對常減壓蒸餾裝置減壓深拔的探討

林彥宏

摘 要：我國工業種類齊全，規模龐大，是世界最大的工業國家，為了維持工業生產和人們的日常生活，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，其拔出效率的提高，能提升整個石油化工產業的效益，本文對常減壓蒸餾裝置減壓深拔技術進行了一定探討。

關鍵詞：原油加工;常減壓蒸餾裝置;減壓深拔技術

0 引言

原油又被稱為液體黃金，是當今世界上最主要的資源之一，任何國家的工業生產和發展都離不開原油的使用。原油的加工提煉工序極為復雜，減壓蒸餾深拔是其中最關鍵的步驟，因此結合國外內煉油廠的情況和經驗，對常減壓蒸餾裝置減壓深拔技術的影響因素、拔出效率進行深入研究，有著十分重要的意義。

1 常減壓蒸餾裝置的結構及運行原理

常減壓蒸餾裝置是原油提煉加工的重要設備，主要負責原油的脫鹽、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，會導致設備腐蝕，影響成品油的質量。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。然后借助強弱電場與破乳劑的作用，破壞乳化液外邊的保護膜，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。經過脫鹽、脫水處理的原油，需要在蒸餾塔里進行常壓蒸餾，根據其沸點不同，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，進行冷凝，對常壓塔底的原油進行分流，通過不同的加工方式分離處裂化原油和潤滑油，這些餾分油經過調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、轉油線、減壓塔及真空系統在內的重要系統，關乎著原油精煉、蒸餾的效率和質量。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口大量的原油。因此國家十分重視原油的提煉加工技術，原油的提煉加工技術每有一點突破，都會給石油化工產業帶來巨大的收益，進而促進我國工業發展，因此對常減壓蒸餾裝置減壓深拔進行深入研究與探討，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

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行深拔。

原油的性質和純度，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，其渣油不用經過減壓蒸餾，可以直接摻入蠟油中，進入催化裂化裝置進行加工，因此也不必追求減壓拔出率。如果想要生產噴漆燃料或者芳烴，可以采用蠟油和氫裂化路線，并根據渣油的硫含量合理選擇切割點。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，渣油內較高的粘度會使乳化液體保護膜加厚，導致擴散阻力增加，為了降低渣油內的黏度，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，所有需要深拔的原油都會在閃蒸階段內汽化，高汽化率需要較低的閃蒸段壓力和較高的閃蒸段溫度，因此減壓塔內的溫度、油氣壓力都會對減壓深拔的效果產生巨大影響。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系。當在同等壓力的情況下，減壓塔內溫度低于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相關的趨勢。在減壓塔內壓力低于2.66kPa時，壓力每降低0.13kPa，原油汽化率便增加0.6%左右。當減壓塔內氣體壓力在2.66到4.00kPa之間時，氣壓每降低0.13kPa，轉化率便增加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，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條件所制約，閃蒸溫度過高會導致爐口溫度隨之升高，容易引起爐管結焦，過低的閃蒸段壓力會導致減壓塔直徑緩緩擴大，導致損耗的增加。綜合考慮原油的熱穩定性和減壓塔的尺寸構造，將閃蒸階段的溫度控制在410℃到430℃，塔內壓力控制在1.33kPa到2.67kPa之間，原油的汽化率和深拔效果最好，并且不會導致減壓塔損壞。

2.3 減壓加熱爐設計

減壓加熱爐是減壓蒸餾裝置的核心設備，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現深拔。但是一些原油需要進行長時間的持續深拔操作，想要長時間進行深拔操作，需要保證爐管不結焦，減壓深拔系統運行穩定。減壓加熱爐的爐管形狀和爐管排布方式、熱輻射強度、質量流速、停留時間、爐膛煙氣溫度、爐內最高油膜溫度等都是影響減壓熱拔系統的關鍵。爐管結焦程度與油膜溫度和原油在爐管內的停留時間有關。爐管內的油膜溫度越高，停留時間越長，爐管就越容易結焦。其中，油膜溫度又與爐管的排布方式、爐管形狀、爐管的熱傳導能力有關。想要保證減壓加熱爐在減壓深拔條件下能長期運轉，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，導熱能力強，可以將油膜溫度控制在460℃以下。為了防止爐管結焦，還要盡量減少原油在爐管內的停留時間，最好保持在10秒以內。

2.4 減壓塔洗滌段

壓塔洗滌段會對閃蒸上來的油氣進行洗滌，除去其中的重金屬、殘炭等雜質，保證原油的性質滿足后續加工程序的要求。在深拔條件下，洗滌段的溫度會達到390℃左右，比正常蒸餾要高出20℃左右，導致洗滌段的氣相負荷相對較大，液相負荷相對較小，使填料容易發生結焦，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。為了防止這種情況發生，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格。同時也要注意洗滌段的洗滌油量，當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，將會導致洗滌油量無法滿足填料的噴淋密度要求，進而導致蠟油的殘炭量過高。對此，要保證減壓塔實際進料量低于設計的進料量，在操作中要根據情況適當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 結論

我國是一個資源緊缺的國家，每年都要大量進口原油，因此原油的提煉加工技術十分重要。常減壓蒸餾裝置是原油加工的重要裝置，負責脫鹽、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、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行深入研究。

參考文獻：

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