雙級減壓蒸餾裝置減壓深拔可行性分析

黃鎮(zhèn)平

摘要：常減壓蒸餾是煉油廠的原油一次加工裝置，該裝置利用原油中各組分相對揮發(fā)度的差異，分離出不同沸程的產(chǎn)品和二次加工裝置的原料。近年來，國內(nèi)外原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化現(xiàn)象日趨加重，常減壓蒸餾裝置運(yùn)行成本逐年上升，原油的重質(zhì)化直接影響了常減壓裝置的輕質(zhì)油收率與總拔出率。為保證常減壓裝置的長周期運(yùn)行，降低高含硫減渣的收率，縮減渣油二次加工費(fèi)用、降低能耗、提質(zhì)增效，減壓深拔技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。常減壓蒸餾裝置通常采用減壓渣油的切割點(diǎn)表示總拔深度，而該切割點(diǎn)溫度是根據(jù)減壓渣油收率與原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線（TBP）的對應(yīng)關(guān)系確定。減壓深拔的概念內(nèi)涵并非一蹴而成，其標(biāo)準(zhǔn)的確定經(jīng)歷了一個較長的演變過程。20世紀(jì)80—90年代，深拔的標(biāo)準(zhǔn)是減壓渣油切割點(diǎn)溫度達(dá)到540℃，目前國內(nèi)外普遍認(rèn)為：只有減壓渣油切割點(diǎn)達(dá)到565℃及以上的工藝技術(shù)，才叫減壓深拔。

關(guān)鍵詞：常減壓蒸餾;拔出率;減壓深拔

引言

在石油產(chǎn)業(yè)運(yùn)行中，石油煉制作為行業(yè)發(fā)展中十分重要的組成，設(shè)計的設(shè)備運(yùn)行及使用中會受到多因素的限制，整個過程中存在著能源消耗高的問題，而且，受到產(chǎn)品形式單一、產(chǎn)能過剩等問題的影響，出現(xiàn)了企業(yè)盈利較低的問題，如果這些問題不能得到及時解決，會為產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)化發(fā)展帶來限制。因此，在石油行業(yè)發(fā)展中，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，需要通過常減壓蒸餾裝置即熱爐余熱回收系統(tǒng)的運(yùn)用，將熱能、電能以及水源的綜合運(yùn)用作為重點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗技術(shù)的使用目的，為行業(yè)的可持續(xù)運(yùn)行提供保障。

1常減壓蒸餾原理

在煉油廠的生產(chǎn)過程中，石油原油主要是根據(jù)沸點(diǎn)不同，能夠分離出不同的餾分，在不同餾分中分離出來的物質(zhì)也是混合物，并不能實(shí)現(xiàn)完全提純，因此，原油本質(zhì)上是一種非常復(fù)雜的混合物，而通過不同流程的餾分區(qū)分，能夠提取出多種燃料和潤滑油，在原油分化過程中，可以分為烴類和非烴類。常減壓蒸餾裝置根據(jù)組分的沸點(diǎn)不同，或者根據(jù)組分的蒸汽壓不同，可以將液體混合物分離成不同的物質(zhì)，如清餾分重餾分或者近似純產(chǎn)品。建立在不同油品的需求之上，能通過不同的工藝去除非理想的組份，通過常減壓蒸餾裝置能夠完成此效果，同一種原油中硫分的干點(diǎn)，增加烴的含量會降低非烴類的含量增加，因此，通過加熱塔頂?shù)慕萎a(chǎn)生汽化現(xiàn)象，不平衡的氣液兩項經(jīng)過蒸汽的冷凝和蒸發(fā)會逐漸達(dá)到之間的平衡。

2雙級減壓蒸餾裝置減壓深拔可行性分析

2.1模擬計算物性方法選擇及虛擬組分的處理

物性方程的正確選擇是模擬計算結(jié)果合理與否的關(guān)鍵。本次模擬物性方法選擇Peng-Robinson，Peng-Robinson熱力學(xué)方程是針對石油煉制體系修正的熱力學(xué)方程適用于初餾塔、常壓塔、減壓塔的模擬計算。石油及其產(chǎn)品是由各種烴類和非烴類化合物組成的復(fù)雜混合物，其組分之多以至無法確知道其詳細(xì)的化學(xué)組成。隨著計算機(jī)的廣范使用，現(xiàn)代石油餾分氣液平衡和石油精餾的數(shù)值計算都采用虛擬組分的處理方法，即將石油餾分切割成有限數(shù)目的窄餾分，每一個餾分都視為一個純組分，稱為“虛擬組分”;選擇適合各石油餾分的系列關(guān)聯(lián)式計算虛擬組分的物理性質(zhì)，從而將復(fù)雜的石油體系轉(zhuǎn)化為由多個虛擬組分構(gòu)成的混合物體系，用多元系的方法進(jìn)行處理計算?；灧治霭械氖蛯?shí)驗室分析數(shù)據(jù)、沸點(diǎn)曲線、輕端、性質(zhì)曲線和總體性質(zhì)。AspenHysys使用所提供的化驗分析數(shù)據(jù)生成內(nèi)部的分子量、TBP、密度和粘度曲線。

2.2提高塔頂真空度

減壓塔操作中，維持穩(wěn)定的高真空度，是提高減壓拔出率的基礎(chǔ)。減壓塔真空度采用多級蒸汽噴射泵的串接運(yùn)行來獲得，以蒸汽噴射泵為核心設(shè)備的抽真空系統(tǒng)主要受以下四方面因素影響：（1）工作蒸汽的壓力、溫度及質(zhì)量是影響抽真空系統(tǒng)操作的最主要因素。當(dāng)蒸汽壓力低于設(shè)計值時，蒸汽及冷卻水量將隨之增加，效率降低，能耗增大;而當(dāng)蒸汽壓力過高，蒸汽通過喉管后體積膨脹，阻礙氣體抽出，塔頂壓力升高。另一方面，當(dāng)采用過熱蒸汽時，蒸汽密度的降低量將會抵消蒸汽可用能量的增加值;若采用濕蒸汽，工作有效能不足。同時，蒸汽攜帶的水滴還會造成噴嘴的侵蝕和堵塞。（2）在吸入壓力維持穩(wěn)定的條件下，冷卻水的溫度或流率未達(dá)到設(shè)計要求時，會直接影響系統(tǒng)塔頂真空度。水溫對抽真空系統(tǒng)的影響很大，我們通常在塔頂冷凝器前設(shè)置一級增壓器，主要作用是提高塔頂餾出物和增壓器工作蒸汽混合物的壓力，使其能在常規(guī)冷卻介質(zhì)所能達(dá)到的冷卻溫度下冷凝。（3）減壓塔頂溫度升高，氣相負(fù)荷必然增大，塔頂冷卻器冷量相對不足，冷后溫度升高，造成真空度下降。（4）減壓塔頂油水分離罐水封被破壞，或者減壓系統(tǒng)設(shè)備管線有泄漏，使得空氣進(jìn)入減壓系統(tǒng)，增大了噴射器的負(fù)荷，致使真空度下降。

2.3使用中和緩蝕劑延緩腐蝕

針對常減壓蒸餾裝置的防腐問題，正確選擇緩蝕劑是必須要遵守的原則。常減壓蒸餾裝置自投入使用起，做好各類原油的加工，因為各類原油的加工所需要的反應(yīng)不同，所以說在實(shí)際的操作過程中也更容易出現(xiàn)裝備腐蝕的問題，為了解決該問題，在裝置的減壓塔塔頂中增加注水的工序，減緩腐蝕的發(fā)生，在水中加入適量的中和緩蝕劑，緩蝕劑通過塔頂注入，注入位置從傳統(tǒng)水冷器口轉(zhuǎn)化為揮發(fā)線，針對揮發(fā)線位置的材料，需轉(zhuǎn)化為較厚的材質(zhì)。因為在中和緩蝕劑工藝中添加了注水工序，所有具有控制pH值上漲的效果。在合理控制緩蝕劑量與水量的情況下，可以結(jié)合最小注水量并采用計算的方式得到實(shí)際需求量。一般情況下，可以利用脫鹽罐控制氯離子含量，也可以對沖洗水中的氯離子濃度進(jìn)行調(diào)整，在氯離子百分比濃度低于160的時候，可以有效緩解對常減壓蒸餾裝置的腐蝕壓力。另外，在選擇緩蝕劑的時候，以選擇具有清潔效果的緩蝕劑為主，如氨基酸類的緩蝕劑，就具有易降解、無毒無害等特點(diǎn)。在單一緩蝕劑無法起到抗腐蝕效果的時候，可結(jié)合常減壓蒸餾裝置的實(shí)際情況聯(lián)合使用多種緩蝕劑，期間需合理對緩蝕劑的使用量進(jìn)行分配。

2.4采用強(qiáng)化原油蒸餾法

部分煉廠還采用強(qiáng)化原油蒸餾的方法提高減壓總拔出率。此方法依據(jù)常減壓蒸餾原理，向原油或常壓塔底油中加注活性添加劑，調(diào)節(jié)原油體系中各分子間的相互作用，增大各“餾分”的相對揮發(fā)度，降低精餾難度，提高拔出率。華東理工大學(xué)對添加劑強(qiáng)化蒸餾進(jìn)行研究，并將研究成果應(yīng)用于勝利油田常減壓蒸餾裝置，減壓餾分油收率有了一定程度的提高。

結(jié)語

總而言之，在常減壓蒸餾裝置加熱爐余熱回收系統(tǒng)節(jié)能改造中，通過節(jié)能減排技術(shù)的運(yùn)用，可以在降低排煙溫度的過程中提高加熱爐的熱效率，并達(dá)到節(jié)能降耗的目的，避免大氣污染排放量增加問題的出現(xiàn)，同時也可以實(shí)現(xiàn)減排增效的產(chǎn)業(yè)運(yùn)行目標(biāo)。因此，在石油石化企業(yè)運(yùn)行中，需要將設(shè)備系統(tǒng)的節(jié)能降耗作為重點(diǎn)，通過設(shè)備使用狀況以及使用需求的分析，構(gòu)建節(jié)能改造方案，為行業(yè)的持續(xù)運(yùn)行及節(jié)能降耗方法提供參考。

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