常减压蒸馏装置减压深拔技术初探

近些年来, 国内许多炼厂采用加工重质/劣质原油来降低原油加工成本。

但是，原油重质化使催化和加氢裂化的原料减少，使焦化原料增多，而焦化等重油处理装置的加工能力和加工负荷使得原油重质化采购的经济效益并没有完全发挥[1]。

所以各炼厂重点关注的课题是采用新的技术来提高常减压装置总拔出率。

本篇文章主要是结合金陵分公司三套常减压与KBC 的常减压蒸馏装置减压深拔技术初探吴莉莉1 顾海成2１．南京化工职业技术学院化工系　２１０００９　；　２．南京炼油厂深拔项目方案做的减压深拔技术探讨。

减压深拔技术就是在现有的重质馏分油切割温度的基础上，将温度进一步提高，来增加馏分油的拔出率。

其核心是对减压炉管内介质流速、汽化点、油膜温度、炉管管壁温度、注汽量（包括炉管注汽和塔底吹汽）等的计算和选取，以防止炉管内结焦。

一、减压深拔发展现状近年来，国内对于常减压蒸馏深拔技术积极探索，并取得一些成效，如：常压切割较深，一般达360℃，较少的常压渣油降低了减压蒸馏强度，降低了减压塔压降；将导致油品大量裂解的温度设定为加热炉出口温度的上限；减压塔汽化率较低，最低在1.5%左右；低压降和低温降的转油线；湿式或微湿式的操作；高真空的真空产生系统；低压降的填内构件(填料)；强化了分馏要领的洗涤段设计和操作；新型、高效的进料气液分布器；提高汽提效果，降低渣油裂解的高效渣油汽提段；开发减压深拔的过程模拟工具[1]。

但国内还没有真正掌握减压深拔的成套技术，少数几套装置虽然从国外SHELL 和KBC 公司引入了减压深拔工艺包，如荷兰Shell 公司采用深度闪蒸高真空装置技术，使全塔压降只有0.4 kPa ，实沸点切割温度达到585℃。

英国KBC 公司的原油深度切割技术使减压蒸馏切割点达到607～621℃，但国内对该项技术的吸收和掌握需要一定的时间[2,3]。

大庆石化应用KBC 技术，一套常减压渣油收率由38.5%降到36.5%以下，相应的切割点为535℃。

二套常减压渣油收率由34.3%降到33.8%，减一线至减四线收率与深拔前比较提高了3.7 wt%[4]。

二、影响减压深拔的因素分析[3,4]有统计表明，目前国内多数早期建成的常减压蒸馏装置实沸点切割一般为520～540℃左右,国外的减压深拔技术是指减压炉分支温度达到420℃以上，原油的实沸点切割点达到565～621℃。

可见国内减压蒸馏技术与国际先进水平相比, 还有相当大的差距。

目前影响减压深拔的主要因素有：油气分压和温度，雾沫夹带量，减压深拔工艺流程不完善，减压炉出口温度和汽化段的真空度等。

2.1 油气分压和温度对减压深拔的影响影响减压装置拔出率的主要因素是减压塔进料段的油气分压和温度。

进料温度越高或烃分压越低, 则进料段的汽化率越大, 总拔出率越高。

但是减压炉出口温度过高，会造成油品分解，在塔内产生结焦的问题。

2.2 雾沫夹带量对减压深拔的影响进料段的雾沫夹带量会影响减压塔蜡油的产品质量。

另外, 被夹带上去的油滴还会使闪蒸段以上部分的塔内件严重结焦。

2.3 工艺流程不完善对减压深拔的影响较早的蒸馏装置设计拔出温度按照530℃以下考虑，设计时没有考虑减压深拔的操作方案，减压塔没有减底急冷油流程，减底温度没有很好的控制手段，塔底温度上升后，容易造成减压塔底结焦，塔底泵抽空等现象，对塔顶真空度的控制和装置的长周期运行有着不利影响。

2.4 减压炉出口温度较低对减压深拔的影响由于没有针对具体的原油品种和加热炉结构进行严格的计算，如果只是依靠经验进一步提高加热炉出口温度，势必担心减压炉炉管结焦。

装置为了减少炉管结焦的风险，减少渣油发生热裂化反应，减压炉分支温度多在400℃以下，减压塔汽化段温度多在385℃以下，常压渣油在此温度下的汽化程度不足。

提高减压炉出口温度主要受炉管的材质、炉管吊架材质、注汽流程、减压炉负荷等因素的制约。

2.5 汽化段的真空度较低对减压深拔的影响装置减压进料段的真空度较低，直接影响了常压渣油的汽化率和减压系统的拔出深度。

汽化段的真空度主要受以下两方面的限制：1). 塔顶真空度。

塔顶真空度越高，在一定的填料(或塔盘)压降下，进料段真空度越高。

2.) 塔内件压降。

提高进料段真空度的关键是减少塔顶至进料段之间的压降。

塔内件压降大的原因主要为、填料段数多、填料高度大及减压塔塔径小、汽相负荷大等。

三、提高减压装置拔出率的途径常减压蒸馏装置减压深拔是一项综合工程，首先要掌握减压塔的设计参数及塔内构件，其次要根据原油性质变化及时调整操作参数，在确保安全和不影响装置长周期运行的情况下，提高减压拔出率。

本文主要是从以下七个方面进行分析。

3.1 提高减压炉出口温度减压炉出口温度是影响装置减压深拔的最关键要素。

适当提高减压炉出口温度，以此来提高减压塔的进料温度。

采用PetroSIM 软件[5]在对三套常减压减压炉的设计参数和进料性质进行模拟计算后，绘制加热炉的生焦曲线，根据KBC 的生焦曲线的结果来指导逐步提高加热炉的出口温度。

三套常减压根据结果将减压炉出口温度由原来的383℃提高到390℃。

3.2 减压炉管注汽为了提高炉管内油品的流速，在深减炉炉进料处注入一定量的蒸汽，降低了炉管内到出口的压降和温降，提高了汽化段的温度，并且减少油品在炉管内能量损失。

随着流速的增加，避免了局部过热现象和炉管内结焦，使汽化段温度有了上调空间，从而达到提高减压拔出率的目的。

合理的注汽位置应设在对流转辐射的炉管内，此点注汽能很好的起到降低炉管内的油膜温度和缩短油品停留时间的作用，降低油品在炉管内的结焦风险。

但过大的注汽量会造成高能耗和酸性水量。

正常进料量的0.5～1%的注汽量是最有利的。

三套常减压在深拔过程中，当炉出口温度提高至390℃时，F-102炉管注汽值为1.0t/hr 左右。

3.3 减压塔塔底吹入适当蒸汽在减压塔底适当吹入蒸汽，采用干湿结合方式，降低汽化段轻组分的油品分压；根据道尔顿定律，在保证减顶真空度的前提下，采用减压塔塔底少量吹入过热蒸汽的方法，为塔底提供气相回流，使进入渣油中的轻组分蜡油汽化挥发，提高上升油气速度，降低汽化段油品的油气分压，使蜡油蒸发汽化提高收率。

但吹入蒸汽量过大会造成负荷增加，使真空度下降，装置能耗上升，在操作中应根据情况及时进调试，合理的分配炉管注汽和塔底吹汽。

3.4 减压塔塔底泵封油的更改减压塔塔底泵采用的蜡油作为封油，当量较大时会提高减压渣油中500℃馏出量，一旦封油性质较轻时，还容易造成减压塔塔底泵抽空，但如果减少封油的注入量，会影响到机泵的正常运行，造成密封泄露，甚至会发生火灾事故。

因此在改造时，增加了渣油回注系统，利用冷后渣油作为渣油泵的封油，以此来减少封油系统对渣油在500℃时馏出量的影响。

3.5 增加急冷油系统为了避免减压塔底结焦和减少裂解气体的生成，三套常减压通过改造，增设急冷油系统，使塔底温度降低到365℃左右，但过多的急冷油量会影响到塔底的换热效率。

3.6 提高浅减压拔出率提高浅减压部分的拔出率对减压深拔影响很大，在实际生产过程中真正做到350℃前“吃干榨尽”，严格控制浅减二线365℃馏出率大于90%，能有效减小深减压炉和深减压塔的负荷，降低深减顶温度，同时也能减少深减压塔的负荷，对提高真空度，降低能耗都有好处。

3.7 优化洗涤段要确保洗涤段底部填料保持润湿，合理的喷淋密度能够保证总拔出率和减压馏分油的质量，洗涤段操作效果好，可以降低过汽化率，在同样的烃分压和蜡油质量的前提条件下可以提高拔出率。

三套常减压将洗涤油控制在20t/h ，过大的洗涤油会导致渣油500℃馏出量偏高。

采用升高减压炉出口温度，向减压炉管注汽，减压塔塔底适当吹入蒸汽，更改减压塔塔底泵封油，增加急冷油系统，提高浅减压拔出率等措施进行减压深拔。

经过减压深拔后，减压渣油收率由32.4%降至31.7%，提高了0.7%。

四、结论1．本文分析了影响减压深拔的因素为：油气分压和温度，雾沫夹带量，减压深拔工艺流程不完善，减压炉出口温度和汽化段的真空度等。

其中影响减压装置拔出率的主要因素是减压塔进料段的油气分压和温度。

2．减压拔出深度的提高需要高的炉出口温度、高的进料段真空度，还需要增加注汽量等，蒸馏装置的能耗相应会有所上升，但从全炼厂角度，减压深拔操作能实现节能和增效的双重收益。

3．通过提高减压炉出口温度及增加炉管注汽，减压渣油收率有深拔前的32.4%降低到31.7%，减压深拔提高了0.7%。

证明三套常减压减压深拔是可行的。

五、减压深拔发展前景减压蒸馏装置虽然工艺较为成熟, 但作为炼油行业的关键工序, 其重要性不言而喻。

目前在工艺加工流程、设备结构及优化操作等方面有了较大的技术进步。

对目前减压深拔, 以下几个方法有待进一步深入研究。

1. 强化原油蒸馏法[1]此方法是通过往原油或常压重油中加活性添加剂, 改变系统状态, 调节石油分散体系中分子间的相互作用, 使馏分油的相对挥发度增加, 提高拔出率。

国内一些科研单位也正在对这项新技术进行研究开发, 如华东理工大学对添加剂强化蒸馏进行研究,并将其应用于胜利油田的减压蒸馏。

结果表明, 减压馏分油收率提高了2.2 % , 具有技术经济可行性。

2.采用蒸汽+机械抽真空系统此方法不仅能节约蒸汽，降低加工成本，也能减少环保压力，避免含硫污水的产生，同时不受蒸汽压力的影响，而影响真空度。

3.采用先进的流程模拟软件采用先进的流程模拟软件，如P r o Ⅱ、Aspen Plus 等计算机模拟软件对生产进行优化，对出装置的不足，达到深拔的目的。