渣油加氢装置节能改造及效果研究袁浩

渣油加氢装置节能改造及效果研究袁浩
发布时间：2023-05-25T03:04:44.945Z 来源：《科技新时代》2023年6期作者：袁浩
[导读] 针对渣油加氢装置存在的原料油预热流程热量不平衡、装置能耗高等问题，本文提出了一套完整的渣油加氢装置节能改造方案，对该装置中原料油换热过程、增设节能设备等技术处理方案进行综合评估，并总结了改造后装置的节能效果，希望为类似装置的改造升级提供支持。

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摘要：针对渣油加氢装置存在的原料油预热流程热量不平衡、装置能耗高等问题，本文提出了一套完整的渣油加氢装置节能改造方案，对该装置中原料油换热过程、增设节能设备等技术处理方案进行综合评估，并总结了改造后装置的节能效果，希望为类似装置的改造升级提供支持。

关键词：渣油加氢装置；节能改造；节能效果
前言：
渣油加氢装置在化工企业生产中占据重要位置，但是根据现有生产经验可知，该装置在运行中一直存在能耗高等问题，严重影响了现有生产工艺的经济效益。

因此为满足未来化工企业生产要求，则需要探索渣油加氢装置节能改造的有效途径。

1.现有渣油加氢装置的问题
（1）换热器的运行效率下降。

换热器效率下降是渣油加氢装置中的常见问题，表现为装置换热效果明显下降，例如某化工企业的测试结果显示，混氢原料油进入加热炉前的温度不足320℃，明显低于设计温度；而为了提升反应温度，还需要增加装置的热负荷，但因为炉管壁温度很快就接近设计值上限，导致系统的提温效果不明显[1]。

且管壳拆检结果显示，表面存在严重结垢现象（见图1）。

图1 管壳拆检情况
（2）装置能耗高。

从相关设备的统计结果来看，电力消耗大一直是渣油加氢装置运行中的常见问题，其电耗量高达55.4kW·h/t，而相比之下部分先进渣油加氢装置的电耗量仅为35.0kW·h/t，可见新装置可节约电量达到20.4kW·h/t，其原因可能为相关装置采取智能化改造、能量回收较充分等因素有关。

渣油加氢装置只在循环氢脱硫塔底部富胺液至富胺液闪蒸罐的压降区设计并应用了冷液力透平。

高压贫胺液泵在液力透平未投用之前的驱动电机电流是100A左右，投用液力透平之后的驱动电机电流降到80A左右，节约20A电流，节能情况计算如下：M=U×I×φ×√3×h×c
=10000V×20A×0.7×1.732×8000h×0.4元/ KW﹒h
=77.6万元（渣油两个系列共设置两台透平，共节约155.2万元/年）
每台液力透平的采购单价约228万元，投用后每年节约电费约77.6万元，回收年限约3年，由此可见，液力透平经济效益和投资回收性好。

新氢压缩机采用贺尔碧格，通过延迟关闭进气阀的方式，使气缸中部分气体返回进气腔，减少实际压缩气体量，节省压缩机做功，降低电耗。

2.1优化装置的原料油换热流程
在渣油加氢装置节能改造中为消除原料油预热效果差的问题，在节能改造中决定要充分利用加氢渣油的剩余热量，所采取的装置改造方案为：（1）提高混合原料油混合后温度，如将分馏空冷入口热长循环线缓慢打开，提高循环油温度，从而提高原料油温度，原料油温度可以提高3-5℃，为保证原料油过滤器入口温度277℃，从而降低原料油换热器的取热，降低脱硫渣油的热量损失，使得分馏汽包入口温度增加7-10℃，发气量增加2-3t/h，从节能降耗分析，低低压蒸汽增加，能耗得到相应的降低。

（2）增加循环氢\热高分气换热器取热量，关小循环氢副线，既可以提高加热炉入口温度又可降低热高分气温度，节省高压空冷负荷，降低电耗（3）关注热高分蒸汽发生器压差，压差过大会说明蒸汽发生器管束铵盐结晶堵塞，严重影响换热网络，降低了低低压蒸汽发气量，同时取热过小需要提高高压空冷负荷，电耗增加。

增加热高分蒸汽发生器间接注水频次，冲洗铵盐提高换热效率，提高低低压蒸汽流量。

2.2增加节能装置
增加节能装置是减少能耗的重要组成部分，通过对现有渣油加氢装置的研究可知，新氢机、注水泵等装置有较高的节电潜力。

（1）增设新氢压缩机。

改造前新氢机主要通过四级压缩方式将管网中氢气压力提升至19.86MPa，当压力达到设定值后氢气即可进入重油加氢、加氢裂化两套系统中；外供高压氢气经历了先降压后升压的处理过程会造成巨大的能量浪费，并且上述装置的氢气耗量偏大，峰值时高达50000m3/h，需要多台设备同时开启。

上述问题不仅加重了系统能耗，也会导致系统中无备用新氢机。

为实现装置节能改造目标，可新增设一台新氢压缩机K-0401A，该装置的设计流量高，且入口处压力高达3.0MPa，在化工厂高压氢气充足的情况下，通过新购置的新氢压缩机K-0401A即可满足日常消耗，其余设备做备用即可[2]。

（2）高压注水泵改造。

某化工厂在改造前，所使用的注水泵有3台为往复泵，在经过多次改造后依然无法保证长期平稳运行，因此在该装置改造中，决定新增加一台高压注水泵，该注水泵为离心泵，工况运行平稳，有利于长周期运行。

3.节能改造效果评估
渣油加氢装置节能改造效果评价，整个系统压机总电流每小时约降低90A，则每个月所能节省的电量约为696MW·h，按照当地电价0.6元/度的标准计算，则经过改造后所能创造的经济效益高达480万元，之后对比装置改造前后的单耗情况，相关对比数据如表1所示。

表1 装置改造前后的单耗
项目改造
前
改造后
循环
水（t·t-1）11.3410.36
除氧
水（t·t-1）0.020
电量
（kW·h/t）55.3841.62
燃料
干气
（kg/t）
2.69 2.46
根据表1的数据对比结果可以发现，在经过本次改造后，整个系统的节能效果满意，无论是循环水、电量还是燃料干气的用量均明显低于改造前，提示本文所介绍的改造方案具有可行性。

结束语：
本文针对渣油加氢装置提出的节能改造方案可显著降低装置的电能消耗，具有满意的经济效益，并且本文所提出的技术改造方案操作难度低、经济成本可控，满足在化工企业做大范围推广的要求。

参考文献：
[1]胡永宏，胡永群，齐永亮，等.国内固定床渣油加氢装置概况[J].辽宁化工，2023，52（03）：366-369.
[2]魏文，焦文让，孙媛媛.渣油加氢装置循环氢压缩机轴瓦温度异常分析及处理[J].石油化工设备，2023，52（02）：88-93.。