连续液相柴油加氢装置工艺流程与降耗对策

连续液相柴油加氢装置工艺流程与降耗对策
传统滴流床加氢技术与连续液相加氢技术分馏流程相同，两种技术主要有两方面不同：第一，连续液相加氢技术取消了高压循环氢系统，节省了循环氢压缩机相关的蒸汽、电能等消耗；同时，注水和气体脱硫系统相应由高压变为低压，电耗大幅度降低；新增的循环油泵虽然流量大，但扬程低，电耗相对较小；第二，反应器入口温度通过高温循环油与加热炉出口物料直接混合，热量利用效率高，消除了传统滴流床技术靠换热器加热所带来的换热器热效率的问题。

本文主要对该连续液相柴油加氢装置的能耗优势进行分析。

标签：连续液相柴油加氢装置；石化总厂；技术标准；优势分析
石化总厂连续液相柴油加氢装置生产满足国Ⅳ排放标准柴油的技术标定。

本文主要对该连续液相柴油加氢装置的能耗优势进行分析。

1连续液相柴油加氢装置的工艺流程及节能措施
1.1 工艺流程
混合原料油经过过滤、预热、升压后与新氢混合，再经加热炉升温后，与循环油混合，一起自下而上进入反应器进行加氢脱硫、脱氮等精制反应。

从反应器出来的反应产物直接进入热高压汽提分离器（热高分）进行气液分离，从热高分顶部出来的气相组分经冷却后进入冷低压分离器（冷低分）进行气液分离，得到冷低分油和冷低分气。

从热高分底部出来的液相组分中的一部分经循环油泵升压后进入反应器，另一部分冷却至220℃后进入热低分进行闪蒸分离，得到热低分油和热低分气。

热低分气经冷却后与冷低分气一起去低分气脱硫
装置。

热低分油与冷低分油混合后进入产品分馏塔，得到粗石脑油和柴油。

1.2节能措施
对连续液相柴油加氢装置采取的主要节能措施包括6个方面：①采用循环液相加氢新工艺，取消了传统滴流床技术中的高压循环氢系统；新增了低扬程的循环油泵，减少了高压蒸汽消耗；反应进料加热炉出口汽化率低，降低了燃料气消耗和加热炉负荷。

②优化换热流程，合理利用热源，降低加热炉出入口温差；合理利用装置热量为气体分离装置提供热源；利用双壳程高效换热器，减小冷热流换热温差，提高换热效率，节省换热面积。

③加热炉设置余热回收系统，回收烟气余热。

④利用蒸汽发生器回收多余热量。

⑤需冷却的物料及产品尽量选用空气冷却器，以节省用水。

⑥新氢压缩机采用无级调量系统，部分流量变化较大的泵、加热炉引风机和鼓风机、空气冷却器采用变频控制，节省电耗。

2连续液相加氢技术与传统滴流床技术的异同点
传统滴流床加氢技术与连续液相加氢技术分馏流程相同，两种技术主要有两方面不同：第一，连续液相加氢技术取消了高压循环氢系统，节省了循環氢压缩机相关的蒸汽、电能等消耗；同时，注水和气体脱硫系统相应由高压变为低压，电耗大幅度降低；新增的循环油泵虽然流量大，但扬程低，电耗相对较小；第二，反应器入口温度通过高温循环油与加热炉出口物料直接混合，热量利用效率高，消除了传统滴流床技术靠换热器加热所带来的换热器热效率的问题。

3能耗分析
3.1连续液相加氢装置与传统滴流床加氢装置能耗的对比分析
为了进一步比较连续液相加氢装置在降低能耗方面的优势，将现有1.0Mt/a 传统
滴流床柴油加氢装置与2.2Mt/a连续液相加氢装置的能耗组成进行了对比分析，其中1.0Mt/a柴油加氢装置能耗数据取自2016年5月标定数据。

现有1.0Mt/a 传统滴流床柴油加氢装置设计加工催化裂化、焦化、催化裂解等二次加工柴油和直馏柴油，生产满足国Ⅲ排放标准的柴油产品，该装置可作为传统滴流床柴油加氢装置的代表。

现有2.2Mt/a连续
液相柴油加氢装置的循环水消耗量为879t/h，折合能耗为13.79MJ/tMJ/t，1.0Mt/a传统滴流床柴油加氢装置循环水消耗量为837t/h，折合能耗为28.42MJ/t，虽然连续液相加氢装置的加工负荷为传统滴流床加氢装置的213%，但循环水消耗量却只相差了42t/h，实际上2.2Mt/a连续液相柴油加氢装置的循环水设计消耗量为519t/h，由于施工单位将紧急放空冷却器循环水接为一级循环水，而设计为新氢机接二级循环水，使得循环水的消耗量增加了360t/h，剔除此因素后连续液相柴油加氢装置的循环水消耗折合能耗为8.36MJ/t，远低于传统滴流床的28.42MJ/t。

这主要是由于一方面滴流床加氢装置的循环氢压缩机采用1.3MPa蒸汽冷凝式透平，需要消耗大量的循环水，另一方面传统滴流床技术的低分气需要水冷却后才能进入循环氢压缩机循环使用。

此外，新建的连续液相加氢装置采用了较多的空气冷却器，减少了循环水消耗。

连续液相柴油加氢装置的除氧水消耗量为15.81t/h，折合能耗为23.41MJ/t；传统滴流床柴油加氢装置除氧水消耗量为2.87t/h，折合能耗为8.17MJ/t，液相柴油加氢装置的能耗比传统滴流床柴油加氢装置高14.63MJ/t，主要原因是由于连续液相加氢装置利用蒸汽发生器生产低压蒸汽需要消耗除氧水以回收多余的热量。

液相柴油加氢装置生产 1.3MPa蒸汽13.44t/h，折合能耗为-162.60MJ/t，而传统滴流床柴油加氢装置要消耗4.88t/h的1.3MPa蒸汽，折合能耗为125.82MJ/t，液相柴油加氢装置的能耗比传统滴流床柴油加氢装置低288.42MJ/t。

这主要是由于传统滴流床技术中，循环氢压缩机需要消耗5t/h的1.3MPa蒸汽。

液相柴油加氢装置的电消耗量为4140kWh，折合能耗为151.73MJ/t，传统滴流床柴油加氢装置电消耗量为2151kWh，折合能耗为168.04MJ/t，
液相柴油加氢装置的能耗比传统滴流床柴油加氢装置低16.3MJ/t。

液相加氢装置虽然增加了两台循环油泵，但由于扬程小，且由于对部分流量变化大的设备
增加了变频控制措施，电耗有较大幅度降低。

液相柴油加氢装置的燃料气消耗量为1.730t/h，折合能耗为238.26MJ/t，传统滴流床柴油加氢装置燃料气消耗量为0.215t/h，折合能耗为69.39MJ/t。

主要原因是传统滴流床加氢装置的分馏塔塔底热源采用蒸汽汽提方式汽提H2S，而液相加氢装置为了克服蒸汽汽提导致柴油产品带微量水的问题，塔底热源采用加热炉，增加了燃料消耗；另一方面，传统加氢装置是按满足国Ⅲ柴油排放标准生产硫质量分数小于350gμ/g的柴油，加热炉出口温度仅为297℃，而液相加氢装置是按满足国Ⅳ排放标准生产硫质量分数小于50gμ/g的柴油，加热炉出口温度达353℃，两者相差了46℃，但由于液相加氢装置优化了换热流程，实际上反应加热炉消耗燃料只有0.48t/h，折合能耗为66.88MJ/t，仍然比传统滴流床装置低2.51MJ/t。

上述对比分析结果表明，与传统滴流床加氢装置相比，连续液相加氢装置最主要是节省了蒸汽消耗，同时工艺流程优化和变频等节能措施的使用进一步降低了电耗、充分利用了低温热；但增加了新鲜水消耗和分馏炉的燃料气消耗。

总体上能耗降低了42%，降低幅度显著。

4结论
连续液相柴油加氢装置的标定结果表明，装置设计合理，能耗仅为232.41MJ/t，略高于设计能耗（227.81MJ/t），如果装置按照设计全部为热进料，则运行能耗将低于设计值。

连续液相柴油加氢装置由于采用循环液相加氢新工艺，取消了传统滴流床技术中的高压循环氢系统，能耗远低于传统滴流床工艺400.86MJ/t的平均能耗水平，能耗降低了42%，具有显著的低能耗优势。

参考文献：
[1]徐明. 降低液相循环柴油加氢装置能耗[J]. 中国化工贸易，2017，9（3）.。