李華(中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院,吉林 吉林 132000)
常減壓技術的創新
李華(中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院,吉林 吉林 132000)
本文重點介紹了常減壓裝置的類型、工藝技術狀況和技術特點、介紹了兩種不同的常減壓工藝流程、提出了常減壓技術的創新及應用。
常減壓裝置的類型;技術特點;工藝流程;技術創新
常減壓裝置是煉油廠加工原油的第一個工序,即原油的一次加工,根據原油的品質情況和生產目的不同,常減壓裝置一般分為兩種類型:一種是燃料型,主要生產石腦油、煤油、柴油、催化裂化原料或者加氫裂化原料,減粘原料、焦化原料、氧化瀝青原料或者直接生產道路瀝青;另一種是燃料-潤滑油型,除生產燃料之外,還在減壓塔生產潤滑油基礎油原料。
2.1 國內外常減壓工藝技術狀況和技術特點
目前無論是在美國等發達國家還是在發展中的亞洲國家常減壓工藝都是原油處理的基本工序,國內外常減壓技術在二十世紀八十年代和九十年代發展較快,主要體現在以下幾點:
(1)裝置設計大型化。國外單套蒸餾裝置年加工能力1500萬噸以上,國內中國石油廣西石化的常減壓蒸餾裝置的設計規模達到1200萬噸/年以上。
(2)降低減壓塔的操作壓力以提高拔出率。常規設計的減壓塔為板式塔,全塔壓降較高,影響減壓拔出率,近年來隨著填料技術的發展,高效散堆填料和規整填料在降低壓力降方面效果顯著,為提高拔出率創造了條件。
(3)優化換熱流程,降低能耗。利用計算機模擬軟件采用窄點技術優化換熱流程,使整個換熱系統達到平均溫差合理,提高熱能利用。
(4)提高加熱爐熱效率。加熱爐設計中盡量降低排煙溫度控制空氣過剩系數。
(5)采用高效設備,傳質方面利用高效塔內件提高處理量,改善產品分割,減少壓力降,提高拔出率。傳熱方面利用螺紋管、翅片管、螺旋折流板等高效換熱器強化傳熱、減少壓降。
(6)電脫鹽技術。電脫鹽方面,以Petrolite和Howe-Beaket公司的技術較為先進,國內1986年以后引進并消化了這些技術。九十年代,Petrolite在原來電脫鹽技術的基礎上開發出了高速電脫鹽技術,該技術與低速電脫鹽比具有脫鹽技術先進、脫鹽效率高(單級脫鹽率可達95%),單罐處理能力大、電耗低、占地面積小等優點。其主要特點是進料位置由原來在電脫鹽罐的下部改為直接進入強電場并不限定原油在強電場停留時間。該技術電耗低、設備容積小,目前在國內外得到了較為廣泛的應用。
常減壓裝置的工藝流程簡圖詳見下圖:

圖1 :常減壓裝置的工藝原則流程圖
3.1 燃料型常減壓裝置的工藝流程
3.1.1 原油預處理(電脫鹽)
原油預處理(電脫鹽)即脫除原油中的水和鹽。原油自罐區自流進入裝置經原油泵升壓后,與裝置內熱物流換熱后注入破乳劑及新鮮水或凈化水后,經靜態混合器、混合閥充分混合后進入電脫鹽罐,經兩級交直流高速電脫鹽脫水后,原油中的水分含量≯0.2%(wt),鹽含量≯2.5mg/L。
3.1.2 常壓蒸餾
預處理后的原油經加熱后送入常壓蒸餾系統的初餾塔,初餾塔可以將原油中的大部分腐蝕介質轉移到初餾塔頂部脫除,從而減輕對常壓塔、減壓塔的腐蝕。同時初餾塔頂部還可以蒸餾出大部分氣態烴和水。初餾塔頂油一部分作為初餾塔塔頂回流,一部份作為重整原料,初餾塔頂部氣相分液后作為加熱爐燃料。
初餾塔底油經常壓爐加熱后進入常壓塔,常壓塔頂油一部分作為常壓塔回流,一部分作為石腦油,常壓塔頂不凝氣分液后作為加熱爐燃料。常壓塔一般還設置2~3個側線,常壓塔側線油一般為航空煤油、輕柴油調和油、輕柴油、重柴油等。同時為了取走全塔的過剩熱,常壓塔一般還要設幾個中段回流。
3.1.3 減壓蒸餾
常壓塔底油經減壓加熱爐加熱后進入減壓塔。減壓塔一般采用規整填料,減少塔的壓降。減壓塔一般設置2~3個側線,燃料型常減壓裝置對分餾的精度要求不高,所以一般不設汽提塔。
減壓塔一般按“濕式”或“干式”操作。干式減壓塔頂的氣體負荷小,所以一般采用三級抽空器,建立很低的減壓系統,以獲得較高的拔出率。
3.2 燃料-潤滑油型常減壓裝置的工藝流程
3.2.1 常壓系統在原油和產品要求與燃料型相同,其流程亦相同。
3.2.2 減壓系統流程較燃料型流程中的減壓系統流程復雜。
減壓塔生產各種潤滑油原料,一般設4~5個側線,每個側線對粘度、色度流程寬度和殘炭均有具體的指標要求,而且要有側線汽提塔以滿足對潤滑油原料餾分的閃點要求,并改善各餾分的餾程范圍。
在常減壓裝置的設計過程中,通過不斷的專研與探索,成功的應用了如下的技術創新:
4.1 減頂水環真空泵機組排污系統
目前,常減壓裝置減頂水環真空泵機組一般設置在框架上,減頂水環真空泵機組系統的排污通過高差自流到減頂分水罐中,這樣的設置易造成框架的振動,存在安全隱患。為克服上述缺陷,本技術利用液體噴射器將減頂水環真空泵機組的污液引至減頂分水罐,真空泵布置在地面無需考慮框架的振動問題,并且由于基礎穩定大幅度降低了真空泵噪音。
4.2 真空系統增壓器采用三組并聯設置
減頂系統增壓器一般采用一組或兩組并聯操作,本技術增壓器采用三組并聯可靈活保證不同產品方案調整抽真空系統能力需要,達到節能降耗目的。
4.3 采用重力式加劑設施
本技術將破乳劑、緩蝕劑配制系統采用上下重疊式布置,破乳劑、緩蝕劑在上部配置槽配置后靠重力流入下部儲槽供裝置使用,減少水平布置所需的導料泵。
常減壓裝置設計和操作的好壞,對煉油廠的產品質量、收率以及對原油的有效利用都有很大影響。不僅要考慮工藝流程的合理性、設備的先進性、還要做到節能增效、減少環境污染等方面,設計人員通過不斷的專研、不斷的探索、不斷的創新,常減壓技術一定會更加合理、更加完善、更加節能。
[1]聶程,吳智瑩.煉油裝置工程設計.山東東營:中國石油大學出版社,2010.
李華,女(1981-),工程師,2004年畢業于大慶石油學院化學工程與工藝專業,現從事化工工藝設計工作。