侯金朋

（撫順石化公司石油二廠，遼寧 撫順 113004）

分析蒸餾工藝流程對直餾產(chǎn)品能耗的影響

侯金朋

（撫順石化公司石油二廠，遼寧 撫順 113004）

在煉油企業(yè)中，原油蒸餾設(shè)備非常重要，裝置的相關(guān)設(shè)計和操作對企業(yè)來說產(chǎn)生關(guān)鍵作用，科學(xué)的設(shè)計和熟練的操作可以有效提升煉油質(zhì)量，促進原油的高效使用。這些年來，技術(shù)不斷取得進步，原油蒸餾裝置也得到了改善，工藝流程、節(jié)能效果和自控情況等取得了一定的發(fā)展。

工藝流程；直餾產(chǎn)品；能耗；影響

常減壓設(shè)備對原油進行分割，使其分為多個沸程各異的餾分，進而可以滿足產(chǎn)品以及后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備相應(yīng)的原料質(zhì)量。常減壓蒸餾屬于原油生產(chǎn)的第一步，對于煉油的整體生產(chǎn)具有非常重要的意義，由此也被叫作“龍頭”裝備。常減壓裝備的能耗非常大，其能耗占總能耗的30%左右，同時常減壓加工可以在很大程度上影響產(chǎn)品質(zhì)量、原油使用率，這是煉油企業(yè)發(fā)掘潛力、增加能效重要的環(huán)節(jié)。

一、原油蒸餾的工藝

（一）蒸餾工藝原理

蒸餾指的是高溫加熱某種液體混合物，將部分進行氣化，同時使蒸汽部分進行冷凝。精餾系統(tǒng)中涉及不同精餾塔的工藝存在相同的特點，最本質(zhì)的特點是其處理對象都是原油，產(chǎn)出的都是各類餾分產(chǎn)品。

（二）原油蒸餾的工藝流程

1.初餾塔與閃蒸塔

假如原油重量輕，原油蒸餾設(shè)備通常會在常壓塔前面設(shè)置初餾塔或者閃蒸塔，將進行換熱就可以汽化獲得的輕餾分進行及時地分離，不需入常壓爐，以此可以降低加熱爐內(nèi)部的熱負荷，同時可以及時剔除輕烴以及水分，提升常壓塔操作的穩(wěn)定性。不同于蒸餾塔，初餾塔具體的工作程序復(fù)雜，需要設(shè)置多項塔頂產(chǎn)品裝置，比如，冷凝器、回流泵等，而閃蒸塔不需要進行過多的投資。就大慶油而言，如果使用閃蒸塔，原油經(jīng)過常壓爐的加熱，砷化物會被進行分解汽化，使得輕餾分中存在的砷含量非常高，甚至高達1500μg/kg。假如塔頂產(chǎn)物用來對重整原料的催化工作，會出現(xiàn)催化劑中毒事件。但是初餾塔中存在較少砷，其含量低于200μg/kg。所以，執(zhí)行好合理的初餾塔方法可以極大地方便操作，非常有利于對原油屬性的適應(yīng)性的提升，幫助穩(wěn)固常壓塔的操作，可以有利于保障產(chǎn)品的品質(zhì)。

2.常壓塔

常壓塔通?？梢詫⒉瘛⑵?、煤油等餾分分離出，部分情況下會將一些用于二次生產(chǎn)的原材料隔離出來。通常情況下，常壓塔存在3～4條側(cè)線，其塔頂能夠分離出汽油組分，一線、二線、三線、四線分別可以分離出航空煤油、輕柴油、重柴油、裂化原料的餾分。其各個側(cè)線裝置相應(yīng)的汽提塔，用以幫助石化產(chǎn)品隔離閃點以及成效的提升。該塔的進料溫度一般為350℃左右，而塔頂?shù)臏囟韧ǔＴ?20℃左右，塔頂回溫在45℃左右，而常一線、二線、三線、四線以及塔底的溫度分別在180℃、250℃、310℃、330℃、350℃左右。

3.減壓塔

減壓塔用于對處于常壓環(huán)境下無法產(chǎn)生汽化的餾分進行分離。通常來說，原油中沸點高于350℃的餾分屬于潤滑油、加氫或者催化裂化的加工原料。根據(jù)各個生產(chǎn)任務(wù)，將減壓塔劃分為兩種，分別為潤滑油型、燃料型。如果加工潤滑油原料，在減壓塔的側(cè)線位置裝置汽提塔，以此提升原料的分離質(zhì)量。在此過程中，應(yīng)當開設(shè)多條側(cè)線，通過5個作用，各個側(cè)線均存在相應(yīng)粘度、殘?zhí)康纫蟆Ｒ话愣?，減一線以及減二線的產(chǎn)品為輕質(zhì)原料，分別為輕質(zhì)的裂化原料和潤滑油原料，減三線、減四線以及減五線的產(chǎn)品分別為中質(zhì)、重質(zhì)和更重質(zhì)的潤滑油原料。而減壓塔的進料溫度一般來說在400℃～420℃，減一線、二線、三線、四線、五線的溫度分別在140℃、260℃、315℃、355℃、365℃左右，塔底和塔頂溫度分別為375℃、85℃左右。

二、蒸餾工藝流程對直餾產(chǎn)品耗能形成的影響

（一）分析方法

本文介紹的是黑箱方法，同時使用?分析模型展開具體的分析，探究常減壓塔工藝在產(chǎn)品耗能方面形成的影響。?分析是建立在熱力學(xué)第一、二定律基礎(chǔ)上的分析方法，基于物料以及能量的均衡，對不同的物料以及能量的數(shù)值進行計算。在分析的過程中，應(yīng)當結(jié)合相應(yīng)地規(guī)定，對各個設(shè)備的運轉(zhuǎn)信息進行現(xiàn)場測量和收集，結(jié)合物料、能量均衡相關(guān)規(guī)定，需要對一些信息進行合理的改正。這一分析法具體的流程不能逆轉(zhuǎn)，根據(jù)在這一流程中?的減少，揭露能量關(guān)于質(zhì)的使用情況以及損耗規(guī)律，指出能量利用的本質(zhì)。通常使用白箱以及黑箱的方法對設(shè)備展開?分析。而使用白箱法應(yīng)當首先對各項物流?數(shù)量進行明確，同時因為不同的原因，比如，傳熱、燃燒等形成?消耗，非常具有難度性。使用黑箱法，則需要按照系統(tǒng)進出的各個物料?均衡的原則，對其?的消耗和散布進行明確，查找能量使用以及耗損的漏洞。

文章中的分析使用的是黑箱法，也就是涉及不可逆流程造成的?消耗和排放產(chǎn)生的?流失。?效率指的是從系統(tǒng)出去的?占總體進入系統(tǒng)?的比例，表示公式為

上述公式中，Exo有機Exi指的是進出系統(tǒng)的物流?總量，kW。

各個裝置產(chǎn)生的?損失占總體總?損失的比例為?損率，這一概念主要是對各個步驟造成的?損比例，使用下面的公式進行表示：

上述公式中Exs，n表示的是第n階段形成的能耗，kW。

（二）模型應(yīng)用分析

在進行評價時，結(jié)合物料以及能量的特點，對常減壓設(shè)備進行劃分，有主裝置和附屬裝置子系統(tǒng)。針對各個裝置構(gòu)建?均衡分析模型，在建立的過程中應(yīng)當對物理以及化學(xué)類的物流?進行充分考量。關(guān)于常壓爐，進入加熱爐的?，應(yīng)當對燃料的化學(xué)可用能進行考量，加熱原油需要對顯熱?進行考量。減壓爐不僅需要對常底油進行加熱，同時還需要對蒸汽進行加熱，所以必須對其焓?進行考量。關(guān)于分餾塔，對輸入以及輸出油形成的顯熱焓?進行分析。關(guān)于機泵，必須對其電能以及機械能進行分析，在數(shù)值方面，它產(chǎn)生的?、機械能以及電能是一樣的，式（1）～式（2）計算過程中有關(guān)能量項求解說明如下。

1.物流帶入或帶出系統(tǒng)的能量

式（3）中，Ew指的是物流帶入或帶出加熱爐的能量，kW；qm為出入系統(tǒng)的物流具體的質(zhì)量流量，kg/h；Hm，T代表的是物流處于T溫度時的焓，kJ/kg，可結(jié)合表獲得。

2.石油餾分出入系統(tǒng)的?

式（4）中，Tm指的是環(huán)境溫度從T0～T所得的對數(shù)平均溫度，K。

3.水蒸氣的?：

式（5）中各個數(shù)值可在水蒸氣圖表查找到。

4.液體燃料的?

式（6）中，QYgw表示的是燃料低位發(fā)熱量，kJ/kg；B表示的是燃料消耗量，kg/h。

5.電能?

公式（7）中，We指的是耗電量，kW。

6.氣體（空氣或者煙氣）的熱量?

上述公式中，qVg表示的是氣體體積流量，m3/s；Cg指的是氣體比熱，kJ/（m3·K）；Tg指的是氣體溫度。

三、結(jié)果分析

結(jié)合收集的數(shù)據(jù)信息，利用能量以及?平衡原則進行分析計算，算出常減壓蒸餾設(shè)備總體平衡結(jié)果，還計算出各個裝置形成的?效率以及損率信息。

根據(jù)相關(guān)計算可以知道。常、減壓爐具有相對低的?效率絕對值，二者形成的?耗損比例均較大。出現(xiàn)這種情況原因是二者在進行燃燒時，形成了相當量的不可逆?耗損，經(jīng)過測試可以得出，常減壓具有較高的過量空氣系數(shù)，因此同時，燃燒形成的溫度極高的煙氣對原油加熱，其傳熱時形成的傳熱溫差非常大，這也產(chǎn)生了一定的不可逆?損耗。常壓爐具有較高的功率，一般為9100kW，其形成的熱效率相對低，結(jié)合實驗可知，所占的比例非常大。促使?損耗降低的方法有對過量空氣參數(shù)進行恰當?shù)墓芸?、降低煙氣與介質(zhì)的溫差以及排煙溫度等。產(chǎn)生較大?損失的裝置還涉及加熱爐以及換熱器，關(guān)于前者，形成?損失的主要是因為分離以及冷卻操作，而后者是因為不可逆的傳熱。對換熱網(wǎng)以及回流取熱進行合理的優(yōu)化能夠促使加熱爐以及換熱器形成的耗損大大降低。能耗比例較低的是機泵以及電脫鹽設(shè)備，也沒有造成過多的??損失，但是其成本以及電能品味較高，可以將機泵的效率進一步提升，以此增強其性能。

結(jié)語

在煉油廠生產(chǎn)中，原油蒸餾設(shè)備相關(guān)設(shè)計以及操作情況產(chǎn)生非常重要的影響，在很大程度上影響原油產(chǎn)品的品質(zhì)以及收率，同時也會影響原油的利用效率。這些年來，相關(guān)設(shè)備技術(shù)取得較好的發(fā)展，在節(jié)能、簡化流程、自控等較多方面進行改進。以煉油效益為出發(fā)點，在確保產(chǎn)品質(zhì)量以及收率的基礎(chǔ)上，結(jié)合原料屬性以及加工流程，采用負荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，改善工藝作業(yè)環(huán)境，結(jié)合各個汽化段數(shù)的程序，降低單位直溜品產(chǎn)生的耗能，保障常減壓裝置性能的良好，確保其工作運轉(zhuǎn)順利。

［1］劉安軍，李娜，湯亞東，溫彥躍.直接接觸式膜蒸餾不同操作溫度下的能耗分析研究［J］.高?；瘜W(xué)工程學(xué)報，2011（4）：565-571.

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