减压深拔的途径和潜力

减压深拔的途径和潜力

1、 前言

减压蒸馏装置是炼油厂深度加工的基础装置，增加减压蒸馏装置蜡油的拔出量，可以减小低价值的渣油，从而进一步提高产品的价值。经测算，从渣油中每多拔出1t减压蜡油，至少可增值人民币300元。

减压蒸馏装置的深拔，其效益不仅在本装置上体现出来，更重要的体现在下游的裂化装置、产品调和及整个炼厂的缩合效益上。因此，探索减压蒸馏装置深拔的可能性、潜力以及措施日益受到国内外炼油界的关注。中国石化总公司已把减压深拔列入了减压蒸馏装置的主攻方向，并针对我国减压渣油中＜500℃馏份含量偏高（约为15～25%）的现状，明确提出要把减压渣油中＜500℃馏份的含量降到8%以下的奋斗目标。

2、 装置概况

我厂减压蒸馏装置为全填料干式减压蒸馏塔，其规格为φ1600/φ1000mm×29290mm，内设三段填料，二层集油箱。三段填料均采用50＃英特洛克斯填料，第1、2段高度均为2200mm，第3段高度为2100mm。减压塔有两个侧线均生产催化裂化原料；减压塔设两个取热回流，其中减顶回流为减一线蜡油通过泵加压后三次与原油换热、一次循环水冷却后回到第一段填料上方；减二中回流为减二线油经泵加压后三次与原油换热，返回第三段填料上方。各段回流均采用树枝状分布器与BP型旋心喷头，回流由入塔前经过两级过滤，减压塔采用径向进料，汽化段高度2100mm，提馏段采用两层共五块人字挡板。塔顶使用二级蒸汽喷射泵抽真空。常减压设计总拔出率76%。

该塔投运后，运行情况良好，完全达到了设计要求。

3、 探索减压深拔的途径

3.1 减少最下层集油箱以下塔体散热

对于干式减压蒸馏来说，汽化段的残压和温度决定了汽化率和蜡油拔出率；同样，最下层集油箱下方的残压和温度对蜡油的拔出率有同等重要的意义，因为后者的残压和温度若不能同时保证，气相的蜡油组份就会重新液化，而落入渣油中。一般来说，后者的残压、温度往往都前者低。当实现无轻洗油操作后，造成该处温度下降的最主要原因是最下层集油箱以下塔体的散热损失。因此，减少散热不仅有节能意义，也是提高拔出率的重要看手段。

我厂减压塔保温层外温度43～45℃，减二线集油箱以下塔体散热主要集中在五个人孔上，每个人孔直径450mm，平均表面温度375℃，总散热面积2.4㎡，散热量相当可观。1998年5月，通过应用硅酸镁保温，使表面温度降到40℃以下，减压塔内二线集油箱下的温度上升了4～7℃，蜡油收率提高了0.3～0.5%。

3.2 操作参数的优化 3.2.1 塔底液面的优化

控制减压塔底液面，实质上是控制热渣油在塔内的停留时间，停留时间过短，液面过低，一方面不利于渣油中较轻组份的充分汽化，另一方面会造成塔底泵上量不稳，影响整个装置

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的平稳运行；停留时间过长，液面过高，会使渣油的热裂解增多，裂解产生大量低分子烃，了塔顶抽空器的负荷，加大了塔内的压降，进而升高了汽化段的残压，对提高拔出率不利。同时裂解过程往往伴随着焦炭的产生，直接威胁减压系统的长周期安全平稳运行。 塔底液面对减压蜡油拔出率的影响见表1。

从表1可看出，减压炉出口温度410℃时，减压塔底液面控制在270mm～320mm，即渣油在塔底的停留时间13～21分钟，对提高拔出率有利；减压炉出口温度405℃时，减压塔底液面控制在300～350mm，即渣油在塔底的停留时间13～29分钟，对提高拔出率有利。（见表）

表1 减底液面对减压蜡油收率的影响（注：减压塔进料量 3.4t/h ）

减压液面高度 mm 减压炉出口温度410℃时的蜡油收率 % 减压炉出口温度405℃时的蜡油收率 % 160 200 270 24.6 300 24.7 350 24.6 400 24.2 减底泵上24.1 量不稳 减底泵上量不稳 24.6 25.1 25.2 25.0 24.6

3.2.2 保持减压塔合适的负荷

关于减压塔负荷的问题，传统的观点认为，减压塔负荷越轻，越有利于深拔。近年的试验表明，并非减压塔负荷越轻越好。虽然减压塔负荷的降低有利于降低汽化段的残压，但残压的降幅是受设备性能限制的，当加工量低于某个值继续降低时，残压降低的数值越来越小，汽化段的残压趋于抽真空设备的极限值。而在没有洗涤油时，对于全抽出斗减压塔的过汽化油量是由塔径决定的，塔径越大，过汽化油量越多；塔径越小，过汽化油量越少。经测定我厂减压塔过汽化油量约为0.1～0.15 t/h。显然，随着加工量的降低，过汽化率增加，这样在同等汽化率下蜡油的收率必然下降。

我厂减压塔处理量与拔出率、汽化段残压的关系见表2。从表2可看出，我厂减压塔进料量在4.5 t/h 时拔出率最高。

表2 减压塔进料量与汽化段残压、拔出率、过汽化率的关系（减炉出口温度405℃）

内 容 汽化段残压 Kpa 过汽化量 t/h 过汽化率 v% 蜡油拔出率 v% 3.3

3.0 6.62 0.11 4.8 22.9 3.3 6.64 0.10 4.24 24.1 4.5 6.73 0.10 3.76 24.6 4.9 7.20 0.11 3.62 24.2 5.6 8.26 0.11 3.48 23.2 转油线的改造

减压转油线是指从减压炉出口至减压塔进口之间的管线，分两部分，过度段和低速段。

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减压转油线的作用是将被加热的常压重油从减压炉送到减压塔。低速转油线能使减压塔闪蒸段的物料基本上在转油线中汽化，并形成气、液分层，减少闪蒸段的雾沫夹带，改善蜡油的产品质量，同时低速转油线还有压降、温降较小的特点。过渡段（也称为高速转油线）是指从减压炉出口至低速段之间的管线，它一般被作为U形，管径比低速段小，主要用来吸收低速段的热膨胀。

目前，我厂减压转油线的温降是21～23℃，它是由两个方面组成的，一是常压重油出减压炉后继续汽化，吸热造成温降。要减少这部分温降，就要求常压重油尽可能的在炉管内汽化，而要做到这一点，必须降低炉管内的残压，即降低转油线的压降。另一方面，是转油线的热损失，我厂减压塔低速转油线规格φ250×8mm，长度21m，保温层厚度70mm，高速转油线规格φ159×10mm，长度15m，保温层厚度40mm，总散热面积48.17㎡。经测定保温层外壁温度67℃，不同条件下它的散热温降见表3。

从表3可以看出，由散热产生的温降是显著的，特别是冬季雨雪天气，这一温降更是不容忽视。因为温降每增加1℃，总拔出率约降低0.1～0.08%，因此，加强转油线保温，减少转油线温降具有节约能源、提高拔出率的双重意义。 表3 不同条件下转油线散热温降 气候状况 晴或阴 风速0 气温 ℃ 30 15 0 -15 30 15 0 -15 30 15 0 -15 30 15 0 -15 减压炉进料量 t/h 3.0 3.5 4.3 4.8 5.4 3.8 4.5 5.1 5.6 4.1 4.8 5.4 5.9 6.5 7.3 7.8 8.4 3.3 3.4 4.0 4.5 5.1 3.6 4.2 4.9 5.5 3.8 4.6 5.1 5.8 6.4 7.2 7.6 8.2 4.5 3.0 3.5 4.3 4.9 3.3 3.8 4.6 5.2 3.5 4.4 4.9 5.5 6.3 7.0 7.4 8.0 4.9 2.9 3.3 4.0 4.6 3.1 3.6 4.5 5.1 3.4 4.4 4.7 5.4 6.2 6.8 7.2 7.9 5.6 2.6 3.0 3.8 4.5 3.0 3.4 4.4 5.0 3.2 4.3 4.7 5.2 6.1 6.6 7.0 7.8 晴或阴 风速1.5m/s 晴或阴 风速3m/s 雨或雪 风速0

4、 减压深拔的潜力

尽管我们在减压深拔方面进行了大量的探索，收到良好的效果，使我们常减压拔出率远

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高于设计值，然而进一步深拔的潜力依然存在。

4.1 减压炉出口温度工艺指标有待进一步优化

减压炉出口温度是减压蒸馏控制过程中最关键的参数之一。炉出口温度过低不可能实现减压深拔；炉出口温度过高易造成塔底结焦，威胁装置的长周期安全运行。目前，减压炉出口温度指标的制定大多依赖经验。据有关资料介绍，减压炉出口温度的控制指标应以油品在10秒钟内不发生明显的裂解为限。油品在接近裂解温度下高速通过加热炉，控制转油线、塔内停留时间在10秒钟内，然后急冷。这样既不会在塔底生焦，又可最大限度进行减压深拔。实验表明，我国管输、南海、东海等七种原油的裂解温度分别为535～575℃。虽然，我们还缺乏所加工原油的裂解温度值，但可以预见，目前采用的减压炉出口温度是远远低于此值的。因此，依据裂解温度，重新优化制定减压炉出口温度控制指标是减压蒸馏进一步深拔的重要途径。

4.2 最低层集油箱铺板进行隔热

减二线集油箱是我厂减压塔最低层的集油箱，该集油箱的下部即为汽化段，汽化段内汽化的油汽温度为370℃，集油箱内蜡油的温度是345℃，两者温差为25℃。因此，集油箱上下的蜡油与油气往往通过集油箱底传递热量，集油箱底的面积6㎡，铺板为6mm的20R钢板，经核算它的总传热系数110W/㎡.℃，传热量21.35KJ/s，可使集油箱下的油气温度下降3℃。温度的下降约使0.5%（占进料）已汽化的蜡油重新冷凝而落入塔底渣油中。如果集油箱底用两层钢板制作，两层钢板蹭夹有保温材料，即可避免这一热传递，从而达到提高收率的目的。

5、 结论

（1） 经过近4 年的不断探索，减压蒸馏装置的能耗降低了0.22Kg标油/t ，常减压

总拔出率由最初的76%，提高到目前的79%，减压渣油中＜500℃馏份的含量从30%降到7.5%。累计多产减压蜡油0.6万吨，增创效益150万元。提前实现了中石化为我国炼油行业提出的减压深拔的目标，使我厂减压深拔达到国内先进水平。

（2） 加强塔体保温和减少减压转油线的温降 ，对提高减压塔拔出率有显著效果。 （3） 依据装置的运行状态，不断优化操作，合理控制塔底液面和装置处理量是提高

减压拔出率的有效途径。

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