淺談UOP 常減壓設計特點

楊 旭，韓 良

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

在引進常減壓裝置工藝包談判和開工的過程中，我們發(fā)現(xiàn)UOP 在設計理念和細節(jié)方面與國內設計存在諸多差異，具體總結如下。

1 設計理念

在設計理念方面，國內十分注重能耗，而UOP是圍繞長周期設計的，當能耗與長周期矛盾的時候，國外多會選擇長周期而犧牲能耗。我們和設計院也針對UOP 的設計提出過置疑，但UOP 堅持自己的設計，認為長周期是最大的效益。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)國內設計的流程一般分為四路排布，換熱終溫可達到310℃以上，但正因為排布的精細，窄點溫差選得較小，裝置從一期過渡到二期時換熱流程要進行改造。而國外的設計原油物流的分流數(shù)為兩路，雖然換熱終溫比國內平均水平低10℃以上，但減少了換熱器臺位，簡化了換熱流程，提高了操作靈活性，換熱網(wǎng)絡無需改造，即可實現(xiàn)一、二期兩種工況的平衡過渡，同時提高了對原油品種變化的適應能力。

(2)UOP 增加管路壓降，同時也增大了機泵的功率。如在閃蒸罐前設置壓力控制閥，保證了油品在管線中的輸送壓力，避免了因油品氣化引起的結垢和振動，但卻提高了原油泵的揚程。爐管設計壓降為1.0MPa，遠遠高于國內的0.5 0.6MPa，雖然增加閃底泵、常底泵的電耗，但UOP 認為這樣會減少爐管的結焦，有利于長周期運行。

(3)閃蒸罐設在了原油一次換熱后，溫度約為160℃的位置，比國內的設計溫度低了50 60℃。UOP 認為，閃蒸罐的作用是從塔頂閃蒸出少量水分及液態(tài)烴，并將石腦油保留在原油中，這部分石腦油進入加熱爐后可以起到降低爐管溫度，減少加熱爐結焦的目的，因此閃蒸罐的溫度不能太高。而國內正相反，要把相當一部分輕石腦油從閃蒸罐頂拔出，這樣會減輕加熱爐的負荷，降低能耗。

(4)對于常頂油氣的利用，UOP 與國內的爭議也很大。對于二期原油，每年常頂油的量達到了200多萬t，國內認為這部分熱量如不回收會造成能耗很高。UOP 的原設計是通過空冷、水冷后出裝置。在設計院的強烈要求下，UOP 最終同意了增設換熱器與原油換熱，但為了防止油氣換熱后產生露點腐蝕，將塔頂?shù)臏囟忍岣咧?60℃，卻只允許將油氣冷卻到120℃，常頂油氣的熱量沒有得到充分利用。

(5)在中段循環(huán)回流的熱量的利用上，國內外的理念也不同。國內采用的溫差一般為60 80℃，而國外采用的卻只有40 60℃，但要取走相同的熱量，國外的設計勢必要提高中段循環(huán)回流的流量。這種大流量低溫差造成了裝置電耗的增加，但UOP 認為，這樣設計提高了流速，減少了換熱器的結焦，有利于裝置的長周期運行。

2 設計細節(jié)

(1)對于常用的設計，UOP 嚴格執(zhí)行標準圖。比如一個通用進料緩沖罐的設計UOP 會針對液位計怎么設計、安全閥如何設置，泵出口返回線返到哪里等各個細節(jié)進行詳細的討論，定稿以后就會嚴格地執(zhí)行。所以不管UOP 的哪名員工來做設計，他們都會采用標準圖，不允許進行改動。如發(fā)現(xiàn)標準圖有缺陷，也是通過嚴格的程序來修改標準圖。這樣的設計不致于五花八門，想怎么改就怎么改。

(2)UOP 幾乎對所有油泵設置了最小流量線，在國內常減壓裝置很少設置最小流量線。通過與泵廠家進行溝通，該設計是十分必要的，有的泵最小流量要求達到了50%以上。該設計不但對機泵進行了保護，而且在開工過程中充分體現(xiàn)了這種設計的靈活性，避免了開工過程中泵的抽空現(xiàn)象，更重要的是保證了裝置的安全。通過對裝置進行HAZOP 分析，更肯定了該設計的必要性。

(3)UOP 在低溫部位采用工藝防護設計，防止露點腐蝕，降低設備投資。例如，在常壓塔頂采用兩級冷凝，常減壓常壓塔頂氣相負荷一、二期變化大，為了降低裝置能耗，采用二級冷凝，第一級為常頂油氣與原油換熱，對低溫熱加以利用，第二級為空冷與水冷，將油品冷卻到常溫，在一級冷凝時，控制冷凝溫度不低于120℃，在二級冷凝前通過大量注水，防止露點腐蝕發(fā)生。另外，在空氣預熱器采用前置蒸汽加熱器，防止煙氣低溫露點腐蝕。在加熱爐排煙溫度設計上，控制的溫度也高于國內設計，要求大約在160℃以上，防止煙氣系統(tǒng)的低溫露點腐蝕。在加熱爐燃料氣系統(tǒng)上，為控制明水存在，設計了聚結器、蒸汽加熱器，以減少燃料氣低溫腐蝕發(fā)生。以上措施雖然會使裝置能耗上升，卻保證了低溫腐蝕部位的長周期運行。

(4)與國內設計相比 UOP 更加注重常減壓裝置安全應急系統(tǒng)的設計，對加熱爐等關鍵部位設計了工藝聯(lián)鎖，以保證裝置設備的安全及長周期運行。為防止爐管結焦，設計了加熱爐爐管流量低低聯(lián)鎖，緊急停爐聯(lián)鎖等。為防止加熱爐閃爆，設計了鼓、引風機停機聯(lián)鎖，長明燈聯(lián)鎖，燃料油、燃料氣中斷聯(lián)鎖等。為保護塔內件，設計了切斷汽提蒸汽聯(lián)鎖等。

(5)UOP 設置了專門的開工顧問團隊，對其設計的現(xiàn)場執(zhí)行情況嚴格把關。他們會針對每一臺設備、每一條管線進行審查。對塔內件的審查，會逐層塔盤進行測量，例如溢流堰的高度、降液管的底隙、分布器的形式等等。如與設計不符，則會分成幾個等級，以書面的形式提出，并督促業(yè)主進行整改。如有不同意見，必須經(jīng)過嚴格的討論，有的問題UOP 要求必須整改，有的問題可按國內的方案執(zhí)行，但必須出具書面的說明，UOP 對此改動不負責任。

常減壓蒸餾裝置已開工一年多，加工原油已達20 多種，從換熱終溫、裝置的防腐、操作彈性產品分離精度等指標來看，裝置的設計是成功的，操作靈活度是令人滿意的。UOP 的設計是有許多優(yōu)點值得我們學習的，對于國外設計的先進之處我們必須認真消化和吸收。