對常減壓蒸餾裝置減壓深拔的探討

林彥宏

摘 要：我國工業(yè)種類齊全，規(guī)模龐大，是世界最大的工業(yè)國家，為了維持工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活，每天都要消耗大量的能源，其中原油是最主要的能源，用處廣泛。常減壓蒸餾裝置是原油深度加工的基礎(chǔ)，其拔出效率的提高，能提升整個石油化工產(chǎn)業(yè)的效益，本文對常減壓蒸餾裝置減壓深拔技術(shù)進(jìn)行了一定探討。

關(guān)鍵詞：原油加工;常減壓蒸餾裝置;減壓深拔技術(shù)

0 引言

原油又被稱為液體黃金，是當(dāng)今世界上最主要的資源之一，任何國家的工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展都離不開原油的使用。原油的加工提煉工序極為復(fù)雜，減壓蒸餾深拔是其中最關(guān)鍵的步驟，因此結(jié)合國外內(nèi)煉油廠的情況和經(jīng)驗(yàn)，對常減壓蒸餾裝置減壓深拔技術(shù)的影響因素、拔出效率進(jìn)行深入研究，有著十分重要的意義。

1 常減壓蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理

常減壓蒸餾裝置是原油提煉加工的重要設(shè)備，主要負(fù)責(zé)原油的脫鹽、脫水、常壓蒸餾、減壓蒸餾。常減壓蒸餾裝置主要由初餾塔或閃蒸塔、常壓塔、減壓塔和加熱爐組成。從油田開采出的原油往往含有鹽類氧化物，會導(dǎo)致設(shè)備腐蝕，影響成品油的質(zhì)量。為了脫除原油中的鹽類氧化物，需要注定一定的水，使鹽類氧化物充分溶解在水中，會形成一種是石油與水的乳化液體。然后借助強(qiáng)弱電場與破乳劑的作用，破壞乳化液外邊的保護(hù)膜，使水滴不斷聚合，由小變大，然后再借助重力的作用使其與原油分離，由于鹽類氧化物已經(jīng)融化在水中，所以脫水過程中鹽類氧化物也會一起脫離出去。經(jīng)過脫鹽、脫水處理的原油，需要在蒸餾塔里進(jìn)行常壓蒸餾，根據(jù)其沸點(diǎn)不同，將這些原油分離成汽油、煤油、柴油等不同的油品，這個過程被稱為餾分。減壓蒸餾是加熱原料后使其處真空狀態(tài)，進(jìn)行冷凝，對常壓塔底的原油進(jìn)行分流，通過不同的加工方式分離處裂化原油和潤滑油，這些餾分油經(jīng)過調(diào)和之后便可以作為成品油出廠。其中，減壓深拔是包括減壓爐、轉(zhuǎn)油線、減壓塔及真空系統(tǒng)在內(nèi)的重要系統(tǒng)，關(guān)乎著原油精煉、蒸餾的效率和質(zhì)量。我國是個資源緊缺型國家，同時又是個耗油大國，每年都要從其他國家進(jìn)口大量的原油。因此國家十分重視原油的提煉加工技術(shù)，原油的提煉加工技術(shù)每有一點(diǎn)突破，都會給石油化工產(chǎn)業(yè)帶來巨大的收益，進(jìn)而促進(jìn)我國工業(yè)發(fā)展，因此對常減壓蒸餾裝置減壓深拔進(jìn)行深入研究與探討，具有十分重要的意義。

2 影響常減壓蒸餾裝置減壓深拔的因素

2.1 加工路線和原料性質(zhì)

加工線路決定著原油的加工方式，渣油和蠟油是兩種最常見的油品，常減壓蒸餾裝置常見的蠟油加工路線主要為催化裂化加工、加氫裂化加工和蠟油加氫--催化裂化加工三種。渣油的主要加工路線包括延長焦化加工、加氫處理和溶劑脫瀝青三種。由于蠟油和渣油加工方法的不同，決定了常減蒸餾裝置不同的拔出深度，也會影響常減蒸餾裝置是否要進(jìn)行深拔。

原油的性質(zhì)和純度，對于常減壓蒸餾裝置的減壓深拔有很大影響。對于低硫、低金屬的石蠟基原油，其渣油不用經(jīng)過減壓蒸餾，可以直接摻入蠟油中，進(jìn)入催化裂化裝置進(jìn)行加工，因此也不必追求減壓拔出率。如果想要生產(chǎn)噴漆燃料或者芳烴，可以采用蠟油和氫裂化路線，并根據(jù)渣油的硫含量合理選擇切割點(diǎn)。對于含硫量高和金屬量較高的蠟油，無法直接用催化裂化裝置進(jìn)行加工，在采用加氫處理--催化裂化路線或加氫裂化路線之前，需要最大程度提高蠟油的轉(zhuǎn)化率，減小渣油含量和生焦量，因此需要采用深拔。如果采用渣油和加氫出處理路線，渣油內(nèi)較高的粘度會使乳化液體保護(hù)膜加厚，導(dǎo)致擴(kuò)散阻力增加，為了降低渣油內(nèi)的黏度，會向渣油中兌入蠟油，使渣油能夠更好的被蒸餾出去，因此原油的含硫量、金屬量、純度、黏度等性質(zhì)都會影響常減壓蒸餾裝置的減壓深拔。

2.2 閃蒸階段的溫度和壓力

減壓蒸餾裝置本身的性能，也就是說減壓系統(tǒng)能否為深拔提供足夠的能量，能否滿足深拔條件下溫度、壓力的要求，也會影響減壓深拔的效果。在減壓塔內(nèi)，所有需要深拔的原油都會在閃蒸階段內(nèi)汽化，高汽化率需要較低的閃蒸段壓力和較高的閃蒸段溫度，因此減壓塔內(nèi)的溫度、油氣壓力都會對減壓深拔的效果產(chǎn)生巨大影響。一些特殊的原油，在閃蒸階段壓力不變的情況下，溫度和汽化率間是近似正線性的關(guān)系。當(dāng)在同等壓力的情況下，減壓塔內(nèi)溫度低于400℃時，溫度每升高1℃，汽化率便增加0.35%左右。減壓塔內(nèi)溫度高于400℃時，溫度每升高1℃，原油汽化率身高0.3%。由此可見，在溫度較低的情況下，提高溫度對拔出率的影響更加明顯。如果在溫度保持不變的情況下，氣壓與汽化率之間呈負(fù)相關(guān)的趨勢。在減壓塔內(nèi)壓力低于2.66kPa時，壓力每降低0.13kPa，原油汽化率便增加0.6%左右。當(dāng)減壓塔內(nèi)氣體壓力在2.66到4.00kPa之間時，氣壓每降低0.13kPa，轉(zhuǎn)化率便增加0.4%左右，由此可見低壓條件下，壓力對拔出率的影響更加明顯。除此之外，降低壓力的作用還與溫度有關(guān)，在溫度低于400℃時，降低壓力的效果要比溫度高于400℃時更好。對于常減壓蒸餾裝置來說，升高溫度和降低壓力都會受到相關(guān)條件所制約，閃蒸溫度過高會導(dǎo)致爐口溫度隨之升高，容易引起爐管結(jié)焦，過低的閃蒸段壓力會導(dǎo)致減壓塔直徑緩緩擴(kuò)大，導(dǎo)致?lián)p耗的增加。綜合考慮原油的熱穩(wěn)定性和減壓塔的尺寸構(gòu)造，將閃蒸階段的溫度控制在410℃到430℃，塔內(nèi)壓力控制在1.33kPa到2.67kPa之間，原油的汽化率和深拔效果最好，并且不會導(dǎo)致減壓塔損壞。

2.3 減壓加熱爐設(shè)計(jì)

減壓加熱爐是減壓蒸餾裝置的核心設(shè)備，作用是為減壓蒸餾提供足夠的熱量，想要提高減壓深拔的效率和效果，必須要提高減壓爐的出口溫度。一般的加熱爐，短時間可以用過提高加熱爐出口溫度實(shí)現(xiàn)深拔。但是一些原油需要進(jìn)行長時間的持續(xù)深拔操作，想要長時間進(jìn)行深拔操作，需要保證爐管不結(jié)焦，減壓深拔系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。減壓加熱爐的爐管形狀和爐管排布方式、熱輻射強(qiáng)度、質(zhì)量流速、停留時間、爐膛煙氣溫度、爐內(nèi)最高油膜溫度等都是影響減壓熱拔系統(tǒng)的關(guān)鍵。爐管結(jié)焦程度與油膜溫度和原油在爐管內(nèi)的停留時間有關(guān)。爐管內(nèi)的油膜溫度越高，停留時間越長，爐管就越容易結(jié)焦。其中，油膜溫度又與爐管的排布方式、爐管形狀、爐管的熱傳導(dǎo)能力有關(guān)。想要保證減壓加熱爐在減壓深拔條件下能長期運(yùn)轉(zhuǎn)，可以選擇單排單面輻射或單排雙面輻射立管爐，這種爐型熱輻射更加迅速，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，可以將油膜溫度控制在460℃以下。為了防止?fàn)t管結(jié)焦，還要盡量減少原油在爐管內(nèi)的停留時間，最好保持在10秒以內(nèi)。

2.4 減壓塔洗滌段

壓塔洗滌段會對閃蒸上來的油氣進(jìn)行洗滌，除去其中的重金屬、殘?zhí)康入s質(zhì)，保證原油的性質(zhì)滿足后續(xù)加工程序的要求。在深拔條件下，洗滌段的溫度會達(dá)到390℃左右，比正常蒸餾要高出20℃左右，導(dǎo)致洗滌段的氣相負(fù)荷相對較大，液相負(fù)荷相對較小，使填料容易發(fā)生結(jié)焦，從而影響洗滌段的洗滌效果，降低了減壓拔出率，無法有效除去重金屬等雜質(zhì)。為了防止這種情況發(fā)生，需要保證洗滌段用來潤濕填料的下表面干凈沒有雜物，填料的噴淋密度要符合填料的種類和規(guī)格。同時也要注意洗滌段的洗滌油量，當(dāng)減壓塔在較低的處理量減壓深拔時，如果仍維持加熱爐出口溫度不變，將各物流的流量按比例降低，將會導(dǎo)致洗滌油量無法滿足填料的噴淋密度要求，進(jìn)而導(dǎo)致蠟油的殘?zhí)苛窟^高。對此，要保證減壓塔實(shí)際進(jìn)料量低于設(shè)計(jì)的進(jìn)料量，在操作中要根據(jù)情況適當(dāng)提高加熱爐的出口溫度，從而提高汽化率，以保證洗滌油量滿足洗滌要求。

3 結(jié)論

我國是一個資源緊缺的國家，每年都要大量進(jìn)口原油，因此原油的提煉加工技術(shù)十分重要。常減壓蒸餾裝置是原油加工的重要裝置，負(fù)責(zé)脫鹽、脫水、蒸餾原油。常減壓蒸餾裝置的減壓深拔影響著原油的提煉加工效果，要對原油性質(zhì)、加工線路、閃蒸階段的溫度和壓流等影響減壓深拔的因素進(jìn)行深入研究。

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