常減壓裝置減壓渣油收率高原因分析及優(yōu)化

摘 要：通過(guò)提高減壓真空度、降低減五線填料段壓降、增加冷卻系統(tǒng)冷卻負(fù)荷、操作方法工藝參數(shù)調(diào)整等優(yōu)化，減壓渣油收率降低1.7%。

關(guān)鍵詞：常減壓裝置；減壓渣油；收率；真空度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.076

泰州石油化工有限責(zé)任公司的1#常減壓裝置以加工蘇北石蠟基原油為主，2012年裝置進(jìn)行了以減壓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善和換熱流程優(yōu)化調(diào)整為主的技術(shù)改造，減壓部分新增4.605MW減壓爐1座，減壓塔筒體頂部增高3.4米、內(nèi)部塔盤(pán)更換為高效孔板波紋填料（共七層），減壓高溫管線、閥門進(jìn)行了材質(zhì)升級(jí)，裝置抗硫腐蝕、抗酸腐蝕能力進(jìn)一步提高。經(jīng)過(guò)5年多的運(yùn)行，減壓系統(tǒng)出現(xiàn)減壓渣油收率偏高的問(wèn)題，極大地影響了裝置的運(yùn)行效益。針對(duì)減壓渣油收率高，通過(guò)提高減壓真空度、降低減五線填料段壓降、增加冷卻系統(tǒng)冷卻負(fù)荷、操作方法工藝參數(shù)調(diào)整等優(yōu)化，常減壓裝置運(yùn)行平穩(wěn)，減壓渣油的收率得到降低。

1 常減壓裝置工藝簡(jiǎn)介

泰州石化1#常減壓裝置采用兩爐、三塔蒸餾流程。原油經(jīng)過(guò)E101-E105一次換熱后進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)電脫鹽罐，后經(jīng)過(guò)E201-E212二次換熱后進(jìn)入閃蒸塔，閃蒸塔塔頂輕組分進(jìn)入常壓塔中部，閃底油由閃底泵進(jìn)入經(jīng)過(guò)E301-E312、常爐加熱到330℃-360℃后進(jìn)入常壓塔分離，常壓塔主要有常頂汽油，常一線，常二線，常三線，常四線油，常底油經(jīng)過(guò)常底泵進(jìn)入減爐加熱到390℃～410℃后進(jìn)入減壓塔進(jìn)一步分離，減頂出減頂污油，側(cè)線出減一線，減二線，減三線，減四線，減五線油，減底出渣油。流程示意如圖1所示。

2 減壓系統(tǒng)的現(xiàn)狀

2.1 減頂抽真空系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)介

1#常減壓裝置采用三級(jí)抽真空和一級(jí)濕空冷加二級(jí)水冷流程。減頂油氣依次經(jīng)減頂增壓器、減頂濕空冷器增壓冷卻后，進(jìn)行氣液分離，液相（油和水）經(jīng)大氣腿進(jìn)入減頂污油罐，未凝氣體經(jīng)二級(jí)抽空器、水冷器冷卻后再進(jìn)行氣液分離，液相（油和水）經(jīng)大氣腿進(jìn)入減頂污油罐，未凝氣體進(jìn)負(fù)壓罐分離凝液后進(jìn)入真空泵進(jìn)行機(jī)械抽真空后進(jìn)入正壓罐，油氣由正壓罐送到常壓爐燃燒，正壓罐凝液排入地下罐，通過(guò)隔膜泵將地下罐內(nèi)污油打入減頂油水分離罐，再由減頂污油泵外送。減頂抽真空系統(tǒng)工藝流程如圖2所示。

圖2 減頂抽真空系統(tǒng)工藝流程圖

2.2 與其他裝置主要參數(shù)對(duì)比

如表1所示，與周邊先進(jìn)或類似裝置相比，1#常減壓裝置減壓系統(tǒng)真空度較低，汽化段壓力高，油品汽化率低。目前減壓渣油5%點(diǎn)餾出溫度基本穩(wěn)定在在480-490℃之間，較之以前在500-510℃有較大下降，說(shuō)明渣油中輕組分未拔盡，造成減壓拔出率不足，減渣收率升高，嚴(yán)重影響裝置的運(yùn)行效益。

3 影響減壓渣油收率的因素

3.1 原料性質(zhì)

泰州石化1#常減壓裝置主要以加工蘇北石蠟基原油為主，如表2所示，由于油田井口不同，原油的密度、餾程等性質(zhì)也有差別。原油密度越小，蒸餾分割出的350℃之前的餾分收率越大。因此在相同的生產(chǎn)條件下，原油密度越小，原油中的輕組分能夠有效地分離，提高了常壓拔出率，減壓系統(tǒng)的分離效果會(huì)得到改善。

3.2 減頂真空度和汽化段壓力

高真空和低壓降是提高總拔的重要手段[1]。減壓塔真空度的高低對(duì)全塔氣液相負(fù)荷大小，平穩(wěn)操作影響很大，如果真空度降低，就改變了塔內(nèi)油品壓力與溫度平衡關(guān)系，提高了油品的飽和蒸氣壓，相應(yīng)油品分壓增高，使油品沸點(diǎn)升高從而降低了進(jìn)料的汽化率，收率降低。統(tǒng)計(jì)2017年一年以來(lái)的減頂真空度情況，如表3所示，從統(tǒng)計(jì)情況可以看出，減頂真空度偏低。外界氣溫在20℃左右時(shí)，減頂真空度一般保持在-0.096MPa左右。隨著外界氣溫的升高，減頂真空度不斷降低，到夏季時(shí)最低達(dá)到-0.094MPa，減頂真空度低，油品汽化率低，直接導(dǎo)致渣油收率的上升和能耗的上升。

3.3 減五線填料段壓降較大

壓力越低，在相同溫度下，汽化率越大，相應(yīng)的拔出率也越高[2]。為了更好的判斷減壓系統(tǒng)運(yùn)行狀況，對(duì)減壓塔壓降進(jìn)行了檢測(cè)，數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)表4、表5的檢測(cè)數(shù)據(jù)可得出，減五線填料段壓降較大，空載時(shí)壓降僅有0.156KPa，運(yùn)行時(shí)壓降高達(dá)3-4KPa，這會(huì)大大影響全塔的氣液相平衡和拔出率。氣化段真空度僅有-0.092MPa，真空度較低，油品汽化率低，減壓系統(tǒng)分離精度低，有部分較輕的組分無(wú)法完全分離，減渣收率升高。

3.4 減頂冷卻系統(tǒng)冷卻效果差

目前減頂冷卻系統(tǒng)由一臺(tái)減頂濕空冷器和兩臺(tái)減頂水冷器組成。減頂濕空冷器翅片管結(jié)垢嚴(yán)重，換熱效果差，且存在垢下腐蝕的情況。此外，濕空冷器水噴頭易堵塞，需頻繁清理。

從表6可知，減頂抽真空系統(tǒng)中，減頂油氣經(jīng)過(guò)減頂水冷器處存在較大壓降，壓降高達(dá)4-5KPa，說(shuō)明目前減壓部分水冷系統(tǒng)冷量不足，存在一定的氣相無(wú)法冷卻，造成壓降較大。觀察真空泵出口溫度表，減頂油氣約在50-60℃之間，減頂油氣冷后溫度高，也反映出減頂水冷器存在冷卻負(fù)荷不足的問(wèn)題。

3.5 操作因素

3.5.1 減壓爐出口溫度

減壓爐出口溫度是影響減壓總拔出率的關(guān)鍵因素，減爐出口溫度將會(huì)影響油品進(jìn)入減壓塔內(nèi)的汽化率。根據(jù)裝置工藝指標(biāo)，減壓爐出口溫度控制在396℃-400℃。減爐出口溫度低，油品汽化率低，油品分離不完全，減渣收率高。若減爐出口溫度過(guò)高，油品在加熱條件下則容易受熱裂解、結(jié)焦。

3.5.2 減底吹汽量

減壓塔采用濕式蒸餾，吹入的蒸汽需經(jīng)加熱爐加熱成為過(guò)熱蒸汽，溫度約380-450℃，目的降低減壓塔內(nèi)油氣分壓，提高油品汽化率[3]。生產(chǎn)過(guò)程中若吹汽量調(diào)整過(guò)大，則會(huì)影響真空度下降，反而降低了油品汽化率。

3.5.3 中段回流量

減壓塔中段回流量取走塔的剩余熱量，可以根據(jù)減壓塔氣液負(fù)荷分布均勻情況，利用分餾塔熱量情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。選擇合理的中段回流取熱比例以利于換熱回收熱量，若減壓塔下部中段回流量過(guò)大，則會(huì)降低塔上部氣相負(fù)荷，加大減壓渣油收率。

4 調(diào)整優(yōu)化

4.1 提高減壓真空度

提高減壓真空度可提高油品拔出率，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，降低減壓渣油收率，而常壓拔出率、不凝汽量、蒸汽壓力、塔頂溫度、冷卻水溫度、真空泵抽力等因素均會(huì)影響塔頂真空度。為提高減壓真空度，采取以下優(yōu)化措施：（1）降低減壓塔頂溫度，減少塔頂不凝氣量；（2）降低循環(huán)水溫度；（3）穩(wěn)定減壓抽空器蒸汽壓力；（4）提高常壓拔出率；（5）使用高效水環(huán)式真空泵，提高真空泵抽力。

4.2 降低減五線填料段壓降

減五線填料段壓降越小，在進(jìn)料溫度相同的條件下，油品汽化率相應(yīng)增加。針對(duì)減五線填料段壓降較大，一方面保證足夠的減四洗滌油量，對(duì)減五填料段進(jìn)行置換清洗，避免結(jié)焦堵塞，另一方面可考慮減五線更換低壓降、高分餾效率的規(guī)整填料。

4.3 增加冷卻系統(tǒng)冷卻負(fù)荷

根據(jù)裝置目前冷卻負(fù)荷不夠的現(xiàn)狀，將新系統(tǒng)的兩臺(tái)水冷器并入，由原來(lái)的兩臺(tái)水冷器變更為四臺(tái)水冷器，增加減頂系統(tǒng)的冷卻負(fù)荷，降低減頂油氣的冷后溫度。同時(shí)可以考慮增開(kāi)循環(huán)水冷卻器的管道泵，對(duì)減頂水冷器的循環(huán)水進(jìn)行加壓。

4.4 操作方法、工藝參數(shù)調(diào)整

在生產(chǎn)過(guò)程中，及時(shí)關(guān)注加工原油調(diào)罐情況，原油密度、餾程等性質(zhì)，根據(jù)原料性質(zhì)及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，平穩(wěn)操作，控制好減壓塔頂真空度和各抽出層溫度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，合理調(diào)節(jié)，避免余度過(guò)大，影響減壓拔出率。（1）控制好減壓爐爐膛溫度和各爐管分支溫差，減壓爐出口溫度盡量控制工藝指標(biāo)規(guī)定396℃-400℃的指標(biāo)上限；（2）減壓塔底吹入的過(guò)熱蒸汽流量控制指標(biāo)為80kg/h；（3）合理調(diào)整好減壓塔內(nèi)中段回流的取熱分配，降低減壓塔下部中級(jí)回流取熱量，以增加減壓塔上部氣相負(fù)荷，提高油品總拔出率；（4）確保產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的情況下，減壓各側(cè)線油確?？ㄟ叢僮?。

5 減壓渣油質(zhì)量、收率分析

如表7、表8所示，1#常減壓裝置進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化后，加工蘇北原油，減壓渣油5%餾出溫度由486℃提高到502℃，減壓渣油的收率由32.597%降低到30.876%，減渣收率降低1.721%。

6 結(jié)論

泰州石化1#常減壓裝置加工蘇北原油時(shí)，通過(guò)提高減壓真空度、降低減五線填料段壓降、增加冷卻系統(tǒng)冷卻負(fù)荷、操作方法工藝參數(shù)調(diào)整等優(yōu)化，常減壓裝置運(yùn)行平穩(wěn)，減壓渣油的收率降低1.7%左右，提高了裝置的運(yùn)行效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建民，楊娜，羅銘芳等.常減壓裝置減壓深拔技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2010，30（06）：20-24.

[2]劉志剛，周立巖.常減壓蒸餾裝置減壓深拔的影響因素及改進(jìn)措施[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2010，28（01）：41-43.

[3]唐孟海，胡兆靈.常減壓蒸餾裝置技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)石化出版社，2011：115-116.

作者簡(jiǎn)介：吳駿（1991-），男，江蘇南通人，本科，助理工程師，主要從事石油化工行業(yè)。