汽柴油加氢精制装置能耗分析与节能优化措施

汽柴油加氢精制装置能耗分析与节能优
化措施
摘要节能降耗是中国炼油行业解决燃料供需矛盾、增加效益、提高国际
竞争能力、促进资源与环境保护可持续发展的必由之路。

汽柴油加氢精制装置在
具体运行过程中会消耗大量能耗，如何减少能耗是一项需要人们重点探讨的问题。

本文在对汽柴油加氢精制装置能耗类型进行分析基础上，对节能优化措施进行探讨，从而减少汽柴油加氢精制装置在生产期间的能耗。

关键词汽柴油加氢精制装置；节能优化；电能消耗；蒸汽消耗
引言
近几年，现代工业水平得到了飞速发展，炼油行业在发展期间面临较高的行
业管制标准要求，以及激烈的市场竞争环境，不仅要遵循相应法律法规，而且还
要遵循燃料标准遭受国际形势的影响。

为了提高企业在市场中的竞争力，提高经
济效益，要加强对汽柴油加氢精制装置节能优化的探讨。

一、汽柴油加氢精制装置能耗类型
1、电能消耗
汽柴油加氢精制装置在生产中电能消耗是相对集中的一部分，空冷机、压缩机、泵体在运行期间会消耗掉大量电能。

通常来说，用电部分在汽柴油加氢精制
装置中的分布相对较为分散，这在一定程度上也加大节能改造作业面临的难度[1]。

例如，泵体、鼓风机、引风机等各项设备，在各项设备中，压缩机在运行
过程中电能消耗量大，而且相对较为集中，因此，对其进行改造是可行的，也能
够达到降低电能消耗目的。

2、燃料气消耗
对于汽柴油加氢精制装置来讲，在加热炉区域中的燃料气消耗比较大。

燃料
气作为是加热炉中非常关键的原材料，其在生产活动中有着特别高的能量占比，
需要在气液分离提供充足热量，从而能够让加氢处理价值和优势能够得到充分发挥。

在对炉膛内燃料气性质和负压调整时，许多层面都会对其造成影响，各项层
面的影响主要体现在燃料在燃烧时的效率方面。

在这一条件下，要提高对设备余
热的回收能力以及综合含氧量等进行分析，从而能够让加热炉燃烧水平得到提高，确保燃烧稳定性，提高加热炉热效率。

3、蒸汽消耗
汽柴油加氢精制装置中消耗蒸汽的主要设备是循环氢压缩机的驱动端，通常
来说采用的蒸汽压力约为3.5MPa，设计消耗量通常为15.0t/h-16.0t/h之间。

同时，也有少量服务站及伴热会采取的蒸汽压力为1.0MPa，其设计消耗量在
5.0t/h-
6.0t/h之间。

二、节能优化汽柴油加氢精制装置的合理措施
1、优化换热流程
完成低分油与反应物之间的换热处理后，充分结合混合原料油和产品柴油的
分离特性，通过对进料温度进行控制的方式完成相应处理工作，在这一状况下，
经常会加大换热器旁路处的阀门开度，在这一情况下会出现部分低分油在没有进
行换热进入，这也会导致发生换热不充分的情况，加大空冷设备在运行期间的负
担与压力，会加大装置运行能耗量。

优化换热流程，可以将汽柴油加氢精制装置
中的控制阀设置成单独调节的旁路结构，同时，需要对换热流程进行适当的改进，完成对低分油的充分换热后，然后让其进入到空冷设备内，有效将多余反应热量
全部去除，大幅度减少电能消耗量。

通过上述处理，一方面能够减少柴油进入到
空冷设备内时温度，对电能的消耗量进行减少，另一方面在进行换热的过程中，
能够获取更多的能量，从而达到减少燃料消耗效果，提高企业整体生产效益。

同
时国内外多家专利公司为生产超低硫柴油开发了很多的专用内构件，这进一步促
进了加氢精制技术的发展。

此外，由于加氢精制工艺高温高压、临氢、且物流腐
蚀性较高的特性，对设备的要求更高，因此一般反应部分换热器宜采用螺纹锁紧
环类换热器。

2、加设无级变速系统
将无级变速系统添加到的压缩机中，能够大幅度减少能源消耗量。

在汽柴油
加氢精制装置中的压缩机需要设置一开一闭两个部分，通过对其进行应用，可以
为压缩机在运行期间提供对称式往复压缩能，并且要对电机功率进行适当匹配，
在该状况下，对管网氢气进行压缩。

需要注意的是，在对装置进行设计时，需要
对压缩机负荷根据具体规定进行确定，确保设计负荷能够达到规定要求。

完成上
述处理后，利用技术进行改造，将柴油加氢处理单元添加到氢裂化生产环节中，
同时补入适量新氢气，使能源消耗量得到有效控制，减少对过剩能源的浪费。

通
过把无级气量调节系统加设到的新氢压缩机中，应用气阀延迟关闭方式，可以把
多余气体全部排出，通过对这一方式进行应用，能够有效降低压缩机在运行时的
外回流无用功，减小压缩机在运行期间的电能消耗。

3、合理改造加热炉鼓引风机及余热回收节能系统
对于汽柴油加氢精制装置中采用的加热炉引风机，经常会在生产期间，出现
开工与停工热负荷过高现象，但是，在具体运行期间，实际能耗为常规状况下的32%左右，通过对这一特点进行分析，设计了烟气回收系统，通过对其进行应用，在开停工时，能够实现对能量的回收利用，从而降低加热炉引风机在运行过程中
的应用压力，从而使火嘴结焦问题能够得到解决，并且可以有效避免燃料在生产
期间出现燃烧不完全现象，避免浪费大量燃料。

在设计余热回收节能系统时，可
以将原铸铁板式空气预热器更换为高效防腐组合板式空气预热器，同时对加热炉
辐射段衬里涂耐高温反辐射涂料，炉管表面喷涂强化吸收涂料，提高热效率，降
低能耗。

高效防腐组合板式空气预热器采用模块化设计，由烟气入口至烟气出口
根据温度分布情况分为高温段、中温段、低温段。

材质选用金属板管与玻璃板管
相结合的结构型式，其高温段和中温段使用金属板管，低温段使用玻璃板管。

采
用玻璃制成的板管作为低温段预热器的传统元件能抵抗绝大多数无机酸、有机酸
和有机溶剂的腐蚀。

由于该预热器具有抗烟气露点腐蚀的特点，所以可将排烟温
度降至露点温度以下低至100℃左右，并能确保加热炉在热效率93%以上稳定运
行；SO2、颗粒物及NOX也能进一步降低；采用玻璃板式换热器作为低温预热器系统，可以完全解决酸性腐蚀的问题，极大的提高设备使用寿命，减少维修及配件更换成本；高温段及低温段换热模块均采用较大板间距的平板式换热器组成，可以有效的减缓预热器积灰堵塞情况的发生。

4、改造高压空冷器电机
高压空冷器是汽柴油加氢精制装置中非常关键的设备，主要是在定频电机中进行应用，从而能够更好的控制高压换热器换热后实时温度，将温度控制在50℃左右。

针对高压空冷器电机来说，在对其进行改造时，要适当加入变频组件，利用变频控制，减少能耗。

进行调整时，要随时调整空冷器变频，保证通风机能够高效运行，实现对能耗的合理控制。

5、增设高温热水系统为重整和焦化炉提供空气预热
上层循环热的温度相对较高。

因此可以增设一套高温热水系统，回收上环余热和精制柴油部分高温热，用于重整装置空气预热，对延迟焦化装置加热炉进行预热，并保持焦化原料箱的温度。

具体操作方法：热水120℃（140吨/小时）先用155-145℃（315万千卡/小时）的上部循环热加热至142.5℃，再用185-168.7℃的柴油（103万千卡/小时）热加热至150℃。

这种温度为150℃的高温热水首先作为重整装置空气加热器的热源，提供170万千卡/小时的热量，然后送往焦炉装置作为空气加热器的热源，提供118万千卡/小时的热量。

千卡/小时热量；进入焦化厂附近的焦化原料罐区，用作加热焦化原料的热源，提供130万千卡/小时的热量。

6、充分回收装置的低温余热
考虑到回收重整设备和柴油加氢设备产生的低温排放热的利用，建立低压热水供应系统：第一70℃温度下的低压热水一方面可以使用石油分馏塔的重石油换热，另一方面是重整反应影响。

第二通道为混合水，水温高达77.8℃，可与精馏塔上的油气进行热交换，可返回蒸馏塔。

热交换在131.4°C，能量回流热227万千卡/小时，水温上升到95°C。

因此，在分馏塔顶部油气产生的481万千卡/小时的总能量中，在90°C以上的温度下，可以回收385万千卡/小时（即80%）的
总能量。

而低于90°C的总能量可以恢复96%，10000千卡/小时全部冻结。

重建后，总共使用了1401万kcal/h NdT（超过目前的1070万kcal/h使用了331万kcal/h NdT），设备的有效使用量为668万kcal/h。

结语
总而言之，针对汽柴油加氢精制装置进行节能优化，能够极大的降低企业在生产时的成本，可以使生产作业期间能源应用不合理问题进一步解决，提高企业在市场中的竞争力，促进行业健康发展。

参考文献
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