常減壓裝置新技術(shù)介紹

常減壓裝置新技術(shù)介紹1主要內(nèi)容1、國(guó)外蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2、國(guó)內(nèi)蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀2

1.國(guó)外蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.1單套蒸餾裝置的能力隨著煉廠規(guī)模的擴(kuò)大，單套蒸餾裝置的加工規(guī)模也日益大型化。美國(guó)ExxonMobil公司貝湯煉油廠的一套蒸餾裝置規(guī)模為1300x104t/a常壓塔直徑9.75米。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ASTMD86(5-95％)13℃煤油和輕柴油的脫空度ASTMD86(5-95％)8℃輕柴油和重柴油的脫空度ASTMD86(5-95％)－20℃輕柴油和重柴油的脫空度ASTMD1160(5-95％)5℃具體經(jīng)濟(jì)脫空度根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況要求來(lái)定。41.3減壓渣油的切割點(diǎn)溫度和總拔出率對(duì)于不同的原油，減壓拔出率的要求和意義是完全不同的。對(duì)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(jìn)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(jìn)入重油催化裂化裝置。對(duì)于生產(chǎn)潤(rùn)滑油的常減壓裝置，減壓拔出率應(yīng)根據(jù)對(duì)潤(rùn)滑油的粘度要求和丙烷脫瀝青裝置的情況來(lái)決定減壓拔出率。對(duì)于生產(chǎn)道路瀝青的常減壓裝置，減壓拔出率應(yīng)根據(jù)瀝青的生產(chǎn)要求而定。5但是，對(duì)于硫含量高，金屬含量高的原油來(lái)說(shuō)，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(jìn)入催化裂化裝置，則需進(jìn)行渣油加氫預(yù)處理，而渣油加氫裝置的投資和操作費(fèi)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(duì)全廠的經(jīng)濟(jì)效益就會(huì)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(yù)處理的投資和操作費(fèi)用也要比渣油加氫低得多。6

提高減壓拔出率的關(guān)鍵是減壓塔高真空，填料塔以及減壓塔進(jìn)料段的設(shè)計(jì)。美國(guó)約122個(gè)大型減壓塔中，有40座采用了高效填料，歐洲和日本也有22座，韓國(guó)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。71.4蒸餾工藝技術(shù)進(jìn)展

七十年代，國(guó)外開發(fā)了“干式”減壓蒸餾技術(shù)，其特點(diǎn)是在塔和爐內(nèi)不注入水蒸氣，通過(guò)塔頂采用三級(jí)抽真空系統(tǒng)，使減壓塔的進(jìn)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(shù)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(duì)“干式”減壓的缺點(diǎn)，國(guó)外發(fā)展了“微濕式”減壓蒸餾技術(shù)，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(jí)抽真空技術(shù)，實(shí)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，產(chǎn)品質(zhì)量和減壓拔出率都有一定的提高。

8近幾年來(lái)，國(guó)外蒸餾裝置工藝又有了新的進(jìn)展。法國(guó)的ELF和Technip公司共同開發(fā)了一種次分餾技術(shù)，主要將汽，煤，柴油等各種產(chǎn)品逐漸進(jìn)行分離，從而降低工藝總用能，可以降低能耗30％左右。9

殼牌石油公司提出的整體蒸餾裝置（ShellBulkDistillationUnit），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(gè)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，常壓渣油進(jìn)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。101.5換熱和節(jié)能常減壓裝置的換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是石油化工裝置中最復(fù)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(cè)線產(chǎn)品，有時(shí)還會(huì)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(gè)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(yù)熱水和發(fā)生蒸汽用水。換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到裝置的能耗水平和冷換設(shè)備的選用，其意義十分重大。

11換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究近三十年來(lái)一直是熱量利用系統(tǒng)工程學(xué)科中最活躍的研究領(lǐng)域。七十年代，換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法主要是啟發(fā)探試法。Linnhoff等人提出了“窄點(diǎn)”的概念和“窄點(diǎn)技術(shù)”合成換熱網(wǎng)絡(luò)，該技術(shù)以其較強(qiáng)的系統(tǒng)性特別是實(shí)用性而最為引人注目。換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)大多以窄點(diǎn)為分界點(diǎn)，分別將換熱網(wǎng)絡(luò)分為兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后合并為一個(gè)完整的換熱網(wǎng)絡(luò)。12

國(guó)外公司追求整體經(jīng)濟(jì)效益的最大化，而不片面追求換熱終溫的最大化。對(duì)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(jià)格較高、抗腐蝕性能較好的鋼材，過(guò)低的“窄點(diǎn)”溫差將帶來(lái)?yè)Q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(diǎn)”溫差要使換熱器投資回報(bào)率達(dá)到20％以上。對(duì)于加工含硫原油的蒸餾裝置，原油的換熱終溫一般不超過(guò)280℃。

13常減壓蒸餾裝置是煉廠的能耗大戶，國(guó)外公司非常注意節(jié)能降耗，但不追求過(guò)低的能耗指標(biāo)，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(jìn)行的，以使裝置經(jīng)濟(jì)效益最大化。141.6電脫鹽

以Petrolite和Howe-Beaket二公司的專利技術(shù)較為先進(jìn)。Howe-Beaket技術(shù)主要為低速脫鹽。Petrolite已在低速脫鹽的基礎(chǔ)上開發(fā)出了高速電脫鹽。

151.7塔內(nèi)件

近年來(lái)常減壓蒸餾系統(tǒng)的主要進(jìn)步在于新型或改進(jìn)塔內(nèi)部的開發(fā)。其發(fā)展方向是首先實(shí)現(xiàn)汽液混合（操作條件甚至遠(yuǎn)在液泛點(diǎn)以上）然后用輔助設(shè)施實(shí)現(xiàn)汽液相分離。這樣可以大大提高處理量，脫除以前不能超過(guò)液泛點(diǎn)的制約。采用這一理念，各塔器內(nèi)部構(gòu)件供應(yīng)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30％～50％或更多。162.國(guó)內(nèi)蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀2.1裝置規(guī)模我國(guó)蒸餾裝置與國(guó)外蒸餾裝置相比主要是裝置規(guī)模小，運(yùn)行負(fù)荷低，運(yùn)行周期短。近幾年，我國(guó)在常減壓裝置大型化設(shè)計(jì)，施工，生產(chǎn)技術(shù)管理等方面也取得了重大技術(shù)進(jìn)展。1999年10月在鎮(zhèn)海煉化股份公司建成投產(chǎn)了800x104t/a的常減壓蒸餾裝置，2001年5月改造為我國(guó)第一套加工能力為1000x104t/a的常減壓蒸餾裝置并開車一次成功，這標(biāo)志著我國(guó)常減壓大型化技術(shù)已經(jīng)走向成熟。172.2產(chǎn)品質(zhì)量我國(guó)蒸餾裝置側(cè)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(guò)10℃最多重疊度達(dá)86℃。多數(shù)裝置常二與常三恩氏蒸餾餾程重疊在15℃以上，實(shí)沸點(diǎn)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。182.3減壓拔出率減壓拔出深度偏低，這是常減壓蒸餾與國(guó)外的主要差距之一。國(guó)內(nèi)多數(shù)常減壓裝置的實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)都在540℃以下，有一些常減壓裝置的實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)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(yán)重。針對(duì)減壓拔出率低的狀況，我國(guó)科研，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)人員進(jìn)行了不斷的努力，取得了一些成績(jī)。192.3.1進(jìn)行基礎(chǔ)研究洛陽(yáng)石化工程公司煉制研究所對(duì)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。202.3.2采用強(qiáng)化蒸餾技術(shù)強(qiáng)化蒸餾技術(shù)是通過(guò)在原料中加入強(qiáng)化劑，來(lái)改變?cè)斐上炗蜏粼谠椭械奈镔|(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(qiáng)化劑可以是減壓側(cè)線餾分，也可以是專用強(qiáng)化劑。212.3.3應(yīng)用減壓塔分段抽真空技術(shù)減壓塔分段抽真空技術(shù)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(shù)，取得較好效果，減壓中小于500℃餾分由8～10％降到4～5％，總拔出率提高1.6％，汽化段壓力降到1.3～1.8Kpa。222.3.4高效全填料減壓技術(shù)鎮(zhèn)海石化公司800X104t/a常減壓裝置減壓塔直徑φ5400/φ9000/φ6000,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(shè)計(jì)蒸汽抽真空器,塔頂殘壓達(dá)到20mmHg,減壓渣油切割點(diǎn)可達(dá)550℃,滿足了深拔的要求，同時(shí),采用一段凈洗、低流量分配均勻的槽式分布器，降低HVGO的殘?zhí)己椭亟饘俸?。該設(shè)計(jì)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。（現(xiàn)設(shè)計(jì)的減壓塔基本上都采用全填料技術(shù)）232.4蒸餾工藝技術(shù)進(jìn)展2.4.1負(fù)荷轉(zhuǎn)移技術(shù)（主要用于擴(kuò)大裝置處理量的改造設(shè)計(jì)中）負(fù)荷轉(zhuǎn)移技術(shù)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(fù)荷，從而提高現(xiàn)有裝置的處理能力。242.4.2二級(jí)閃蒸技術(shù)二級(jí)閃蒸技術(shù)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(gè)閃蒸塔，即原油在進(jìn)初餾塔之前約180℃左右進(jìn)入閃蒸塔，閃蒸塔頂油氣進(jìn)入初餾塔，閃蒸塔底油進(jìn)一步換熱后進(jìn)入初餾塔。后置閃蒸就是在現(xiàn)有初餾塔之后再增加一個(gè)閃蒸塔，即初底油再進(jìn)一步閃蒸后進(jìn)入初底油換熱系統(tǒng)。二級(jí)閃蒸技術(shù)比較適合加工國(guó)外進(jìn)口原油的裝置的改造，前置閃蒸適合于現(xiàn)有電脫鹽罐設(shè)計(jì)壓力較低，脫后原油換熱系統(tǒng)壓降較大的場(chǎng)合。后置閃蒸適合于采用無(wú)壓縮機(jī)回收輕烴流程、減壓爐負(fù)荷較低而常壓爐負(fù)荷有富裕的場(chǎng)合。前置閃蒸對(duì)操作條件影響不大，后置閃蒸除對(duì)常壓塔底的溫度影響較大外，對(duì)其它的操作條件影響不大。二級(jí)閃蒸技術(shù)除可以緩解設(shè)備矛盾外，可以降低能耗約0.1千克標(biāo)油/噸原油。252.4.3多產(chǎn)柴油技術(shù)多產(chǎn)柴油技術(shù)主要包括強(qiáng)化常壓塔底汽提和減一線生產(chǎn)柴油技術(shù)。2.4.4無(wú)壓縮機(jī)回收輕烴技術(shù)其原理是適當(dāng)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(wú)壓縮機(jī)回收輕烴技術(shù)與有壓縮機(jī)回收輕烴技術(shù)相比，具有工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、操作人員少、設(shè)備投資省、操作簡(jiǎn)單和不需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。目前，該技術(shù)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。262.4.5四級(jí)蒸餾技術(shù)四級(jí)蒸餾技術(shù)是在現(xiàn)有的三級(jí)蒸餾上發(fā)展起來(lái)的，主要用于現(xiàn)有裝置的擴(kuò)能改造，在保持現(xiàn)有三級(jí)蒸餾主要設(shè)備不變的情況下，通過(guò)增加一級(jí)減壓塔和一級(jí)減壓爐，前后分別轉(zhuǎn)移負(fù)荷至新增的減壓塔和減壓爐中，從而達(dá)到裝置擴(kuò)能的目的。目前，該技術(shù)已用于揚(yáng)子石化和廣石化蒸餾裝置的擴(kuò)能改造中。272.5換熱流程和裝置能耗

從二十世紀(jì)八十年代初，我國(guó)開展了蒸餾裝置大規(guī)模的節(jié)能降耗活動(dòng)，取得了巨大的成績(jī)，蒸餾裝置的平均能耗從25千克標(biāo)油/噸原油下降到目前的12千克標(biāo)油/噸左右。但是，值得注意的是這個(gè)能耗指標(biāo)是在產(chǎn)品質(zhì)量、輕油收率和總拔出率相對(duì)較低的情況下獲得的。從而影響能耗的主要指標(biāo)—加熱爐效率和原油換熱終溫看各廠還不平衡。282.6電脫鹽

八十年代初期，中石化總公司為提高我國(guó)電脫鹽水平，分別從Petrolite和Howe-Baker公司引進(jìn)了五套先進(jìn)的電脫鹽裝置。之后，廣大電脫鹽工作者對(duì)國(guó)外電脫鹽技術(shù)進(jìn)行了吸收、消化、改進(jìn)、國(guó)產(chǎn)化，形成了我國(guó)自己的電脫鹽技術(shù)。目前，國(guó)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(shù)；對(duì)塔化重質(zhì)原油采用“鼠籠式”電脫鹽技術(shù)?！笆蠡\式”原油電脫鹽技術(shù)是由科安博公司與洛陽(yáng)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(jié)構(gòu)