浅谈节能技术在油高压加氢装置上的应用

【摘要】本文在介绍国内某石化总厂如何运用高压催化加氢技术针对油料进行加氢改质、临氢降凝和加氢补充精制，调制出优质的变压器油、冷冻机油和橡胶填充油的基础上，对轻脱油能够生产出优质的HVIH150BSM光亮油等技术进行了深入的阐述，并提出了下一步的节能构想。

【关键词】节能 油 高压加氢装置

1 能源的使用和分配

该厂高压加氢装置所需能源主要有燃料气、3.5MPa和1.0MPa蒸汽、电、除盐水、循环水、新水、氮气和工业风，其中，燃料气主要来源于炼厂气和油田瓦斯气体，当前，该石化厂的加热炉内主要使用炼厂气。起驱动高压加氢装置作用的四台高压进料泵是压力为3.5MPa蒸汽，经过后减压为1.0MPa蒸汽，在进行外送之后，一部分蒸汽继续减压至0.4MPa并加热作为分馏塔的汽提蒸汽。电源配送分为为高压电和低压电两部分，高压电主要用于高压加氢装置中的进料泵和氢气压缩机，低压电则于日常照明、加氢机泵、空调、相关仪表等。

2 节能技术的主要措施和成果

2.1 降低蒸汽消耗

一是高压加氢装置蒸汽抽真空系统。该抽真空系统是由一、二级蒸汽抽真空和三级冷凝器组成而成，由于该厂的蒸汽喷嘴在经过多年的使用冲刷后，内部孔径自然增大，致使内部蒸汽损耗过多，且真空度不够。此外抽真系统内的真空度由于火炬压力的影响起伏较大。该厂针对这一情况对蒸汽抽真空系统进行维修、改进，用水环式真空泵来代替传统的蒸汽，这样，形成了真空泵和传统蒸汽抽真空互为并用的局面。经过改造后，由于原有的一、二级蒸汽抽真空系统停用，工作中，系统可节约1.6t/h和1.0MPa的蒸汽；冷却塔顶的不凝气完全可以由一级冷凝器来完成，这样，二、三级冷凝器可以完全停用，二级冷却器、三级冷却器分别节约循环水为83 t/h、15t/h，每月可节约成本约11万元，即根除了由于蒸汽和火炬压力对真空度的影响，又较好地保证了高压加氢装置的安全生产。

二是结合实际改造加热盘管。由于该石化总厂地处我国西部地区，冬季最低气温在零下300C以下，在恶劣的低温环境下，为确保设备的正常运行，高压加氢装置的相关管线、设备等需要一定的保温措施，对装置中温度较低的容器要增添加热盘管。在高压加氢装置的设计初期，高压加氢装置内的伴热线共计106条。

2.2 燃料气的回收和降耗

一是对低分气的改造。由于高压加氢装置的油气分离采用“冷、热高分+冷、热低分”的工作流程。如何有能够有效利用低分气中的可燃气成为节能的课题。2006年装置大修期间，将将低分气改入到重整PSA的高压加氢装置内提纯，经过提纯后的氢气可作为汽柴油中的原料氢加以利用。

二是对燃料气系统进行改造。在高压加氢装置中加热炉的能源消耗是最大的，该厂对高压加氢装置的原料换热器、火嘴及空气预热器进行维修、改造。增大原料换热器的换热面积，将两台换热器串联，经过改造后，热源换热后由于原来的1800C降至1300C，而冷源换后温度由116 0C左右升高至150 0C左右，加热炉进料温度则相应提高了30 0C，此外，对加热炉的全部火嘴和空气预热器管束进行了更换，以提高空气加热效率。

2.3 相关节电措施

一是运用变频技术。变频调速有着“调速快、成效显著、运行安全”的特点，该厂在对油高压加氢装置中的25台泵和16空调增加变频设备后，节能降耗达到30%以上。

二是压缩机节能改造。通过对新氢量的精确测算来调整新氢压缩机的最大工作负荷，这样，能够每小时节电在200kw・h以上，每月可节省成本7万元。此外，对压缩机余隙进行改造。结合工作量实际，对压缩机气缸进行改造，增大一级气缸容积，气缸余隙容积增大后，气缸容积系数降低，这样，气缸排气量也相应降低，从而，达到了调节气量节省主机能耗的目的。

2.4 回收蒸汽冷凝水

该厂的高压加氢装置高压进料泵的蒸汽透平由于采用直排方式，工作运转中冷凝水浪费较大。在2009年检修中，该厂新增一台气动隔膜泵并新建一个地下水罐，将排出的冷凝水回收到高压加氢装置注水罐内，经改造后，每台隔膜泵可回收蒸汽冷凝水0.8t/h，每月可节约除盐水费用1.25万元。

3 节能计划

通过工作实际，将从改造循环水冷器、加热炉对流室等两个方面来达到高压加氢装置的节能降耗的目的，以提高企业的生产能力。

3.1 对循环水冷却器进行改造

该厂的高压加氢装置中有较多循环水冷却器，在装置的生产运行初期，每个循环冷却器在高压加氢装置都以并联的形式安置.工作中，一部分循环水冷却器的工作负荷较低，换热后循环水出口温度不高，虽然工作人员已经对各循环水冷却器中的冷却水用量进行精确控制，各循环冷却器冷却水进口开度主要以小流量限制，但由于循环冷却水都是并联使用，循环水经过一次使用后都直接进入回水总管.所以，装置内冷却水的利用还存在着很大的挖掘潜力。可见，由于高压加氢装置部分循环水冷却器负荷小，出口温度低，换热后冷却水还存在巨大的利用空间，如果能够将此部分冷却器改掉现有的并联方式，结合现有工作负荷将其串联起来，将上一级换热后的冷却水不直接进行回收总管，而直接进入下一级冷却器，以提高冷却水利用率。

3.2 改造加热炉对流室

油高压加氢装置中的加热炉为卧管式对流、辐射型方箱炉，排列方式为蛇形单排炉管，双面辐射。在加热炉工作原理中，油品的升温过程是通常都是在加热炉的辐射室内来完成的，在在加热炉的对流室内则没有相应的设计工艺炉管，而是进行加热的蒸汽，由于蒸汽的流量较小，使得加热炉对流室内的相应热量无法充分回收，生产中，加热炉的排烟温度最高时达到6300C。

4 小结

综上所述，通过节能技术在高压加氢装置的充分运用，不仅能够进一步的挖掘和降低装置中各项能耗，还可以将节能减排工作充分地融合到石化企业的各项生产控制环节当中。石化企业只有结合自身生产实际，在蒸汽降耗、燃料气回收、节约电能和用水等方面持续改进，企业生产管理水平才能够不断得到改善，自身的竞争实力得到充分的提高。

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