摘要：自21世纪以来，中国经济高速发展，能源消耗同步飙升。煤炭作为工业的脊梁，大量的煤炭衍生品依旧被用到工业生产中。煤炭干馏生产兰炭，产生的煤气进一步冷凝后气液分离，净化，从气体中可以继续提炼有效组分，液体煤焦油则通过延迟焦化，提炼出沥青焦，重油组分，粗酚等等，环环相扣，以尽最大效率利用好其中蕴含的能量。本文针对天元化工煤焦油加氢装置在现实生产中遇到的能耗大，柴油拔取率低、尾油消耗量高等问题通过分馏塔塔底增加蒸汽汽提的方法，提高了油品收率的同时，实现了降本增效的成果。 关键词：加氢装置；分馏塔；尾油；拔出率；热负荷
伴随着能源改革的新浪潮、全球应对气候变化进程明显加快、全民低碳意识广泛普及，新能源革命将势如破竹。在 双碳 背景下，煤制油行业不得不稳住脚步，思索下一步出路。煤制油的加工合成远不如使用石油方便，而且其成本居高不下；富煤产地偏西北，消费市场受限，造成销售、运输等费用上涨；对照石油炼化一体化工艺，煤制油行业生产规模小，产品多样性受限，市场占比低。但这些并不意味着煤制油行业最终会淡出市场，相反，我国石油依赖进口比重过大，中东地区长期动乱，俄乌冲突不断加剧，我们更加需要利用煤制油技术
去补足石油领域的需求缺口 。
装置概括
天元化工拥有40万吨 年煤焦油加氢裂化装置，利用配套的荒煤气制氢装置所提供的氢气及经过预处理装置加工的外购煤焦油作为原料，采用两段法工艺进行加氢改质。加氢裂化装置由一段反应、一段分馏、二段反应、稳定系统、荒煤气脱硫系统、压缩机系统构成。反应部分一段采用炉后混氢工艺流程，二段采用炉前混氢工艺流程；分馏部分设置预分馏塔、分馏塔、石脑油稳定塔。分馏塔设置蒸汽抽空装置，同时带有两个侧线抽出。工艺采用自主研发的专利技术，由洛阳狄拉克化工工程技术有限公司开发的工程技术，优化流程，降低投资，合理利用资源，降低能耗，操作方案安全可靠。产品有 燃料油、 燃料油、改质尾油。生产过程产生的副产品含硫塔顶气去预处理脱硫后作为燃料气使用。酸性水送配套硫磺回收装置，酸性水经过酸性水汽提塔处理后，分离为酸性气、液氨、净化水，部分净化水回到本单元作为反应部分注水循环使用。
装置痛点
加氢装置由原处理量25万吨 年的基础上扩建为40万吨 年。改造投产运行时发现分馏塔底热负荷不足，气化率低，导致尾油和柴油组分重叠较大。尾油中含有大约30%（V）柴油馏分，此部分柴油经过二段裂化后，就会增加氢气消耗，降低二段催化剂的使用寿命，同时会将部分柴油组分裂化为干气，降低产品收率。此外，由于冬季生产低凝点的柴油，大量的尾油外送，导致尾油库存紧张。
改造方案
为了缓解冬季尾油库存数量以及节约能源、降低能耗，同时提高油品的收率，在加氢车间分馏塔塔底增加蒸汽汽提。
分馏塔塔底增加蒸汽，首先利用二段闲置加热炉F12301给1.6MPa过热蒸汽加热至400℃，经过减压调节阀减压后，进入分馏塔底，降低塔内油气分压，增加塔内气化率，从而提高尾油中柴油组分的拔出率；同时给塔内提供热量。
鸭皂树根通入分馏塔底蒸汽，经分馏塔顶空冷器（A11302） 冷却到40℃进入分馏塔顶回流罐（V11302）进行油、气、水三相分离，分离出的气体进入抽真空系统，由分馏塔顶抽空器
（EJ11301ABC）采用低压蒸汽为动力将分馏塔顶回流罐（V11302）中的不凝气（分馏塔系统裂解气和吸入蒸汽）抽出，经抽空系统水冷器（E11307）冷却至40℃后进入抽空系统撇油罐（V11304）进行油、水、气三相分离，不凝气排入大气。含油污水经分馏塔抽空系统含油污水泵（P11310AB）送到注水罐（V11105）；分离出的污油经P11309（分馏塔抽空系统污油泵）重新打到V11302进行回收；V11302的含油污水经含油污水泵（P11404）送到V11304；V11302的油相经过分馏塔顶回流泵（P11303AB）升压后，大部分作为回流返回到T11302第一层塔盘，小部分在V11302的液位控下经过分离罐和聚结器进行油水分离，然后经过塔顶后冷器（E11302）冷却到40℃，和石脑油稳定塔底油混合后出装置作为轻质化煤焦油2#产品。
4经济性分析
游梁式抽油机
（1）按照分馏塔改造前数据进行模拟，注入1500Kg/h的蒸汽时，尾油中柴油组分的拔出率为17.7%；
（2）加氢车间尾油年平均外送量以20t/h计算，运行时间为8000小时，每年从尾油中拔出的柴油量为20*17.7%*8000=27040t；
（3）尾油进入二段裂化收率按95.7%计算，依据裂化前后C、H元素分析，裂化时吨油氢耗为：1*1000000*95.7%*14.82%-1*1000000*13.21%=9727.4g，即22.4/1000*9727.4/2=109Nm3/t，年节约氢气27040*109=2.94*106Nm3（溶解、排放、泄漏及二硫化碳消耗没计算在内），计价约105.84万元/年（氢气价格以市场价0.36元计）；
（4）二段进料按年平均20t/h计算，27040吨尾油需要1352小时，二段进料泵电机为500KW每年节约电量1352*500=676000度，计价676000*0.5=33.8万元（电费价格以0.5元计）；
（5）柴油组分进入二段裂化后，有一部分转化成2#燃料油，二段转化率按照50%计算，转化后2#燃料油所占比例按照28%计算，因此每年少产2#燃料油量28320*50%*28%=3964.8吨，按照目前1#燃料油和2#燃料油差价计算，计价3964.8*1100=436.12万塔底油
（6）综上所述：分馏塔塔底增加蒸汽汽提后，每年可节省并创造费用总和为105.84+33.8+436.12-55.012=520.748万元。
5改造对比
（1）投用蒸汽后，每天多产1#燃料油974-869.9=104.1吨；
（2）投用蒸汽后，每天少产2#燃料油243.5-229.2=14.3吨；
（3）投用蒸汽后，每天尾油外送量减少34.2+58.6=92.8吨，每小时从尾油中拔出柴油量为92.8/24=3.87吨；
神仙树学名叫双翅六道木（4）投用蒸汽后，二段进料量为25t/h，外送尾油每天增加34.2吨，当时尾油外送量为（25*24+34.2）/24=26.425t/h
（5）投用蒸汽后，尾油的拔出率为3.87/26.425=14.6%
（6）投用蒸汽后，净化风平均用量增加3Nm3/h，煤气平均用量增加300.8Nm3/h，蒸汽平均用量增加1400Kg/h。
6总结
本次对于分馏塔的改造，提高了塔底热负荷，增加了整个装置的处理量，提高了液收，同时降低了二段进料携带的轻组分含量，减少了氢耗、烃类气体的外排量，不过会造成煤气
和净化风等的量耗增加，从总体角度讲，此次改造为公司创造了巨大收益。
7展望
如今，煤制油行业整体低迷，消费税的难题又如雪上加霜，好多企业处于无利润甚至利润为负的状态。在这种情况下，有不少人担心煤制油行业可能要为新能源退避三舍，逐渐退出市场，但也有人积极寻求创新，向暂不征收消费税的产品上靠拢。但平替不是平衡，花样并非多样，未来一定是新能源作为主流，却依旧需要传统能源保驾护航，平衡发展才是最佳策略。追求新的产品是一种积极的探索，产品的多样性发展一定有助于煤制油行业的整体发展，但如果一味只关注怎样避税，改个名称，略微变换一下产品组成并不是真正的解决办法。煤制油行业作为补充石油缺口的重要领域，一定不会落幕，至于未来如何发展，需要同行们齐心协力，积极寻求最佳途径。
电热水器控制器参考文献
[1]朱妍. 煤制油：“战略储备”如何走出困境 [N]. 2023-02-20.
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