減壓深拔技術(shù)在常減壓蒸餾裝置上的應(yīng)用

王浩儼(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

由于常減壓蒸餾裝置在使用的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)樵闲再|(zhì)差異等因素，在進(jìn)行油品生產(chǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較多的金屬雜質(zhì)，因此也不利于蒸餾的開(kāi)展。通過(guò)在常減壓蒸餾裝置中，運(yùn)用減壓深拔技術(shù)，能夠有效地減少其中的金屬雜質(zhì)。

1 減壓深拔技術(shù)在常減壓蒸餾裝置上的具體應(yīng)用研究

1.1 材料和方法

所采用的常減壓蒸餾裝置由常壓蒸餾部分、減壓蒸餾部分、原油電脫鹽部分、換熱網(wǎng)絡(luò)和加熱爐部分等構(gòu)成。對(duì)于減壓深拔部分來(lái)說(shuō)，主要由以下設(shè)備組成：減壓轉(zhuǎn)油線(xiàn)、加熱爐、減壓塔、塔頂抽真空系統(tǒng)等。對(duì)于所采用的常減壓蒸餾裝置來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在所使用的減壓加熱爐屬于箱式爐，而且加熱爐所提供的熱量必須充足，爐口溫度在600 ℃及以上，在這樣的熱量之下，才能實(shí)現(xiàn)深度減壓蒸餾。而且，減壓深拔也要進(jìn)一步考慮油品的熱敏感性。在減壓爐中的油品，隨著行程的增加不斷升高溫度，而與此同時(shí)壓力也會(huì)下降，這也使得進(jìn)出爐口的壓力的減少。通過(guò)爐管的擴(kuò)徑，也能夠在一個(gè)低溫低壓的條件下，實(shí)現(xiàn)油品的汽化，這樣就能夠?qū)τ谄瘽撃苓M(jìn)行吸取，進(jìn)一步防止油品結(jié)焦、裂解等問(wèn)題發(fā)生。

要想進(jìn)一步獲取重金屬和雜質(zhì)分離的可能性以及減壓蒸餾的凈化效率，可以通過(guò)在飽和蒸氣壓的熱力學(xué)性質(zhì)和蒸發(fā)速率的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步計(jì)算出重金屬的蒸發(fā)率和蒸餾時(shí)間，這樣就能夠避免不必要的能耗，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。在具體的操作中，在實(shí)驗(yàn)溫度之下，通過(guò)真空熱重爐，能夠?qū)τ谥亟饘俚恼舭l(fā)率，做出精準(zhǔn)迅速的測(cè)量。在進(jìn)行真空蒸餾時(shí)，也要通過(guò)真空計(jì)、天平、熱電偶，進(jìn)行壓力、溫度、質(zhì)量等數(shù)據(jù)的細(xì)微變化的觀(guān)測(cè)，之后在進(jìn)行信號(hào)的傳送，讓其能夠到達(dá)計(jì)算機(jī)終端。通過(guò)對(duì)于蒸餾過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)，單位面積的重金屬質(zhì)量所產(chǎn)生的變化的測(cè)量，能夠進(jìn)一步求得蒸發(fā)率。

在凈化實(shí)驗(yàn)中，所需要采用的設(shè)備有不銹鋼爐、內(nèi)阻加熱真空蒸餾設(shè)備。而在不銹鋼爐中，還包括加熱器、熱電偶、耐火材料、冷凝器、石墨坩堝等。之后在不同的條件設(shè)置之下，通過(guò)在其中進(jìn)行初始輸入材料的加入，開(kāi)展TCVD實(shí)驗(yàn)。通過(guò)機(jī)械真空泵，能獲取蒸餾室內(nèi)的動(dòng)態(tài)真空度，之后對(duì)于加熱速率進(jìn)行控制。在溫度到達(dá)目標(biāo)以后，要通過(guò)自動(dòng)溫控系統(tǒng)對(duì)于溫度進(jìn)行控制。之后在到達(dá)一定條件以后，進(jìn)行熔爐的排空，這樣就能夠去除其中的水分。對(duì)于坩堝內(nèi)的溫度來(lái)說(shuō)，如果到達(dá)目標(biāo)溫度以后，就會(huì)使得材料開(kāi)始蒸發(fā)。在結(jié)束蒸餾以后，要進(jìn)行降溫和冷凝器的清洗工作，之后對(duì)于冷凝器進(jìn)行稱(chēng)重。在冷卻過(guò)程中，真空泵也要保持運(yùn)行狀態(tài)，讓設(shè)備能夠一直處于真空狀態(tài)，這樣能夠避免金屬的氧化以及出現(xiàn)氣體泄漏。

之后，對(duì)于初始重金屬的純度的測(cè)定來(lái)說(shuō)，需要運(yùn)用化學(xué)滴定法，通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜法，對(duì)于主要金屬雜質(zhì)的濃度進(jìn)行測(cè)定，所采用的方法均符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。之后，利用100%的總雜質(zhì)，進(jìn)行蒸餾重金屬純度的計(jì)算，在冷凝器中隨機(jī)抽取樣品進(jìn)行混合，這樣就能夠獲得平均的雜質(zhì)結(jié)果。再通過(guò)電子探針?lè)治鰞x，進(jìn)行粗重金屬表面樣貌以及元素分布的分析。

1.2 結(jié)果分析

在粗重金屬的蒸餾過(guò)程中，隨著溫度的升高，質(zhì)量呈水平變化趨勢(shì)，在80 min以?xún)?nèi)，在一定的速率下，系統(tǒng)壓力也有較為顯著的波動(dòng)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于設(shè)備中水分的少量且快速蒸發(fā)。達(dá)到80 min時(shí)，質(zhì)量就會(huì)開(kāi)始下降，出現(xiàn)重金屬的蒸發(fā)。之后隨著溫度的升高，并升高到一定程度保持不變以后，重金屬再以一定的速率減少，直到重金屬蒸發(fā)完全。所以通過(guò)溫度穩(wěn)定范圍內(nèi)，可以進(jìn)一步求得重金屬的蒸餾率。

對(duì)于TCVD實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，分別在三種條件下開(kāi)展，即53 K，30 min；523 K，60 min；503 K，60 min，對(duì)于初始的粗重金屬純度在99.4%，通過(guò)TCVD實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)τ诖蟛糠蛛s質(zhì)，實(shí)現(xiàn)有效地去除。而且能夠降低雜質(zhì)總含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)于雜質(zhì)的純化，提高對(duì)于雜質(zhì)元素的去除效率。通過(guò)減壓深拔技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)㈦s質(zhì)的去除率提高到97.36%以上，而且還能讓總重金屬揮發(fā)率實(shí)現(xiàn)在90%以上。

另外，通過(guò)對(duì)于微觀(guān)區(qū)域通過(guò)電子探針元素EDS以及圖譜，進(jìn)行典型雜質(zhì)的觀(guān)測(cè)，可以較為清晰地觀(guān)察到雜質(zhì)的聚集。而且相比較其他區(qū)域來(lái)說(shuō)，重金屬去除的微觀(guān)區(qū)域雜質(zhì)聚集程度較小，通過(guò)電子顯微鏡就能夠進(jìn)行識(shí)別，從而對(duì)于元素EDS相對(duì)集中以及聚集雜質(zhì)元素的分布區(qū)域，進(jìn)行進(jìn)一步確定。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，在常減壓蒸餾裝置中應(yīng)用減壓深拔技術(shù)，能夠在蒸餾過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)總雜質(zhì)含量的降低[1]。

2 減壓深拔技術(shù)在常減壓蒸餾裝置中的應(yīng)用策略和舉措

2.1 有效控制減壓爐出口溫度

在應(yīng)用減壓深拔技術(shù)時(shí)，關(guān)鍵就在于對(duì)于減壓爐出口溫度的控制，這會(huì)對(duì)于拔出率，起到直接的決定性影響。因此，要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)減壓深拔技術(shù)的優(yōu)化和完善，就要對(duì)于減壓爐的出口溫度，進(jìn)行有效把控。要在減壓爐的結(jié)構(gòu)以及具體的原有類(lèi)型基礎(chǔ)上，能夠精準(zhǔn)到最低溫度，這樣就能夠指導(dǎo)減壓塔的具體進(jìn)料溫度，從而實(shí)現(xiàn)更高精準(zhǔn)性的服務(wù)。同時(shí)，還要對(duì)于出口溫度進(jìn)行更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯?，并且在原料性質(zhì)和參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步繪制結(jié)焦曲線(xiàn)，確保曲線(xiàn)的科學(xué)性，這樣就能夠求得在當(dāng)前條件下減壓爐出口的最佳溫度，從而有利于后續(xù)的溫度控制。

2.2 合理設(shè)置減壓爐管產(chǎn)生的蒸汽

對(duì)于常減壓蒸餾設(shè)備中減壓深拔技術(shù)應(yīng)用所實(shí)現(xiàn)的拔出率，也與減壓爐管內(nèi)的原有流動(dòng)速度有關(guān)，在進(jìn)行一定量蒸汽的注入時(shí)，所選擇的位置要在進(jìn)料處的向爐管。這樣的位置設(shè)置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)出口溫度以及氣壓的有效降低，同時(shí)還能夠避免油品能量損失，進(jìn)一步使得爐管內(nèi)部的汽化段溫度升高。所以要對(duì)于輻射位置進(jìn)行改變，要能夠在最大程度上，將減壓深拔技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用發(fā)揮出來(lái)，對(duì)于蒸汽位置進(jìn)行科學(xué)、合理地設(shè)置。

2.3 優(yōu)化洗滌段，改善急冷油系統(tǒng)

要想進(jìn)一步優(yōu)化減壓深拔技術(shù)，就要有針對(duì)性的開(kāi)展設(shè)備改造工作，特別是對(duì)于常減壓蒸餾設(shè)備的改造。通過(guò)對(duì)設(shè)備的改造，能夠有針對(duì)性地解決結(jié)焦問(wèn)題，并且對(duì)急冷油系統(tǒng)進(jìn)行改善，進(jìn)一步減少裂解氣體，實(shí)現(xiàn)塔底溫度的降低。在進(jìn)行洗滌段優(yōu)化以及急冷油系統(tǒng)的改善過(guò)程中，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，也要能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的有效控制，讓其能夠處于36.5 ℃左右。而且要控制好急冷油的數(shù)量，進(jìn)一步改善噴淋密度，優(yōu)化洗滌段，這樣就能夠有效地防止由于過(guò)多的急冷油，對(duì)于分餾油質(zhì)量的提升所帶來(lái)的影響[2]。

3 減壓深拔技術(shù)的應(yīng)用效益和影響的分析

在常減壓蒸餾裝置中應(yīng)用減壓深拔技術(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于延遲焦化裝置中的焦率來(lái)說(shuō)，得到了明顯提升。而且，由于原料所需數(shù)量的減少，也導(dǎo)致最終的焦化原料的產(chǎn)量降低，進(jìn)一步使得附加值產(chǎn)品的回收率，得到了一定的提升。因此，這也有助于實(shí)現(xiàn)企業(yè)更高的系統(tǒng)收益。在工藝流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，通過(guò)使用減壓深拔技術(shù)，能夠進(jìn)一步減少減壓渣油組分，將其當(dāng)作重蠟油組份，之后能夠同時(shí)兼顧兩種設(shè)備，進(jìn)行處理以后，實(shí)現(xiàn)對(duì)催化裂化裝置的去除。對(duì)于這整個(gè)過(guò)程而言，由于在延遲焦化裝置中蠟油收率的減少，也會(huì)使得在加氫裝置中，出現(xiàn)原料的減少，在整體上的油焦產(chǎn)量出現(xiàn)了一定的降低，而蠟油原料則會(huì)出現(xiàn)升高的現(xiàn)象，這樣就會(huì)使得增加的蠟油，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽油、柴油等組分的轉(zhuǎn)化。通過(guò)減壓深拔技術(shù)的實(shí)施，會(huì)導(dǎo)致催化裂化裝置中產(chǎn)焦量的增加，同時(shí)這也導(dǎo)致燒焦的能耗大幅度增加。但是與此同時(shí)，外取汽包產(chǎn)汽量也有了一定程度上的增加，這也使得降低了用電單耗，導(dǎo)致裝置總能耗的下降。

在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，減壓深拔技術(shù)的使用能夠有效地減少減壓渣油的收率，這樣也就進(jìn)一步減少了焦油的使用量，從而也能夠減少在焦化裝置上，進(jìn)行加工的原料。在原有加工量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行預(yù)測(cè)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，能夠進(jìn)一步影響煉油企業(yè)的效益實(shí)現(xiàn)。如果在去年的產(chǎn)品價(jià)格的基礎(chǔ)上，通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算，也就能夠在催化裂化裝置上所消耗的能量，將企業(yè)的一部分效益體現(xiàn)出來(lái)。從這一角度來(lái)看，由于催化裂化裝置所產(chǎn)生的焦量加大，也就會(huì)使得產(chǎn)品總量減少。通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在其中應(yīng)用減壓生產(chǎn)技術(shù)，能夠進(jìn)一步降低焦化裝置中的蠟油收率，而且也能夠減少所產(chǎn)出的蠟油量。這也就使得在催化裂化裝置中，會(huì)需要更多的原料消耗。通過(guò)對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，能夠提高企業(yè)的收益。另外，對(duì)于能耗來(lái)說(shuō)，通過(guò)減壓深拔技術(shù)的采用，能夠?qū)τ诔p壓蒸餾裝置的能量消耗，產(chǎn)生一定影響，會(huì)增加該設(shè)備的能量消耗，從這個(gè)角度上來(lái)看，由于能耗的增加也會(huì)降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，但是從整體上來(lái)看，減壓深拔技術(shù)依然能夠?yàn)槠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)收益的顯著增加[3]。

在常減壓蒸餾裝置中應(yīng)用減壓深拔技術(shù)，能夠在最大程度上實(shí)現(xiàn)能耗的減少，這樣就能夠?qū)Νh(huán)境污染問(wèn)題起到一定的改善作用。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變的情況之下，也要進(jìn)一步綜合企業(yè)的效益和具體的結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和發(fā)展，通過(guò)減壓深拔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)成本的降低。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，減壓深拔技術(shù)在常減壓蒸餾裝置中的應(yīng)用能夠有效地降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)更高的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)帶來(lái)客觀(guān)的增幅收益。因此，現(xiàn)階段要對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用繼續(xù)優(yōu)化和發(fā)展，保障石化企業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。