減壓深拔技術(shù)在常減壓蒸餾裝置上的應(yīng)用

洪偉鴻(中國石油天然氣股份有限公司廣東石化分公司，廣東 揭陽 515200)

0 引言

隨著社會、科技的發(fā)展，人們逐漸重視環(huán)境問題與有限資源使用危機的對立，有限資源的利用尤其是石油供需的對立逐漸成為經(jīng)濟和生態(tài)研究的焦點。目前，隨著我國許多煉油企業(yè)的快速發(fā)展，人們越來越重視常減壓蒸餾設(shè)備真空深沖技術(shù)完善以及創(chuàng)新，以增加生產(chǎn)動力，提高資源的生產(chǎn)力及質(zhì)量，實現(xiàn)減少污染、低碳環(huán)保的經(jīng)濟效益以及符合現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略政策。

1 減壓深拔技術(shù)概述

1.1 常減壓蒸餾裝置減壓深拔技術(shù)的現(xiàn)狀

從當前的發(fā)展情況來看，國內(nèi)常減壓蒸餾設(shè)備效率不能與國外的相關(guān)設(shè)備對比，減壓蒸餾設(shè)備仍有較大的創(chuàng)新和完善的空間。計劃是根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)過程制定的，所以每臺設(shè)備都很關(guān)鍵，也最終所生產(chǎn)的物件質(zhì)量緊密聯(lián)系。規(guī)劃師有必要根據(jù)一定的規(guī)劃原則制定工藝流程。我國的常減壓蒸餾設(shè)備一般是對傳統(tǒng)的設(shè)備采用化學(xué)方式進行運行環(huán)境改造。核心內(nèi)容是針對實際管道中的汽化點和油膜溫度等進行篩檢確定。真空蒸餾是將加熱后的高沸點原料在真空下汽化冷凝，在常壓蒸餾塔前設(shè)置閃蒸塔或一級蒸餾塔[1]。

1.2 常減壓蒸餾裝置未達到深度拔出時面臨問題

真空系統(tǒng)超負荷，真空設(shè)備滑出的大部分常壓渣油都有相應(yīng)的規(guī)模要求。當柴油比例較大時，設(shè)備會過載運行中，塔盤的壓降同時受到干擾。

減壓設(shè)備爐口溫度過低，油品氣化率會很低。為了避免油渣裂解和爐管結(jié)焦的假象，國內(nèi)很多真空設(shè)備都是按季節(jié)采集氣化段和真空設(shè)備其他部分的溫度，最終氣化率較低。因此，在設(shè)計生產(chǎn)工藝流程圖時，不需要嚴格根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)條件來設(shè)定減壓設(shè)備的溫度[2]，增加了蒸餾設(shè)備和工藝的防腐技術(shù)要求。

1.3 分析常壓蒸餾裝置減壓深拔技術(shù)的影響因素

從近年來的相關(guān)信息分析可以獲得，國外的減壓深拔技術(shù)遠小于原油沸點的基礎(chǔ)上運行的。對比來看，而我國基本上是在沸點的環(huán)境下進行，應(yīng)該在這部分花費較多的資源來研究解決?，F(xiàn)對解壓深拉技術(shù)產(chǎn)生影響的因素歸納如下：(1)真空爐的出口溫度，如果僅僅依靠以往的經(jīng)驗來設(shè)定爐口溫度，很可能導(dǎo)致爐管結(jié)焦，增加裂解反應(yīng)的殘油，最終形成原料的浪費。所以在開始之前進行精準的計算十分關(guān)鍵。(2)在生產(chǎn)過程中，以降低油氣的溫度和分壓，提高溫度。而這種壓力和溫度之間呈反比，壓力升高則溫度下降，此時的降壓效果不顯著。當提取率不斷下降時，對應(yīng)的壓力將會逐漸升高，溫度也會有所下降，需要明確的是需要在規(guī)定范圍內(nèi)，如果溫度超過相關(guān)標準將會影響機油質(zhì)量。(3)氣化段真空度。如果真空單元進料段溫度過低，會對真空系統(tǒng)抽真空率和汽油氣化率產(chǎn)生較大的干擾。

2 減壓深拔的主要技術(shù)特點

在常減壓蒸餾設(shè)備的真空設(shè)計中通常選擇的是全包濕式抽吸技術(shù)。對應(yīng)的真空爐溫度需要達到404 ℃，而原油的切割溫度為580 ℃。對真空塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析，其主要由4條測線和5個填料組成。利用還原線能夠晚上柴油的產(chǎn)出，同時也可以引進蠟油技術(shù)，在2、3條還原線集合之后，可以借助該技術(shù)來進行脫蠟加工，剩余部分將利用重油加氫設(shè)備進行操作，最后一條還原線主要是針對重油加氫設(shè)備的使用，將渣油可以經(jīng)過加工變成煉焦原料。如果渣油數(shù)量下降，此時在操作中需要減少渣油的用量。對于該技術(shù)所具備的特點主要歸納為以下幾個方面：

2.1 常壓塔不設(shè)常四線

常壓塔沒有正常的四線萃取，只有常壓塔的汽化油從進料口的上塔盤引出，然后返回到進料口的下一個塔盤，以改善真空爐的進料物性(降低油品的黏度)，從而配合真空部分的深度萃取。

2.2 減壓爐爐管注汽

油品的裂解和結(jié)焦不僅與油品的性質(zhì)和溫度有關(guān)，其中還包含關(guān)鍵元素，即油品在高溫環(huán)境下所滯留的時期。向真空爐管內(nèi)注入蒸汽，增加常壓重油在爐管內(nèi)的流量，減少油在高溫環(huán)境下滯留的時長，減少結(jié)焦，是保證真空深拔的關(guān)鍵操作。

2.3 減壓爐燃燒器

燃燒器是否滿足需要的燃燒性能是真空抽氣操作的重點?；鹧娌环€(wěn)定會對爐管過熱的現(xiàn)象有一定的影響，導(dǎo)致爐管內(nèi)的油過度裂解結(jié)焦?；鹧娓叨冗_不到相關(guān)要求，影響受熱，從而對拉拔深度產(chǎn)生影響。因此，采用專用燃燒器，保證燃燒性能滿足以下基本要求：(1)火焰高度不小于6 m。(2)火焰必須直立、強烈。(3)必須徹底燃燒[3]。

2.4 真空爐管道和燃燒器的布置

想要獲得受熱均勻，需要將爐管和燃燒器進行科學(xué)設(shè)計。只有當爐管上每個受熱點合適時，才能達到同樣的傳熱效果，才能有效的緩解爐內(nèi)的介質(zhì)高溫現(xiàn)象，防止爐管內(nèi)的油因高溫而導(dǎo)致裂解。該機組真空爐的每個爐管對應(yīng)有兩個燃燒器，兩個燃燒器以一定的夾角排列。此外，真空爐輻射室內(nèi)有64個外部熱電偶，每路8個熱電偶。在生產(chǎn)操作中，要及時的檢測外部溫度的情況，最高溫度不應(yīng)超過482 ℃。

2.5 減壓輸油管

從加熱爐出口支管到真空塔閃蒸段的整個支管經(jīng)過水力計算，經(jīng)過四次逐漸擴徑后，油管壓降和溫降減小，因此緩解了減壓爐口的高溫現(xiàn)象，減少了結(jié)焦。

2.6 減壓塔進料段結(jié)構(gòu)

在進料階段主要是一種單切向循環(huán)模式。為了提高氣相的分散性，在流道中增加了防渦擋板，每隔60 ℃設(shè)置一個，使氣液相盡可能均勻分散，減少夾帶，保證深拔后蠟油的質(zhì)量。分配器下方設(shè)有由抗沖擊能力強的規(guī)整填料和固定結(jié)構(gòu)組成的吸能器，用于減少沿塔壁分散的進料中高速運動的液體對塔下部內(nèi)部構(gòu)件的沖擊，吸收高速動能，將高速飛濺液體中截留的氣體成分一起釋放出來，有效避免因截留造成的底部殘渣中輕組分的增加。

2.7 塔底、 減四線設(shè)置急冷油

在該線路中，四線底部和郵箱的具體溫度都要保持在360 ℃左右，避免溫度變化影響重油質(zhì)量，或者出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。

2.8 高效真空泵系統(tǒng)

真空深沖作業(yè)時，真空爐出口溫度升高，真空還原頂部不凝氣體量增加，一般真空噴射器難以滿足。建議選擇一整套抽真空技術(shù)，分為三個階段，每一階段分別配備20%、40%和80%負荷的蒸汽真空，應(yīng)運用濕式冷氣，以實現(xiàn)低壓環(huán)境效果。

3 減壓深拔的優(yōu)化調(diào)整

3.1 常壓拔出率

如果常壓抽提率過高，常壓基礎(chǔ)油會變重。真空爐爐管溫度升高4 ℃后，設(shè)備總提取率略有增加，但真空側(cè)線殘?zhí)剂亢秃土棵黠@增加，對后續(xù)加工設(shè)備影響較大?？紤]到真空爐進料控制閥堵塞，真空爐出口溫度降至404 ℃。

3.2 減壓爐出口溫度

提高真空爐出口溫度和提高真空塔進料汽化率是完成真空拉深的重要方法之一。根據(jù)規(guī)劃條件，真空爐出口溫度控制在404 ℃，真空系統(tǒng)工作良好，無結(jié)焦等異常情況。

3.3 減底吹汽量

吹蒸汽的主要作用是控制氣壓，改善抽出率。合適的蒸汽噴吹率意味著在不影響真空度和產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，設(shè)備的總抽汽率最高[4]。因此，在生產(chǎn)過程中，嘗試了幾種塔底吹汽方式，對設(shè)備的影響如表1所示。在調(diào)整減底吹氣量的同時，保持減壓爐管注汽量不變。

表1 不同的減底吹汽量對裝置的影響

3.4 減壓塔底溫度

如果真空塔底部溫度過高，塔內(nèi)高溫油會裂解，裂解氣會影響塔頂?shù)倪€原真空度；當?shù)撞康臏囟炔粩嘞陆禃r，此時的原油溫度也會受到影響，導(dǎo)致能耗增大。

3.5 凈洗油流量

拉深之后，在閃蒸段中的油氣中重金屬等雜質(zhì)含量上升，對蠟油的質(zhì)量進行檢查，一級指標和三線殘?zhí)剂恐?，結(jié)果顯示超標。因此，在85%處理負荷不變的情況下，凈洗油流量逐漸增加，并觀察到對副產(chǎn)物殘?zhí)亢康挠绊憽?/p>

4 提高常減壓蒸餾裝置的減壓深拔技術(shù)的措施

4.1 合理控制并提高減壓爐出口的最低溫度

常減壓蒸餾設(shè)備中的真空深拔技術(shù)操作中，最關(guān)鍵的就是對爐內(nèi)的溫度控制，需要將最低溫控制在相關(guān)標準之內(nèi)，同時保障進料溫度。對不同減壓爐的數(shù)據(jù)信息以及原料等進行分析計算，能夠看到生焦的具體情況變化，同時對出爐溫度進行調(diào)整。

4.2 減壓合理設(shè)置爐管產(chǎn)生的柱汽

能夠提高爐管內(nèi)原油的流量，可以在爐管入口注入一定量的蒸汽，減小從這里到出口的溫度和氣壓，共同提高爐管汽化段的溫度，盡可能避免油品的能量損失。塔蒸汽應(yīng)設(shè)置在合理的位置，即爐管內(nèi)對流轉(zhuǎn)化為輻射的位置，以減少因塔蒸汽量超出標準而導(dǎo)致的高能耗和水酸性。

4.3 增加和改善急冷油系統(tǒng)， 對洗滌段進行優(yōu)化

對三套常降壓的裝置進行了創(chuàng)新和完善，加強了急冷油系統(tǒng)裝置，緩解了塔底的高溫現(xiàn)象，也不會發(fā)生了塔底結(jié)焦和裂解氣現(xiàn)象。本工程應(yīng)選擇合適的溫度，約為365 ℃。當急冷油含量增大時，此時受熱效果會會減弱。為了保證總提取率和分餾油的質(zhì)量，需要調(diào)整合適的噴霧密度和改善洗滌階段，有效減小氣化率。

5 結(jié)語

總而言之，要實現(xiàn)我國理想的石油以及煉油行業(yè)的發(fā)展，有必要大力推廣常減壓蒸餾設(shè)備的減壓深拔技術(shù)，有效改善原油的產(chǎn)量和品質(zhì)，降低設(shè)備和器材的能耗，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益以及推動國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略體系完善。