对常减压蒸馏装置减压深拔的探讨

林彦宏

摘 要：我国工业种类齐全，规模庞大，是世界最大的工业国家，为了维持工业生产和人们的日常生活，每天都要消耗大量的能源，其中原油是最主要的能源，用处广泛。常减压蒸馏装置是原油深度加工的基础，其拔出效率的提高，能提升整个石油化工产业的效益，本文对常减压蒸馏装置减压深拔技术进行了一定探讨。

关键词：原油加工;常减压蒸馏装置;减压深拔技术

0 引言

原油又被称为液体黄金，是当今世界上最主要的资源之一，任何国家的工业生产和发展都离不开原油的使用。原油的加工提炼工序极为复杂，减压蒸馏深拔是其中最关键的步骤，因此结合国外内炼油厂的情况和经验，对常减压蒸馏装置减压深拔技术的影响因素、拔出效率进行深入研究，有着十分重要的意义。

1 常减压蒸馏装置的结构及运行原理

常减压蒸馏装置是原油提炼加工的重要设备，主要负责原油的脱盐、脱水、常压蒸馏、减压蒸馏。常减压蒸馏装置主要由初馏塔或闪蒸塔、常压塔、减压塔和加热炉组成。从油田开采出的原油往往含有盐类氧化物，会导致设备腐蚀，影响成品油的质量。为了脱除原油中的盐类氧化物，需要注定一定的水，使盐类氧化物充分溶解在水中，会形成一种是石油与水的乳化液体。然后借助强弱电场与破乳剂的作用，破坏乳化液外边的保护膜，使水滴不断聚合，由小变大，然后再借助重力的作用使其与原油分离，由于盐类氧化物已经融化在水中，所以脱水过程中盐类氧化物也会一起脱离出去。经过脱盐、脱水处理的原油，需要在蒸馏塔里进行常压蒸馏，根据其沸点不同，将这些原油分离成汽油、煤油、柴油等不同的油品，这个过程被称为馏分。减压蒸馏是加热原料后使其处真空状态，进行冷凝，对常压塔底的原油进行分流，通过不同的加工方式分离处裂化原油和润滑油，这些馏分油经过调和之后便可以作为成品油出厂。其中，减压深拔是包括减压炉、转油线、减压塔及真空系统在内的重要系统，关乎着原油精炼、蒸馏的效率和质量。我国是个资源紧缺型国家，同时又是个耗油大国，每年都要从其他国家进口大量的原油。因此国家十分重视原油的提炼加工技术，原油的提炼加工技术每有一点突破，都会给石油化工产业带来巨大的收益，进而促进我国工业发展，因此对常减压蒸馏装置减压深拔进行深入研究与探讨，具有十分重要的意义。

2 影响常减压蒸馏装置减压深拔的因素

2.1 加工路线和原料性质

加工线路决定着原油的加工方式，渣油和蜡油是两种最常见的油品，常减压蒸馏装置常见的蜡油加工路线主要为催化裂化加工、加氢裂化加工和蜡油加氢--催化裂化加工三种。渣油的主要加工路线包括延长焦化加工、加氢处理和溶剂脱沥青三种。由于蜡油和渣油加工方法的不同，决定了常减蒸馏装置不同的拔出深度，也会影响常减蒸馏装置是否要进行深拔。

原油的性质和纯度，对于常减压蒸馏装置的减压深拔有很大影响。对于低硫、低金属的石蜡基原油，其渣油不用经过减压蒸馏，可以直接掺入蜡油中，进入催化裂化装置进行加工，因此也不必追求减压拔出率。如果想要生产喷漆燃料或者芳烃，可以采用蜡油和氢裂化路线，并根据渣油的硫含量合理选择切割点。对于含硫量高和金属量较高的蜡油，无法直接用催化裂化装置进行加工，在采用加氢处理--催化裂化路线或加氢裂化路线之前，需要最大程度提高蜡油的转化率，减小渣油含量和生焦量，因此需要采用深拔。如果采用渣油和加氢出处理路线，渣油内较高的粘度会使乳化液体保护膜加厚，导致扩散阻力增加，为了降低渣油内的黏度，会向渣油中兑入蜡油，使渣油能够更好的被蒸馏出去，因此原油的含硫量、金属量、纯度、黏度等性质都会影响常减压蒸馏装置的减压深拔。

2.2 闪蒸阶段的温度和压力

减压蒸馏装置本身的性能，也就是说减压系统能否为深拔提供足够的能量，能否满足深拔条件下温度、压力的要求，也会影响减压深拔的效果。在减压塔内，所有需要深拔的原油都会在闪蒸阶段内汽化，高汽化率需要较低的闪蒸段压力和较高的闪蒸段温度，因此减压塔内的温度、油气压力都会对减压深拔的效果产生巨大影响。一些特殊的原油，在闪蒸阶段压力不变的情况下，温度和汽化率间是近似正线性的关系。当在同等压力的情况下，减压塔内温度低于400℃时，温度每升高1℃，汽化率便增加0.35%左右。减压塔内温度高于400℃时，温度每升高1℃，原油汽化率身高0.3%。由此可见，在温度较低的情况下，提高温度对拔出率的影响更加明显。如果在温度保持不变的情况下，气压与汽化率之间呈负相关的趋势。在减压塔内压力低于2.66kPa时，压力每降低0.13kPa，原油汽化率便增加0.6%左右。当减压塔内气体压力在2.66到4.00kPa之间时，气压每降低0.13kPa，转化率便增加0.4%左右，由此可见低压条件下，压力对拔出率的影响更加明显。除此之外，降低压力的作用还与温度有关，在温度低于400℃时，降低压力的效果要比温度高于400℃时更好。对于常减压蒸馏装置来说，升高温度和降低压力都会受到相关条件所制约，闪蒸温度过高会导致炉口温度随之升高，容易引起炉管结焦，过低的闪蒸段压力会导致减压塔直径缓缓扩大，导致损耗的增加。综合考虑原油的热稳定性和减压塔的尺寸构造，将闪蒸阶段的温度控制在410℃到430℃，塔内压力控制在1.33kPa到2.67kPa之间，原油的汽化率和深拔效果最好，并且不会导致减压塔损坏。

2.3 减压加热炉设计

减压加热炉是减压蒸馏装置的核心设备，作用是为减压蒸馏提供足够的热量，想要提高减压深拔的效率和效果，必须要提高减压炉的出口温度。一般的加热炉，短时间可以用过提高加热炉出口温度实现深拔。但是一些原油需要進行长时间的持续深拔操作，想要长时间进行深拔操作，需要保证炉管不结焦，减压深拔系统运行稳定。减压加热炉的炉管形状和炉管排布方式、热辐射强度、质量流速、停留时间、炉膛烟气温度、炉内最高油膜温度等都是影响减压热拔系统的关键。炉管结焦程度与油膜温度和原油在炉管内的停留时间有关。炉管内的油膜温度越高，停留时间越长，炉管就越容易结焦。其中，油膜温度又与炉管的排布方式、炉管形状、炉管的热传导能力有关。想要保证减压加热炉在减压深拔条件下能长期运转，可以选择单排单面辐射或单排双面辐射立管炉，这种炉型热辐射更加迅速，导热能力强，可以将油膜温度控制在460℃以下。为了防止炉管结焦，还要尽量减少原油在炉管内的停留时间，最好保持在10秒以内。

2.4 减压塔洗涤段

压塔洗涤段会对闪蒸上来的油气进行洗涤，除去其中的重金属、残炭等杂质，保证原油的性质满足后续加工程序的要求。在深拔条件下，洗涤段的温度会达到390℃左右，比正常蒸馏要高出20℃左右，导致洗涤段的气相负荷相对较大，液相负荷相对较小，使填料容易发生结焦，从而影响洗涤段的洗涤效果，降低了减压拔出率，无法有效除去重金属等杂质。为了防止这种情况发生，需要保证洗涤段用来润湿填料的下表面干净没有杂物，填料的喷淋密度要符合填料的种类和规格。同时也要注意洗涤段的洗涤油量，当减压塔在较低的处理量减压深拔时，如果仍维持加热炉出口温度不变，将各物流的流量按比例降低，将会导致洗涤油量无法满足填料的喷淋密度要求，进而导致蜡油的残炭量过高。对此，要保证减压塔实际进料量低于设计的进料量，在操作中要根据情况适当提高加热炉的出口温度，从而提高汽化率，以保证洗涤油量满足洗涤要求。

3 结论

我国是一个资源紧缺的国家，每年都要大量进口原油，因此原油的提炼加工技术十分重要。常减压蒸馏装置是原油加工的重要装置，负责脱盐、脱水、蒸馏原油。常减压蒸馏装置的减压深拔影响着原油的提炼加工效果，要对原油性质、加工线路、闪蒸阶段的温度和压流等影响减压深拔的因素进行深入研究。

参考文献：

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[2]陆晓青，李和杰.常减压蒸馏装置的减压深拔设计与实践[J].广东化工，2018，45（15）：194-197.