浅谈UOP 常减压设计特点

杨 旭，韩 良

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

在引进常减压装置工艺包谈判和开工的过程中，我们发现UOP 在设计理念和细节方面与国内设计存在诸多差异，具体总结如下。

1 设计理念

在设计理念方面，国内十分注重能耗，而UOP是围绕长周期设计的，当能耗与长周期矛盾的时候，国外多会选择长周期而牺牲能耗。我们和设计院也针对UOP 的设计提出过置疑，但UOP 坚持自己的设计，认为长周期是最大的效益。具体体现在以下几个方面：

(1)国内设计的流程一般分为四路排布，换热终温可达到310℃以上，但正因为排布的精细，窄点温差选得较小，装置从一期过渡到二期时换热流程要进行改造。而国外的设计原油物流的分流数为两路，虽然换热终温比国内平均水平低10℃以上，但减少了换热器台位，简化了换热流程，提高了操作灵活性，换热网络无需改造，即可实现一、二期两种工况的平衡过渡，同时提高了对原油品种变化的适应能力。

(2)UOP 增加管路压降，同时也增大了机泵的功率。如在闪蒸罐前设置压力控制阀，保证了油品在管线中的输送压力，避免了因油品气化引起的结垢和振动，但却提高了原油泵的扬程。炉管设计压降为1.0MPa，远远高于国内的0.5 0.6MPa，虽然增加闪底泵、常底泵的电耗，但UOP 认为这样会减少炉管的结焦，有利于长周期运行。

(3)闪蒸罐设在了原油一次换热后，温度约为160℃的位置，比国内的设计温度低了50 60℃。UOP 认为，闪蒸罐的作用是从塔顶闪蒸出少量水分及液态烃，并将石脑油保留在原油中，这部分石脑油进入加热炉后可以起到降低炉管温度，减少加热炉结焦的目的，因此闪蒸罐的温度不能太高。而国内正相反，要把相当一部分轻石脑油从闪蒸罐顶拔出，这样会减轻加热炉的负荷，降低能耗。

(4)对于常顶油气的利用，UOP 与国内的争议也很大。对于二期原油，每年常顶油的量达到了200多万t，国内认为这部分热量如不回收会造成能耗很高。UOP 的原设计是通过空冷、水冷后出装置。在设计院的强烈要求下，UOP 最终同意了增设换热器与原油换热，但为了防止油气换热后产生露点腐蚀，将塔顶的温度提高至160℃，却只允许将油气冷却到120℃，常顶油气的热量没有得到充分利用。

(5)在中段循环回流的热量的利用上，国内外的理念也不同。国内采用的温差一般为60 80℃，而国外采用的却只有40 60℃，但要取走相同的热量，国外的设计势必要提高中段循环回流的流量。这种大流量低温差造成了装置电耗的增加，但UOP 认为，这样设计提高了流速，减少了换热器的结焦，有利于装置的长周期运行。

2 设计细节

(1)对于常用的设计，UOP 严格执行标准图。比如一个通用进料缓冲罐的设计UOP 会针对液位计怎么设计、安全阀如何设置，泵出口返回线返到哪里等各个细节进行详细的讨论，定稿以后就会严格地执行。所以不管UOP 的哪名员工来做设计，他们都会采用标准图，不允许进行改动。如发现标准图有缺陷，也是通过严格的程序来修改标准图。这样的设计不致于五花八门，想怎么改就怎么改。

(2)UOP 几乎对所有油泵设置了最小流量线，在国内常减压装置很少设置最小流量线。通过与泵厂家进行沟通，该设计是十分必要的，有的泵最小流量要求达到了50%以上。该设计不但对机泵进行了保护，而且在开工过程中充分体现了这种设计的灵活性，避免了开工过程中泵的抽空现象，更重要的是保证了装置的安全。通过对装置进行HAZOP 分析，更肯定了该设计的必要性。

(3)UOP 在低温部位采用工艺防护设计，防止露点腐蚀，降低设备投资。例如，在常压塔顶采用两级冷凝，常减压常压塔顶气相负荷一、二期变化大，为了降低装置能耗，采用二级冷凝，第一级为常顶油气与原油换热，对低温热加以利用，第二级为空冷与水冷，将油品冷却到常温，在一级冷凝时，控制冷凝温度不低于120℃，在二级冷凝前通过大量注水，防止露点腐蚀发生。另外，在空气预热器采用前置蒸汽加热器，防止烟气低温露点腐蚀。在加热炉排烟温度设计上，控制的温度也高于国内设计，要求大约在160℃以上，防止烟气系统的低温露点腐蚀。在加热炉燃料气系统上，为控制明水存在，设计了聚结器、蒸汽加热器，以减少燃料气低温腐蚀发生。以上措施虽然会使装置能耗上升，却保证了低温腐蚀部位的长周期运行。

(4)与国内设计相比 UOP 更加注重常减压装置安全应急系统的设计，对加热炉等关键部位设计了工艺联锁，以保证装置设备的安全及长周期运行。为防止炉管结焦，设计了加热炉炉管流量低低联锁，紧急停炉联锁等。为防止加热炉闪爆，设计了鼓、引风机停机联锁，长明灯联锁，燃料油、燃料气中断联锁等。为保护塔内件，设计了切断汽提蒸汽联锁等。

(5)UOP 设置了专门的开工顾问团队，对其设计的现场执行情况严格把关。他们会针对每一台设备、每一条管线进行审查。对塔内件的审查，会逐层塔盘进行测量，例如溢流堰的高度、降液管的底隙、分布器的形式等等。如与设计不符，则会分成几个等级，以书面的形式提出，并督促业主进行整改。如有不同意见，必须经过严格的讨论，有的问题UOP 要求必须整改，有的问题可按国内的方案执行，但必须出具书面的说明，UOP 对此改动不负责任。

常减压蒸馏装置已开工一年多，加工原油已达20 多种，从换热终温、装置的防腐、操作弹性产品分离精度等指标来看，装置的设计是成功的，操作灵活度是令人满意的。UOP 的设计是有许多优点值得我们学习的，对于国外设计的先进之处我们必须认真消化和吸收。