减压深拔技术在常减压蒸馏装置上的应用

洪伟鸿(中国石油天然气股份有限公司广东石化分公司，广东 揭阳 515200)

0 引言

随着社会、科技的发展，人们逐渐重视环境问题与有限资源使用危机的对立，有限资源的利用尤其是石油供需的对立逐渐成为经济和生态研究的焦点。目前，随着我国许多炼油企业的快速发展，人们越来越重视常减压蒸馏设备真空深冲技术完善以及创新，以增加生产动力，提高资源的生产力及质量，实现减少污染、低碳环保的经济效益以及符合现阶段可持续发展战略政策。

1 减压深拔技术概述

1.1 常减压蒸馏装置减压深拔技术的现状

从当前的发展情况来看，国内常减压蒸馏设备效率不能与国外的相关设备对比，减压蒸馏设备仍有较大的创新和完善的空间。计划是根据现场生产过程制定的，所以每台设备都很关键，也最终所生产的物件质量紧密联系。规划师有必要根据一定的规划原则制定工艺流程。我国的常减压蒸馏设备一般是对传统的设备采用化学方式进行运行环境改造。核心内容是针对实际管道中的汽化点和油膜温度等进行筛检确定。真空蒸馏是将加热后的高沸点原料在真空下汽化冷凝，在常压蒸馏塔前设置闪蒸塔或一级蒸馏塔[1]。

1.2 常减压蒸馏装置未达到深度拔出时面临问题

真空系统超负荷，真空设备滑出的大部分常压渣油都有相应的规模要求。当柴油比例较大时，设备会过载运行中，塔盘的压降同时受到干扰。

减压设备炉口温度过低，油品气化率会很低。为了避免油渣裂解和炉管结焦的假象，国内很多真空设备都是按季节采集气化段和真空设备其他部分的温度，最终气化率较低。因此，在设计生产工艺流程图时，不需要严格根据现场生产条件来设定减压设备的温度[2]，增加了蒸馏设备和工艺的防腐技术要求。

1.3 分析常压蒸馏装置减压深拔技术的影响因素

从近年来的相关信息分析可以获得，国外的减压深拔技术远小于原油沸点的基础上运行的。对比来看，而我国基本上是在沸点的环境下进行，应该在这部分花费较多的资源来研究解决。现对解压深拉技术产生影响的因素归纳如下：(1)真空炉的出口温度，如果仅仅依靠以往的经验来设定炉口温度，很可能导致炉管结焦，增加裂解反应的残油，最终形成原料的浪费。所以在开始之前进行精准的计算十分关键。(2)在生产过程中，以降低油气的温度和分压，提高温度。而这种压力和温度之间呈反比，压力升高则温度下降，此时的降压效果不显著。当提取率不断下降时，对应的压力将会逐渐升高，温度也会有所下降，需要明确的是需要在规定范围内，如果温度超过相关标准将会影响机油质量。(3)气化段真空度。如果真空单元进料段温度过低，会对真空系统抽真空率和汽油气化率产生较大的干扰。

2 减压深拔的主要技术特点

在常减压蒸馏设备的真空设计中通常选择的是全包湿式抽吸技术。对应的真空炉温度需要达到404 ℃，而原油的切割温度为580 ℃。对真空塔的结构设计进行分析，其主要由4条测线和5个填料组成。利用还原线能够晚上柴油的产出，同时也可以引进蜡油技术，在2、3条还原线集合之后，可以借助该技术来进行脱蜡加工，剩余部分将利用重油加氢设备进行操作，最后一条还原线主要是针对重油加氢设备的使用，将渣油可以经过加工变成炼焦原料。如果渣油数量下降，此时在操作中需要减少渣油的用量。对于该技术所具备的特点主要归纳为以下几个方面：

2.1 常压塔不设常四线

常压塔没有正常的四线萃取，只有常压塔的汽化油从进料口的上塔盘引出，然后返回到进料口的下一个塔盘，以改善真空炉的进料物性(降低油品的黏度)，从而配合真空部分的深度萃取。

2.2 减压炉炉管注汽

油品的裂解和结焦不仅与油品的性质和温度有关，其中还包含关键元素，即油品在高温环境下所滞留的时期。向真空炉管内注入蒸汽，增加常压重油在炉管内的流量，减少油在高温环境下滞留的时长，减少结焦，是保证真空深拔的关键操作。

2.3 减压炉燃烧器

燃烧器是否满足需要的燃烧性能是真空抽气操作的重点。火焰不稳定会对炉管过热的现象有一定的影响，导致炉管内的油过度裂解结焦。火焰高度达不到相关要求，影响受热，从而对拉拔深度产生影响。因此，采用专用燃烧器，保证燃烧性能满足以下基本要求：(1)火焰高度不小于6 m。(2)火焰必须直立、强烈。(3)必须彻底燃烧[3]。

2.4 真空炉管道和燃烧器的布置

想要获得受热均匀，需要将炉管和燃烧器进行科学设计。只有当炉管上每个受热点合适时，才能达到同样的传热效果，才能有效的缓解炉内的介质高温现象，防止炉管内的油因高温而导致裂解。该机组真空炉的每个炉管对应有两个燃烧器，两个燃烧器以一定的夹角排列。此外，真空炉辐射室内有64个外部热电偶，每路8个热电偶。在生产操作中，要及时的检测外部温度的情况，最高温度不应超过482 ℃。

2.5 减压输油管

从加热炉出口支管到真空塔闪蒸段的整个支管经过水力计算，经过四次逐渐扩径后，油管压降和温降减小，因此缓解了减压炉口的高温现象，减少了结焦。

2.6 减压塔进料段结构

在进料阶段主要是一种单切向循环模式。为了提高气相的分散性，在流道中增加了防涡挡板，每隔60 ℃设置一个，使气液相尽可能均匀分散，减少夹带，保证深拔后蜡油的质量。分配器下方设有由抗冲击能力强的规整填料和固定结构组成的吸能器，用于减少沿塔壁分散的进料中高速运动的液体对塔下部内部构件的冲击，吸收高速动能，将高速飞溅液体中截留的气体成分一起释放出来，有效避免因截留造成的底部残渣中轻组分的增加。

2.7 塔底、 减四线设置急冷油

在该线路中，四线底部和邮箱的具体温度都要保持在360 ℃左右，避免温度变化影响重油质量，或者出现结焦现象。

2.8 高效真空泵系统

真空深冲作业时，真空炉出口温度升高，真空还原顶部不凝气体量增加，一般真空喷射器难以满足。建议选择一整套抽真空技术，分为三个阶段，每一阶段分别配备20%、40%和80%负荷的蒸汽真空，应运用湿式冷气，以实现低压环境效果。

3 减压深拔的优化调整

3.1 常压拔出率

如果常压抽提率过高，常压基础油会变重。真空炉炉管温度升高4 ℃后，设备总提取率略有增加，但真空侧线残碳量和含油量明显增加，对后续加工设备影响较大。考虑到真空炉进料控制阀堵塞，真空炉出口温度降至404 ℃。

3.2 减压炉出口温度

提高真空炉出口温度和提高真空塔进料汽化率是完成真空拉深的重要方法之一。根据规划条件，真空炉出口温度控制在404 ℃，真空系统工作良好，无结焦等异常情况。

3.3 减底吹汽量

吹蒸汽的主要作用是控制气压，改善抽出率。合适的蒸汽喷吹率意味着在不影响真空度和产品质量的情况下，设备的总抽汽率最高[4]。因此，在生产过程中，尝试了几种塔底吹汽方式，对设备的影响如表1所示。在调整减底吹气量的同时，保持减压炉管注汽量不变。

表1 不同的减底吹汽量对装置的影响

3.4 减压塔底温度

如果真空塔底部温度过高，塔内高温油会裂解，裂解气会影响塔顶的还原真空度；当底部的温度不断下降时，此时的原油温度也会受到影响，导致能耗增大。

3.5 净洗油流量

拉深之后，在闪蒸段中的油气中重金属等杂质含量上升，对蜡油的质量进行检查，一级指标和三线残碳量之差，结果显示超标。因此，在85%处理负荷不变的情况下，净洗油流量逐渐增加，并观察到对副产物残炭含量的影响。

4 提高常减压蒸馏装置的减压深拔技术的措施

4.1 合理控制并提高减压炉出口的最低温度

常减压蒸馏设备中的真空深拔技术操作中，最关键的就是对炉内的温度控制，需要将最低温控制在相关标准之内，同时保障进料温度。对不同减压炉的数据信息以及原料等进行分析计算，能够看到生焦的具体情况变化，同时对出炉温度进行调整。

4.2 减压合理设置炉管产生的柱汽

能够提高炉管内原油的流量，可以在炉管入口注入一定量的蒸汽，减小从这里到出口的温度和气压，共同提高炉管汽化段的温度，尽可能避免油品的能量损失。塔蒸汽应设置在合理的位置，即炉管内对流转化为辐射的位置，以减少因塔蒸汽量超出标准而导致的高能耗和水酸性。

4.3 增加和改善急冷油系统， 对洗涤段进行优化

对三套常降压的装置进行了创新和完善，加强了急冷油系统装置，缓解了塔底的高温现象，也不会发生了塔底结焦和裂解气现象。本工程应选择合适的温度，约为365 ℃。当急冷油含量增大时，此时受热效果会会减弱。为了保证总提取率和分馏油的质量，需要调整合适的喷雾密度和改善洗涤阶段，有效减小气化率。

5 结语

总而言之，要实现我国理想的石油以及炼油行业的发展，有必要大力推广常减压蒸馏设备的减压深拔技术，有效改善原油的产量和品质，降低设备和器材的能耗，增加企业的经济效益以及推动国家可持续发展战略体系完善。