章乐
(池州学院,安徽 池州 247000)
作为原油加工的首道工艺,其采用蒸馏的方式利用原油成分中不同物质的沸点不同采取反复冷凝与气化从而形成和产出油品和半成品,一般为原油冶炼提供下一道工序的原材料。根据常减压蒸馏装置的用途可以概括总结为三大部分:燃料型、燃料润滑油型以及化工型三种。
目前国内较为常用二段汽化的常减压蒸馏装置技术,其又被称为双塔流程。如图2所示,该工艺流程装置主要有三大部分组成:常压塔、减压塔和附属的汽提塔等组成。
原油经过电脱盐系统的脱盐、脱水处理后进入常压塔,紧接着要经过240°C换热工艺处理,随后将常压炉的温度加热到370°C后原油进入常压炉,历经分馏过程,塔顶将分馏出重整原料,侧线自上而下分别出不同种类的油品(航空煤油、轻柴油、重柴油),而在塔底将形成重油。重油再进入加热到400°C左右的减压炉,通过流入减压塔,并经过在塔顶抽真空工艺,在经过分馏处理,得到减压蒸馏一线出重柴油,减压蒸馏二、三线出蜡油,减压蒸馏四线出润滑油,而减压渣油将在塔底。
开始阶段原油依靠静位能压到达原油泵口,而当原油进入前必须确保有足够的破乳化剂和水来实现原油的电脱盐效果,在泵的作用下分两路与油品换热后进入脱盐罐,从而实现脱盐、脱水两个环节。脱盐罐内高压交流电高达12000~24000伏,原油能够在强烈的电场力和破乳化剂的作用下,微小的水珠聚集,并形成大水珠从原油中分离出来。由于在原油中的盐分极大部分是融入水中,因此实现脱水环节的同时也实现脱盐环节。在脱盐罐出来后,原油将进入初馏塔。
进入除馏塔后,原油被加热到220~230℃,此时原油将形成两份:汽相和液相两部分,气相进入精馏段而液相进入提馏段。初顶油气分多通道进入冷凝器,被冷却到30~40℃进入容器。冷凝油经泵后会有部分进入到初馏塔做冷回流剩余部分做重整料或汽油出装置。而未被冷却的部分会去到加热炉烧或气炬放空。冷凝水部分用泵注入挥发线,剩余排入废水道或气提车间。
在原油进入常压炉后,经过加热环节的油会进入到初馏塔汽化段后。汽相将进入到精馏段。在精馏段作用下,油体会被分割成五块成品;液相进入提馏段,在塔底液面上方吹入过热蒸汽作汽提用。常顶油气和水蒸气会从塔顶挥发线中释放出来,分路径进入空冷器冷却,当其温度降到60~75℃后,再分路径冷却降低到40~45℃。经由冷却后的产物进入容罐,实现对油、水、汽三部分的分离过程。其中被分离出来的冷凝水中部分会被引入到挥发线,剩余部分会被排入碱性水道或经泵送北汽提装置系统。
本文将重点对减压蒸馏系统进行详细介绍。当油进入减压炉前,通过加热,使得油温度上升(约385~395℃),温度到达需求时,此时油将进入减压塔。到达塔内后,通过91-97Kpa真空度作用下,对油实施减压分馏。
油气、水蒸气在减压塔顶端通过挥发线引出,并进入冷凝器冷却。当一部分完成冷却环节后,油流入到容器进行油水分离;另一部分没有被冷却的油被一级蒸汽真空泵抽送入间冷器进行冷却,冷凝液引入容器中,未冷凝气被二级蒸汽真空泵抽送后进行相应的冷却,最后把冷凝液引入到容器中。
减压一线自常压塔从上段进行填料,并从下集油箱馏出,通过泵实现与炉中空气换热,并在换热后经由换热器实现与原油之间的换热流程,随后被引入冷却环节,当冷却到40~50℃,一部分会被打回减压塔,进行冷回流,另一部份作重柴或催化料引出装置,不再参与运作流程。减压二线自常压塔从下段填料,并从下集油箱馏出,在通过减压塔上段汽提后,油气重返中段填料,并在下集油箱之下馏出油,经过泵抽出后经冷,当温降至60~70℃后,将被当成润料或催化料引出装置。需要注意的是,该装置中需要从在冷却器出口引一支路,该支路引到去泵进口,用来重质封油。减一中自常压塔,从中段填料,并且从下集油箱实现馏出,由泵抽送并联经换热器,换热器换热后返回,此时减压塔在上段填料并经由下集油箱之下。减二中自常压塔馏出,经泵抽送,实现油先后经换热后,并重返减压塔。减底渣油经泵抽出,分路径实现换热后,一同进入到冷却器进行冷却,然后作氧化沥青料等引出装置。
在经济新常态背景下能源供需面临着严峻挑战,尤其是石油等能源的需求问题更为紧迫。目前在我国在原油的炼制过程中,常减压蒸馏作为首道工艺,其直接决定最终油品质量的优劣。常减压蒸馏装置的工艺水平会直接制约着节能降耗、经济效益等问题。因此,从长远角度出发,必须进一步研究和探讨原油常减压蒸馏工艺流程优化问题,以此来推进我国石油冶炼行业发展,最终保障我国能源安全。