洪偉鴻(中國(guó)石油天然氣股份有限公司廣東石化分公司，廣東 揭陽(yáng) 515200)

0 引言

隨著社會(huì)、科技的發(fā)展，人們逐漸重視環(huán)境問(wèn)題與有限資源使用危機(jī)的對(duì)立，有限資源的利用尤其是石油供需的對(duì)立逐漸成為經(jīng)濟(jì)和生態(tài)研究的焦點(diǎn)。目前，隨著我國(guó)許多煉油企業(yè)的快速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視常減壓蒸餾設(shè)備真空深沖技術(shù)完善以及創(chuàng)新，以增加生產(chǎn)動(dòng)力，提高資源的生產(chǎn)力及質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)減少污染、低碳環(huán)保的經(jīng)濟(jì)效益以及符合現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略政策。

1 減壓深拔技術(shù)概述

1.1 常減壓蒸餾裝置減壓深拔技術(shù)的現(xiàn)狀

從當(dāng)前的發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)常減壓蒸餾設(shè)備效率不能與國(guó)外的相關(guān)設(shè)備對(duì)比，減壓蒸餾設(shè)備仍有較大的創(chuàng)新和完善的空間。計(jì)劃是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程制定的，所以每臺(tái)設(shè)備都很關(guān)鍵，也最終所生產(chǎn)的物件質(zhì)量緊密聯(lián)系。規(guī)劃師有必要根據(jù)一定的規(guī)劃原則制定工藝流程。我國(guó)的常減壓蒸餾設(shè)備一般是對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)備采用化學(xué)方式進(jìn)行運(yùn)行環(huán)境改造。核心內(nèi)容是針對(duì)實(shí)際管道中的汽化點(diǎn)和油膜溫度等進(jìn)行篩檢確定。真空蒸餾是將加熱后的高沸點(diǎn)原料在真空下汽化冷凝，在常壓蒸餾塔前設(shè)置閃蒸塔或一級(jí)蒸餾塔[1]。

1.2 常減壓蒸餾裝置未達(dá)到深度拔出時(shí)面臨問(wèn)題

真空系統(tǒng)超負(fù)荷，真空設(shè)備滑出的大部分常壓渣油都有相應(yīng)的規(guī)模要求。當(dāng)柴油比例較大時(shí)，設(shè)備會(huì)過(guò)載運(yùn)行中，塔盤(pán)的壓降同時(shí)受到干擾。

減壓設(shè)備爐口溫度過(guò)低，油品氣化率會(huì)很低。為了避免油渣裂解和爐管結(jié)焦的假象，國(guó)內(nèi)很多真空設(shè)備都是按季節(jié)采集氣化段和真空設(shè)備其他部分的溫度，最終氣化率較低。因此，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程圖時(shí)，不需要嚴(yán)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件來(lái)設(shè)定減壓設(shè)備的溫度[2]，增加了蒸餾設(shè)備和工藝的防腐技術(shù)要求。

1.3 分析常壓蒸餾裝置減壓深拔技術(shù)的影響因素

從近年來(lái)的相關(guān)信息分析可以獲得，國(guó)外的減壓深拔技術(shù)遠(yuǎn)小于原油沸點(diǎn)的基礎(chǔ)上運(yùn)行的。對(duì)比來(lái)看，而我國(guó)基本上是在沸點(diǎn)的環(huán)境下進(jìn)行，應(yīng)該在這部分花費(fèi)較多的資源來(lái)研究解決。現(xiàn)對(duì)解壓深拉技術(shù)產(chǎn)生影響的因素歸納如下：(1)真空爐的出口溫度，如果僅僅依靠以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定爐口溫度，很可能導(dǎo)致?tīng)t管結(jié)焦，增加裂解反應(yīng)的殘油，最終形成原料的浪費(fèi)。所以在開(kāi)始之前進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算十分關(guān)鍵。(2)在生產(chǎn)過(guò)程中，以降低油氣的溫度和分壓，提高溫度。而這種壓力和溫度之間呈反比，壓力升高則溫度下降，此時(shí)的降壓效果不顯著。當(dāng)提取率不斷下降時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力將會(huì)逐漸升高，溫度也會(huì)有所下降，需要明確的是需要在規(guī)定范圍內(nèi)，如果溫度超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)影響機(jī)油質(zhì)量。(3)氣化段真空度。如果真空單元進(jìn)料段溫度過(guò)低，會(huì)對(duì)真空系統(tǒng)抽真空率和汽油氣化率產(chǎn)生較大的干擾。

2 減壓深拔的主要技術(shù)特點(diǎn)

在常減壓蒸餾設(shè)備的真空設(shè)計(jì)中通常選擇的是全包濕式抽吸技術(shù)。對(duì)應(yīng)的真空爐溫度需要達(dá)到404 ℃，而原油的切割溫度為580 ℃。對(duì)真空塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，其主要由4條測(cè)線和5個(gè)填料組成。利用還原線能夠晚上柴油的產(chǎn)出，同時(shí)也可以引進(jìn)蠟油技術(shù)，在2、3條還原線集合之后，可以借助該技術(shù)來(lái)進(jìn)行脫蠟加工，剩余部分將利用重油加氫設(shè)備進(jìn)行操作，最后一條還原線主要是針對(duì)重油加氫設(shè)備的使用，將渣油可以經(jīng)過(guò)加工變成煉焦原料。如果渣油數(shù)量下降，此時(shí)在操作中需要減少渣油的用量。對(duì)于該技術(shù)所具備的特點(diǎn)主要?dú)w納為以下幾個(gè)方面：

2.1 常壓塔不設(shè)常四線

常壓塔沒(méi)有正常的四線萃取，只有常壓塔的汽化油從進(jìn)料口的上塔盤(pán)引出，然后返回到進(jìn)料口的下一個(gè)塔盤(pán)，以改善真空爐的進(jìn)料物性(降低油品的黏度)，從而配合真空部分的深度萃取。

2.2 減壓爐爐管注汽

油品的裂解和結(jié)焦不僅與油品的性質(zhì)和溫度有關(guān)，其中還包含關(guān)鍵元素，即油品在高溫環(huán)境下所滯留的時(shí)期。向真空爐管內(nèi)注入蒸汽，增加常壓重油在爐管內(nèi)的流量，減少油在高溫環(huán)境下滯留的時(shí)長(zhǎng)，減少結(jié)焦，是保證真空深拔的關(guān)鍵操作。

2.3 減壓爐燃燒器

燃燒器是否滿足需要的燃燒性能是真空抽氣操作的重點(diǎn)?；鹧娌环€(wěn)定會(huì)對(duì)爐管過(guò)熱的現(xiàn)象有一定的影響，導(dǎo)致?tīng)t管內(nèi)的油過(guò)度裂解結(jié)焦?；鹧娓叨冗_(dá)不到相關(guān)要求，影響受熱，從而對(duì)拉拔深度產(chǎn)生影響。因此，采用專(zhuān)用燃燒器，保證燃燒性能滿足以下基本要求：(1)火焰高度不小于6 m。(2)火焰必須直立、強(qiáng)烈。(3)必須徹底燃燒[3]。

2.4 真空爐管道和燃燒器的布置

想要獲得受熱均勻，需要將爐管和燃燒器進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。只有當(dāng)爐管上每個(gè)受熱點(diǎn)合適時(shí)，才能達(dá)到同樣的傳熱效果，才能有效的緩解爐內(nèi)的介質(zhì)高溫現(xiàn)象，防止?fàn)t管內(nèi)的油因高溫而導(dǎo)致裂解。該機(jī)組真空爐的每個(gè)爐管對(duì)應(yīng)有兩個(gè)燃燒器，兩個(gè)燃燒器以一定的夾角排列。此外，真空爐輻射室內(nèi)有64個(gè)外部熱電偶，每路8個(gè)熱電偶。在生產(chǎn)操作中，要及時(shí)的檢測(cè)外部溫度的情況，最高溫度不應(yīng)超過(guò)482 ℃。

2.5 減壓輸油管

從加熱爐出口支管到真空塔閃蒸段的整個(gè)支管經(jīng)過(guò)水力計(jì)算，經(jīng)過(guò)四次逐漸擴(kuò)徑后，油管壓降和溫降減小，因此緩解了減壓爐口的高溫現(xiàn)象，減少了結(jié)焦。

2.6 減壓塔進(jìn)料段結(jié)構(gòu)

在進(jìn)料階段主要是一種單切向循環(huán)模式。為了提高氣相的分散性，在流道中增加了防渦擋板，每隔60 ℃設(shè)置一個(gè)，使氣液相盡可能均勻分散，減少夾帶，保證深拔后蠟油的質(zhì)量。分配器下方設(shè)有由抗沖擊能力強(qiáng)的規(guī)整填料和固定結(jié)構(gòu)組成的吸能器，用于減少沿塔壁分散的進(jìn)料中高速運(yùn)動(dòng)的液體對(duì)塔下部?jī)?nèi)部構(gòu)件的沖擊，吸收高速動(dòng)能，將高速飛濺液體中截留的氣體成分一起釋放出來(lái)，有效避免因截留造成的底部殘?jiān)休p組分的增加。

2.7 塔底、 減四線設(shè)置急冷油

在該線路中，四線底部和郵箱的具體溫度都要保持在360 ℃左右，避免溫度變化影響重油質(zhì)量，或者出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。

2.8 高效真空泵系統(tǒng)

真空深沖作業(yè)時(shí)，真空爐出口溫度升高，真空還原頂部不凝氣體量增加，一般真空噴射器難以滿足。建議選擇一整套抽真空技術(shù)，分為三個(gè)階段，每一階段分別配備20%、40%和80%負(fù)荷的蒸汽真空，應(yīng)運(yùn)用濕式冷氣，以實(shí)現(xiàn)低壓環(huán)境效果。

3 減壓深拔的優(yōu)化調(diào)整

3.1 常壓拔出率

如果常壓抽提率過(guò)高，常壓基礎(chǔ)油會(huì)變重。真空爐爐管溫度升高4 ℃后，設(shè)備總提取率略有增加，但真空側(cè)線殘?zhí)剂亢秃土棵黠@增加，對(duì)后續(xù)加工設(shè)備影響較大?？紤]到真空爐進(jìn)料控制閥堵塞，真空爐出口溫度降至404 ℃。

3.2 減壓爐出口溫度

提高真空爐出口溫度和提高真空塔進(jìn)料汽化率是完成真空拉深的重要方法之一。根據(jù)規(guī)劃條件，真空爐出口溫度控制在404 ℃，真空系統(tǒng)工作良好，無(wú)結(jié)焦等異常情況。

3.3 減底吹汽量

吹蒸汽的主要作用是控制氣壓，改善抽出率。合適的蒸汽噴吹率意味著在不影響真空度和產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，設(shè)備的總抽汽率最高[4]。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，嘗試了幾種塔底吹汽方式，對(duì)設(shè)備的影響如表1所示。在調(diào)整減底吹氣量的同時(shí)，保持減壓爐管注汽量不變。

表1 不同的減底吹汽量對(duì)裝置的影響

3.4 減壓塔底溫度

如果真空塔底部溫度過(guò)高，塔內(nèi)高溫油會(huì)裂解，裂解氣會(huì)影響塔頂?shù)倪€原真空度；當(dāng)?shù)撞康臏囟炔粩嘞陆禃r(shí)，此時(shí)的原油溫度也會(huì)受到影響，導(dǎo)致能耗增大。

3.5 凈洗油流量

拉深之后，在閃蒸段中的油氣中重金屬等雜質(zhì)含量上升，對(duì)蠟油的質(zhì)量進(jìn)行檢查，一級(jí)指標(biāo)和三線殘?zhí)剂恐?，結(jié)果顯示超標(biāo)。因此，在85%處理負(fù)荷不變的情況下，凈洗油流量逐漸增加，并觀察到對(duì)副產(chǎn)物殘?zhí)亢康挠绊憽?/p>

4 提高常減壓蒸餾裝置的減壓深拔技術(shù)的措施

4.1 合理控制并提高減壓爐出口的最低溫度

常減壓蒸餾設(shè)備中的真空深拔技術(shù)操作中，最關(guān)鍵的就是對(duì)爐內(nèi)的溫度控制，需要將最低溫控制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，同時(shí)保障進(jìn)料溫度。對(duì)不同減壓爐的數(shù)據(jù)信息以及原料等進(jìn)行分析計(jì)算，能夠看到生焦的具體情況變化，同時(shí)對(duì)出爐溫度進(jìn)行調(diào)整。

4.2 減壓合理設(shè)置爐管產(chǎn)生的柱汽

能夠提高爐管內(nèi)原油的流量，可以在爐管入口注入一定量的蒸汽，減小從這里到出口的溫度和氣壓，共同提高爐管汽化段的溫度，盡可能避免油品的能量損失。塔蒸汽應(yīng)設(shè)置在合理的位置，即爐管內(nèi)對(duì)流轉(zhuǎn)化為輻射的位置，以減少因塔蒸汽量超出標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致的高能耗和水酸性。

4.3 增加和改善急冷油系統(tǒng)， 對(duì)洗滌段進(jìn)行優(yōu)化

對(duì)三套常降壓的裝置進(jìn)行了創(chuàng)新和完善，加強(qiáng)了急冷油系統(tǒng)裝置，緩解了塔底的高溫現(xiàn)象，也不會(huì)發(fā)生了塔底結(jié)焦和裂解氣現(xiàn)象。本工程應(yīng)選擇合適的溫度，約為365 ℃。當(dāng)急冷油含量增大時(shí)，此時(shí)受熱效果會(huì)會(huì)減弱。為了保證總提取率和分餾油的質(zhì)量，需要調(diào)整合適的噴霧密度和改善洗滌階段，有效減小氣化率。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，要實(shí)現(xiàn)我國(guó)理想的石油以及煉油行業(yè)的發(fā)展，有必要大力推廣常減壓蒸餾設(shè)備的減壓深拔技術(shù)，有效改善原油的產(chǎn)量和品質(zhì)，降低設(shè)備和器材的能耗，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及推動(dòng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略體系完善。