降低碳四加氢装置碳四单耗的实践
天然气蒸汽转化制氢装置能耗分析
4 结语
随着国家对环境保护的日益重视，节能减排成为重要的战 略方向°本文根据现有OCU装置的工艺，按照节能减排的原 则对原工艺进行了优化，并进行了经济性及环保性分析°优化 后的新工艺能够有效的利用碳四选择性加氢反应放出的热量&
1.0000
0.9000
T-原料天然气，Nm3
0.8000
■■-燃料天然气，Nm3
0.7000
T-合计天然气，Nm3
0.6000
■><■■电耗，Kw TK-循环水，t
0.5000
■除盐水，kg
0.4000
T—外输3.5MPaG熬汽，kg
0.3000
0.2000
Y-原料天然气，Nm3 燃料天然气，Nm3
11
温度/h
0.0038 0.6 40
注：其中总硫含量均按照20X 10 6考虑°
2.2氢气纯度对天然气蒸汽转化制氢装置能耗的影 响分析
2.2.1 顶烧方箱炉流程装置能耗分析 由于顶烧方箱炉一般适用于较大规模的制氢装置，因此本
节主要针对规模较大，例如产氢量为10000,20000 Nm3/h和 30000 Nm3/h,且产品氢纯度分别为99. 9%、99. 99%和 99. 999%时制氢装置的能耗进行分析°考虑100%负荷时，主
2不同氢气纯度及规模下天然气蒸汽转化制氢装置 能耗分析
考虑到不同的炉型可能对转化反应的传热有一定的差异& 将对两种常见的炉型进行分析：顶烧方箱炉和顶烧圆筒炉，两 种炉型的结构和适用规模不尽相同°
由于圆筒炉的炉管排布呈圆周布置，燃烧器集中于转化炉 中心位置，导致了转化炉管单侧受高温热，因此只适用于较小 的生产规模；而方箱炉中的燃烧器可均匀分布，转化炉管受热 均匀，因此适用于较大的生产规模°本文将对两种炉型的流程 分别进行分析&以保证结果严谨性°
降低制氢装置瓦斯单耗
降低制氢装置瓦斯单耗作者：景玉敏来源：《城市建设理论研究》2013年第01期摘要：在现在的化工产业中，制氢装置已经成为很重要的一部，所以如何去改善制氢的工艺环境就显得极其有分量，本文通过在化工厂本套装置上更改水碳比，调节解析气的组成和稳定瓦斯流量这三种方法，提高氢气回收率及产品氢气外放量，使瓦斯单耗降低。
关键词：制氢装置瓦斯单耗解析气中图分类号： TQ015文献标识码：A 文章编号：1、前言本文就生产能力8000NM3/h的制氢装置进行调整和创新，此装置作为汽柴油加氢装置的配套装置，于2010年12月投产至今，由制加氢装置生产成本核算可知：瓦斯消耗成本占总燃料动力成本50%，而制氢装置瓦斯用量占整个制加氢装置的90%。
降低制氢装置瓦斯单耗就是降低产氢成本，即可大大降低汽柴油加氢装置加工成本，提高装置生产运行水平。
这样，对于在其他工厂，有很显著的实际意义。
2、主要调整方法2.1降低水碳比水碳比是转化反应中及防止催化剂积碳的主要参数，依据烃类转化平衡，当水碳比小于3.5时，难以保持水汽均匀接触反应（即结碳和消碳平衡），催化剂极易积碳，使催化剂失活，损坏催化剂，所以生产中严格控制水碳比不小于3.5，以防高温条件下的烃类裂解积碳转化或生成难以消除的石墨碳。
故转化系统在进料条件下必须保证转化不停汽，以保护催化剂。
目前装置生产水碳比为3.9-4.0，而设计值为3.5，理论上讲增大水碳比可以提高转化炉的转化率，出口转化气中甲烷含量低，致使解吸气热值降低，燃料瓦斯用量增加；而且大量的过剩蒸汽不但增加转化炉的热负荷，也会增加后续流程冷却负荷，使装置的能耗增加。
转化反应需要的蒸汽为制氢装置转化炉对流段自产的3.5MPa蒸汽，如果蒸汽不合格就会导致催化剂中毒，从而造成催化剂的结碳[8]。
因为水碳比太低造成净化系统再生能量不足或者转化出口甲烷含量超标，甚至会造成转化催化剂结焦[9]。
水碳比的最简计算公式：H2O/C=水蒸气流量（M3/h）/碳流量（M3/h）[10]2.2改变解析气组成解析气作为PSA单元的废气，作为燃料在转化炉中燃烧，提高解析气中可燃气体的组成，可以提高其热能，这样就可以达到节省装置能耗的目的。
柴油加氢改质装置节能降耗技术分析与对策
柴油加氢改质装置节能降耗技术分析与对策随着当前社会能源危机的加剧，节能降耗已经成为了国家和企业重要的发展战略。
柴油加氢改质技术是一种可行的节能降耗技术，能够使柴油发动机同时降低排放和提高燃油经济性。
本文将对柴油加氢改质装置的节能降耗技术分析和对策进行探讨。
1.改善燃油的性质柴油加氢改质技术是通过在柴油中引入氢气，使得燃料分子中的双键、三键等不稳定结构得以饱和，从而提高燃油的稳定性和流动性能。
经过加氢改质后的柴油，可以提高其燃烧效率和热值，从而降低油耗和污染物排放。
2.改善燃烧过程由于加氢改质后的柴油燃烧温度较低，生成的有害气体如氧化氮、氧化碳等也会减少。
同时，由于燃油的物理性质的改善，柴油发动机内气缸内的氧的利用率也会提高，从而实现提高燃烧效率，降低燃油消耗和排放的效果。
3.提高低温性能和增加润滑性能加氢改质后的柴油，具有更好的低温流动性能和更高的润滑性能，这对于提高柴油发动机的可靠性和使用寿命具有重要意义。
同时，也能够降低发动机的抗磨损和燃油泄漏的风险。
1.优化加氢改质装置的设计加氢改质装置的设计优化，可以对加氢点、流量、加氢催化剂和加氢压力等进行合理的选择和控制，以提高加氢改质的效率和稳定性，进而提高发动机的燃油经济性。
2.采用优质加氢催化剂柴油加氢改质中所用的催化剂是关键因素之一。
采用优质的加氢催化剂，能够提高催化效率和稳定性，从而提高加氢改质的效果，减少下游处理和操作费用。
3.加强柴油发动机的维护针对加氢改质后的柴油发动机，必须加强维护保养，定期更换滤清器、防污器和机油等，确保发动机内部的清洁和运转正常，以保证发动机的发挥能力，并延长使用寿命。
4.科学保管和使用燃油柴油加氢改质后的燃油性能发生了变化，存放和使用时也要注意相应的问题，如保持高品质的燃油，避免掺混降低其质量等。
结论。
降低制氢装置瓦斯单耗
降低制氢装置瓦斯单耗摘要：在现在的化工产业中，制氢装置已经成为很重要的一部，所以如何去改善制氢的工艺环境就显得极其有分量，本文通过在化工厂本套装置上更改水碳比，调节解析气的组成和稳定瓦斯流量这三种方法，提高氢气回收率及产品氢气外放量，使瓦斯单耗降低。
关键词：制氢装置瓦斯单耗解析气中图分类号： tq015文献标识码：a 文章编号：1、前言本文就生产能力8000nm3/h的制氢装置进行调整和创新，此装置作为汽柴油加氢装置的配套装置，于2010年12月投产至今，由制加氢装置生产成本核算可知：瓦斯消耗成本占总燃料动力成本50%，而制氢装置瓦斯用量占整个制加氢装置的90%。
降低制氢装置瓦斯单耗就是降低产氢成本，即可大大降低汽柴油加氢装置加工成本，提高装置生产运行水平。
这样，对于在其他工厂，有很显著的实际意义。
2、主要调整方法2.1降低水碳比水碳比是转化反应中及防止催化剂积碳的主要参数，依据烃类转化平衡，当水碳比小于3.5时，难以保持水汽均匀接触反应（即结碳和消碳平衡），催化剂极易积碳，使催化剂失活，损坏催化剂，所以生产中严格控制水碳比不小于3.5，以防高温条件下的烃类裂解积碳转化或生成难以消除的石墨碳。
故转化系统在进料条件下必须保证转化不停汽，以保护催化剂。
目前装置生产水碳比为3.9-4.0，而设计值为3.5，理论上讲增大水碳比可以提高转化炉的转化率，出口转化气中甲烷含量低，致使解吸气热值降低，燃料瓦斯用量增加；而且大量的过剩蒸汽不但增加转化炉的热负荷，也会增加后续流程冷却负荷，使装置的能耗增加。
转化反应需要的蒸汽为制氢装置转化炉对流段自产的3.5mpa蒸汽，如果蒸汽不合格就会导致催化剂中毒，从而造成催化剂的结碳[8]。
因为水碳比太低造成净化系统再生能量不足或者转化出口甲烷含量超标，甚至会造成转化催化剂结焦[9]。
水碳比的最简计算公式：h2o/c=水蒸气流量（m3/h）/碳流量（m3/h）[10]2.2改变解析气组成解析气作为psa单元的废气，作为燃料在转化炉中燃烧，提高解析气中可燃气体的组成，可以提高其热能，这样就可以达到节省装置能耗的目的。
利用 Aspen Plus 模拟碳四加氢反应装置的应用
利用 Aspen Plus 模拟碳四加氢反应装置的应用董万军;郝昭【摘要】新建于内陆地区的炼化一体化装置运行过程中，轻烃回收产生部分重碳四、丁二烯抽提和MTBE产生部分剩余碳四，混合这部分碳四烃类，经饱和加氢后作为乙烯裂解原料，使原料得以充分利用。
模拟不同烯烃含量的混合碳四饱和加氢过程，并将其结果分别与设计要求和实际运行结果对比，讨论装置的运行状况及产品的应用。
【期刊名称】《化工设计》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P15-18)【关键词】混合碳四;饱和加氢;分析与应用【作者】董万军;郝昭【作者单位】中国石油四川石化有限责任公司成都 611930;中国石油四川石化有限责任公司成都 611930【正文语种】中文四川某炼化一体化项目，在装置生产过程中，炼油厂会产生部分重碳四、丁二烯抽提和MTBE装置产生部分剩余碳四。
这些碳四烃类作为燃料的经济效益低，作为裂解装置的原料，既扩大了裂解装置的原料来源，又解决了碳四产品作液化气在当地出厂困难的问题。
国内外开发了以多种碳四回炼增产乙烯、丙烯的技术，经过多方考察，最终引进法国Axens公司的碳四饱和加氢技术，在国内建设首套混合碳四饱和加氢装置，并已成功投入运行。
本文利用Aspen Plus 对碳四加氢装置进行模拟，对设计及实际操作进行验证，为装置的运行进一步提供理论和技术支撑。
1.1 流程简述以炼油重碳四、丁二烯抽提和MTBE装置的剩余碳四作为原料，其中不饱和烃类含量约在60%～80%(摩尔百分含量，下同)，配以乙烯装置自产的高纯度氢气(氢气纯度95%以上)，经换热器预热后一起送入加氢反应器，在钯系催化剂作用下，经加氢后饱和烷烃的收率可以达到80%以上，加氢后的产品作为乙烯装置的裂解原料。
为有效控制反应温度，保护催化剂床层，防止反应器发生飞温，循环量通常在进料量的25～30倍之间[3]。
1.2 模拟条件确定1.2.1 原料组成分别以典型混合碳四(烯烃含量约为67%)、烯烃含量为60%、80%的混合碳四为进料，模拟不同工况下的反应状况。
柴油加氢改质装置节能降耗技术分析与对策
柴油加氢改质装置节能降耗技术分析与对策一、柴油加氢改质装置的技术原理柴油加氢改质装置，简称加氢装置，是通过在柴油发动机的进气道中加入氢气，利用氢气与柴油混合燃烧，从而提高燃烧效率，减少尾气排放，降低燃油消耗的一种技术手段。
其技术原理主要包括以下几个方面：1. 燃烧效率提高：通过向柴油中加入氢气，可以使得燃油在燃烧过程中更加充分，提高燃烧效率，从而减少燃油的消耗。
2. 尾气排放降低：氢气在燃烧过程中可以与氧气充分混合，从而减少燃烧产生的有害气体，降低尾气排放。
3. 发动机功率提升：利用氢气的高热值特性，可以提高柴油发动机的实际功率输出，实现动力提升的效果。
2. 排放水平降低：氢气的加入可以改善柴油发动机的燃烧过程，减少有害气体的排放，对环境保护具有显著效果。
在实际应用柴油加氢改质装置时，需要克服一些技术难题，从而实现更好的节能降耗效果。
以下是针对柴油加氢改质装置的技术对策：1. 加氢装置的稳定性：加氢装置在柴油发动机中的工作稳定性是关键，需要解决在车辆长时间运行或在极端环境下出现的稳定性问题。
2. 加氢装置的安全性：在加氢改质过程中，需要保证氢气供应系统的安全和稳定，避免出现安全隐患。
3. 加氢装置的成本控制：加氢装置需要在成本可控的基础上提供良好的节能降耗效果，因此需要在技术和成本的平衡上进行合理的控制。
4. 加氢装置与柴油发动机的匹配问题：加氢装置需要与柴油发动机良好的匹配，保证在不影响发动机正常工作的情况下提供更好的节能降耗效果。
四、结语柴油加氢改质装置的节能降耗技术具有很大的应用前景，需要不断进行技术创新和实践应用，从而为我国能源资源的可持续发展作出更大的贡献。
烯烃转化装置中碳四选择加氢反应热量的有效利用
逐渐显著，因此将导致外补燃料的单耗增大°相比之下，方箱 炉的炉管由于双侧受热均匀，整体热效率较高；同时随着规模 的增大，转化炉的热损失效率相对降低，因此相应的外补燃料 单耗降低°
无论采用何种炉型，在生产相同氢气纯度时，随着规模的 增大，原料天然气单耗基本持平，电耗单耗将随之降低，循环水 单耗基本持平，外补除盐水量及副产蒸汽量则呈增大趋势°
装置原有工艺
优化后工艺
加热器
冷却器
加热器(注1)
换热器
物料名称 温度/h
壳程 蒸汽 178'142
管程 反应前C445'ຫໍສະໝຸດ 5壳程反应后 C4
64'50
管程 循环水 33'40
壳程 蒸汽 178'142
管程 反应前C4
45'55
壳程
反应后 C4
64'50
管程 反应前C4
45'59
物料流量/(kg/h)
泵送混合碳四
该流程中，选择性加氢反应前需要热量将原料温度提升& 反应后需提供冷源将过高的物料温度降低以符合后续工艺的
图2 OCU装置碳四选择加氢反应优化流程 如表1所示，经过模拟计算得到，优化前反应温度55 h ,
收稿日期:2021 —04 —06 作者简介：王洪昌（1988—）,山东临朐人，硕士，工程师，主要从事工艺系统设计工作°
• 160 •
山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2021年第50卷
优化后温度59 h。根据1节中该企业碳四选择加氢的反应温 反应热足够供应原料升温所需的热量，同时也表明优化后工艺 度来看，优化后该反应同样能够进行，说明选择性加氢反应的 流程可行。
柴油加氢改质装置节能降耗技术分析与对策
柴油加氢改质装置节能降耗技术分析与对策随着环境保护意识的日益增强，能源的利用也越来越受到重视。
在交通运输领域中，柴油车的使用量越来越大。
然而，随着能源需求的不断增长，传统的柴油车也面临着能源浪费的问题，因此，柴油加氢改质装置的技术在近年来备受关注和推广。
本文以柴油加氢改质装置为例，对其节能降耗技术进行分析和对策建议。
一、柴油加氢改质装置柴油加氢改质装置在柴油的基础上添加氢气，实现柴油分子的裂解，使之加氢重构为一系列环烷烃，进而提高燃油质量，从而减少排放。
此技术不仅可以提高燃油的质量，降低尾气排放，还可以降低油耗，降低车辆使用成本，达到节能降耗的目的。
1、降低油耗和排放柴油加氢改质装置增加了燃油的烷值，提高了燃烧效率，减少了不完全燃烧产生的碳黑和其他有害物质的排放。
同时，柴油加氢改质装置还减少了发动机的磨损，从而降低了车辆维护费用。
2、提高动力和驾驶舒适性柴油加氢改质装置增加了燃油的清洁度和润滑性，从而提高了发动机的动力和驾驶舒适性。
3、减少二次污染柴油加氢改质装置的使用可以减少尾气中的有害物质排放，减少对环境的二次污染。
1、加强科学管理，建立清洁能源利用档案科学管理是实现柴油加氢改质装置节能降耗的关键。
对于柴油加氢改质装置的使用，应该建立清洁能源利用档案，对不同车型的加氢改质装置进行全面统计和管理，确保其正常使用和有效节能。
2、完善加氢设施建设，优化设备结构加氢设施是保证柴油加氢改质装置使用的关键。
应该完善加氢设施建设，优化设备结构，提高加氢效率，减少加氢时间，为车辆提供更好的服务。
3、加强对加氢技术和设备的检查和维护加氢技术和设备的检查和维护是保证柴油加氢改质装置正常使用的关键。
应该加强对加氢技术和设备的检查和维护，定期进行检修和保养，确保设备运行安全稳定，保证节能降耗效果。
总之，柴油加氢改质装置是实现节能降耗的有效方式。
通过加强科学管理、完善加氢设施建设和加强对加氢技术和设备的检查和维护，可以更好地实现柴油加氢改质装置的节能降耗效果。
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月起5个月碳四回收罐回收到约403.92/碳四。
2.2减少反应系统尾气排放
装置
操作中，
氢气 度控制
78%以上，满足加氢反应 的氢气纯度时，关闭尾
气排放
气阀门。一方面利用现有
，平衡
加氢 应系统压力，
氢压
氢压
罐 ， 低 氢压
压力，
以此来降低系统压力。在此期间要注意新氢压 .
一级排汽温度的变化。另一方面调节新氢压缩机的
78%时，会造成烯％转化反应效果不好，）出口指标 析，
2可以看出尾氢携带加氢反应系统中丙
不合格。此时需要给加氢反应系统补充纯度98%新 烷、甲烷、乙烷以及正丁烷、异丁烷等组分$
鲜氢气，以保证加氢反应完全。
表2反应系统排废氢组成分析（体积分数％）
分析 目 氢气
气
气
烷
烷
异丁烷
丁烷
烷
C6
废氢
56.58
0.54
时间
1
2
3
4
5
平均值
碳四单耗公斤碳四/吨产品 1016.6
1016.51
装置2017年累计碳四单耗为1031.42kg/t，措施
优化后，碳四平均单耗为1014.04kg/t，每年可 碳
四1500/左右，节约生产成本600万元以上。在提升
装置综合效益的同，对提高装置
、推动
车间精细化管理具有要意义 。
1016.95
烷塔顶压力从0.85MPa提高到0.92MPa。在满足操 作工艺条件下，通过 脱异丁烷塔顶压力控制阀
来提高压力，
得气中的
，相
应 高了气 中
的 ，以此来 碳四
排放损。 施后的
，塔压从0.85MPa提
高到0.92MPa后，从脱异丁烷塔顶冷凝下来的产品
增多了，碳四收集罐平均每小时液位上涨1%左右。通 过对碳四回收罐回收的碳四量进行统计，从20,8年】
查找文献，得到标准大气压下液化石油气密
1 为脱异 烷塔压控制
， 脱异
度,取其正丁烷气态密度2.708kg/m3来测算碳四的 跑损量，对装置尾氢排放量做了统计,2017年全年 碳四共跑损765.2t。
2优化措施
通过以上原因分析可知,造成碳四单耗高的主 要原因：(1)脱异丁烷塔压力控制过低；(2)加氢反应 系统尾气排放带有碳四。因此,优化工艺操作，将加 氢系统调整至最佳工，来降低碳四单耗， 碳 四收率提升至更高的 。 2.1优化脱异丁烷塔操作
3 果分析
时操作中，脱异丁烷塔压控制在0.85MPa以下。在
0.85MPa的操作压力控制下，氢气释放会带部分
冷凝下来的 ，通过压力控制阀排放
气系统。
经过以上措施对工艺进行优化后，碳四加氢装 置碳四单耗开始呈下降趋势，并逐渐处于平稳状 态。2018年1~5月碳四单耗见表3O
表3 2018年1~5月期间装置碳四单耗统计
第35卷第16期 2019年4月
甘肃科技 Gansu Science and Technology
Vol.35 No.16 Aug.2019
降低碳四加氢装置碳四单耗的实践
任琪，杨立光
（中国石油兰州石化公司助剂厂，甘肃兰州730060）
摘要：本文对兰州石化公司助剂厂碳四加氢装置在生产过程中碳四单耗偏高的问题进行了系统的分析，找出了 脱异丁烷塔顶部压力控制不合理以及尾氢夹带碳四过多两个症结，有针对性地提出并实施了一系列相应对策，最 终达到了降低碳四单耗的目的，提高了装置的综合效益$ 关键词：碳四加氢；单耗 中图分类号:TE624.4
负荷，加氢系统压力高时，两台压缩机负荷都为
图1脱异丁烷塔压控制流程图 氢气属于不凝气，为了平衡丁烷中间罐压力，装
置
操作中，脱异丁烷塔压控制 低，
品正丁烷在脱异丁烷塔中进行溶解氢气的放。平
100%，可将一台新氢压
荷维持100%，另一台
新氢压缩机负荷降至50%，或者可以停一台压缩
机，来调整加氢反应系统压力。
2.99
8.82
4.19
16.66
8.38
1.63
0.21
75.97
0.29
0.93
6.35
1.87
9.23
4.62
0.74
0
76.27
0.68
4.87
5.64
1.71
4.88
5.13
0.77
0.05
平均值
69.61
0.50
2.93
6.94
2.59
10.26
6.04
1.05
0.09
86
甘肃科技
第35卷
1.2加氢反应系统尾气排放带有碳四
加氢反应对氢气纯度有一定要求 ，需要把氢气
4.43
20.01
11.09
2.15
3.07
14.01
7.03
1.25
补充新鲜氢气时，为了平衡反应系统压力
3.0Mpa，需要排放部分纯度小于78%尾氢$尾氢排
的纯度控制在78%以上。当氢气纯度分析结果小于 放过程中，表2为加氢反应系统排废氢的组成分
进行 ， 丁烷中
产 丁烷过程中 ，
耗偏高问题进行了深入细致的分析，通过完善技
出 氢气， 氢气的
丁烷中 压
措，优化操作，将装置碳四单耗由1031.42kg/t降至
高$
丁烷中 压 ， 在进
1014.04kg/t$
的脱异丁烷塔就需采取措施，将大量的不凝气排放
1造成碳四单耗高的原因分析
至燃料气管网。为此，打开脱异丁烷塔压力控制阀
；
烷
分$
表1 脱异丁烷塔不凝气组成分析（体积分数％）
分析 目 氢气
气
气
烷
烷
异丁烷
丁烷
烷
84.29
0.09
0.84
4.37
1.18
6.28
2.53
0.42
不凝气
60.00
0.09
1.38
10.24
3.61
15.73
7.76
1.19
37.99
2.53
平均值
60.76
0.90
12.58
9.22
4.93
7.94
，
碳四 脱异丁烷塔 $
脱
按影响碳四单耗的几大因素分类归纳 ，结合实
际对所有因素进行分析、 、
，最终
异丁烷塔顶部压力控制在0.82-0.87MP+，表1为该 压力下脱异丁烷塔排放不凝气的组成， 中可看
碳四单耗偏高的原因主有以下2个方面：（1）脱异
出不气夹带有丙烷、甲烷、烷以及丁烷、异丁
丁烷塔压低，不凝气排放多，造成碳四夹带
兰州石化公司碳四加氢装置2006年10月建 成投产，产能为10万t,装置使用攥系 化剂，在 压 3.0MP+条件下不饱和碳四和氢气进行氢 反应，生成饱和碳四$本文主要就碳四加氢装置单
⑵加氢反应系统尾气排放带有碳四 $
1.1脱异丁烷塔压力低,造成碳四从脱异丁烷塔跑损
本装置的产品正丁烷是在丁烷中间罐储存并
1009.16
1010.96
1014.04
参考文献：
[1] 孙凯，高维娜.原料组成变化对碳四加氢反应的影响[J]. 甘肃科技.2014,7.
[2] 董海军，候振华.顺酹装置加氢单元的扩能改造[J].石化 技术与应用.2014,32.