关于15万吨年润滑油加氢处理装置节能改造分析与探讨

关于15万吨年润滑油加氢处理装置节能改造分析与探讨

张博

山东开泰石化股份有限公司  山东省淄博市  255000

关于15万吨年润滑油加氢处理装置节能改造分析与探讨

摘要：随着我国社会经济的快速发展，石油工业面临着巨大的挑战，为了适应市场的需要，我国在不断地提高石油化工行业的生产能力，同时也加大了石油化工行业对能源的需求。作为能源消耗大户，石油化工企业在生产过程中，对能源的消耗非常大。在实际生产中，为了提高经济效益，企业往往会对装置进行节能改造。通过节能改造，不仅可以降低装置能耗，提高产品收率和经济效益，还能减少设备投资费用。本文主要从15万吨/年润滑油加氢处理装置耗能现状、存在问题以及节能改造方案三个方面进行分析与探讨，通过对现有资源的充分利用，对生产过程中存在的问题进行改进，从而达到降低装置能耗、提高产品收率和经济效益的目的。以期能为同行提供一定的借鉴。

关键词：润滑油加氢、处理装置、分析与探讨

随着我国经济的不断发展，人们对生活质量的要求也越来越高，润滑油的需求量也在不断增加，为保证润滑油的正常生产和使用，企业需要对生产设备进行更新。但是在设备更新过程中会消耗大量能源，造成大量浪费。在石油化工企业生产中，各种设备都需要润滑油来保证设备正常运行。但由于设备的不断更新，对润滑油的性能要求越来越高，不仅要求润滑油具有优良的性能，而且要求润滑油具有良好的耐温性、抗氧化性和抗腐蚀能力。因此，在使用过程中需要不断地对润滑油进行更新，以保证润滑油在使用过程中不会出现劣化现象。因此，必须对现有设备进行节能改造。

一、15万吨/年润滑油加氢处理装置耗能现状

（一）能耗现状分析

近年来，随着我国石油石化行业的发展，装置能耗的总体水平不断下降，但各装置的具体能耗水平还存在较大差异，特别是在节能降耗方面。15万吨/年润滑油加氢处理装置由一套常压塔、一套减压塔和一套加氢精制单元组成，装置主要包括：加氢精制反应器、中间加热器、循环氢冷箱、高压分离器、高压换热器、低压分离器、高压空冷器、氢油分配器、压缩机组等，装置主要用能设备有：压缩机、循环泵，换热设备等。主要表现为各装置能耗水平较高的主要原因是：装置流程长，能量损失大；循环冷却水用量大；低压蒸汽用量大；加氢精制反应器热量损失大等。

（二）能耗构成分析

各装置在节能方面的主要措施有：

（1）优化操作，提高催化剂活性。

（2）回收余热，利用蒸汽锅炉余热进行加热，提高热效率，减少蒸汽用量。

（3）减少换热设备的换热面积，在保证操作安全和产品质量的前提下，最大限度地提高设备的传热效率。

（4）加强能量回收，如反应炉烟气余热回收、催化裂化烟气余热回收、加热炉烟气余热回收等。

（5）降低设备漏热量和动力消耗，如采用密闭换热和密闭循环冷却等。

（6）系统能量利用率低，能耗高；

（7）换热设备效率低，设备泄漏严重；

（8）用能设备种类多，单位产品能耗高；

（9）能源消耗设备种类多，且分布不合理。

（三）主要耗能设备情况

主要耗能设备是汽轮机，以1号汽轮机为例，一次主汽温度为310℃，主蒸汽压力为0.6 MPa，主蒸汽流量为653t/h。主蒸汽管道及管件总长度为6250m，管道直径为1200 mm，主管道壁厚为12.7 mm，单台机组年耗电量约为1.786亿 kWh。汽轮机一次主汽压是由一次主汽阀控制，蒸汽温度由一次主蒸汽温度决定。主蒸汽流量的大小主要是通过调节汽轮机二次主蒸汽调节阀来调节。由于汽轮机的主汽压力一般控制在0.3~0.4 MPa左右，而主汽温度则控制在350℃~380℃左右。所以在操作过程中必须要合理的控制汽轮机的出力。

二、15万吨/年润滑油加氢处理装置节能改造措施

（一）利用余热回收技术

根据15万吨/年润滑油加氢处理装置实际情况，将余热回收技术应用到该装置中，在提高蒸汽产量的同时，能够有效的节约能源，进而实现节能降耗。根据15万吨/年润滑油加氢处理装置的实际情况，将该装置中的原料油和氢气加热至140℃，然后通过换热器将热量传递给外供蒸汽，将蒸汽用于加热原料油和氢气。在原反应系统中安装一台换热器，并在换热器出口处安装一台换热器循环水系统，其主要是将原料油和氢气加热至140℃后产生的高温高压蒸汽，通过循环水系统进行冷却后进入到外供蒸汽系统中。在进行余热回收利用时，需要将循环水系统和换热器出口的换热器进行连接。

（二）应用电加热技术

电加热是一种高效、安全、可靠的加热方式，其加热效果好，热效率高，主要有电阻式、电热式等类型，其加热原理是利用电阻丝与电热管的发热体与被加热体之间相互摩擦发热来达到加热目的。电加热装置的应用可以提高设备的热效率，使设备温度保持在最佳温度区间，以最大限度地满足工艺生产要求。电加热技术具有以下几个优点：节约燃料。采用电加热技术后，直接减少了燃料消耗，节省了燃料费用。

可以有效地解决环境污染问题。采用电加热技术后，燃烧过程中所产生的废气可以全部回收利用，不会对环境造成污染。实现无级自动调节温度的功能。

（三）采用低温余热回收技术

主要利用反应进料与反应器之间的余热，采用低温余热回收技术，将低温尾气回收利用，减少尾气排放，提高热能利用率，增加装置效益。装置原有的尾气回收系统采用三台换热器进行分质吸收，在吸收塔底部设置有2个蒸发器和1个冷凝器。原吸收塔底部采用蒸汽加热，吸收塔顶部设置有2个换热器，分别用来吸收吸收塔顶的冷凝水和吸收塔顶的余热；另外还增加1个回水罐，用来回收尾气中的热量。从理论上讲，吸收塔底部设置有2个蒸发器和1个冷凝器是可行的，但是从实际运行效果来看并不理想。经技术人员核算，每小时可以回收余热0.34 Mt左右。

（四）优化原料组分，合理选择工艺参数

在原料中增加轻质油组分，减少重质油组分，使得生产的产品能够满足润滑油质量标准要求，并且使产品中硫、氮、磷含量得到有效降低。同时，在反应工艺过程中要将原料油加热温度控制在350~400℃之间，因为此温度范围内，原料油中的活性氢能够得到有效保存，有利于提高反应效率。在设备运行过程中，要通过调整控制流程和设备的方式，优化加氢处理工艺过程。要通过调整进料温度、进料量等方式来提高反应效率，同时也要提高装置的收率。在反应过程中，要控制好原料油的转化率和氢油比，尽量保证装置反应产物的产率不会受到原料油组分的影响。

三、结语

综上所述，15万吨/年润滑油加氢处理装置在原料、工艺、设备等方面存在着许多问题，通过对现有资源的充分利用，对生产过程中存在的问题进行改进，降低了装置能耗、提高了产品收率和经济效益，具有十分重要的现实意义。从15万吨/年润滑油加氢处理装置的实际应用情况来看，该装置采用节能技术后，每年可以节约710万元的燃料费和716万元的电耗，同时还可以减少副产品的损失，每年可以节约大约350万元的燃料费和350万元的电耗，从而为企业创造了较大的经济效益。当然，对于节能技术来说，其节能效果具有一定的局限性，其节能效果并不能完全体现出来，但是通过对其进行合理地应用，能够将生产过程中产生的能量充分利用起来，从而提高装置整体的节能效果，最终实现企业经济效益最大化和节能降耗目标。这也是企业生产发展的必然趋势。

参考文献

[1]谢文敏.化工流程模拟与优化以15万吨/年润滑油加氢处理装置为例[J].石油化工进展（中国石化），2013,25 (13）：2998-2998.

[2]周国英.石化装置能量梯级利用的现状与对策[J].炼油技术与工程，2009 (8)：68-69.

[3]陈刚.循环流化床锅炉的燃料优化研究[J].动力工程及工程热物理，2007(5)：68-69.

[4]陈庆春.新能源发电技术进展与发展方向[J].中国电力，2009 (10)：58-64.