劉鵬 夏洪亮 范海杰 宋相威 李方宵
江蘇新海石化有限公司 江蘇連云港 222113
某公司常減壓裝置于2010年建成投產(chǎn),原設(shè)計(jì)以采用閃蒸塔、常壓塔和減壓塔的兩蒸餾工藝。2018年3月對(duì)常減壓裝置進(jìn)行了節(jié)能改造,設(shè)計(jì)采用初餾塔、常壓塔和減壓塔三段蒸餾工藝,節(jié)能改造后降低了裝置能耗。
電脫鹽原設(shè)計(jì)采用三級(jí)交直流電脫鹽技術(shù),電源是100%全阻抗變壓器,在初級(jí)串聯(lián)一個(gè)高阻抗器線圈,當(dāng)加工重質(zhì)、劣質(zhì)原油時(shí),原油注水后,在電脫鹽罐內(nèi)易發(fā)生乳化現(xiàn)象,為了保護(hù)電源變壓器,電壓將施加在100%阻抗器上,輸送到罐體內(nèi)的電壓很低,破乳效果較差,因此,這種100%全阻抗電源在加工重質(zhì)、劣質(zhì)原油方面有其本身的缺陷。本次檢修期間,將電脫鹽1號(hào)罐進(jìn)行改造,采用了智能響應(yīng)技術(shù),它是一種由程序控制的智能電子調(diào)壓器系統(tǒng)與新型電脫水專(zhuān)用防爆變壓器組成的智能化電脫鹽技術(shù),不僅可以應(yīng)用在大型化電脫鹽工藝過(guò)程,特別應(yīng)用于處理容易發(fā)生乳化的重油,高粘度,高酸值,高含水,高導(dǎo)電率劣質(zhì)原油的脫鹽、脫水處理過(guò)程,是一種對(duì)復(fù)雜油品具有較強(qiáng)適應(yīng)性的,并具有智能化響應(yīng)控制特點(diǎn)的新型電脫鹽技術(shù)。
由于目前常減壓原料以加工輕質(zhì)原油為主,原采用的閃蒸塔工藝會(huì)造成常壓塔塔頂負(fù)荷大,是裝置生產(chǎn)加工的瓶頸。為此,本次技改采用負(fù)荷轉(zhuǎn)移技術(shù),將原來(lái)常壓塔上部部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移至初餾塔,初餾塔采用高效立式塔盤(pán)共26層,初頂系統(tǒng)增加2臺(tái)并聯(lián)的原油-初頂油氣換熱器、2臺(tái)濕式空冷、1個(gè)回流罐和初頂油泵,在初餾塔最大限度地拔出初頂油,并增加一個(gè)側(cè)線抽出,減輕常壓塔和常壓爐的負(fù)荷[1]。
(1)脫前換熱流程。由于閃蒸塔改為初餾塔增加了2臺(tái)并聯(lián)的原油-初頂油氣換熱器;新增1臺(tái)原油-常頂循換熱器;新增3臺(tái)原油-減一及一中換熱器;將原油-減渣換熱器IV流程進(jìn)行改動(dòng),當(dāng)進(jìn)電脫鹽罐前溫度低時(shí),該換熱器可在脫鹽前路使用,提高原油進(jìn)電脫鹽的溫度,當(dāng)進(jìn)電脫鹽罐前溫度高時(shí),該換熱器可切換到脫后使用,提高原油進(jìn)初餾塔的溫度。通過(guò)以上流程調(diào)整,可以將電脫鹽溫度控制在130℃-140℃,確保電脫鹽效果。
(2)脫后換熱流程。當(dāng)脫前溫度高時(shí),可將原油-減渣IV換熱器改到脫鹽后;新增原油-減渣III換熱器1臺(tái)。通過(guò)以上流程調(diào)整,可將原油溫度控制在220℃左右,確保原油在初餾塔的拔出率。
為提高常壓爐的處理量,將常壓爐新增輻射段和對(duì)流段爐管;常壓、減壓加熱爐燃燒器更換為高效低氮燃燒器[2],提高燃料燃燒效率,降低煙氣氮氧化物含量,使燃燒器能夠提供足夠的熱量;更換空氣預(yù)熱器,以保障余熱回收效果,降低排煙溫度,降低裝置燃料氣單耗,提高空氣溫度及加熱爐效率;鼓、引風(fēng)機(jī)更換葉輪,以提高空氣預(yù)熱效果和風(fēng)量,與高效低氮燃燒器相匹配。通過(guò)以上措施,提高了加熱爐的處理量和熱效率。
在單獨(dú)加工重質(zhì)原油進(jìn)行標(biāo)定時(shí),將加工量提至415t/h即設(shè)計(jì)加工負(fù)荷的110%,此時(shí),電脫鹽壓力最高到1.28Mpa,離設(shè)計(jì)值1.47Mpa還有一定余量,但由于油品較重,電脫鹽切水及油水界位分層不好,通過(guò)優(yōu)化調(diào)整可以確保電脫鹽切水合格排放,但乳化層較厚,界位控制較高,操作稍有波動(dòng)可能會(huì)造成電脫鹽壓力超壓;加工量較大,各機(jī)泵負(fù)荷基本上滿(mǎn)頻,該加工量基本上已經(jīng)達(dá)到了裝置加工重質(zhì)原油的加工上限。
在單獨(dú)加工輕質(zhì)原油進(jìn)行標(biāo)定時(shí),將加工量提至403t/h即設(shè)計(jì)加工負(fù)荷的107.2%,此時(shí),電脫鹽壓力最高到1.4Mpa,已經(jīng)離設(shè)計(jì)值1.47Mpa較近;常一柴油外送量較大,有時(shí)需要啟兩臺(tái)泵進(jìn)行外送方可控制好常一汽提塔液位,常一柴油外送調(diào)節(jié)閥基本上全開(kāi),該加工量基本上已經(jīng)達(dá)到了裝置加工輕質(zhì)原油的加工上限。
在執(zhí)行生產(chǎn)瀝青方案進(jìn)行標(biāo)定時(shí),將加工量提至了330t/h,加工瓶頸主要是瀝青收率較高,減底泵負(fù)荷較大,瀝青外送量高時(shí)可達(dá)到220t/h。
在正常生產(chǎn)時(shí),裝置加工量一般都保持在376t/h進(jìn)行生產(chǎn),初餾系統(tǒng)和常壓系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),各項(xiàng)工藝指標(biāo)正常,機(jī)泵均能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求[3]。
(1)脫后含鹽。改造之前,統(tǒng)計(jì)2018年1月-3月數(shù)據(jù),加工輕質(zhì)原油時(shí)脫后含鹽6.92mg/L;加工重質(zhì)原油時(shí)脫后含鹽19.9mg/L;改造之后,統(tǒng)計(jì)2018年5月-8月數(shù)據(jù),脫后含鹽一般都小于4.0mg/L,達(dá)到了鹽含量<5.0mg/L的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
(2)初、常頂油。改造之前,由于常壓塔塔頂負(fù)荷較大,常壓塔塔頂壓力、溫度不容易控制,常頂油經(jīng)常出現(xiàn)餾程干點(diǎn)超標(biāo)的情況;改造之后,由于本次技改主要就是負(fù)荷轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移的主要負(fù)荷就是汽油的負(fù)荷,大量的汽油及輕烴組分都在初餾塔被拔出,目前從初餾塔及常壓塔拔出的初、常頂油干點(diǎn)都能夠控制在公司優(yōu)化指標(biāo)之內(nèi)[4]。
本次裝置節(jié)能改造是成功的,擴(kuò)大了裝置對(duì)輕重原料油的適應(yīng)性,實(shí)現(xiàn)了裝置運(yùn)行節(jié)能降耗的目標(biāo),達(dá)到了裝置產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定合格的效果。本次技改充分利用了原有設(shè)備,改動(dòng)小,投資少,效果好,在300萬(wàn)噸/年負(fù)荷下標(biāo)定時(shí),裝置的主要技術(shù)指標(biāo)均能滿(mǎn)足工藝要求,為裝置下一步長(zhǎng)周期運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。