常减压蒸馏装置减压深拔技术的研究

薛洁文(中国石油玉门油田公司炼油化工总厂常减压车间，甘肃 酒泉 735200)

0 引言

常减压蒸馏是炼油厂的原油一次加工装置，该装置利用原油中各组分相对挥发度的差异，分离出不同沸程的产品和二次加工装置的原料。近年来，国内外原油重质化、劣质化现象日趋加重，常减压蒸馏装置运行成本逐年上升，原油的重质化直接影响了常减压装置的轻质油收率与总拔出率。为保证常减压装置的长周期运行，降低高含硫减渣的收率，缩减渣油二次加工费用、降低能耗、提质增效，减压深拔技术应运而生[1]。

常减压蒸馏装置通常采用减压渣油的切割点表示总拔深度，而该切割点温度是根据减压渣油收率与原油实沸点蒸馏曲线(TBP)的对应关系确定。减压深拔的概念内涵并非一蹴而成，其标准的确定经历了一个较长的演变过程。20世纪80—90年代，深拔的标准是减压渣油切割点温度达到540 ℃，目前国内外普遍认为：只有减压渣油切割点达到565 ℃及以上的工艺技术，才叫减压深拔。

KBC企业使用的原油深度切割技术已将减压渣油切割点提至621 ℃[2]。Shell公司的常减压深拔装置则是借助高减压炉出口温度控制减压深拔技术来实现空塔喷淋传热，切割点达到了595 ℃[3]。目前，与国外发展水平相比较，国内常减压装置深拔技术的发展程度还存在不小的差距，减压渣油的切割点温度大多控制在535～540 ℃。

1 我国减压深拔技术普遍存在的问题

1.1 原油特性掌握不足，装置负荷分配不当

原油基础性质深度评价是减压深拔的前提。现阶段，我国对于温度段的数值比例、减压侧线产品的各项指标与原油自身的性质掌握依然不充分，数据库内容不全面。实际操作中，装置负荷分配不当，经常出现炉出口温度低、柴油与蜡油组分重叠等问题。这是制约我国减压深拔技术发展的主要因素。

1.2 依赖进口技术，缺少本土发展

深拔装置的核心是防结焦、抽真空等技术，若想有效发挥减压深拔的作用，必须将其与本土生产环境相结合。现阶段，国内大多数技术都主要依靠进口的方式更新换代，没有结合原油类型等自身因素进行本土化发展，导致深拔技术在国内的应用效果欠佳。

2 影响减压深拔应用效果的因素

2.1 减压塔闪蒸段的油气分压与温度

常压塔底油经过减压加热炉进入减压塔内，较轻组分在闪蒸段内发生汽化，汽化率的大小直接由减压塔闪蒸段的油气分压和温度决定。同等压力条件下，温度每升高1 ℃，汽化率增加约0.3%～0.35%；在相同温度条件下，压力每降低0.13 kPa，汽化率增加约0.35%～0.7%。较低的闪蒸段压力和较高的闪蒸段温度是得到较高汽化率的必要条件。

2.2 减压系统的结焦

(1)减压加热炉。减压加热炉为减压蒸馏提供了必须的热量，是减压系统的核心设备。为达到深拔目的的同时实现炉管不结焦，我们不仅要考虑到减压炉炉型、炉管布置方法、管内油品流速、压力降、过剩空气系数等工艺参数，还必须严格控制最高油膜温度和停留时间等因素。

(2)转油线。被减压炉加热的油品经过转油线进入减压塔进行分离，绝大多数转油线保温效果良好。因此，我们将减压炉出口至减压塔闪蒸段的流程近似看作绝热过程。在减压塔闪蒸段温度一定的条件下，我们希望尽可能降低转油线的压力降和温度降。

(3)减压塔洗涤段。减压塔洗涤段通过回注洗涤油，对闪蒸上升的油气进行洗涤，目的是除去油气中携带的重金属与重组分，保证减压蜡油的品质，满足下游装置对原料的要求。减压塔洗涤油体积流量是由减压塔洗涤段填料的规格确定的，并不随装置实际加工量变化。深拔条件下洗涤段的汽相负荷大，液相负荷相对较小，该段填料比其它部位更易结焦。当洗涤段填料发生结焦时，该减压塔洗涤段作用大幅下降，严重影响减压蜡油品质的同时，造成全塔压力降上升，减压拔出率下降，更严重时，还可能引起装置非计划停工。

2.3 进料段雾沫夹带量

在减压塔操作中，雾沫夹带是指上升蒸汽从某一层填料夹带雾状液滴到上层填料的现象。减压塔最底侧线产品的质量受雾沫夹带影响最大。减少减压塔进料段雾沫夹带量的途径主要有三方面：(1)提高分离空间高度[4]；(2)降低气相动能因子；(3)设计合理的进料分布器。

3 提高减压装置拔出率的途径

3.1 系统分析所炼原油及减压渣油性质

在设计实施减压深拔前，还需考虑：(1)原油中杂质组分的分布情况及减压馏分油的性质及用途；(2)减压渣油的性质及二次加工方案。若减压渣油可直接作为催化裂化的原料，则没有深拔的必要；若可作为道路沥青的原料，应根据沥青生产要求来确定深拔程度；若只适用作焦化、加氢脱硫或减粘裂化的原料，我们应在保证渣油正常流动性能的前提下实施深拔操作[5]。因此可以看出，减压深拔技术的实施是由原油性质和全厂加工流程决定的。

3.2 提高塔顶真空度

减压塔操作中，维持稳定的高真空度，是提高减压拔出率的基础。减压塔真空度采用多级蒸汽喷射泵的串接运行来获得，以蒸汽喷射泵为核心设备的抽真空系统主要受以下四方面因素影响：

(1)工作蒸汽的压力、温度及质量是影响抽真空系统操作的最主要因素。当蒸汽压力低于设计值时，蒸汽及冷却水量将随之增加，效率降低，能耗增大；而当蒸汽压力过高，蒸汽通过喉管后体积膨胀，阻碍气体抽出，塔顶压力升高。另一方面，当采用过热蒸汽时，蒸汽密度的降低量将会抵消蒸汽可用能量的增加值；若采用湿蒸汽，工作有效能不足。同时，蒸汽携带的水滴还会造成喷嘴的侵蚀和堵塞[6]。

(2)在吸入压力维持稳定的条件下，冷却水的温度或流率未达到设计要求时，会直接影响系统塔顶真空度。水温对抽真空系统的影响很大，我们通常在塔顶冷凝器前设置一级增压器，主要作用是提高塔顶馏出物和增压器工作蒸汽混合物的压力，使其能在常规冷却介质所能达到的冷却温度下冷凝。

(3)减压塔顶温度升高，气相负荷必然增大，塔顶冷却器冷量相对不足，冷后温度升高，造成真空度下降。

(4)减压塔顶油水分离罐水封被破坏，或者减压系统设备管线有泄漏，使得空气进入减压系统，增大了喷射器的负荷，致使真空度下降。

3.3 采用新型填料

压力降是减压塔的一个主要控制因素，深拔型减压塔主要采用规整填料，因为该类填料分离效率较高、流通能力大、压降低，且拥有很大的操作弹性，适应减压塔的发展趋势。

3.4 采用新型液体分布器

液体在填料塔内的分布性能主要由液体的初始分布决定，而液体分布状态直接决定了分离效果的好坏和拔出率的高低。新型槽盘式液体分布器的综合性能优良，在大型减压塔的应用过程中，具有较大的优势。该分布器还具有集液、气液体分布和侧线采出等多种功能[7]。

3.5 采用强化原油蒸馏法

部分炼厂还采用强化原油蒸馏的方法提高减压总拔出率。此方法依据常减压蒸馏原理，向原油或常压塔底油中加注活性添加剂，调节原油体系中各分子间的相互作用，增大各“馏分”的相对挥发度，降低精馏难度，提高拔出率。华东理工大学对添加剂强化蒸馏进行研究，并将研究成果应用于胜利油田常减压蒸馏装置[8]，减压馏分油收率有了一定程度的提高。

4 结语

近年来，国内外原油性质日趋变重，常减压装置直馏轻质油馏分的拔出率越来越低，渣油产率逐年升高，这些变化直接影响了炼化企业及下游单位的经济效益。减压深拔工艺就是针对这一困境开发出来的，此工艺日趋成熟，但该技术的发展大多停留在工艺流程、设备升级及操作优化等领域，其他方面还有待进一步深入研究：

减压深拔技术有自己的适用范围，根据原油性质的不同，其效果也大不一样。对于炼化技术人员来说，需要更加完善的蒸馏实验室分析手段，并将国内外的分析数据统计起来，建立一个关于原油性质的数据库，并以该数据库中原油的物性为基准，开发出适用于各种性质原油的模拟程序，将减压深拔技术带来的效益最大化。