年产150万吨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

年产150万吨常减压蒸馏装置常压系统工艺设计

[前言]

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃的粘稠性液体，主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。由碳和氢化合形成的烃类是石油的主要组成部分，大约占95%～99%，其中含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害的，在石油加工中应该尽量除去。不同产地的原油中，各种烃类所占的比例和结构相差较大，但是基本上为烷烃、环烷烃、芳香烃三类。石蜡基石油通常以烷烃为主的石油；环烃基石油以环烷烃、芳香烃为主；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高，凝点较高，庚烷沥青质含量较低，硫含量低，镍氮含量中等，钒含量极少，相对密度大多在0.85~0.95之间，属于偏重的常规原油。个别油田除外，原油中汽油馏分含量较少，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。

原油精馏装置是炼油企业的“龙头”装置，在炼油工业中算得上是第一道工序，是原油加工的基础。其拔出率高低和能量的综合利用程度体现在石化企业的效益上，因此，开展常压精馏装置的研究很有意义跟价值的。

原油常减压蒸馏作为原油的一次加工工艺，在原油加工总流程中占有重要作用在炼厂具有举足轻重的地位，其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备—常压塔的设计，是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新，装置节能消耗显著，产品质量提高。但与国外先进水平相比，仍存在较大的差距，装置能耗仍然偏高，分馏精度和减压拔出深度偏低，对含硫原油的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平，显著日益重要，对提高炼油企业的经济效益也具有重要意义。[主题]

原油蒸馏一般情况下包括三道工序：①原油预处理：将原油中的水和盐脱出。②常压蒸馏：近似常压下的条件下馏出汽油、煤油(或喷气燃料)、轻柴油、重柴油直馏馏分，塔底剩余的是常压渣油(即重油)。③减压蒸馏：原油中350℃以上的高沸点馏分是润滑油馏分和催化裂化、加氢裂解等的原料，但是由于在高温下会发生分解反应，所以只能在减压和较低温

度下通过减压蒸馏获得，塔底残余物质为减压渣油。在原油的轻质油含量较多或者市场需求的燃料油较多，原油蒸馏可以不需要减压蒸馏这道工序，只包含原油预处理和常压蒸馏两道工序。原油蒸馏所得各馏分中，有的可以当做石油产品的原料或者当做二次加工的原料目前炼油厂常采用的原油蒸馏流程是双塔流程或三塔流程。双塔流程包括常压蒸馏和减压蒸馏，三塔流程包括原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。大型炼油厂一般采用三塔流程。依据原油加工成产品的用途不同，原油的蒸馏工艺流程大致可分为三类：①燃料型，以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主；②燃料－润滑油型，以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主，对减压馏分油的分离精度要求较高，减压塔侧线馏分的馏程相对较窄；③化工型，以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主，汽油、煤油和部分柴油用作裂解原料，因此其分离精度要求较低。

上述三种类型的原油蒸馏流程基本相同，下面以燃料型来介绍原油蒸馏的基本流程，包括原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏三部分。

本文主要介绍原油常压蒸馏特点原油在稍高于常压下进行的蒸馏就是原油的常压蒸馏，所用的蒸馏塔叫做原油常压塔，它具有以下工艺特点：

（1）常压塔是一个复合塔。原油通过常压蒸馏可以切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品馏分。按照一般的多元精馏办法，需要有n-1个精馏塔才能把原料分割成n个馏分。原油常压精馏塔却是与一般的塔不同，它在塔的侧部开若干侧线以得到如上所述的多个产品馏分，像许多个塔叠在一起，故称为复合塔。

（2）常压塔的原料和产品的组成都是很复杂。通过常压蒸馏，原油可得到沸点范围不同的馏分，如汽油、煤油、轻柴油、重柴油和常压重油，这些产品的组成依然是复杂的。如伊朗轻质油，15～160℃馏分可作为重整原料；140～240℃馏分精制后可生产3#航煤；180～350℃馏分生产-10#轻柴油需精制；220～320℃馏分生产10#军用柴油需脱硫、硫醇。伊朗轻质原油350～530℃蜡油可作为催化裂化掺炼混合原料。

（3）汽提段和汽提塔。在石油精馏塔中，提馏段的底部一般不设计再沸器，因为塔底温度比较高，一般达在350℃左右，在这样的高温下，基本上无法找到合适的再沸器热源，所以通常向底部吹入少量过热水蒸汽，用来降低塔内的油汽分压，使混入塔底重油中的轻组分汽化，这种方法称为汽提。汽提的好处是提高轻组分馏出量，降低能耗。

在复合塔中，汽油、煤油、轻柴油产品之间只有精馏段没有提馏段，这样侧线产品中会相当数量的轻馏分，这样不但影响本侧线产品的质量，更降低了轻馏分的收率。所以通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔，汽提塔作用是汽提主要是降低轻组分的分压，促使其

从油品中分离，因为这些轻组分一般都是不稳的或易挥发物质，不汽提的话会很不稳定。降低油气分压主要是利用的相平衡原理，气相浓度减小后，液相浓度自然也会减小的。

（4）常压塔常设置中段循环回流在原油精馏塔中，除了采用塔顶回流时，通常还设置1~2个中段循环回流，即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油，经与其它冷流换热或冷却后再返回塔中，返回口比抽出口通常高2 ~3层塔板。

一中段主要使轻柴油凝固点合格、回收塔内余热、提供吸收稳定系统热量、使塔内汽液相负荷均匀等作用。二中段主要是多取热，以减少一中段的取热量。由于二中段抽出温度较高，可回收较高温位的能量，提供吸收稳定系统热量。

（5）装制设备的考虑因素

塔设备是化工，石油化工、炼油厂等厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关材料报道，塔设备的投资费占整个工艺设备投资费的较大比例，它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。[总结]

在炼油企业中，常减压蒸馏是重要的原油一次加工装置，它的加工能力是炼油企业加工能力的重要标志，一次加工能力的高低亦是炼油企业综合技术实力的具体体现。常减压蒸馏装置承担着从原油中分离出汽油(重整料)、煤油、柴油、润滑油(蜡油)组分等重要的分离任务，更主要的是为下游二次加工装置提供原料的作用。常减压蒸馏装置在石油加工过程中不但加工规模较大，其占炼油综合耗能的比例也是十分值得关注的，常减压蒸馏装置的能耗在整个炼油厂的耗能中占15％～20％，可见降低常减压蒸馏装置的能耗，对降低整个炼油企业的综合能耗，提高炼油企业综合效益意义十分重大。

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