河南向荣石油化工有限公司
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加氢石油树脂连续化生产工艺的节能优化

发表时间:2026-01-30

加氢石油树脂连续化生产工艺涵盖原料精制、加氢反应、产物分离、树脂造粒等核心环节,生产过程中存在高温反应能耗高、物料换热不充分、精馏分离能耗占比大、动力系统效率低等问题,节能优化需围绕全流程的能量梯级利用、工艺参数精准调控、设备效能提升及系统集成优化展开,通过技术创新与工艺改造实现能源消耗的大幅降低,同时保障产品品质与生产连续性,契合石化产业绿色低碳的发展趋势,为加氢石油树脂产业降本增效提供核心支撑。

原料预处理环节的节能优化聚焦精馏系统能效提升与低温余热回收,从生产源头降低能耗。传统连续化预处理的多塔精馏工艺存在塔间温差利用不足、回流比过高的问题,通过采用多效精馏技术,将相邻精馏塔的塔顶蒸汽与塔釜液体进行热耦合,利用高沸点塔的塔顶余热为低沸点塔的塔釜再沸器提供热源,替代传统的蒸汽加热,可减少精馏系统蒸汽消耗30%~40%;同时通过Aspen Plus等模拟软件优化精馏塔内件结构与工艺参数,采用高效规整填料替代散装填料,提升塔内传质传热效率,精准调控回流比至合适值,减少因过度回流导致的能耗浪费。针对原料加热过程中的低温余热,增设板式换热器回收加氢反应后冷却器的低温余热,用于原料预热,将原料温度提升至80~100℃,替代传统新鲜蒸汽预热,实现低温热能的梯级利用,降低预处理环节综合能耗。

加氢反应环节是能耗核心区域,节能优化围绕反应热回收利用与工艺参数精准调控,实现能源的高效利用与消耗降低。加氢反应为强放热反应,传统工艺中反应热多通过冷却器直接冷却释放,造成大量热能浪费,通过在反应器出口增设废热锅炉,利用高温反应产物的余热产生中压蒸汽,蒸汽可直接供给精馏塔再沸器、原料预热等工序,替代外购新鲜蒸汽,单套装置可实现自产蒸汽满足60%以上的工艺用汽需求;同时优化反应器内件结构,采用列管式加氢反应器,强化反应热的均匀传递,避免局部过热导致的能耗增加与催化剂失活。在工艺参数调控方面,摒弃传统的高温高压粗放式操作,通过催化剂性能优化(采用高活性耐低温镍钯双金属催化剂),将加氢反应温度降低20~30℃,反应压力降低1~2MPa,在保证加氢深度与产品品质的前提下,大幅降低压缩机、加热炉等动力设备的能耗,压缩机电耗可减少25%以上。此外,采用分级加氢工艺,将一段加氢的反应余热为二段加氢原料预热,实现反应热的梯级利用,进一步提升能源利用率。

产物分离与精制环节的节能优化以换热网络集成与分离工艺简化为核心,减少分离过程的能耗损耗。传统连续化工艺中,加氢产物从反应温度冷却至分离温度需消耗大量循环水,且各分离塔独立加热、冷却,换热网络混乱,通过采用夹点技术对全流程换热网络进行集成优化,梳理各物流的温度与热量需求,将高温加氢产物、精馏塔塔顶蒸汽等高温物流与低温原料、塔釜进料等低温物流进行精准匹配,增设管壳式、板式换热器构建多级换热体系,实现物流间的热能直接传递,可减少循环水消耗40%左右,蒸汽消耗降低20%~30%。针对产物分离中的多塔精馏工艺,采用隔壁精馏塔技术,将传统的两个精馏塔整合为一个塔体,通过塔内隔壁实现物料的同时分离,减少一套塔体的再沸器与冷凝器,既降低设备投资,又可减少分离能耗30%以上,该技术已在C5/C9加氢石油树脂的溶剂分离、轻重组分切割中实现工业化应用。同时,简化精制工艺,将加氢脱杂与树脂精制相结合,摒弃传统的多次精制流程,在保证产品纯度与色度的前提下,减少分离环节的能耗叠加。

动力系统与辅助环节的节能优化聚焦设备效能提升与能源综合利用,实现全流程的节能降耗。对工艺中的压缩机、泵、风机等动力设备进行节能改造,采用变频调速技术替代传统的节流调节,根据生产负荷实时调整设备转速,避免空转能耗,可减少动力设备电耗15%~25%;选用高效节能型设备,如高效离心泵、磁悬浮压缩机,提升设备运行效率,降低单位能耗。针对生产过程中产生的低分压蒸汽、冷凝水,建立蒸汽冷凝水回收系统,将精馏塔、反应釜产生的冷凝水经除氧、加压后重新送至锅炉回用,冷凝水回收率可达95%以上,减少新鲜水消耗与锅炉加热能耗;对生产中的低品位余热(如设备散热、低温废水),采用热泵技术提升热能品位,用于车间供暖、原料预热等低热量需求工序,实现能源的最大化利用。此外,对生产装置进行保温密封改造,采用高性能保温材料包裹反应釜、精馏塔、管道等设备,减少设备散热损失,散热能耗可降低10%以上。

工艺集成与智能化管控是节能优化的重要保障,通过全流程集成优化与智能调控实现能耗的精准管理。将原料预处理、加氢反应、产物分离、精制造粒等环节整合为一体化连续化流程,减少物料输送过程中的温度损耗与动力消耗,实现物料与能量的闭环流动。搭建生产过程智能化管控系统,通过在线监测仪表实时采集各环节的温度、压力、流量、能耗等数据,利用工业互联网与大数据分析技术实现工艺参数的智能调控,使全流程始终处于良好的节能操作状态,避免因人工操作导致的能耗波动,同时通过智能预警系统及时发现设备故障、能耗异常等问题,减少非计划停机带来的能耗损失。

加氢石油树脂连续化生产工艺的节能优化是一项全流程、系统性的工程,通过反应热回收利用、换热网络集成、分离工艺优化、动力设备改造及智能化管控等技术手段,实现了能源的梯级利用、工艺能耗的精准降低与设备效能的最大化提升。各项节能技术的协同应用,可使加氢石油树脂连续化生产的综合能耗降低30%~40%,大幅提升产业的绿色低碳水平与经济效益。未来,节能优化将向深度化、集成化、智能化方向发展,结合新型催化材料、低碳分离技术与数字孪生技术,进一步挖掘全流程的节能潜力,推动加氢石油树脂产业向节能、高效、低碳的高质量发展方向迈进。

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