蜡油加氢装置新氢机增设ECU系统及参数优化分析

刘俊朝（中海石油大榭石化，浙江 宁波315812）

0 引言

大榭石化2.10 Mt/a 蜡油加氢装置由中国石化石油化工科学研究院（RIPP）提供设计基础数据，由中石化洛阳工程公司（LPEC）完成设计。精制催化剂和裂化催化剂分别选用RIPP的RN-32V和RHC-3催化剂，在精制反应器顶部装填部分RG 系列保护剂。该装置以2#沥青装置的减二、减三、减四线蜡油和焦化蜡油为原料。主要生产的加氢尾油是催化裂解装置原料，同时副产液化气、C5、C6、HC重石脑油、航煤、轻质燃料油以及导热油等。为降低蜡油加氢装置的能耗，针对高能耗因素，提出相应技术改造与优化操作措施，取得良好效果。

1 装置概况

1.1 装置工艺流程

2.10 Mt/a 蜡油加氢装置由反应部分、分馏部分、轻烃脱硫部分以及公用工程设施组成。采用比较先进的节能理念，采用热高分流程，提高反应流出物热能利用率，在热高分V102与热低分V103之间设置液力透平，回收高压端能量，起到降低反应进料泵用电量;高压换热器采用新型缠绕管式换热器；新氢压缩机C－102B通过改造设置ECU无级气量调节系统，压缩机做功得到充分利用;反应炉与分馏进料炉共同使用一个烟气余热回收系统，充分利用装置的热量。分馏塔设置轻柴油和导热油两个中段回流系统回收热量，均与原料油换热后产生1.0MPa蒸汽。主汽提塔顶空冷器、脱丁烷塔顶空冷器、石脑油分馏塔顶空冷器、轻石脑油分馏塔顶空冷器、重石脑油空冷器及航煤空冷器选用新型高效的复合式空冷器，取消上述空冷器后的水冷器，在满足冷却效率的同时，减少循环水用量，而达到节约能耗的目的。

1.2 装置耗能

蜡油加氢装置投用生产综合能耗(标油)和国内同类型装置相比，仍然偏高。由采用凝汽式汽轮机来平衡全厂1.0 MPa蒸汽，增加了装置能耗，装置投入生产能耗标定结果为27.2KgEO/t，小于设计给出的31.04KgEO/t。而蜡油加氢装置能耗数据见表1。从表1可见，装置的能耗主要集中在用电、燃料气、蒸汽、水等几个方面。

表1 装置能耗(标油)分析kg/t

表1中为主要能耗项目，总能耗不等于所列项目之和

2 降低能耗及工艺参数优化调整

在装置运行一周期后根据提出技术节能要求，实施设备、工艺技术的节能改造，缓解能耗偏高的问题;并结合优化调整工艺参数操作参数，进一步节能降耗。

2.1 往复式新氢压缩机C102B增设无级气量调节系统

往复式新氢压缩机气量调节的主要方法有：转速调节、余隙调节、旁路调节和顶开气阀调节。本装置原控制方法为旁路调节，压缩机负荷也只能在0%-50%-100%负荷进行调节。此调节方法简单、方便、可靠的达到调节气量的目的，但是压缩机始终处于满负荷状态下运行，但在排气量较低工况下压缩机功耗并不会降低，达不到节能降耗的目的，经济型较差。

图1 C-102B排气量与能耗

往复式新氢机气量调节Didro COM系统是采用基于顶开进气阀的“回流省功”原理，其通过顶开进气阀进行气量调节，在往复式压缩机进气过程结束后利用外力强制顶开进气阀，实现气量无级调节和节能降耗的效果。在整个过程中气缸内的容积流量减小，压缩机的功耗和实际容积流量成正比，从而起到节能降耗的作用。

由图1 可以看出C-102B 在装备Didro COM 气量无级调节系统后，所消耗的电量与排气量成正比关系，不再电机在额定能耗下运转，利用Didro COM 系统的“回流省功”原理达到了节能降耗的目的。并且在越低负荷下节能效果越明显。

图2 C-102B、C-102C能耗对比

如图2 红色区域为C-102B Didro COM 气量无级调节系统运行后的能耗，C-102C未加装Didro COM 系统，黄色区域为C-102B所节省的电量。在长期运行且C-102B在非满负荷状态下运行时，节省大量电能。按照所采集2019 年4 月份数据可知，按照计算可知每年仅电费就可节约384.7万元。

2.2 工艺参数调整优化

本装置为蜡油加氢分馏进料炉。在确保正常运行情况下，调整分馏炉F201 的出口温度，从342℃逐渐降至340℃，最终降至335℃。在确保装置产品石脑油、航煤和柴油及导热油合格的前提下，优化塔底吹汽量从3.0 t/h 逐渐降至2.5 t/h。可节省瓦斯约200 m/h，节省1.0 MPa 蒸汽0.5 t/h，降低综合能耗(标油)约0.838kg/t。

加氢装置液力透平的投用，液力透平在满负荷下投用后回收热高压分离器的压力能，加氢进料泵的电流下降约30A，每小时约回收能量300KW。因此，要重点加强液力透平的维护，保证其平稳运行，使电量单耗降低。

3 结语

总之，在装置节能改造中往复式新氢压缩机C102B增设无级气量调节系统，降低了装置的用电量消耗;通过对装置的优化操作，降低了装置燃料气和1.0 MPa 蒸汽的消耗量;加强装置透平设备的维护保养，使装置长期平稳运行，起到长期的节能降耗。但和国内同类型装置相比，合理优化精细操作对于降低能耗还有降低的空间。