分馏塔的常规设计毕业论文

浅谈常减压蒸馏装置的减压拔出现状和改进措施论文

论文摘要： 着重介绍了中国石化系统内蒸馏装置减压系统的拔出现状和提高拔出率的措施，指出在加工原油重质化的趋势下，提高常减压蒸馏装置减压系统的拔出水平可发挥原油重质化的效益。

论文关键词： 常减压蒸馏装 置减压系统 拔出

随着原油供需矛盾趋紧和原油价格持续走高，中国石化炼油企业原油采购日益重质化，造成部分常减压蒸馏装置的减压系统超负荷，蜡渣油分割不清，蜡油馏分流失到渣油当中，渣油量的增大又造成炼油厂重油装置能力吃紧和不必要的能量消耗，部分企业还不得以出售渣油，削弱了加工重质原油的应有效益。为了缓解加工原油变重对二次加工装置的影响，提高重油加工装置的营运水平，充分发挥原油采购重质化的效益，提高蒸馏装置减压系统的拔出水平显得尤为重要。

1国内蒸馏装置减压系统的拔出现状

目前，国内还未真正掌握减压深拔成套技术，少数几套装置虽然从国外SHELL和KBC公司引进了减压深拔工艺包，但对该项技术的吸收掌握还需要一段时间。通常来讲，国外的减压深拔技术是指减压炉分支温度达到420oC以上，原油的实沸点切割点达到565~620℃。中国石油化工股份有限公司近几年新引进的减压深拔技术是按原油的实沸点切割点达到565℃设计，也即是国外减压深拔技术的起点，其余减压装置未实现深度拔出的主要原因是装置建成时问较早，当时多按原油实沸点切割点为520~540℃设计，无法实现减压深拔。

2影响减压系统拔出率的因素

减压塔汽化段的压力和温度是影响减压拔出深度的两个关键因素。炉管注汽量、塔底吹汽量、进料量、洗涤段的效果等对总拔出率也有影响。

汽化段压力由汽化段到塔顶总压降和塔顶抽真空系统操作决定，汽化段真空度越高，油品汽化越容易，减压拔出深度越高(国外的先进设计，汽化段残压可以达到1．33~2．00kPa)。汽化段温度的提高受限于炉管的结焦和高温进料的过热裂化倾向，在汽化段压力不变的情况下，以不形成结焦和过热裂化为前提，应尽量提高汽化段温度。汽化段温度升高，油品汽化程度也会增加，减压拔出深度提高。

3存在的主要问题

通过分析系统内有必要实施减压深拔操作的20余套减压装置的函调数据，未达到深度拔出的装置主要表现出以下几个问题。

3．1常压系统拔出率不足造成减压系统超负荷

多数装置的常压渣油350oC馏出为5％以上，最高达到15％。常压渣油中的柴油组分过多会增加减压炉的负荷，增大减压塔的汽相负荷，并加大减压塔填料层(或塔盘)的压降，直接影响到减压塔汽化段的真空度。

3．2减压炉出口温度较低造成油品汽化率较低

多数减压装置为了减少炉管结焦的风险，减少渣油发生热裂化反应，减压炉分支温度多在400℃以下，减压塔汽化段温度多在385℃以下，常压渣油在此温度下的汽化程度不足。提高减压炉出口的温度主要受以下几个因素制约。

(1)炉管的材质。多数装置的减压炉辐射管采用Cr5Mo，已经不能适应提温后的炉管热强度，也不能抵抗高温下的环烷酸腐蚀，应进行材质升级，尤其是扩径后的几根炉管。

(2)炉管吊架材质。通常，设计时减压炉的炉管吊架材质选择一般比炉管材质要低，需要升级以适应提高炉温后的炉膛辐射温度。

(3)注汽流程。多数装置都有注汽流程，但部分装置在日常操作中没有投用，注汽操作在日常生产中仅作为低炼量或事故状态下防止炉管结焦的手段，而不是为了防止大炼量高炉温下的油品结焦。此外，部分炉管注汽点设在减压炉的进料线上，蒸汽在炉管内的气化加大了油品的`总压降，进而影响到减压汽化段的真空度。合理的注汽位置应设在对流转辐射的炉管内，此点注汽能很好的起到降低炉管内的油膜温度和缩短油品停留时间的作用，降低油品在炉管内的结焦风险。

(4)减压炉负荷。部分老装置的减压炉炉管表面热强度已超过设计值，无法进一步提温深拔，若要大幅提高减压炉出口温度，需对减压炉进行扩能改造。

3．3汽化段的真空度较低造成油品汽化率不足

部分装置减压进料段的真空度较低，直接影响了常压渣油的汽化率和减压系统的拔出深度。汽化段的真空度主要受以下两方面的限制。

(1)塔顶真空度。塔顶真空度越高，在一定的填料(或塔盘)压降下，进料段真空度越高。

(2)塔内件压降。提高进料段真空度的关键是减少塔顶至进料段之间的压降。塔内件压降大的原因主要为塔板与填料混用、填料段数多、填料高度大及减压塔塔径小、汽相负荷大等。

3．4无急冷油流程而无法控制提温后塔底的结焦风险

老装置由于设计时未考虑减压深拔操作，一般没有顾及提高进料段温度后会造成塔底温度升高，易造成管线、换热器、控制阀、塔底结焦、减压塔塔底泵抽空等影响，很多减压装置未设置急冷油流程，无法控制提温后塔底的结焦风险和塔底裂解气的产生，对装置的长周期运行和塔顶真空度的控制有着不利影响；部分装置虽没有设置专门的急冷油流程，但设有经过一次换热后的减压渣油作为燃料油再返回减压塔底的流程，同样可以起到降低塔底温度的作用。

3．5机泵封油的性质和流量对减压渣油5oo℃馏出有影响

通常，减压塔塔底泵采用减压侧线油作为封油，但仍有部分装置使用直馏柴油作封油。直馏柴油或封油(蜡油)量较大会提高减压渣油中500℃馏出量，还可能造成减压塔塔底泵抽空。

3．6减压塔底汽提蒸汽过小或未投影响了塔底的提馏效果

部分装置减压塔的负荷已经较大，为避免降低塔顶真空度而未投减压塔底吹汽或吹汽量较小。另外，少量装置本来按湿式操作设计，在生产中为了降低装置能耗而停止吹汽。

4提高减压系统拔出率的措施

提高常减压蒸馏装置减压系统的拔出深度是一项综合工程，首先要从完善减压塔的设计及塔内件的选择人手，其次要根据原油性质变化及时调整操作参数，在确保安全和不影响装置运行周期的情况下，提高减压系统的操作苛刻度。

4．1提高蒸馏装置减压系统的设计水平

(1)减压炉和转油线的设计对汽化段的压力有较大影响。采用炉管扩径，注汽等可提高汽化段温度，提高炉出口汽化率；转油线温降小可有效降低炉温，从而较少裂解和保证高拔出率所需温度。

(2)采用低压降、高分馏效率、大通量的塔盘和填料，不但可以提高馏分油的收率和切割精度，还可以大幅提高分馏塔的处理能力。采用填料的减压塔一般全塔压降小于20rnrnHg，而板式减压塔压降明显大，是填料塔的一倍以上。

(3)改进抽真空系统的设备水平，提高塔顶真空度。目前蒸汽+机械抽真空和液力抽真空的应用效果都较好。

(4)改进减压进料分布器的结构，适当增加进料口上方的自由空间高度，可减少雾沫夹带量。

(5)为避免减压塔底结焦和减少裂解气体生成，减压塔底部应设置急冷油流程，控制塔底温度不超过370℃。

(6)常压塔的设计要着力考虑降低塔底重油中350℃以前馏分的含量，防止过量的应在常压塔拔出的柴油组分进入减压塔，致使减压塔顶部负荷偏大，顶温高，真空度低，影响总拔出率。

4．2提高常压系统的拔出率

常压系统的拔出率对减压深拔的影响很大，应根据加工原油性质的变化尽可能地提高常压塔的拔出率，降低常压渣油中350oC含量到4％以下。主要措施有控制合理的过汽化率，提高常压炉出口温度、降低常压塔顶压力、调整常压塔底吹汽量和侧线汽提蒸汽量、提高常压侧线的拔出量(尤其是常压最下侧线)。

4．3提高减压炉出口温度和减压塔进料温度

在拥有相关工具软件的情况下，应根据加热炉的设计参数和进料性质进行模拟计算，绘制加热炉的结焦曲线，以模拟结果为指导逐步提高炉温；即使没有炉管结焦曲线的模拟软件，也可小幅提高炉温并增大炉管注汽，观察减压塔操作工况确定合适的炉温并维持操作，首先要达到设计温度，在此基础上再增加炉管注汽，继续提温。

4．4提高减压塔顶真空度

优化减压塔顶抽空器和抽空冷却器的运行，减少抽空系统泄露，保证塔顶真空度。

4．5合理分配炉管注汽和塔底吹汽

合理分配炉管注汽和塔底吹汽的流量，控制减压系统总注汽量，减少对真空度的影响。

4．6优化洗涤段的操作

要确保洗涤段底部填料保持润湿，即合理的喷淋密度能够保证总拔出率和减压馏分油的质量，洗涤段操作效果好，可以降低过汽化率，在同样的烃分压和蜡油质量的前提条件下可以提高拔出率。

4．7优化减压塔取热分配

为提高装置总拔出率，减压塔的取热可作适当调整，降低减压塔下部中段回流取热量，以增加减压塔上部气相负荷。

4．8控制合理的减压塔底温度

投用减压塔底急冷油流程，控制塔底温度不超过370oC即可，过多的急冷油量会影响塔底的换热效率。

5提高减压系统拔出率应注意的事项

(1)应根据减压渣油的加工流向确定是否适合深拔操作，减压渣油作延迟焦化原料和减压渣油虽作催化裂化原料，但由于催化消化不完还有减压渣油作燃料油或外售的蒸馏装置。

(2)原油实沸点切割达到565oC时，减压塔最下侧线的干点必然在580oC以上，若有携带现象还将导致蜡油中的沥青质和重金属含量上升，可能会给加氢裂化装置带来操作问题，建议实施深拔后重新考虑重蜡油的流程走向，由现在的进加氢裂化改进蜡油加氢处理或催化裂化装置等。

(3)减压拔出深度的提高需要高的炉出口温度、高的进料段真空度，还需要增加注汽量和增设急冷油流程等，蒸馏装置的能耗相应会有所上升，但从全炼厂角度，减压深拔操作能实现节能和增效的双重收益。

常减压蒸馏装置自动化解决方案一、工艺流程简介常减压装置是炼油企业的基本装置，是原油加工的第一道工序，在炼油中起着非常重要的作用。它的工艺过程是采用加热和蒸馏的方法反复地通过冷凝与汽化将原油分割成不同沸点范围的油品或半成品，将原油分离的过程。主要分离产物有：重整原料、汽油组分、航空煤油、柴油、二次加工的原料（润滑油、催化裂化原料等） 及渣油（重整及焦化、沥青原料）。在常压塔中，对原油进行精馏，使气液两相充分实现热交换和质量交换。在提供塔顶回流和塔底吹气的条件下，从塔顶分馏出沸点较低的产品汽油，从塔底分馏出沸点较高的重油，塔中间抽出得到侧线产品，即煤油、柴油、重柴、蜡油等。常压蒸馏后剩下的重油组分分子量较大，在高温下易分解。为了将常压重油重的各种高沸 点的润滑油组分分离出来，采用减压塔减压蒸馏。使加热后的常压重油在负压条件下进行分馏，从而使高沸点的组分在相应的温度下依次馏出，作为润滑油料。常减压装置的减压蒸馏常采用粗转油线、大塔径、高效规整填料（GEMPAK）等多种技术措施。实现减压操作低炉温、高真空、窄馏分、浅颜色，提高润滑油料的品质。二、控制方案常减压装置通常以常规单回路控制为主，辅以串级、均匀和切换等少量复杂控制。1. 电脱盐部分 脱盐罐差压调节、注水流量定值控制和排水流量定值控制。2. 初馏部分★ 塔顶温度控制：通过调节塔顶回流油量来实现对塔顶温度的控制，并自动记录回流流量，以便观察回流变化情况。★ 塔底液位控制：在初馏塔底采用差压式液面计，同时在室内指示和声光报警，以防止冲塔或塔底泵抽空。★ 塔顶压力控制：为了保证分馏塔的分馏效果，一般在塔顶装有压力变送器，并在室内进行监视、记录。★ 回流罐液位和界位控制：在回流罐上装有液面自动调节器来控制蒸顶油出装置流量以保证足够的回流量；同时通过界面调节器，以保持油水界面一定(调节阀安装在放水管上)。★ 蒸侧塔控制：为了减轻常压炉的负荷，提高处理量，在初馏塔旁增设了蒸侧塔。蒸侧塔液面需 自动控制(调节阀安装在初馏塔馏出口上)，并设有流量调节器控制进入常压塔的流量。3. 常压部分关键控制：★ 加热炉进料流量控制：为了保持常压加热炉出口温度，在加热炉的四个分支进料线上，各装有流量调节器，来调节加热炉的流量。★ 加热炉出口温度控制：通过调节燃料油和燃料气的量来保持常压加热炉出口温度的恒定（燃料气可在低压瓦斯燃料气、自产瓦斯燃料气、高压瓦斯燃料气之间切换使用）。★ 常压塔顶出口温度控制：通过调节入塔回流量来保持常压塔顶出口处温度的恒定；如果常一线是生产航空煤油方案时，可以用常一线温度来控制入塔回流量，并对回流流量进行记录。★ 回流罐液位和界位控制：为了保证常压塔顶回流油量，在回流罐上部装有液位调节器，调节常压塔顶汽油的出装置量。在其下面装有界面调节器，以保持一定的油水界面（调节阀安在放水管线上）。★ 常压塔压力调节：一般装有压力变送器，并在室内记录，以供控制产品质量进行参考；也可以在回流罐中安装压力调节器，调节放出的气体量。★ 常压塔底液位调节：为了保证常压塔底液位平稳而不造成冲塔、减压加热炉进料泵不抽空，故在塔底装有差压式液位变送器，并有液位记录和声光报警，便于分析事故。为了节约能源，有些装置塔底设置有变频器，通过调节阀和变频器的切换来控制塔底液位。★ 汽提塔液位和流量调节：为了控制侧线的产品质量，在常压塔各侧线汽提塔中装有液位自动调节器，以调节常压塔馏出口至侧线汽提塔的油量。各侧线成品出装置时有流量调节器，调节阀装在各馏分抽出泵的出口管线上。4. 减压部分关键控制：★ 减压塔顶温度调节：为了保证减压塔顶温度一定，避免油气损失，在塔顶出管线上装有温度调节器，以调节塔顶回流油量。★ 塔顶产品流量调节：为了提高轻油收率，塔顶轻质油出装置管线装有流量调节器。减一线也设有温度调节器，以控制回流油量。减一线出装置管线上，也装有流量调节器。★ 侧线回流流量调节：为了取走减压塔的热量，并保证侧线产品质量，设有减二、三线回流。同时为了保证回流一定，在入塔后回流油管线上，装有流量调节器。★ 减压塔底液位调节：为了保证塔底液位稳定，设有塔底液位调节器，以调节减压塔底渣油出装置的油量。为了节约能源，有些装置塔底设置有变频器，通过调节阀和变频器的切换来控制塔底液位。★ 减压塔顶真空度记录：为了保证减压塔的分馏效果，塔顶设有真空压力发讯器，记录减压塔的真空度。