许昇

摘 要：在社会的高速发展之下，人们与能源、环境之间的关系日益紧张，绿色环保越来越受到人们的重视。基于此，不少企业纷纷改进生产技术，旨在削弱生产过程中产生的废弃物对生态环境的消极影响，石油企业的能源处理能力也因技术优化而逐渐增强。汽柴油加氢装置是开展节能工作的基础，也是石油企业缩减成本的重要举措，本文将对汽柴油加氢精致装置的节能情况进行分析，并提出优化策略，仅供参考。

关键词：汽柴油;加氢精制装置;节能分析

众所周知，雾霾天气空气中的污染物质众多，影响日常出行不说，还会威胁人们的身体健康，而这一恶劣天气的形成不止有气象因素，更多的是污染排放，因此，节能环保工作势在必行。近些年，中国发展迅速，汽柴油的使用量也逐年增长，汽柴油加氢装置作为汽柴油使用当中的基础，会直接影响节能环保工作的顺利实施，对此需要对加氢装置进行优化与改造，进而降低能耗，提高能源的使用效率。

1 汽柴油加氢装置介绍

人们在初期炼制石油时，就采用了加氢精致工艺，现阶段人们的生活水平逐渐提高，对柴油的质量要求越发严格。汽柴油加氢精致工艺可以被划分为两种，即传统加氢工艺与液相加氢技术，其中传统加氢工艺装置规模小，设备要求不高，可以明显减少成本投入，液相加氢技术虽然价格昂贵，但产品质量、能源消耗方面的优势非常明显。加氢装置主要由三个部分组成，分别为加氢精致反应部分、分馏部分与公用工程部分，此次所探讨的主要为反应部分。加氢精致反应部分的构件较多，如反应器、分离器、脱硫塔和闪蒸罐等，每一构建均需要进行不同的设计，才能保障装置整体的正常运行。以反应器为例，不仅要考虑加氢精致催化剂的选择、新氢的成分，还要充分关注反应器内的能源消耗。目前许多企业会将PHF-101作为催化剂，因为该种催化剂的原料适用性强、活性与稳定性良好，并且填充密度较低。

2 汽柴油加氢精致装置的能耗类型汇总

为了让能源得到高效使用，使用加氢精致装置时，需要对装置进行深入分析，明确装置的能耗类型，进而有针对性地开展节能优化工作，让节能环保战略落实到位。总体而言，汽油加氢精制装置的能耗包含电能消耗、燃料气消耗、蒸汽消耗三种。

2.1 电能消耗

汽柴油加氢精致装置的正常运行离不开电力供给，对装置中涉及电力的设备进行汇总，可以发现，电泵、鼓引风机以及空冷气、新氢压缩机等为主要的耗电设备，这些设备当中，新氢压缩机消耗的电能最大，且耗能相对集中，而电泵、鼓引风机和空冷器的电能消耗相对分散，不容易进行有效控制[1]。所以，应该将新氢压缩机作为节能优化的重要项目。

2.2 燃料气消耗

涉及燃料气消耗的装置主要为加热炉。在汽柴油加氢精致装置当中，加热炉的功能为提供热量，促使加氢反应能在短时间内顺利实现，让汽柴油系统中的各种物质分离开来，保障加氢、分离的实现。使用加热炉的时候，燃料气的实际使用量会受到多种因素影响，比如炉膛负压大小、燃料气的自身性质以及加热炉内部的氧气含量等等，为了让汽柴油加氢精致装置的能耗减少，必须充分关注加热炉的工作情况，为燃料气的加氢反应创造良好条件，减少热量散失。

2.3 蒸汽消耗

蒸汽消耗的设备主要为循环氢压缩机，该种设备正常工作之时需要提前输入3.5MPa左右的蒸汽量，依据当前普遍使用的设备类型，可以确定蒸汽的消耗量基本为15.5t/h。再加上服务站与较少的伴热，蒸汽消耗量基本维持在1.0MPa左右，设计要求为5.5t/h。

2.4 其他能耗途径

汽柴油加氢装置中还有部分环节会导致能源消耗，比如脱氧水、净化风和氮气等等，但总体的能耗量仅仅为整个装置的4%。

3 汽柴油加氫精致装置的节能策略

3.1 优化设计流程

首先就换热流程而言，汽柴油的分馏主要通过重沸炉汽提实现，除了后续用到的热量之外，炉顶内产生的油气余热自然就成为被回收利用的素材，可以采用双壳程高效换热器，提升换热效率的同时减少换热面积，让热量实现循环应用。就热高分流程而言，建议在汽柴油加氢装置当中引入热高压分离器，保障分离器的正常工作，让其对反应中的产物进行分离，一方面节约热能，另一方面减少冷却时间，提升装置的运行效率。另外可以专门引入烟气余热的回收系统，借助引风机将烟气引入到预热器当中，让本该成为废物的烟气被有效利用起来，提高空气进入加热炉时的温度。

3.2 空冷器电机的改造

通常情况下，汽柴油加氢精致装置当中均会设置高压空冷器，并且使用定频电机来控制高压换热器的温度，保障设备温度维持在50℃左右[2]。需要注意的是，高冷器电机消耗的电功率由设定的最高温度决定，而且也会因为季节和时间的不同有所调整，以往设定温度的工作交由工作人员负责，误差大不说，还无法保障实施效率，对此应该利用变频器控制高压空冷器电机，节省人力成本，同时让电机功率实现自动化调整，增强装置的技术含量。

3.3 新氢压缩机的改造

汽柴油加氢精致装置一般都会利用新氢压缩机与时向反应系统这两部分来提供新氢，让氢气经过多次压缩在同一系统当中充分融合、充分反应。为了保障反应的有效性与持续性，一般会在装置中配备两台新氢压缩机，其中一台处于正常工作状态，另一台为备用装置，单独一台新氢压缩机的能耗量基本为2.8万m3/h，如果能够将新氢压缩机与信息系统连接起来，就可以对进气量进行有序控制，与此同时液压驱动需要降低进气阀的关闭速度，这样一来新氢压缩机的电能消耗可以被明显降低，因此应提升装置的信息化水平，用电脑系统调节压缩机的气量。

3.4 石脑油产品泵的改造

石脑油稳定塔也是装置中的一部分，其他底泵的流量参数应为117t/h，然而实际运行时石脑油产品量仅仅只有80t/h，远远达不到设计要求，这也就使得泵没有达到额定功率，无形中增加了泵与电机的负荷，容易对泵与电机造成损伤[3]。针对此类问题，应将石脑油产品泵更换为变频泵，提高石脑油稳定塔塔底泵的产品量，延长装置的使用寿命。

3.5 阻垢剂注入系统的优化与改造

在加氢精致装置的使用过程中，装置内会持续发生自由基聚合反应与非自由基缩合反应，进而生成多种聚合物，再加上汽柴油当中本身就含有一定的细小焦粉，多种物质的存在增加了高压换热器的负担，容易让热量浪费，同时增加设备损坏的可能性。因此必须重视阻垢剂的注入。有学者专门分析了阻垢剂在整个系统当中的作用：未加入阻垢剂之前，高压换热器每三个月温度会损失1.6℃左右，即装置的热能存在损失，而加入阻垢剂之后，热量的损失量仅仅为0.7℃，因此将阻垢剂注入系统是非常必要的，其不仅可以改善高压换热器的结垢问题，降低温度损耗，而且利于高压换热器的养护，减少装置的维修频率[4]。

借助上述改造措施，汽柴油加氢精致装置的电能消耗、燃料气消耗以及蒸汽消耗等均可获得一定改善，但实际上也不能单纯依靠现有的技术来降低装置能耗，还必须对装置的其他方面进行优化与改造，例如增加液力透平回收高低分离器等，让装置的能耗得到进一步控制。总的来说，汽柴油加氢装置的能耗途径主要有三个，即电能消耗、燃料气消耗和蒸汽消耗，为了实现能源的高效应用，必须继续优化装置的设计流程，同时对空冷器电机、新氢压缩机等等进行优化与改造，进而达成降低成本、提高效率的目的。

参考文献：

[1]张鹏.汽柴油加氢精制装置节能分析与优化探析[J].南方农机，2019，50（13）：236.

[2]刘畅，白知成.汽柴油加氢精制装置节能分析与优化[J].化工管理，2018（24）：47.

[3]郭辉，祁晓东.汽柴油加氢精制装置的腐蚀及防护建议[J].石油化工腐蚀与防护，2020，37（02）：29-32.

[4]艾明.1.0Mt/a汽柴油加氢精制装置扩能改造设计[J].广州化工，2020，48（10）：148-150+183.