加氫裂化工藝節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用

才智(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315000)

0 引言

在進(jìn)行中質(zhì)餾分油深加工的過程當(dāng)中，加氫裂化是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其涉及的操作方案相對(duì)比較多，而且原材料范圍寬，產(chǎn)品方案較為靈活。對(duì)于一些裂化一體化的企業(yè)來說，使用加氫裂化進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)以及加工工作可以將產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行提升，但這與化工原料之間也存在密切聯(lián)系。因?yàn)槭褂眉託淞鸦に囘M(jìn)行產(chǎn)品的加工工作，需要輸入較多的能量，能源消耗程度比較高，所以在進(jìn)行實(shí)踐操作的過程中，工作人員必須要對(duì)操作的環(huán)境和操作的條件進(jìn)行優(yōu)化，保證裝置能耗以及產(chǎn)品的收率。該工藝在實(shí)踐操作的過程中，具有進(jìn)料和氫氣的升溫升壓都需要提供大量能量的特點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)的能源消耗率比較高。而且加氫的過程本來就是強(qiáng)放熱的過程，所以從整體的情況來看，加氫裂化工藝可供回收利用的熱量特別多。如果能夠通過進(jìn)出裝置物料又聯(lián)合的方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行改造以及優(yōu)化，那么裝置的節(jié)能效率就可以得到明顯提升。

1 加氫裂化工藝技術(shù)概論

在石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域加氫氯化是一種非常先進(jìn)的技術(shù)工藝，它在進(jìn)行石油提煉過程當(dāng)中可以產(chǎn)生很好的作用。特別是在開展石油煉制工作時(shí)，需要經(jīng)過高溫高壓的作用，才可以保證石油的相關(guān)性能，有效地發(fā)揮溫度需控制在400～500 ℃之間，壓力需要控制在10～15 MPa的條件下。只有在這樣的條件下，才能使得氫氣和相關(guān)的催化劑發(fā)生裂化反應(yīng)，并成功地將重質(zhì)油轉(zhuǎn)換為輕質(zhì)油、煤油、柴油等產(chǎn)品。目前整個(gè)行業(yè)在將重質(zhì)油提煉成為輕質(zhì)油時(shí)，都會(huì)選擇加氫類化工藝技術(shù)，該技術(shù)的產(chǎn)品回收率達(dá)到98%以上。而且與其他類型的普通催化裂化煉制的效果相比，加氫裂化的輕質(zhì)油煉制質(zhì)量相對(duì)較好。所以在最近這幾年，石油化工企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品加工的過程中，都會(huì)優(yōu)先選擇加氫裂化工藝技術(shù)。但是以普通的催化裂化煉制技術(shù)相比，加氫類化的工藝條件要求相對(duì)較高，需要較高的成本投入，企業(yè)必須根據(jù)產(chǎn)品加工的實(shí)際情況，不斷購(gòu)買先進(jìn)的器材以及優(yōu)化技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。當(dāng)然相關(guān)企業(yè)也需要花費(fèi)更多的時(shí)間以及精力，對(duì)加氫裂化工藝技術(shù)進(jìn)行深入的研究，這樣才能夠有效解決能源危機(jī)的時(shí)代，能夠提煉更高效更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

在可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代，各國(guó)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)以及能源開發(fā)的過程中，都非常注重經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，同時(shí)要保護(hù)環(huán)境要注重經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)在生產(chǎn)清潔油品已經(jīng)成為了各個(gè)國(guó)家能源研究的主要方向，而不同的資源企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，對(duì)油品的質(zhì)量要求也越來越高。加氫裂化工藝屬于石油加工工藝，它是在催化劑的作用下經(jīng)過一系列的反應(yīng)之后轉(zhuǎn)變?yōu)檩p質(zhì)油的一個(gè)加工過程。要想使石油企業(yè)的發(fā)展越來越快并獲得一個(gè)較為廣闊的前景，那么相關(guān)企業(yè)就需要更加深入研究加氫裂化的相關(guān)技術(shù)，不斷優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容。

2 加氫裂化工藝的分類

我們可以將加氫裂化工藝分為固定床、懸浮床、沸騰床三種不同的類型。固定床加氫裂化工藝可以分為兩種不同的類型：一段加氫裂化是固定床加氫裂化工藝的第1種類型，它是主要用于脫瀝青油、減壓蠟油以及出汽油的產(chǎn)品加工生產(chǎn)工作中，因?yàn)橐欢渭託淞鸦に囋谶M(jìn)行實(shí)踐操作的過程當(dāng)中只有一個(gè)反應(yīng)器，所以所有的生產(chǎn)過程都是在同一個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行。反應(yīng)器當(dāng)中的內(nèi)容又可以分成兩個(gè)部分，分別是精制段以及裂化段。第2種固定床加氫裂化工藝屬于二段加氫裂化。這就是指產(chǎn)品在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中需要使用兩個(gè)反應(yīng)器，而且兩個(gè)反應(yīng)器都裝著不同功能的催化器，第1個(gè)反應(yīng)器主要是對(duì)原量油進(jìn)行精制，可以讓一些活性比較高的催化劑發(fā)揮出儀器原有的作用，但是工作人員也需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)先處理。第2個(gè)反應(yīng)器主要是為加氫裂化的過程提供場(chǎng)所，因?yàn)榧託淞鸦倪^程是比較活躍的，在這一環(huán)節(jié)當(dāng)中單獨(dú)提供反應(yīng)器可以最大限度使得生產(chǎn)中間的餾分油和汽油得到保障。

第2種類型的加氫裂化工藝是懸浮床工藝，可以用比較劣質(zhì)的原材料進(jìn)行加工，主要的加工流程就是使用一些細(xì)粉狀的催化劑，將其與原料進(jìn)行充分融合之后，加入到反應(yīng)器當(dāng)中共同流動(dòng)。而在這些過程當(dāng)中加氫裂化的反應(yīng)就可以產(chǎn)生此時(shí)催化劑就會(huì)懸浮在液體當(dāng)中，并且跟隨著反應(yīng)之后的產(chǎn)物一起流出[1]。

第3種類型的加氫裂化工藝屬于沸騰床加氫裂化工藝。它需要以液體流動(dòng)的帶動(dòng)作用作為載體，將一定顆粒的催化劑進(jìn)行加工，以及生產(chǎn)使其形成氣體、液體、固體三種不同類型的床層，接著讓這些產(chǎn)品與氮?dú)庠嫌鸵约按呋瘎┏浞值亟佑|之后就可以完成加氫裂化的反應(yīng)過程。

3 節(jié)能對(duì)策

3.1 增加加熱余煙道氣余熱回收系統(tǒng)

目前大部分石油化工企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的過程當(dāng)中，很多使用的設(shè)備都是20世紀(jì)60年代和70年代設(shè)計(jì)的內(nèi)容，特別是與熱回收系統(tǒng)以及加熱系統(tǒng)等，很多企業(yè)工程師雖然在企業(yè)發(fā)展的過程中都根據(jù)設(shè)備使用的具體情況進(jìn)行了相應(yīng)改造，但是從整體的情況來看，改造的效果并不是非常明顯，使得系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過程中仍然存在問題。其中在多種系統(tǒng)以及組件設(shè)備中，存在最嚴(yán)重的問題就是加熱爐當(dāng)中的氣體并沒有進(jìn)行處理而是直接燃燒，沒有經(jīng)過一些措施直接排放，這就造成了非常嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。很多有經(jīng)驗(yàn)的工程師都知道，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，最為常見的具有高效率的傳熱元件是熱管。熱管的工作過程不需要外界的相關(guān)元素進(jìn)行干擾，能夠進(jìn)入到自動(dòng)化工作的狀態(tài)，它是利用管內(nèi)的液體不斷地蒸發(fā)以及冷凝這一循環(huán)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的目的。在進(jìn)行熱量回收工作期間，很多企業(yè)都已經(jīng)開始逐漸使用熱管進(jìn)行加熱爐煙道氣與熱的回收工作，而且相關(guān)資料顯示使用熱管進(jìn)行用量的回收以及利用，能夠?qū)⒖諝忸A(yù)熱的溫度提高到143 ℃以上。而且從整體的情況來看，整個(gè)加熱爐的工作效率也可以提升6%左右[2]。

3.2 優(yōu)化新型閥門

石油企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)以及加工期間，很多設(shè)備都必須要安裝閥門，但是傳統(tǒng)的閥門并不能滿足新型的生產(chǎn)工藝，當(dāng)前使用的緊急閥門參數(shù)指標(biāo)，在整體的運(yùn)轉(zhuǎn)工作當(dāng)中獲取的效果比較低，因?yàn)樗木缺容^差。再加上相關(guān)截止的長(zhǎng)期腐蝕傳統(tǒng)閥門的使用效率，開始不斷下降，一些泄壓閥的內(nèi)部已經(jīng)開始出現(xiàn)內(nèi)漏的問題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看，傳統(tǒng)的閥門使用效率已經(jīng)不斷降低，它會(huì)造成很大程度的浪費(fèi)問題，甚至?xí){到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和現(xiàn)場(chǎng)工作人員的生命安全。有部分石油企業(yè)已經(jīng)將傳統(tǒng)的閥門換成6級(jí)加壓控制閥門，與此同時(shí)還配備了儀表風(fēng)管，這一優(yōu)化方式可以及時(shí)地在系統(tǒng)故障維護(hù)期，保證20 min左右的鎖死工作。而且這一優(yōu)化措施還能夠在一定程度上減少氫氣的浪費(fèi)，從而帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

3.3 采用新型燃燒器

使用傳統(tǒng)的燃燒器進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工工作，因?yàn)槿紵男史浅５停詴?huì)存在非常大的熱量損耗的問題。而且隨著系統(tǒng)使用年限的增加，熱效率會(huì)不斷變低。因此為了推動(dòng)加氫裂化工藝技術(shù)的進(jìn)行企業(yè)需要裝置新型的燃燒器。目前LGH-Q型的燃燒器是最先進(jìn)的燃燒器，可以在很大一定程度上提高整體的燃燒效率，提高導(dǎo)熱性，同時(shí)也可以在節(jié)約動(dòng)力的基礎(chǔ)上節(jié)約大量的燃料。除此之外，該類型的燃燒器能夠幫助整個(gè)爐熱感具有均勻的加熱過程，并整體提高熱強(qiáng)度和熱效率，使得整個(gè)裝置的傳熱性能不斷提升。通過調(diào)節(jié)裝置的燃?xì)饬?，?duì)裝置的燃燒狀況進(jìn)行調(diào)整，系統(tǒng)的燃燒效率就可以得到明顯提升。而且和傳統(tǒng)的燃燒器相比，在相同的熱量下可以節(jié)約很多燃料[4]。

3.4 減少氫氣的泄漏

據(jù)了解，循環(huán)壓縮器在進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)之后，因?yàn)橥饨缫蛩氐挠绊憰?huì)存在較為明顯的氫氣泄漏問題，這就直接造成了氫氣的浪費(fèi)。針對(duì)這一情況，現(xiàn)場(chǎng)工作人員在系統(tǒng)運(yùn)行期間，必須要對(duì)循環(huán)氫壓縮機(jī)放空閥內(nèi)漏的情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，并對(duì)存在的問題及時(shí)解決，避免浪費(fèi)的問題。

4 結(jié)語

在上文針對(duì)加氫裂化的工藝節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討，分析具體應(yīng)用的內(nèi)容，在對(duì)這些資料進(jìn)行詳細(xì)地分析及探討之后，可以了解該工藝技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生的重要影響。從整體的情況來看，加氫裂化工藝節(jié)能技術(shù)還具有很大的發(fā)展空間。文章在針對(duì)加氫裂化工藝技術(shù)以及相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行論述時(shí)，因?yàn)槭艿侥芰σ约敖?jīng)驗(yàn)的共同限制，沒有做到面面俱到。希望文章分析的內(nèi)容能夠在一定程度上推動(dòng)加氫裂化工藝節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)石油行業(yè)快速發(fā)展。