减压深拔技术在常减压蒸馏装置上的应用

2021-01-10王浩俨中海油惠州石化有限公司广东惠州516086

化工管理 2021年14期

关键词：蜡油杂质重金属

王浩俨(中海油惠州石化有限公司，广东惠州 516086)

0 引言

由于常减压蒸馏装置在使用的过程中，会因为原料性质差异等因素，在进行油品生产时，会出现较多的金属杂质，因此也不利于蒸馏的开展。通过在常减压蒸馏装置中，运用减压深拔技术，能够有效地减少其中的金属杂质。

1 减压深拔技术在常减压蒸馏装置上的具体应用研究

1.1 材料和方法

所采用的常减压蒸馏装置由常压蒸馏部分、减压蒸馏部分、原油电脱盐部分、换热网络和加热炉部分等构成。对于减压深拔部分来说，主要由以下设备组成：减压转油线、加热炉、减压塔、塔顶抽真空系统等。对于所采用的常减压蒸馏装置来说，现在所使用的减压加热炉属于箱式炉，而且加热炉所提供的热量必须充足，炉口温度在600 ℃及以上，在这样的热量之下，才能实现深度减压蒸馏。而且，减压深拔也要进一步考虑油品的热敏感性。在减压炉中的油品，随着行程的增加不断升高温度，而与此同时压力也会下降，这也使得进出炉口的压力的减少。通过炉管的扩径，也能够在一个低温低压的条件下，实现油品的汽化，这样就能够对于汽化潜能进行吸取，进一步防止油品结焦、裂解等问题发生。

要想进一步获取重金属和杂质分离的可能性以及减压蒸馏的净化效率，可以通过在饱和蒸气压的热力学性质和蒸发速率的动力学性质的基础上，进一步计算出重金属的蒸发率和蒸馏时间，这样就能够避免不必要的能耗，实现生产效率的提高。在具体的操作中，在实验温度之下，通过真空热重炉，能够对于重金属的蒸发率，做出精准迅速的测量。在进行真空蒸馏时，也要通过真空计、天平、热电偶，进行压力、温度、质量等数据的细微变化的观测，之后在进行信号的传送，让其能够到达计算机终端。通过对于蒸馏过程中单位时间内，单位面积的重金属质量所产生的变化的测量，能够进一步求得蒸发率。

在净化实验中，所需要采用的设备有不锈钢炉、内阻加热真空蒸馏设备。而在不锈钢炉中，还包括加热器、热电偶、耐火材料、冷凝器、石墨坩埚等。之后在不同的条件设置之下，通过在其中进行初始输入材料的加入，开展TCVD实验。通过机械真空泵，能获取蒸馏室内的动态真空度，之后对于加热速率进行控制。在温度到达目标以后，要通过自动温控系统对于温度进行控制。之后在到达一定条件以后，进行熔炉的排空，这样就能够去除其中的水分。对于坩埚内的温度来说，如果到达目标温度以后，就会使得材料开始蒸发。在结束蒸馏以后，要进行降温和冷凝器的清洗工作，之后对于冷凝器进行称重。在冷却过程中，真空泵也要保持运行状态，让设备能够一直处于真空状态，这样能够避免金属的氧化以及出现气体泄漏。

之后，对于初始重金属的纯度的测定来说，需要运用化学滴定法，通过电感耦合等离子体质谱法，对于主要金属杂质的浓度进行测定，所采用的方法均符合国家的标准。之后，利用100%的总杂质，进行蒸馏重金属纯度的计算，在冷凝器中随机抽取样品进行混合，这样就能够获得平均的杂质结果。再通过电子探针分析仪，进行粗重金属表面样貌以及元素分布的分析。

1.2 结果分析

在粗重金属的蒸馏过程中，随着温度的升高，质量呈水平变化趋势，在80 min以内，在一定的速率下，系统压力也有较为显著的波动，出现这种现象的原因是由于设备中水分的少量且快速蒸发。达到80 min时，质量就会开始下降，出现重金属的蒸发。之后随着温度的升高，并升高到一定程度保持不变以后，重金属再以一定的速率减少，直到重金属蒸发完全。所以通过温度稳定范围内，可以进一步求得重金属的蒸馏率。

对于TCVD实验来说，分别在三种条件下开展，即53 K，30 min；523 K，60 min；503 K，60 min，对于初始的粗重金属纯度在99.4%，通过TCVD实验能够对于大部分杂质，实现有效地去除。而且能够降低杂质总含量，实现对于杂质的纯化，提高对于杂质元素的去除效率。通过减压深拔技术的应用，不仅能够将杂质的去除率提高到97.36%以上，而且还能让总重金属挥发率实现在90%以上。

另外，通过对于微观区域通过电子探针元素EDS以及图谱，进行典型杂质的观测，可以较为清晰地观察到杂质的聚集。而且相比较其他区域来说，重金属去除的微观区域杂质聚集程度较小，通过电子显微镜就能够进行识别，从而对于元素EDS相对集中以及聚集杂质元素的分布区域，进行进一步确定。

通过上述实验结果证实，在常减压蒸馏装置中应用减压深拔技术，能够在蒸馏过程中，实现总杂质含量的降低[1]。

2 减压深拔技术在常减压蒸馏装置中的应用策略和举措

2.1 有效控制减压炉出口温度

在应用减压深拔技术时，关键就在于对于减压炉出口温度的控制，这会对于拔出率，起到直接的决定性影响。因此，要想进一步实现减压深拔技术的优化和完善，就要对于减压炉的出口温度，进行有效把控。要在减压炉的结构以及具体的原有类型基础上，能够精准到最低温度，这样就能够指导减压塔的具体进料温度，从而实现更高精准性的服务。同时，还要对于出口温度进行更加严谨的研究，并且在原料性质和参数的基础上，进一步绘制结焦曲线，确保曲线的科学性，这样就能够求得在当前条件下减压炉出口的最佳温度，从而有利于后续的温度控制。

2.2 合理设置减压炉管产生的蒸汽

对于常减压蒸馏设备中减压深拔技术应用所实现的拔出率，也与减压炉管内的原有流动速度有关，在进行一定量蒸汽的注入时，所选择的位置要在进料处的向炉管。这样的位置设置不仅能够实现出口温度以及气压的有效降低，同时还能够避免油品能量损失，进一步使得炉管内部的汽化段温度升高。所以要对于辐射位置进行改变，要能够在最大程度上，将减压深拔技术的优势作用发挥出来，对于蒸汽位置进行科学、合理地设置。

2.3 优化洗涤段，改善急冷油系统

要想进一步优化减压深拔技术，就要有针对性的开展设备改造工作，特别是对于常减压蒸馏设备的改造。通过对设备的改造，能够有针对性地解决结焦问题，并且对急冷油系统进行改善，进一步减少裂解气体，实现塔底温度的降低。在进行洗涤段优化以及急冷油系统的改善过程中，在具体设计时，也要能够实现温度的有效控制，让其能够处于36.5 ℃左右。而且要控制好急冷油的数量，进一步改善喷淋密度，优化洗涤段，这样就能够有效地防止由于过多的急冷油，对于分馏油质量的提升所带来的影响[2]。

3 减压深拔技术的应用效益和影响的分析

在常减压蒸馏装置中应用减压深拔技术，通过实验研究和分析发现，对于延迟焦化装置中的焦率来说，得到了明显提升。而且，由于原料所需数量的减少，也导致最终的焦化原料的产量降低，进一步使得附加值产品的回收率，得到了一定的提升。因此，这也有助于实现企业更高的系统收益。在工艺流程的基础上进行分析，通过使用减压深拔技术，能够进一步减少减压渣油组分，将其当作重蜡油组份，之后能够同时兼顾两种设备，进行处理以后，实现对催化裂化装置的去除。对于这整个过程而言，由于在延迟焦化装置中蜡油收率的减少，也会使得在加氢装置中，出现原料的减少，在整体上的油焦产量出现了一定的降低，而蜡油原料则会出现升高的现象，这样就会使得增加的蜡油，能够实现对汽油、柴油等组分的转化。通过减压深拔技术的实施，会导致催化裂化装置中产焦量的增加，同时这也导致烧焦的能耗大幅度增加。但是与此同时，外取汽包产汽量也有了一定程度上的增加，这也使得降低了用电单耗，导致装置总能耗的下降。

在实际的应用过程中，减压深拔技术的使用能够有效地减少减压渣油的收率，这样也就进一步减少了焦油的使用量，从而也能够减少在焦化装置上，进行加工的原料。在原有加工量的基础上，进行预测的过程中，通过对产品结构的改变，能够进一步影响炼油企业的效益实现。如果在去年的产品价格的基础上，通过相应的计算，也就能够在催化裂化装置上所消耗的能量，将企业的一部分效益体现出来。从这一角度来看，由于催化裂化装置所产生的焦量加大，也就会使得产品总量减少。通过数据进行分析，在其中应用减压生产技术，能够进一步降低焦化装置中的蜡油收率，而且也能够减少所产出的蜡油量。这也就使得在催化裂化装置中，会需要更多的原料消耗。通过对于产品结构的改变，能够提高企业的收益。另外，对于能耗来说，通过减压深拔技术的采用，能够对于常减压蒸馏装置的能量消耗，产生一定影响，会增加该设备的能量消耗，从这个角度上来看，由于能耗的增加也会降低企业的经济效益，但是从整体上来看，减压深拔技术依然能够为企业实现收益的显著增加[3]。

在常减压蒸馏装置中应用减压深拔技术，能够在最大程度上实现能耗的减少，这样就能够对环境污染问题起到一定的改善作用。在产品结构的改变的情况之下，也要进一步综合企业的效益和具体的结构，对其进行优化和发展，通过减压深拔技术，实现成本的降低。