常减压蒸馏装置研究现状与概述——250万吨年常减压蒸馏装置常压系统工艺设计【文献综述】

文献综述

化学工程与工艺

常减压蒸馏装置研究现状与概述——250万吨/年常减压蒸馏装置常压系

统工艺设计

[前言]

本课题的主要内容是对年处理量250万吨常减压蒸馏装置常压系统进行工艺设计。

常减压蒸馏是石油加工的“龙头装置”，后续二次加工装置的原料及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程，在常压和减压的条件下，根据各组分相对挥发度的不同，在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热，经过多次汽化和多次冷凝，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴油及渣油等。

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占三分之一。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。

石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的大部分依赖于石油产品，汽车，飞机，轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品，有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业，用于生产有机化工原料也占了小部分。

[主题]

国内外现状

石油是重要的能源之一，世界的工业生产和经济运行都离不开石油，但是，石油不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，炼制成多种在质量上符合使用要求的石油产品。

世界炼油厂平均规模不断提高，从1982年的491万吨/年提高到2008年的653万吨/年。全球最大的25家炼油公司合计炼油能力为25.72万吨/年，占世界炼油总能力的60.1%。全球炼油能力大于等于2000万吨/年的炼厂共19座，合计炼油能力达5.13亿吨/年[1]。

当今世界科技进步日新月异，炼油和石化领域的科技发展也非常迅速，总体来看，有以下七个方面的发展趋势[2][3]：

一、技术进步推动全球炼油和石化工业走向大型化、基地化和一体化，产业集中度进步

提高；

二、清洁燃料、深度加工和油化一体化技术成为世界炼油技术发展的主攻方向；

三、石化产品将向多样化、高附加价值、高性能化方向发展；

四、炼油和石化生产过程向清洁化方向发展；

五、替代能源的研究受到高度重视；

六、应用信息技术，加快炼油和石化传统产业升级；

七、高新技术的应用推动炼油和石化技术的进一步发展。

随着60年代大庆油田的开发，我国石油加工能力得到快速发展，1965年原油加工能力超过1000万吨/年。1975年达到5000万吨/年以上，1988年1亿吨/年，1995年全年底加工能力超过2亿吨/年，居世界第四位，2005年我国原油加工能力为3.47亿吨/年，加工量为2.86亿吨，三大类成品油产量约1.75亿吨，表观消费量1.68亿吨。2009年我国原油加工能力增至4.78亿吨/年，稳居世界第二位，原油加工量3.75亿吨，三大类成品油产量达2.28亿吨，表观消费量2.20亿吨，基本满足国内需求，部分成品油出口国外[4]。

常减压蒸馏的概述

常减压蒸馏是石油加工的“龙头装置”，后续二次加工装置的原料及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程，在常压和减压的条件下，根据各组分相对挥发度的不同，在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热，经过多次汽化和多次冷凝，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴油及蜡油及渣油等。

原油蒸馏通常包括三个工序：

①原油预处理：即脱除原油中的水和盐；

②常压蒸馏：在接近常压下蒸馏出汽油、煤油(或喷气燃料)、柴油等的直馏馏分，塔底

残余为常压渣油(即重油)；

③减压蒸馏。

目前，国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、减压塔，常压炉、减压炉组成的三塔两炉工艺流程。近年来，我国常减压蒸馏装置，呈现了规模大型化，原油加工品种多样化生产操作智能化等趋势，技术水平有了较大的提高。作为炼油企业的“龙头”，常减压蒸馏装置技术水平高低，不但关系到原油的有效利用，而且对全厂的质量，产品收率，经济效益都有很

大影响，这就要求我们积极应用先进适用技术，继续推动常减压蒸馏技术进步，促进整体炼油水平的不断提高。

为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对大庆原油进行常减压蒸馏常压系统设计。设计的基本方案：原油—换热系统—电脱盐系统—加热炉系统—常压系统，经常压蒸馏得到汽油、煤油、柴油及常压渣油。

常压塔的腐蚀与防护

常压塔的腐蚀主要有低温腐蚀、高温环烷酸腐蚀、高温硫和硫化氢腐蚀、原油性质变差等等。对于常压塔的防护，目前拥有的几种防护方法如下：

（1）加强“一脱三注”措施：提高电脱盐技术、注氨水、注缓冲剂、注碱水。

（2）设备方面：合理选材、加强对设备腐蚀的检测，重视设备防腐研究、改变结构对

设备的冲蚀破坏[6]。

提高轻质油收率的有效方法

李东英、黄风林[7]等人提出常压加热炉采用炉管逐级扩径及高架空低速转油线技术,是提高原油汽化率,提高轻质油收率及柴油质量的一项非常经济、简单易行的技术。同时又可降低炉管压力降,减少原油输送动力消耗。降低常压塔操作压力 ,选择压力降小的塔内件(塔盘或填料),并把这些方法有机结合起来,常压蒸馏装置轻质油收率将会取得前所未有的突破.

[总结]

本课题是250万吨/年常减压蒸馏装置常压系统的工艺设计，原油常减压蒸馏装置耗能极大,约占整个炼油厂炼油用能量的20%-30%,而且目前我国的一些炼油厂用的换热网络仅仅考虑到工艺要求,而未考虑热量的合理利用.,不仅可提高原油的预热中温,减少燃料油的消耗,还可降低冷却热负荷.要保证有效能损失最小,即遵循高温位热流与高温位冷流换热,中温位与中温位换热,低温位与低温位换热的匹配原则,而且要有效利用热流的高温位热源,对原有换热器进行充分利用,使设备投资费降到最低。

[参考文献]

[1]袁晴棠.世界炼油工业发展概况与趋势[J].中国石化，2009，17（12）.2-8

[2]王基铭.新世纪石油炼制和石化技术的发展趋势[J].中国石化，2004，(11).4-6

[3]International EnergyAgency(IEA)/OECD.World Energy Outlook[M].Paris:IEA

Publications-9, 2002.

[4]李宇静，白颐，白雪松. 我国炼油工业现状及“十二五”发展趋势分析[J].化学工业，2010，

28（10） 1-7

[5]林世雄.石油炼制工程[M] 北京：石油工业出版社，2009，161-180