常减压装置新技术介绍

常减压装置新技术介绍1主要内容1、国外蒸馏装置技术现状及发展趋势2、国内蒸馏装置技术现状2

1.国外蒸馏装置技术现状及发展趋势1.1单套蒸馏装置的能力随着炼厂规模的扩大，单套蒸馏装置的加工规模也日益大型化。美国ExxonMobil公司贝汤炼油厂的一套蒸馏装置规模为1300x104t/a常压塔直径9.75米。31.2产品分离精度典型的产品分馏精度一般为：石脑油与煤油的脱空度ASTMD86(5-95％)13℃煤油和轻柴油的脱空度ASTMD86(5-95％)8℃轻柴油和重柴油的脱空度ASTMD86(5-95％)－20℃轻柴油和重柴油的脱空度ASTMD1160(5-95％)5℃具体经济脱空度根据实际生产情况要求来定。41.3减压渣油的切割点温度和总拔出率对于不同的原油，减压拔出率的要求和意义是完全不同的。对于低硫低金属石蜡基原油的燃料型常减压装置，由于其减压渣油可以全部进入重油催化裂化装置加工，因此不必追求减压拔出率，甚至可以不需要减压蒸馏，全部常压渣油都可以直接进入重油催化裂化装置。对于生产润滑油的常减压装置，减压拔出率应根据对润滑油的粘度要求和丙烷脱沥青装置的情况来决定减压拔出率。对于生产道路沥青的常减压装置，减压拔出率应根据沥青的生产要求而定。5但是，对于硫含量高，金属含量高的原油来说，减压拔出率的意义就完全不同了。硫含量高，金属含量高的减压渣油，很难用催化裂化装置加工，这种渣油一般只能用溶剂脱沥青或焦化的方法。如果进入催化裂化装置，则需进行渣油加氢预处理，而渣油加氢装置的投资和操作费用都很高。在这种情况下，减压拔出率和拔出的馏分质量对全厂的经济效益就会有重大的影响。拔出的蜡油，可以作为加氢裂化装置的原料，即使作为催化裂化装置的原料，其加氢预处理的投资和操作费用也要比渣油加氢低得多。6

提高减压拔出率的关键是减压塔高真空，填料塔以及减压塔进料段的设计。美国约122个大型减压塔中，有40座采用了高效填料，欧洲和日本也有22座，韩国以常压拔头为主的蒸馏塔几乎全部使用了高效规整填料。71.4蒸馏工艺技术进展

七十年代，国外开发了“干式”减压蒸馏技术，其特点是在塔和炉内不注入水蒸气，通过塔顶采用三级抽真空系统，使减压塔的进料段和炉出口获得较高的真空度，在较低的操作温度下获得相同的拔出率。“干式”减压蒸馏技术可大幅度降低装置能耗，但是由于不吹水蒸气，使得减压蜡油产品质量较差，减压渣油中含有较多的蜡油组分。针对“干式”减压的缺点，国外发展了“微湿式”减压蒸馏技术，在减压塔和减压炉管内注入少量水蒸气（注入量比“湿式”减压少），塔顶采用三级抽真空技术，实现高真空减压蒸馏。“微湿式”减压蒸馏与“干式”减压蒸馏相比，产品质量和减压拔出率都有一定的提高。

8近几年来，国外蒸馏装置工艺又有了新的进展。法国的ELF和Technip公司共同开发了一种次分馏技术，主要将汽，煤，柴油等各种产品逐渐进行分离，从而降低工艺总用能，可以降低能耗30％左右。9

壳牌石油公司提出的整体蒸馏装置（ShellBulkDistillationUnit），将原油蒸馏装置，加氢脱硫装置，高真空减压蒸馏装置和减粘装置作为一个整体加以优化。整体分馏装置将原油分为：常压渣油，含蜡馏分油，中间馏分油和石脑油组分。常压部分分出常压渣油，中间馏分和石脑油以下的馏分。中间馏分在加氢分馏脱硫塔中分离为煤油，轻，重柴油，常压渣油进入高真空减压蒸馏，分馏出的蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置的原料。整体整流装置可以节省投资的30％左右。101.5换热和节能常减压装置的换热网络系统是石油化工装置中最复杂的热交换系统之一。它的热物流主要是常压塔和减压塔的各侧线产品，有时还会有其他装置的热物流（例如，催化裂化装置的油浆等），一般热物流的数目在十个以上；它的冷物流是需要加工的原油，闪底油和重沸器所需的热源以及预热水和发生蒸汽用水。换热网络设计的好坏直接影响到装置的能耗水平和冷换设备的选用，其意义十分重大。

11换热网络设计研究近三十年来一直是热量利用系统工程学科中最活跃的研究领域。七十年代，换热网络设计方法主要是启发探试法。Linnhoff等人提出了“窄点”的概念和“窄点技术”合成换热网络，该技术以其较强的系统性特别是实用性而最为引人注目。换热网络设计大多以窄点为分界点，分别将换热网络分为两部分进行设计，最后合并为一个完整的换热网络。12

国外公司追求整体经济效益的最大化，而不片面追求换热终温的最大化。对于加工含硫原油的蒸馏装置，由于原油含硫较高，温度大于240℃的换热器将使用价格较高、抗腐蚀性能较好的钢材，过低的“窄点”温差将带来换热面积的大幅度增加，使换热器的投资大幅度增加。ExxonMobil公司选定的“窄点”温差要使换热器投资回报率达到20％以上。对于加工含硫原油的蒸馏装置，原油的换热终温一般不超过280℃。

13常减压蒸馏装置是炼厂的能耗大户，国外公司非常注意节能降耗，但不追求过低的能耗指标，节能降耗是在保证产品质量和产品收率的前提下进行的，以使装置经济效益最大化。141.6电脱盐

以Petrolite和Howe-Beaket二公司的专利技术较为先进。Howe-Beaket技术主要为低速脱盐。Petrolite已在低速脱盐的基础上开发出了高速电脱盐。

151.7塔内件

近年来常减压蒸馏系统的主要进步在于新型或改进塔内部的开发。其发展方向是首先实现汽液混合（操作条件甚至远在液泛点以上）然后用辅助设施实现汽液相分离。这样可以大大提高处理量，脱除以前不能超过液泛点的制约。采用这一理念，各塔器内部构件供应商相继推出了一系列专利新产品，据称新型塔板可以提高能力30％～50％或更多。162.国内蒸馏技术现状2.1装置规模我国蒸馏装置与国外蒸馏装置相比主要是装置规模小，运行负荷低，运行周期短。近几年，我国在常减压装置大型化设计，施工，生产技术管理等方面也取得了重大技术进展。1999年10月在镇海炼化股份公司建成投产了800x104t/a的常减压蒸馏装置，2001年5月改造为我国第一套加工能力为1000x104t/a的常减压蒸馏装置并开车一次成功，这标志着我国常减压大型化技术已经走向成熟。172.2产品质量我国蒸馏装置侧线产品分离精度差别较大如中石化有些炼厂常顶和常一线能够脱空，但尚有40％的装置常顶与常一恩氏蒸馏馏程超过10℃最多重叠度达86℃。多数装置常二与常三恩氏蒸馏馏程重叠在15℃以上，实沸点重叠则超出25℃。2001年常底重油350℃馏出量平均为6.4％，最高为14％，最低为3％，最高与最低相差近5倍。182.3减压拔出率减压拔出深度偏低，这是常减压蒸馏与国外的主要差距之一。国内多数常减压装置的实沸点切割点都在540℃以下，有一些常减压装置的实沸点切割点还在520℃以下。影响减压深拔的主要原因是汽化段压力偏高。加热炉出口温度偏低和雾沫夹带严重。针对减压拔出率低的状况，我国科研，设计和生产人员进行了不断的努力，取得了一些成绩。192.3.1进行基础研究洛阳石化工程公司炼制研究所对胜利原油的重油及500℃以上窄馏分性质的研究，分析了减压渣油和减压蜡油各窄馏分的重金属，残炭，硫，氮等杂质的含量，为深拔提供了必要的数据支持。202.3.2采用强化蒸馏技术强化蒸馏技术是通过在原料中加入强化剂，来改变造成蜡油滞留在渣油中的物质的极性，并降低蜡油逸出的表面张力，阻止自由基链聚合，消除雾沫夹带，提高减压拔出深度。强化剂可以是减压侧线馏分，也可以是专用强化剂。212.3.3应用减压塔分段抽真空技术减压塔分段抽真空技术有“并列式”和“同轴式”两种。金陵分公司炼油厂II套常减压蒸馏采用“同轴式”减压两段抽真空技术，取得较好效果，减压中小于500℃馏分由8～10％降到4～5％，总拔出率提高1.6％，汽化段压力降到1.3～1.8Kpa。222.3.4高效全填料减压技术镇海石化公司800X104t/a常减压装置减压塔直径φ5400/φ9000/φ6000,全塔采用5段规整填料,降低了全塔压降,提高了蒸发段的真空度,减压塔顶设计蒸汽抽真空器,塔顶残压达到20mmHg,减压渣油切割点可达550℃,满足了深拔的要求，同时,采用一段净洗、低流量分配均匀的槽式分布器，降低HVGO的残碳和重金属含量。该设计达到了国际先进水平。（现设计的减压塔基本上都采用全填料技术）232.4蒸馏工艺技术进展2.4.1负荷转移技术（主要用于扩大装置处理量的改造设计中）负荷转移技术就是充分发挥初馏塔的作用，在初馏塔拔出更多的组分，减少常压炉和常压塔负荷，从而提高现有装置的处理能力。242.4.2二级闪蒸技术二级闪蒸技术可分为前置闪蒸和后置闪蒸。前置闪蒸就是在现有初馏塔之前再增加一个闪蒸塔，即原油在进初馏塔之前约180℃左右进入闪蒸塔，闪蒸塔顶油气进入初馏塔，闪蒸塔底油进一步换热后进入初馏塔。后置闪蒸就是在现有初馏塔之后再增加一个闪蒸塔，即初底油再进一步闪蒸后进入初底油换热系统。二级闪蒸技术比较适合加工国外进口原油的装置的改造，前置闪蒸适合于现有电脱盐罐设计压力较低，脱后原油换热系统压降较大的场合。后置闪蒸适合于采用无压缩机回收轻烃流程、减压炉负荷较低而常压炉负荷有富裕的场合。前置闪蒸对操作条件影响不大，后置闪蒸除对常压塔底的温度影响较大外，对其它的操作条件影响不大。二级闪蒸技术除可以缓解设备矛盾外，可以降低能耗约0.1千克标油/吨原油。252.4.3多产柴油技术多产柴油技术主要包括强化常压塔底汽提和减一线生产柴油技术。2.4.4无压缩机回收轻烃技术其原理是适当选取初馏塔的操作条件，使初馏塔顶气体中的C3、C4组分全部或绝大部分溶解在粗石脑油中，利用泵将粗石脑油送入轻烃回收系统中回收液化气。无压缩机回收轻烃技术与有压缩机回收轻烃技术相比，具有工艺流程简单、占地面积小、操作人员少、设备投资省、操作简单和不需维护等优点。目前，该技术已用于大部分加工中东含硫原油的常减压蒸馏装置中，取得了良好的效果。262.4.5四级蒸馏技术四级蒸馏技术是在现有的三级蒸馏上发展起来的，主要用于现有装置的扩能改造，在保持现有三级蒸馏主要设备不变的情况下，通过增加一级减压塔和一级减压炉，前后分别转移负荷至新增的减压塔和减压炉中，从而达到装置扩能的目的。目前，该技术已用于扬子石化和广石化蒸馏装置的扩能改造中。272.5换热流程和装置能耗

从二十世纪八十年代初，我国开展了蒸馏装置大规模的节能降耗活动，取得了巨大的成绩，蒸馏装置的平均能耗从25千克标油/吨原油下降到目前的12千克标油/吨左右。但是，值得注意的是这个能耗指标是在产品质量、轻油收率和总拔出率相对较低的情况下获得的。从而影响能耗的主要指标—加热炉效率和原油换热终温看各厂还不平衡。282.6电脱盐

八十年代初期，中石化总公司为提高我国电脱盐水平，分别从Petrolite和Howe-Baker公司引进了五套先进的电脱盐装置。之后，广大电脱盐工作者对国外电脱盐技术进行了吸收、消化、改进、国产化，形成了我国自己的电脱盐技术。目前，国内大多数采用交直流低速电脱盐或低速电脱盐和电脱盐串联技术；对塔化重质原油采用“鼠笼式”电脱盐技术。“鼠笼式”原油电脱盐技术是由科安博公司与洛阳石化工程公司共同开发的。

CAB-1型CAB-2型单层鼠笼式电脱盐脱水器结构