CN102311772A

CN102311772A - 一种提高拔出率的减压蒸馏方法及装置

Info

Publication number: CN102311772A
Application number: CN2010102224598A
Authority: CN
Inventors: 张龙; 王海波; 齐慧敏; 刘忠信
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: CN102311772B

Abstract

本发明公开了一种提高拔出率的减压蒸馏方法及装置，在减压炉与减压蒸馏塔之间的转油线上设置闪蒸罐，减压蒸馏原料经过减压炉加热后进入转油线及闪蒸罐，在闪蒸罐内进行气液分离：闪蒸罐底排出的液相，即闪底油，引入减压蒸馏塔；闪蒸罐顶排出的气相，即闪顶气，闪顶气冷凝为液相后引出装置。本发明减压炉后带有闪蒸罐的减压蒸馏方法及装置一方面提高了减压馏分油的收率，另一方面还取消了常规减压转油线低速段，降低了减压塔操作负荷，减压塔塔径可以适当缩小，从而节省设备投资，降低了操作费用。

Description

一种提高拔出率的减压蒸馏方法及装置

技术领域

本发明属于石油炼制领域，具体地说涉及一种原油减压蒸馏中提高拔出率、降低能耗的减压蒸馏方法及装置。

技术背景

炼油厂原油常减压蒸馏工艺是石油炼制的第一道工序，是通过蒸馏的方法将原油分割成不同馏程范围的组分，以适应产品和下游装置对原料的工艺要求。其轻油收率的高低和能耗的大小直接影响石油炼制的经济效益。常规的原油常减压蒸馏工艺多采用“二炉三塔”的流程：原油预处理后进入初馏塔(或闪蒸塔)，然后经常压炉加热进入常压塔，常压塔底油经减压炉加热由减压转油线送到减压塔，完成对原油的常压蒸馏和减压蒸馏，获得满足质量要求的产品和下游装置的原料。

随着科学技术飞速发展和社会生活消费的不断增长，世界石油需求量随着经济的发展逐年增加。但随着世界范围内原油的不断开采，原油资源供应中重油和超重油的供应比例逐步增加，轻质油、中质油的供应比例持续下降。因此，提高原油常减压蒸馏中的拔出率，获得更多的轻油馏分油，降低常减压装置能耗，提高装置经济效益成为全球炼化行业共同关注的课题。

国内外学者对减压深拔技术进行了比较深入的研究，为提高减压分馏塔的拔出率，得出了一系列的经验，可以归结为：(1)采用先进的真空系统，提高减压分馏塔顶的真空度；(2)采用新型、高效填料，减少塔内压降，使得塔底闪蒸区保持较高真空度；(3)改进转油线设计，降低转油线压力降和温度降；(4)优化洗涤段设计和操作，强化洗涤段的分馏概念；(5)采用新型高效的气体和液体分布器等。

专利CN2242892Y公开了一种复合原油蒸馏减压塔，塔底设有一个液封装置与上部隔开，并有一个真空系统接口与塔顶真空系统相连。该实用新型通过液封装置将减压塔的精馏段和下部的深拔段隔开，可以将油品质量和拔出率分别予以考虑，可以相对地提高减压拔出率，但深拔的油品质量很难满足下游装置对原料的工艺要求，同时该实用新型的塔结构复杂，塔顶真空系统负荷高，装置能耗相对会高。专利CN1884441A公开了提高石油常减压蒸馏轻油收率的方法，将含松脂的添加剂加到石油常减压蒸馏塔的原油中，通过改变原油分子间的作用力而提高常减压蒸馏的轻油收率。但该方法没有在工艺技术根本上改变蒸馏技术，而且要消耗大量的添加剂，增加了装置运行成本和添加化学试剂的操作难度。专利CN1287872A发表了一种带有深度汽提过程的原油常减压蒸馏方法，是在减压塔侧并联一个洗涤罐，减压塔的进料段与汽提段由液封隔离分布器隔开，汽提段的油气通过连通管进入洗涤罐的下部，取自减压塔减三线出料的吸收油经冷却后由洗涤罐上部进入向下喷淋与向上的油气逆向传质传热，洗涤罐的罐顶油气出料返回减压塔的上部，罐底出料作为洗涤油返回减压塔。该工艺通过增设洗涤罐使减压塔汽提段经历了一个深度汽提的过程，有利于提高减压拔出率。但该方法只是对减压塔汽提段进行了优化改进，用质量较好的减三线油作为洗涤油，在经济效益上尚待研究。专利CN101376068A公开了一种带有减压闪蒸塔的常减压蒸馏方法和设备，是在常压渣油入减压炉前设置一个减压闪蒸塔。闪蒸塔底油进减压加热炉，闪蒸塔顶气进入与闪蒸塔顶气馏分相近的某个侧线产品抽出口的上方或下方。该方法通过增加减压闪蒸塔改进常减压装置的流程，达到提高处理量，提高拔出率，降低能耗的目的。但常压塔底油入闪蒸塔，由于常压塔底油的温度相对较低，再加上炉前闪蒸塔的真空度相对不高，闪蒸塔闪蒸气化的作用有限，而且闪蒸塔顶气相入减压塔，相当于闪蒸后减压塔分段进料，没有在根本上改变减压塔的分馏作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种减压蒸馏方法及装置，可以明显提高减压蒸馏过程中的拔出率，并降低装置能耗。

本发明提高拔出率的减压蒸馏方法包括如下内容：在减压炉与减压蒸馏塔之间的转油线上设置闪蒸罐，减压蒸馏原料经过减压炉加热后进入转油线及闪蒸罐，在闪蒸罐内进行气液分离，闪蒸罐底排出的液相(以下称闪底油)引入减压蒸馏塔，闪蒸罐顶排出的气相(以下称闪顶气)冷凝为液相后引出装置。

本发明提高拔出率的减压蒸馏方法中，闪顶气与进入减压炉之前的减压蒸馏原料换热后冷凝为液相引出装置，或者与减压蒸馏塔的某一种或某几种馏分混合引出装置。减压蒸馏原料一般为常压蒸馏塔塔底油(以下称常底油)。

本发明提高拔出率的减压蒸馏方法中，转油线从减压炉至减压蒸馏塔依次包括过渡段和低速段，闪蒸罐设置在转油线过渡段的末端，或者设置在转油线的低速段上。转油线的低速段可以是等径管道，也可以是2～6段逐级扩径的管道。

本发明提高拔出率的减压蒸馏方法中，其它技术内容，如减压炉、减压蒸馏塔、转油线的设计和操作是本领域技术人员熟知的技术内容。

本发明提高拔出率的减压蒸馏装置包括减压炉、转油线、减压蒸馏塔，转油线连接减压炉和减压蒸馏塔，在减油线上设置闪蒸罐，闪蒸罐底部通过转油线与减压蒸馏塔以管道连通，闪蒸罐顶部与减压蒸馏原料换热装置以管道连通。

本发明提高拔出率的减压蒸馏装置可以设置一套抽真空系统，减压蒸馏塔和闪蒸罐用一套抽真空系统抽真空操作，可以设置控制装置，分别控制减压蒸馏塔和闪蒸罐的真空度；也可以设置两套抽真空系统，减压蒸馏塔和闪蒸罐分别抽真空操作。闪蒸罐的真空度控制设置在闪顶气冷凝器之后的气液分离罐上。闪蒸罐和减压蒸馏塔的抽真空操作可以采用本领域常规的方法和设备。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)通过在转油线上设置减压闪蒸罐，改善了气液分离，通过转油线进入减压蒸馏塔的物料中气相较少，可以大大缩短减压转油线低速段，同时可以大大减小减压转油线低速段的管径，避免了粗管径、大管长转油线低速段所造成的转油线横向热位移。

2)闪底油单独进入减压蒸馏塔，闪顶气不进入减压蒸馏塔，降低减压蒸馏塔的处理负荷，消除了减压塔处理量的“瓶颈”，有利于旧装置的扩能改造。

3)闪底油单独进入减压蒸馏塔，一定程度上减少了减压塔所需的理论板，可以适当减少塔高及塔径，节省装置投资。

4)闪底油单独进入减压蒸馏塔，闪顶气不进入减压蒸馏塔，降低了减压蒸馏塔的气相负荷，使全塔压降降低，有利于提高减压拔出率，而且大幅降低了减压塔顶冷凝和抽真空负荷。实现了减压蒸馏低能耗、高真空、高拔出率操作。有效降低价值低的减压渣油的收率。

5)闪底油单独进入减压蒸馏塔，避免了气液混合进料所造成的气相夹带，保证了减压侧线产品质量。

6)闪顶气和常底油进行换热，降低了减压炉负荷，降低装置能耗。

7)闪蒸罐的操作压力更低，操作温度更高，闪蒸出的气相量大大增加。

8)本发明工艺技术先进合理，能耗水平低，设备投资少，减压渣油收率低，对于旧装置的改造，具有设备改造量少、投资低，改造工期短，装置收益明显快捷等优点；对于新装置的设计建设，具有工艺合理先进，能耗水平低，设备占地少等特点。

附图说明

图1提高拔出率的减压蒸馏方法工艺流程示意图。

其中1为常底油；2为减压炉；3为转油线；4为减压闪蒸罐；5为破沫除雾网；6为进料/闪顶气换热器；7为汽提蒸汽；8为闪顶产品；9为抽真空系统；10为一侧线产品出料；11为二侧线产品出料；12为减压渣油出料；13闪底油；14为闪顶气冷凝器；15为减压蒸馏塔。

具体实施方式

本发明方法在减压炉出口减压转油线过渡段上连接一个闪蒸罐，使得经减压炉加热、转油线扩径减压后气化率很高的气液混合进料在闪蒸罐高真空度的条件下进行气液闪蒸分离。闪顶气由罐顶经与减压炉进料换热，再经冷却器冷却为全液相后，作为产品液相出料。闪底油直接进入减压蒸馏塔进料段，在带有塔底汽提蒸汽的减压蒸馏塔内进一步进行分馏，从减压蒸馏塔侧线抽出减压馏分油，减压渣油由塔底抽出，塔顶连接抽真空系统。

如附图1所示，常底油1先经进料/闪顶气换热器6换热升高温度后进入减压炉2，在减压炉内温度加热到390℃～400℃后经转油线3三级扩径减压后，常底油气化率达到45％～55％(质量百分比，下同)，然后进入减压闪蒸罐4，在减压闪蒸罐4内气液进行充分的分离，气相经罐顶破沫除雾网5由罐顶排出与常底油在进料/闪顶气换热器6换热降温，再经闪顶气冷凝器14冷却为全液相作为闪顶产品8出料。液相闪底油13直接进入减压蒸馏塔15进料段，在汽提蒸汽7和减压蒸馏塔顶抽真空系统9的作用下进行减压蒸馏，得到塔中侧线产品10和11出料。减压渣油12由减压塔底出料。减压闪蒸罐4和减压蒸馏塔15分别有液位检测显示。

本发明中的减压蒸馏塔可以是燃料型减压蒸馏塔，也可以是润滑油型减压蒸馏塔；可以是湿式蒸馏，也可以式微湿式蒸馏；侧线出料数目根据需要具体设置。

本发明减压炉后带有闪蒸罐的减压蒸馏方法及设备，改进了原油减压蒸馏工艺，把减压炉加热气化，转油线扩径减压后含有45％～55％气相的混合进料在减压闪蒸罐中进行气液分离，不用再设过长减压转油线低速段进行气液分离(现有技术要求转油线低速段长度为15m)，避免了粗管径、大管长低速段所造成的转油线横向热位移。闪蒸罐顶气相和减压炉进料进行换热、冷凝后直接作为产品，液相单独进入减压蒸馏塔。从而减少了减压蒸馏塔的处理负荷，一定程度上减少了减压蒸馏塔所需的理论板，可以适当减少塔高及塔径，同时大幅降低了减压蒸馏塔顶冷凝和抽真空负荷；而且可以避免气液混合进料所造成的气相夹带，保证了减压侧线产品质量。经模拟计算证实，处理相同的原料本发明工艺方法较现有工艺路线的渣油收率少1％～2％，而且闪蒸罐顶占进料45％～55％的油气含有的显热和潜热足以把常底油换热到390℃～400℃，大大节省减压炉的负荷。

本发明在装置开工时，可以开大减压炉负荷，加热进料到390℃～400℃，保证减压蒸馏操作。开工稳定后，充分利用高温闪顶气的显热和潜热给常底油加热，可以降低减压炉的负荷，实现装置节能。

实施例1：

本发明的方法用于某新建原油常减压装置的设计，减压部分工艺流程与附图1所示相同。

减压装置的处理量为120万吨/年，减压流程包括减压炉、闪蒸罐、减压塔。减压塔为规整填料塔，采用湿式工艺操作，塔底吹汽量为塔进料的1％，塔顶操作压力为1.315kPa，全塔压降为600Pa～750Pa。

常底油1以150吨/小时进料入减压蒸馏装置，经减压炉2加热到390℃～400℃后由减压转油线3进入到减压闪蒸罐4中。闪蒸罐直接与减压塔连接，闪蒸罐压力为13kPa。绝热闪蒸后闪顶气占进料的37.84％，闪底油进入减压塔15，从减压塔侧线抽出产品10、11。减压渣油对总进料的收率为36.38％(质量)，减压蜡油的切割点达到588℃。相同进料、工艺条件以CN101376068A所述的方法计算，减压渣油对总进料的收率为37.64％，减压蜡油切割点为565℃，深拔程度不及本发明。

采用本发明的流程，减压塔最大塔径为φ4266mm，如采用CN101376068A流程，则减压塔最大塔径为φ7916mm，装置的设备投资可显著降低。

采用本发明流程，闪顶气冷凝到40℃出料所放出的显热和潜热为6.506×10⁷kJ/h，减压炉负荷为5.599×10⁷kJ/h，进行闪顶气和常底油换热，可大大降低减压炉负荷从而降低装置能耗。如采用CN101376068A流程，减压炉负荷为3.275×10⁷kJ/h，需要消耗大量的燃料气(油)，装置的能耗相对较高。

采用本发明的工艺，相对CN101376068A流程可节省塔底吹汽50％。

采用本发明的流程，减压塔塔顶气相出料仅为CN101376068A流程的50％，可节省减压塔塔顶冷凝器和抽真空系统的负荷。使装置的能耗明显降低。

实施例2：

本发明的方法用于某原油常减压装置的扩能改造，常压部分与常规常减压装置相同，减压部分采用附图1所示的提高拔出率的减压蒸馏方法工艺流程示意图，主要包括减压炉、闪蒸罐、减压塔。

减压塔为规整填料塔，塔顶操作压力为1.315kPa，全塔压降为600Pa～750Pa。

常底油1进入减压蒸馏装置，经减压炉2加热到390℃～400℃后由减压转油线过渡段3进入到减压闪蒸罐4中。闪蒸罐直接与减压塔连接，闪蒸罐压力为13kPa，绝热闪蒸后闪顶气占进料的37.84％，闪底油进入减压塔15，从减压塔侧线抽出产品10、11。塔底出减压渣油，收率占总进料的37.64％(m)。

该装置扩能改造减压部分保留原来的减压炉和减压塔，对减压塔内件和填料进行改造。新增主体设备为减压闪蒸罐、常底油进料/闪顶气换热器。减压闪蒸罐设置在转油线低速段的末端。改造后装置减压部分加工能力可提高20％～50％，装置能耗降低3％～5％，减压渣油收率降低1％～1.5％。按250万吨/年常减压装置来算，减压部分进料约为150吨/小时，降低渣油收率1.5％，以渣油和混合蜡油差价250元/吨来计，年折合人民币：150×1.5％×250×8000＝450万元。再加上装置降低能耗的部分，取得的装置经济效益非常显著。

Claims

1.一种提高拔出率的减压蒸馏方法，其特征在于：在减压炉与减压蒸馏塔之间的转油线上设置闪蒸罐，减压蒸馏原料经过减压炉加热后进入转油线及闪蒸罐，在闪蒸罐内进行气液分离：闪蒸罐底排出的液相，即闪底油，引入减压蒸馏塔；闪蒸罐顶排出的气相，即闪顶气，闪顶气冷凝为液相后引出装置。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：闪顶气与进入减压炉之前的减压蒸馏原料换热后冷凝为液相引出装置，或者与减压蒸馏塔的一种或几种馏分混合引出装置。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：减压蒸馏原料为常压蒸馏塔塔底油。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：转油线从减压炉至减压蒸馏塔依次包括过渡段和低速段，闪蒸罐设置在转油线过渡段的末端，或者设置在转油线的低速段上。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：转油线的低速段是等径管道，或者是2～6段逐级扩径的管道。

6.一种提高拔出率的减压蒸馏装置，包括减压炉、转油线、减压蒸馏塔，转油线连接减压炉和减压蒸馏塔，其特征在于：在减油线上设置闪蒸罐，闪蒸罐底部通过转油线与减压蒸馏塔以管道连通，闪蒸罐顶部与减压蒸馏原料换热装置以管道连通。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于：设置一套抽真空系统，减压蒸馏塔和闪蒸罐用一套抽真空系统控制真空度。

8.按照权利要求6所述的装置，其特征在于：设置两套抽真空系统，减压蒸馏塔和闪蒸罐分别抽真空操作。