減壓深拔技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

楊惠宇，許勝軍，魏傳斌

(東營市海科瑞林化工有限公司，山東 東營 257237)

目前國內(nèi)的減壓蒸餾技術(shù)，不論在設(shè)計(jì)水平還是在實(shí)際生產(chǎn)操作上所能達(dá)到的減壓塔側(cè)線產(chǎn)品的收率大多在原油TBP切割點(diǎn)530～540℃左右。而國外減壓深拔技術(shù)發(fā)展較快，減壓塔側(cè)線產(chǎn)品的收率可到原油TBP切割點(diǎn)560℃以上，有的可以達(dá)到620℃，裝置可以達(dá)到連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)三年上。重質(zhì)減壓蠟油收率的提高，能夠給原油加工企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，所以減壓深拔技術(shù)成為近些年來國內(nèi)外原油常減壓蒸餾技術(shù)的發(fā)展熱點(diǎn)。

國內(nèi)多家企業(yè)進(jìn)行減壓深拔技術(shù)探討，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，如表1所示。

表1 減壓深拔技術(shù)在國內(nèi)各企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用Table 1 Practical application of vacuum deep drawing technology in domestic enterprises

影響蠟油拔出率的因素主要有油氣分壓和溫度。一般情況下，減壓爐出口溫度越高，則烴分壓越低，進(jìn)料段的氣化率越大，拔出率越高[8]。但是，需要注意的是，若減壓爐出口溫度過高，會(huì)導(dǎo)致爐管內(nèi)油品因分解而生焦，從而影響減壓蒸餾的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)周期，所以對減壓爐出口溫度要加以限制，深拔主要靠降低進(jìn)料段的油氣分壓來實(shí)現(xiàn)。

1 實(shí)際應(yīng)用

該公司以廠區(qū)內(nèi)原料預(yù)處理裝置的實(shí)際生產(chǎn)情況為依托，運(yùn)用軟件模擬計(jì)算后發(fā)現(xiàn)：適當(dāng)提高蠟油切割點(diǎn)能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 工藝路線

原料油自罐區(qū)至電脫鹽系統(tǒng)，含鹽含水量達(dá)標(biāo)的原料油進(jìn)入初餾塔進(jìn)行分離。初餾塔的塔頂汽油至罐區(qū)，側(cè)線油至常壓塔39層塔盤，塔底油經(jīng)過加熱爐加熱至365℃后進(jìn)入常壓塔分餾。常壓塔的塔頂汽油至罐區(qū)，常一線常二線作為柴油出裝置，常三線作為蠟油出裝置，塔底油經(jīng)過加熱爐加熱至385℃后進(jìn)入減壓塔進(jìn)一步分餾。減壓塔塔頂油至污油罐，減一線作為柴油出裝置，減二線減三線減四線作為蠟油出裝置。

減壓塔操作條件如表2所示。

表2 減壓塔操作條件Table 2 Operating conditions of vacuum tower

在該操作條件下，減壓產(chǎn)品性質(zhì)如表3所示。

表3 減壓產(chǎn)品性質(zhì)Table 3 Properties of vacuum products

本裝置各物料實(shí)際收率情況見表4。

表4 常減壓裝置產(chǎn)品收率Table 4 Product yield of atmospheric and vacuum distillation unit

現(xiàn)有蠟油切割點(diǎn)在520℃左右，且渣油中含蠟油20%左右，具有較大的潛在經(jīng)濟(jì)效益。文獻(xiàn)中提高減壓拔出率的途徑有多種，主要分為：(1)降低轉(zhuǎn)油線的壓力和溫度損失[9]；(2)改造抽真空系統(tǒng)，提高減壓塔頂真空度[10]；(3)提高常壓塔拔出率[11]；(4)采用新型規(guī)整填料[12]；(5)設(shè)計(jì)合理的進(jìn)料分布器；(6)采用新型液體分布器；(7)有效控制減壓塔底蒸汽注入量；(8)采用直接接觸式傳熱[13]；(9)增加減壓急冷油循環(huán)技術(shù)[14]；(10)強(qiáng)化蒸餾技術(shù)[15]的應(yīng)用。

1.2 技術(shù)創(chuàng)新

提高蠟油拔出率可以通過技術(shù)創(chuàng)新、塔內(nèi)件改造等來實(shí)現(xiàn)。

(1)優(yōu)化改造塔內(nèi)件：包括填料更換、增加塔底注汽等；

(2)核算每臺換熱器，在現(xiàn)有空間的約束條件下，優(yōu)化換熱系統(tǒng)，務(wù)求達(dá)到本改造項(xiàng)目減壓深拔目的，同時(shí)換熱終溫最大化，目標(biāo)值為300℃。

(3)減壓爐經(jīng)過輻射段爐管逐級擴(kuò)徑等技術(shù)改造以后，提高爐出口溫度，由385℃提高至405℃；

(4)減壓塔底注過熱蒸汽，注汽量從0 kg/h按照50 kg/h的梯度增加，對比注汽量增大時(shí)，減壓塔蠟油的收率變化。

1.3 實(shí)際應(yīng)用

檢修完成后將技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，在常減壓系統(tǒng)就操作參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行試驗(yàn)，檢查該項(xiàng)改進(jìn)能否達(dá)到深拔的目的，進(jìn)而提高常減壓的換熱終溫及蠟油切割點(diǎn)溫度。通過深拔技術(shù)改造后，對比標(biāo)定原油，本裝置的產(chǎn)品收率和分餾效果有所改善，多產(chǎn)輕油與蠟油，增量如表5。

(1)減壓深拔技術(shù)應(yīng)用后，汽油收率增加0.3%，柴油收率增加1.6%，蠟油收率增加0.6%，渣油收率減少2.5%，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)減壓深拔工況下的減壓爐爐管內(nèi)的結(jié)焦情況必須引起關(guān)注，由于爐出口溫度由385℃提高至405℃后，油品可能達(dá)到生焦溫度進(jìn)而在爐管內(nèi)結(jié)焦，從而影響減壓爐的長周期運(yùn)行。

(3)運(yùn)用減壓深拔技術(shù)之后，催化裂化裝置的汽油收率和干氣收率以及油漿收率都有所增加，而液化氣和柴油收率有所降低，產(chǎn)品性質(zhì)的變化不太明顯。

2 結(jié)果分析及展望

本文運(yùn)用軟件對裝置進(jìn)行流程模擬，選取了合適的物性參數(shù)及狀態(tài)方程以保證模擬的準(zhǔn)確性，并將技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

(1)通過更換塔內(nèi)件、改變減壓爐出口溫度、增加減壓塔底注汽，本裝置汽油收率增加0.3%，柴油收率增加1.6%，蠟油收率增加0.6%，輕油收率明顯增加。

(2)注汽量增加時(shí)柴油蠟油的收率有所增加，但由于注汽量增加后，蒸汽費(fèi)用及含硫污水處理費(fèi)也相應(yīng)增加，所以最佳注汽量需要通過核算減壓塔頂抽真空系統(tǒng)負(fù)荷及柴油、蠟油收率來確定，需要做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。