石油常減壓蒸餾

主講人：譚燕平第一頁，共37頁。

內(nèi)容提要一石油蒸餾的基本介紹二常壓蒸餾的概括三減壓蒸餾的概括四常減壓蒸餾的發(fā)展趨勢第二頁，共37頁。

原油

產(chǎn)品

基本途徑一般為：將原油先按不同產(chǎn)品的沸點要求，分割成不同的直餾餾分油，然后按照產(chǎn)品的質(zhì)量標準要求，除去這些餾分油中的非理想組分；或者通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化，生成所需要的組分，進而得到一系列合格的石油產(chǎn)品。

幾乎所有煉油廠中原油的第一個加工過程就是蒸餾（俗稱為龍頭），例如拔頂蒸餾和常減壓蒸餾等。所謂原油一次加工，即指原油蒸餾而言。

？第三頁，共37頁。1.概念：蒸餾是利用原油混合物中各個物質(zhì)沸點的不同，將其分離的方法。由于原油中物質(zhì)的種類很多，而且很多物質(zhì)的沸點相差不大，這樣就使得原油中各個組分的完全分離十分困難。然而對原油加工來說，并不需要進行精確的分離，因此可以按一定的沸點范圍，把原油分離成不同的餾分，再送往二次加工裝置進行加工。第四頁，共37頁。2、蒸餾的原理蒸餾原理：按其組分沸點的不同而達到分離的目的。了解三個概念：相平衡、泡點和露點

處于泡點狀態(tài)時的液體是飽和液體，而處于露點狀態(tài)時的氣體是飽和氣體。

第五頁，共37頁。第六頁，共37頁。第七頁，共37頁。3.石油餾分組成：

從常壓蒸餾開始餾出的溫度（初餾點）到小于200℃的餾分為汽油餾分（也稱輕油或石腦油餾分）常壓蒸餾200～350℃的餾分為煤、柴油餾分（也稱常壓瓦斯油，AGO）由于原油從350℃開始有明顯的分解現(xiàn)象，所以對于沸點高于350℃的餾分，需在減壓下進行分餾，在減壓下蒸出餾分的沸點再換算成常壓沸點。沸點相當(dāng)于常壓下350～500℃的餾分為減壓餾分（也稱減壓瓦斯油,VGO）沸點相當(dāng)于常壓下大于500℃的餾分為減渣餾分(VR)第八頁，共37頁。第九頁，共37頁。不同原油的各餾分含量差別很大。與國外原油相比，我國主要油田原油中＞500℃的減壓渣油含量都較高，＜200℃的汽油餾分含量較少（一般低于10%）。第十頁，共37頁。二常壓蒸餾的概括

原油蒸餾一般包括常壓蒸餾（Atmosphericdistillation）

和減壓蒸餾（Vacuumdistillation）兩個部分，在此首先就原油的常壓蒸餾作有關(guān)簡述。所謂原油的常壓蒸餾，即為原油在常壓(或稍高于常壓)下進行的蒸餾，所用的蒸餾設(shè)備叫做原油常壓精餾塔(或稱常壓塔atmospherictower)。第十一頁，共37頁。冷凝器汽提塔進料第十二頁，共37頁。1．常壓塔的原料和產(chǎn)品都是組成復(fù)雜的混合物2．常壓塔是一個復(fù)合塔結(jié)構(gòu)（側(cè)線產(chǎn)品）3．常壓塔下部設(shè)置汽提段，側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔為了促使原油中的重質(zhì)油在較低的溫度下沸騰、汽化，除采用減壓蒸餾外，還可在蒸餾過程中，向待蒸餾原油通入高溫水蒸汽，這叫做汽提。汽提實際上降低了油氣的分壓，與減壓作用相同，而且它操作更簡便，因此在原油蒸餾工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。但汽提要消耗大量蒸汽，且增加了冷卻水的用量，因此與減壓配合使用，效果更好。第十三頁，共37頁?；亓鞯哪康模罕ＷC精餾塔具有精餾的作用取走塔內(nèi)剩余熱量控制和調(diào)節(jié)塔內(nèi)各點溫度保證塔內(nèi)汽液相負荷分布均勻保證各產(chǎn)品質(zhì)量第十四頁，共37頁。4．常壓塔常設(shè)置中段循環(huán)回流即從精餾塔上部的精餾段引出部分液相熱油(或者是側(cè)線產(chǎn)品)，經(jīng)與其它冷流換熱或冷卻后再返回塔中，返回口比抽出口通常高2~3層塔板。作用：在保證各產(chǎn)品分離效果的前提下，取走精餾塔中多余的熱量優(yōu)點：在相同的處理量下可縮小塔徑，或者在相同的塔徑下可提高塔的處理能力；可回收利用這部分溫度較高的熱源。第十五頁，共37頁。三減壓蒸餾的概括減壓蒸餾是在壓力低于100KPa的負壓狀態(tài)下進行的蒸餾過程。由于物質(zhì)的沸點隨外壓的減小而降低，因此在較低的壓力下加熱常壓重油，上述高沸點餾分就會在較低的溫度下氣化，從而避免了高沸點餾分的裂解。通過減壓精餾塔可得到這些高沸點餾分，而塔底得到的是沸點在500℃以上的減壓渣油。塔底產(chǎn)品—減壓渣油Vacuumresiduum

焦化原料、催化原料等二次加工原料經(jīng)加工后生產(chǎn)重質(zhì)潤滑油生產(chǎn)瀝青做燃料油第十六頁，共37頁。減壓蒸餾的核心設(shè)備

是減壓精餾塔和它的抽真空系統(tǒng)

減壓精餾塔的基本要求：在盡量避免油料發(fā)生分解的前提下，盡可能地提高拔出率。提高拔出率的關(guān)鍵：提高減壓塔汽化段的真空度第十七頁，共37頁。減壓塔流程圖第十八頁，共37頁。減壓蒸餾的原理與常壓蒸餾相同，關(guān)鍵是減壓塔頂采用了抽真空設(shè)備，使塔頂?shù)膲毫档綆浊?。抽真空設(shè)備的作用是將塔內(nèi)產(chǎn)生的不凝氣(主要是裂解氣和漏入的空氣)和吹入的水蒸氣連續(xù)地抽走以保證減壓塔的真空度要求。減壓塔的抽真空設(shè)備常用的是蒸汽噴射器(steamejector，也稱蒸汽吸射泵)或機械真空泵（mechanicalvacuumpump)。其中機械真空泵只在一些干式減壓蒸餾塔和小煉油廠的減壓塔中采用，而廣泛應(yīng)用的是蒸汽噴射器。第十九頁，共37頁。與一般的精餾塔和原油常壓精餾塔相比。減壓精餾塔具有如下特點：1.減壓精餾塔分燃料型和潤滑油型兩種燃料型減壓塔主要生產(chǎn)二次加工如催化裂化、加氫裂化等原料，它對分離精確度要求不高，希望在控制雜質(zhì)含量的前提下，如殘?zhí)恐档?、重金屬含量少等，盡可能提高餾分油拔出率。潤滑油型減壓塔以生產(chǎn)潤滑油餾分為主，希望得到顏色淺、殘?zhí)贾档?、餾程較窄、安定性好的減壓餾分油，因此不僅要求拔出率高，而且具有較高的分離精確度。第二十頁，共37頁。2.減壓精餾塔的塔徑大、板數(shù)少、壓降小、真空度高由于對減壓塔的基本要求是在盡量減少油料發(fā)生裂解反應(yīng)的條件下，盡可能多地拔出餾分油，因此要求盡可能提高塔頂?shù)恼婵斩龋档退膲航?，進而提高氣化段的真空度。塔內(nèi)的壓力低，一方面使氣體體積增大，塔徑變大；另一方面由于低壓下各組分之間的相對揮發(fā)度變大，易于分離，所以與常壓塔相比．減壓塔的塔板數(shù)有所減少。如前所述，燃料型減壓塔的塔板數(shù)可進一步減少，亦利于減少壓降。第二十一頁，共37頁。3．減小塔徑縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時間

減壓塔底的溫度一般在390℃左右，減壓渣油在這樣高的溫度下，如果停留時間過長，其分解和縮合反應(yīng)會顯著增加，導(dǎo)致不凝氣增加，使塔的真空度下降，塔底部結(jié)焦，影響塔的正常操作。為此，減壓塔底常采用減小塔徑(即縮徑)的辦法，以縮短渣油在塔底的停留時間。第二十二頁，共37頁。減壓蒸餾的抽真空系統(tǒng)抽真空系統(tǒng)

蒸汽噴射器

機械真空泵

結(jié)構(gòu)簡單，沒有運轉(zhuǎn)部件，使用可靠，水蒸氣安全采用蒸汽噴射器-機械真空泵組合抽真空系統(tǒng)，具有較好的經(jīng)濟效益第二十三頁，共37頁。冷凝器的作用在于使可凝的油氣和水蒸氣冷凝排出，從而減輕噴射器的負荷，其本身并不能形成真空。第二十四頁，共37頁。原油蒸餾流程，就是用于原油蒸餾生產(chǎn)的爐、塔、泵、換熱設(shè)備、工藝管線及控制儀表等按原料生產(chǎn)的流向和加工技術(shù)要求的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機組合。將此種內(nèi)在的聯(lián)系用簡單的示意圖表達出來，即成為原油蒸餾的流程圖。原油蒸餾過程中，在一個塔內(nèi)分離一次稱一段汽化。原油經(jīng)過加熱汽化的次數(shù)，稱為汽化段數(shù)。第二十五頁，共37頁。第二十六頁，共37頁。四常減壓蒸餾的發(fā)展趨勢（一）常壓塔裝置的優(yōu)化改造1常壓塔目前存在的幾個問題：①初餾塔拔出率低，蒸出油品顏色深②常壓塔分離精度不夠，浮閥塔盤的分離效率低，操作彈性小，致使所得產(chǎn)品分離精度降低，側(cè)線餾分重疊較為嚴重③換熱系統(tǒng)壓降大、換熱流程不合理，造成原油脫前溫度、原油進初餾塔溫度、拔頭油換熱終溫均低于原設(shè)計點，裝置熱回收率降低，能耗升高④常壓加熱爐負荷不足第二十七頁，共37頁。2常壓塔的改進

①壓蒸餾裝置的優(yōu)化改造

主要設(shè)備主體結(jié)構(gòu)不變的情況下，應(yīng)用新技術(shù)、新產(chǎn)品，進行了裝置技術(shù)改造措施及實施效果

②加入定量活性添加劑

近年來的研究表明，在原油中加入一定量的活性添加劑，可以改善原油加工條件，強化原油蒸餾，提高餾分油收率。在常壓蒸餾過程中，通過向原料中加入強化劑，使其處于活化狀態(tài)，從而提高輕質(zhì)油收率，改善產(chǎn)品質(zhì)量第二十八頁，共37頁。（二）降低能量消耗

常減壓蒸餾裝置的能耗在煉廠全廠能耗中占有重要比重，其能耗約相當(dāng)于加工原油量的2%

中國石化股份有限公司所屬煉廠平均能耗為77．85kg標油／t原油，與目前世界上大型化復(fù)雜煉廠的能耗不大于75kg標油／t原油的先進指標相比，差距較大，節(jié)能空間也更大

第二十九頁，共37頁。最優(yōu)換熱方案的判斷標準一般認為能最大限度節(jié)約投資和操作費用的換熱方案是最優(yōu)的；一個完善的換熱流程應(yīng)當(dāng)達到以下要求：充分利用各種余熱，使原油預(yù)熱溫度較高而且合理；換熱器的換熱強度較大，可以使用較少的換熱面積就能達到換熱要求；原油流動壓降較?。徊僮骱蜋z修可靠、方便。第三十頁，共37頁。加熱爐的優(yōu)化

加熱爐應(yīng)該朝大型化的方向發(fā)展對爐型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對節(jié)省占地，節(jié)約投資．提高加熱爐綜合效率乃至便于施工和檢修，便于操作和維護等方面顯得尤為重要。

裝置之間的熱聯(lián)合

蒸餾裝置的中間物流如減壓蠟油、渣油等，在換熱到一定程度后，如果直接作為下游裝置的熱進料，可以減少常壓蒸餾裝置的冷公用工程用量和下游裝置的熱公用工程用量。第三十一頁，共37頁。（三）減壓深拔技術(shù)在常減壓蒸餾裝置上的應(yīng)用

目前國內(nèi)將減壓渣油的實沸點切割點控制540℃以上的情況稱為減壓深拔，而國外減壓渣油實沸點切割的標準設(shè)計值為565．6℃。減壓深拔技術(shù)在青島煉化公司常減壓蒸餾裝置應(yīng)用后，雖然焦化裝置的生焦率有所升高，但由于焦化原料量大幅降低，降低了低附加值產(chǎn)品石油焦的產(chǎn)量，提高了高附加值產(chǎn)品的收率，有利于提高煉油廠效益。第三十二頁，共37頁。第三十