常減壓裝置新技術介紹z課件

1、 常減壓裝置新技術介紹1 常減壓裝置新技術介紹1主 要 內(nèi) 容1、國外蒸餾裝置技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2、國內(nèi)蒸餾裝置技術現(xiàn)狀2主 要 內(nèi) 容2 1. 國外蒸餾裝置技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.1 單套蒸餾裝置的能力 隨著煉廠規(guī)模的擴大，單套蒸餾裝置的加工規(guī)模也日益大型化。美國ExxonMobil公司貝湯煉油廠的一套蒸餾裝置規(guī)模為1300 x104t/a常壓塔直徑9.75米。3 1. 國外蒸餾裝置技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢31.2 產(chǎn)品分離精度典型的產(chǎn)品分餾精度一般為：石腦油與煤油的脫空度ASTM D86(5-95) 13煤油和輕柴油的脫空度ASTM D86(5-95) 8輕柴油和重柴油的脫空度ASTM D86(5

2、-95) 20輕柴油和重柴油的脫空度ASTM D1160(5-95) 5具體經(jīng)濟脫空度根據(jù)實際生產(chǎn)情況要求來定。41.2 產(chǎn)品分離精度41.3減壓渣油的切割點溫度和總拔出率 對于不同的原油，減壓拔出率的要求和意義是完全不同的。對于低硫低金屬石蠟基原油的燃料型常減壓裝置，由于其減壓渣油可以全部進入重油催化裂化裝置加工，因此不必追求減壓拔出率，甚至可以不需要減壓蒸餾，全部常壓渣油都可以直接進入重油催化裂化裝置。對于生產(chǎn)潤滑油的常減壓裝置，減壓拔出率應根據(jù)對潤滑油的粘度要求和丙烷脫瀝青裝置的情況來決定減壓拔出率。對于生產(chǎn)道路瀝青的常減壓裝置，減壓拔出率應根據(jù)瀝青的生產(chǎn)要求而定。51.3減壓渣油的切割

3、點溫度和總拔出率5 但是，對于硫含量高，金屬含量高的原油來說，減壓拔出率的意義就完全不同了。硫含量高，金屬含量高的減壓渣油，很難用催化裂化裝置加工，這種渣油一般只能用溶劑脫瀝青或焦化的方法。如果進入催化裂化裝置，則需進行渣油加氫預處理，而渣油加氫裝置的投資和操作費用都很高。在這種情況下，減壓拔出率和拔出的餾分質(zhì)量對全廠的經(jīng)濟效益就會有重大的影響。拔出的蠟油，可以作為加氫裂化裝置的原料，即使作為催化裂化裝置的原料，其加氫預處理的投資和操作費用也要比渣油加氫低得多。66 提高減壓拔出率的關鍵是減壓塔高真空，填料塔以及減壓塔進料段的設計。美國約122個大型減壓塔中，有40座采用了高效填料，歐洲和日本

4、也有22座，韓國以常壓拔頭為主的蒸餾塔幾乎全部使用了高效規(guī)整填料。7 71.4蒸餾工藝技術進展 七十年代，國外開發(fā)了“干式”減壓蒸餾技術，其特點是在塔和爐內(nèi)不注入水蒸氣，通過塔頂采用三級抽真空系統(tǒng)，使減壓塔的進料段和爐出口獲得較高的真空度，在較低的操作溫度下獲得相同的拔出率?！案墒健睖p壓蒸餾技術可大幅度降低裝置能耗，但是由于不吹水蒸氣，使得減壓蠟油產(chǎn)品質(zhì)量較差，減壓渣油中含有較多的蠟油組分。針對“干式”減壓的缺點，國外發(fā)展了“微濕式”減壓蒸餾技術，在減壓塔和減壓爐管內(nèi)注入少量水蒸氣（注入量比“濕式”減壓少），塔頂采用三級抽真空技術，實現(xiàn)高真空減壓蒸餾?！拔袷健睖p壓蒸餾與“干式”減壓蒸餾 相比

5、，產(chǎn)品質(zhì)量和減壓拔出率都有一定的提高。 81.4蒸餾工藝技術進展8 近幾年來，國外蒸餾裝置工藝又有了新的進展。法國的ELF和Technip公司共同開發(fā)了一種次分餾技術，主要將汽，煤，柴油等各種產(chǎn)品逐漸進行分離，從而降低工藝總用能，可以降低能耗30左右。99 殼牌石油公司提出的整體蒸餾裝置（Shell Bulk Distillation Unit），將原油蒸餾裝置，加氫脫硫裝置，高真空減壓蒸餾裝置和減粘裝置作為一個整體加以優(yōu)化。整體分餾裝置將原油分為：常壓渣油，含蠟餾分油，中間餾分油和石腦油組分。常壓部分分出常壓渣油，中間餾分和石腦油以下的餾分。中間餾分在加氫分餾脫硫塔中分離為煤油，輕，重柴油，

6、常壓渣油進入高真空減壓蒸餾，分餾出的蠟油作為催化裂化裝置和加氫裂化裝置的原料。整體整流裝置可以節(jié)省投資的30左右。10 101.5換熱和節(jié)能 常減壓裝置的換熱網(wǎng)絡系統(tǒng)是石油化工裝置中最復雜的熱交換系統(tǒng)之一。它的熱物流主要是常壓塔和減壓塔的各側線產(chǎn)品，有時還會有其他裝置的熱物流（例如，催化裂化裝置的油漿等），一般熱物流的數(shù)目在十個以上；它的冷物流是需要加工的原油，閃底油和重沸器所需的熱源以及預熱水和發(fā)生蒸汽用水。換熱網(wǎng)絡設計的好壞直接影響到裝置的能耗水平和冷換設備的選用，其意義十分重大。 111.5換熱和節(jié)能11 換熱網(wǎng)絡設計研究近三十年來一直是熱量利用系統(tǒng)工程學科中最活躍的研究領域。七十年代，

7、換熱網(wǎng)絡設計方法主要是啟發(fā)探試法。Linnhoff等人提出了“窄點”的概念和“窄點技術”合成換熱網(wǎng)絡，該技術以其較強的系統(tǒng)性特別是實用性而最為引人注目。換熱網(wǎng)絡設計大多以窄點為分界點，分別將換熱網(wǎng)絡分為兩部分進行設計，最后合并為一個完整的換熱網(wǎng)絡。1212 國外公司追求整體經(jīng)濟效益的最大化，而不片面追求換熱終溫的最大化。對于加工含硫原油的蒸餾裝置，由于原油含硫較高，溫度大于240的換熱器將使用價格較高、抗腐蝕性能較好的鋼材，過低的“窄點”溫差將帶來換熱面積的大幅度增加，使換熱器的投資大幅度增加。ExxonMobil公司選定的“窄點”溫差要使換熱器投資回報率達到20以上。對于加工含硫原油的蒸餾裝

8、置，原油的換熱終溫一般不超過280。 13 13 常減壓蒸餾裝置是煉廠的能耗大戶，國外公司非常注意節(jié)能降耗，但不追求過低的能耗指標，節(jié)能降耗是在保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品收率的前提下進行的，以使裝置經(jīng)濟效益最大化。14141.6 電脫鹽 以Petrolite和Howe-Beaket二公司的專利技術較為先進。Howe-Beaket技術主要為低速脫鹽。Petrolite已在低速脫鹽的基礎上開發(fā)出了高速電脫鹽。 151.6 電脫鹽151.7 塔內(nèi)件 近年來常減壓蒸餾系統(tǒng)的主要進步在于新型或改進塔內(nèi)部的開發(fā)。其發(fā)展方向是首先實現(xiàn)汽液混合（操作條件甚至遠在液泛點以上）然后用輔助設施實現(xiàn)汽液相分離。這樣可以大大提

9、高處理量，脫除以前不能超過液泛點的制約。采用這一理念，各塔器內(nèi)部構件供應商相繼推出了一系列專利新產(chǎn)品，據(jù)稱新型塔板可以提高能力3050或更多。161.7 塔內(nèi)件16 2. 國內(nèi)蒸餾技術現(xiàn)狀 2.1 裝置規(guī)模 我國蒸餾裝置與國外蒸餾裝置相比主要是裝置規(guī)模小，運行負荷低，運行周期短。近幾年，我國在常減壓裝置大型化設計，施工，生產(chǎn)技術管理等方面也取得了重大技術進展。1999年10月在鎮(zhèn)海煉化股份公司建成投產(chǎn)了800 x104t/a的常減壓蒸餾裝置，2001年5月改造為我國第一套加工能力為1000 x104t/a的常減壓蒸餾裝置并開車一次成功，這標志著我國常減壓大型化技術已經(jīng)走向成熟。17 2. 國內(nèi)

10、蒸餾技術現(xiàn)2.2 產(chǎn)品質(zhì)量 我國蒸餾裝置側線產(chǎn)品分離精度差別較大如中石化有些煉廠常頂和常一線能夠脫空，但尚有40的裝置常頂與常一恩氏蒸餾餾程超過10 最多重疊度達86。多數(shù)裝置常二與常三恩氏蒸餾餾程重疊在15 以上，實沸點重疊則超出25。2001年常底重油350餾出量平均為6.4，最高為14，最低為3，最高與最低相差近5倍。182.2 產(chǎn)品質(zhì)量182.3 減壓拔出率 減壓拔出深度偏低，這是常減壓蒸餾與國外的主要差距之一。國內(nèi)多數(shù)常減壓裝置的實沸點切割點都在540以下，有一些常減壓裝置的實沸點切割點還在520以下。影響減壓深拔的主要原因是汽化段壓力偏高。加熱爐出口溫度偏低和霧沫夾帶嚴重。 針對減

11、壓拔出率低的狀況，我國科研，設計和生產(chǎn)人員進行了不斷的努力，取得了一些成績。192.3 減壓拔出率192.3.1 進行基礎研究 洛陽石化工程公司煉制研究所對勝利原油的重油及500以上窄餾分性質(zhì)的研究，分析了減壓渣油和減壓蠟油各窄餾分的重金屬，殘?zhí)?，硫，氮等雜質(zhì)的含量，為深拔提供了必要的數(shù)據(jù)支持。202.3.1 進行基礎研究202.3.2 采用強化蒸餾技術 強化蒸餾技術是通過在原料中加入強化劑，來改變造成蠟油滯留在渣油中的物質(zhì)的極性，并降低蠟油逸出的表面張力，阻止自由基鏈聚合，消除霧沫夾帶，提高減壓拔出深度。強化劑可以是減壓側線餾分，也可以是專用強化劑。212.3.2 采用強化蒸餾技術212.3

12、.3 應用減壓塔分段抽真空技術 減壓塔分段抽真空技術有“并列式”和“同軸式”兩種。金陵分公司煉油廠II套常減壓蒸餾采用“同軸式”減壓兩段抽真空技術，取得較好效果，減壓中小于500餾分由810降到45，總拔出率提高1.6，汽化段壓力降到1.31.8Kpa。222.3.3 應用減壓塔分段抽真空技術222.3.4 高效全填料減壓技術 鎮(zhèn)海石化公司800X104t/a常減壓裝置減壓塔直徑5400/9000/6000,全塔采用5段 規(guī)整填料,降低了全塔壓降,提高了蒸發(fā)段的真空度,減壓塔頂設計蒸汽抽真空器,塔頂殘壓達到20mmHg,減壓渣油切割點可達550,滿足了深拔的要求，同時,采用一段凈洗、低流量分配

13、均勻的槽式分布器，降低HVGO的殘?zhí)己椭亟饘俸?。該設計達到了國際先進水平。（現(xiàn)設計的減壓塔基本上都采用全填料技術）232.3.4 高效全填料減壓技術232.4 蒸餾工藝技術進展2.4.1 負荷轉(zhuǎn)移技術（主要用于擴大裝置處理量的改造設計中） 負荷轉(zhuǎn)移技術就是充分發(fā)揮初餾塔的作用，在初餾塔拔出更多的組分，減少常壓爐和常壓塔負荷，從而提高現(xiàn)有裝置的處理能力。242.4 蒸餾工藝技術進展242.4.2 二級閃蒸技術 二級閃蒸技術可分為前置閃蒸和后置閃蒸。前置閃蒸就是在現(xiàn)有初餾塔之前再增加一個閃蒸塔，即原油在進初餾塔之前約180左右進入閃蒸塔，閃蒸塔頂油氣進入初餾塔，閃蒸塔底油進一步換熱后進入初餾塔。

14、后置閃蒸就是在現(xiàn)有初餾塔之后再增加一個閃蒸塔，即初底油再進一步閃蒸后進入初底油換熱系統(tǒng)。 二級閃蒸技術比較適合加工國外進口原油的裝置的改造，前置閃蒸適合于現(xiàn)有電脫鹽罐設計壓力較低，脫后原油換熱系統(tǒng)壓降較大的場合。后置閃蒸適合于采用無壓縮機回收輕烴流程、減壓爐負荷較低而常壓爐負荷有富裕的場合。 前置閃蒸對操作條件影響不大，后置閃蒸除對常壓塔底的溫度影響較大外，對其它的操作條件影響不大。二級閃蒸技術除可以緩解設備矛盾外，可以降低能耗約0.1千克標油/噸原油。 252.4.2 二級閃蒸技術252.4.3 多產(chǎn)柴油技術 多產(chǎn)柴油技術主要包括強化常壓塔底汽提和減一線生產(chǎn)柴油技術。2.4.4 無壓縮機回收

15、輕烴技術 其原理是適當選取初餾塔的操作條件，使初餾塔頂氣體中的C3、C4組分全部或絕大部分溶解在粗石腦油中，利用泵將粗石腦油送入輕烴回收系統(tǒng)中回收液化氣。無壓縮機回收輕烴技術與有壓縮機回收輕烴技術相比，具有工藝流程簡單、占地面積小、操作人員少、設備投資省、操作簡單和不需維護等優(yōu)點。目前，該技術已用于大部分加工中東含硫原油的常減壓蒸餾裝置中，取得了良好的效果。262.4.3 多產(chǎn)柴油技術262.4.5 四級蒸餾技術 四級蒸餾技術是在現(xiàn)有的三級蒸餾上發(fā)展起來的，主要用于現(xiàn)有裝置的擴能改造，在保持現(xiàn)有三級蒸餾主要設備不變的情況下，通過增加一級減壓塔和一級減壓爐，前后分別轉(zhuǎn)移負荷至新增的減壓塔和減壓爐

16、中，從而達到裝置擴能的目的。目前，該技術已用于揚子石化和廣石化蒸餾裝置的擴能改造中。272.4.5 四級蒸餾技術272.5 換熱流程和裝置能耗 從二十世紀八十年代初，我國開展了蒸餾裝置大規(guī)模的節(jié)能降耗活動，取得了巨大的成績，蒸餾裝置的平均能耗從25千克標油/噸原油下降到目前的12千克標油/噸左右。但是，值得注意的是這個能耗指標是在產(chǎn)品質(zhì)量、輕油收率和總拔出率相對較低的情況下獲得的。從而影響能耗的主要指標加熱爐效率和原油換熱終溫看各廠還不平衡。282.5 換熱流程和裝置能耗282.6 電脫鹽 八十年代初期，中石化總公司為提高我國電脫鹽水平，分別從Petrolite和Howe-Baker公司引進了五套先進的電脫鹽裝置。之后，廣大電脫鹽工作者對國外電脫鹽技術進行了吸收、消化、改進、國產(chǎn)化，形成了我國自己的電脫鹽技術。目前，國內(nèi)大多數(shù)采用交直流低速電脫鹽或低速電脫鹽和電脫鹽串聯(lián)技術；對塔化重質(zhì)原油采用“鼠籠式”電脫鹽技術。 “鼠籠式”原油電脫鹽技術是由科安博公司與洛陽石化工程公司共同開發(fā) 的。 CAB-1 型 CAB-2型 單層鼠籠式電脫鹽脫水器結構示意292.6 電脫鹽292.7 塔內(nèi)件 國