设置吹灰器。③对于液态物料,对流管采用翅片或钉头管也可以增加对流管的传热面积,从而使排烟温度降低。④精心操作,确保炉膛温度均匀,防止局部过热和管内结垢。 (2)降低加热炉过剩空气系数 ①调节好“三门一板”,在保证完全燃烧的前提下,尽量降低入炉空气量。②炉体不严、漏风量多是造成过剩空气系数大的主要原因。 (3)采用高效的燃烧器 (4)减少炉壁散热损失 ①做好炉子的检修工作,保证炉墙没有大的裂纹和孔洞,使烟气不致窜入炉墙和炉壁之间造成炉壁局部过热。②采用耐热和保温新材料,如陶瓷纤维,不但耐高温而且导热系数低,可以降低炉壁温度从而降低炉体的散热损失。③控制炉膛温度,不得超温,以免烧坏炉墙,导致炉壁温度升高。 (5)设置和改进控制系统,可以使炉子在最佳的工况下运行,不但可以保证炉子有高的热效率,而且可减轻操作人员的劳动强度。 2、新氢压缩机节能技术的应用 加氢装置在加工量偏低时,新氢压缩机在运行过程中,压缩机出口回流量较大,造成了大量电能浪费,降低压缩机效率。针对以上问题,国内多个加氢装置已经完成了新氢压缩机hydro com无级调负荷系统的改造。其原理如下:在压缩机每个工作循环的压缩过程中,通过该系统所带液压执行器强制进气阀保持有可控的一定时间开启,即延迟关闭入口气阀,在入口气阀延迟关闭的过程中气缸中的一部分气体回流到吸气室中;入口气阀关闭以后,气缸中的剩余气体开始正常压缩,从而实现在全程范围内排气量调节。 hydro com无极调符合系统的特点有: (1)精确控制压缩机各级参数,满足工艺生产需要; (2)有效降低压缩机实际负荷,增加压缩机的可靠性和使用寿命; (3)仅压缩工艺实际需要的气体,最大限度地节约电能。(某加氢装置完成改造后,每小时节电约670kw.h) 特例说明:某炼油企业,利用新氢压缩机各级出口压力不同,通过改造实现仅使用一台新氢压缩机同时为三套不同加氢装置提供氢气,充分利用一台压缩机功能,使装置综合能耗有了大幅度下降,同时起到了节电、节约除盐水、节约循环水、节约润滑油、节约维护费用的作用,进而提高了企业整体的经济效益。 3、能量回收-液力透平技术 进料泵液力透平技术的原理:使用高分油和低分油之间的压力差驱动泵做功,从而减少电机负荷。泵正常运行时,由电机通过增速箱带动泵叶轮转动,同时液力透平由高分油至低分油之间的压力差驱动泵做功,由此减小电机的负荷。液力透平装置可以回收60%的能量。 注意事项:液力透平运行时,要保持副线高压角阀有一定的开度,目的是当出现事故停液力透平时,副线高压角阀可以及时开启。并且液力透平满负荷时效率最高,设计时已考虑正常运行时保证满负荷状况,过低的负荷液力透平最好不要运行。 4、变频设备的使用、大泵叶轮切削节能 昼夜温差较大的地区较适合采用变频空冷风机,既能在夜间节约装置用电,又能控制温度稳定性,降低员工的劳动强度。 对于生产负荷变化较大的装置,原料泵、产品泵易采用变频技术,在装置低负荷时,降低装置用电量。对于部分运转泵设计流量过大,可以采用“叶轮切削”技术,降低泵的用电量。 5、高效的内构件也起到降低装置能耗的目的:采用先进的反应器内构件减少其占用空间,提高催化剂的装填量,提高反应器空间的利用率,空速降低,在产品质量要求不变的情况下,可以降低反应压力和温度。 四、优化工艺过程控制 1、控制氢油比,降低循环氢压缩机转速,节约蒸汽 高的氢油比可以降低催化剂结焦速率,保持较高的催化剂活性,但是过高的氢油比会增加装置能耗。装置根据不同的生产情况控制合适的氢油比,降低循环氢压缩机的转速,从而降低蒸汽消耗。 2、在线监测:卡边控制产品质量 高的压力和温度对加氢过程是有利的,能提高产品性能指标,但是过高的温度和压力会增加装置能耗,装置可以通过在线监控产品质量,采用较低的反应温度和压力,降低产品质量过剩的程度,从而达到降低装置能耗的目的。 五、除盐水的循环使用 加氢装置为了降低装置水耗,将用于溶解铵盐而注入高压空冷后形成的含硫污水,送入酸性水汽提装置处理后形成中性水再送入加氢装置,重新注入高压空冷。中性水的使用量一般不允许超过50%,有些装置根据实际情况,全部使用中性水作为高压空冷注水。值得注意的是,有些装置将分馏塔汽提出来的污水也注入高压空冷,因为该污水中氨和硫化氢含量是比较高的,这种方案是不提倡的。 加氢装置高压空冷注水水质要求值见表2,经酸性水汽提装置处理后的中性水水质一般符合其要求,但是如果中性水中再掺入少量分馏塔汽提出来的污水,混合水中多项物质含量严重超标,长期使用,可能造成设备的严重腐蚀或结垢,影响设备的安全、平稳运行。 六、新工艺-液相加氢技术 国内首个采用液相加氢技术的装置于2011年年底在石家庄260万吨/年柴油加氢装置投产。液相加氢技术原理如下: 1、氢气在柴油中的溶解度随温度和压力的升高而增大。 2、液相加氢充分利用了氢气的这一性质,通过工艺过程实现氢气预先溶解在被加氢介质中,使加氢反应在均相体系中完成以提高反应速度。液相加氢技术工艺流程图如下: 液相加氢与传统滴流床加氢的区别: 1、采用上流式反应器,反应器内液相是连续相。 2、向反应器补入适度过量氢气,在反应器内以气泡的形式自下而上通过反应器。 3、液相循环代替循环氢循环系统,降低过程能耗。 4、催化剂被充分润湿,床层传热均匀,总液收提高。 5、床层均匀的温度分布,消除局部热点,延长催化剂寿命。 6、液相循环反应热利用率高,减少进料加热炉的负荷,降低系统能耗。 液相加氢装置由于取消了高压循环氢系统,而新增的反应产物循环泵扬程低,能耗少;另外,反应部分氢油比低,气相系统的冷却