CN102443408A - 一种减压蒸馏工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减压蒸馏工艺方法，尤其适用于原油常减压蒸馏进行减压深拔处理的减压蒸馏工艺。在至少一个侧线出料液相区上方的气相区设置气相采出口，气相采出口连接抽真空系统。本发明的减压蒸馏工艺，通过对减压蒸馏塔内各冷凝段上方气相区进行塔中分段抽真空操作，从而提高减压蒸馏塔内真空度，进而提高闪蒸段及汽提段真空度，使减压渣油中更多的轻组分蒸发出来，明显提高原油减压蒸馏过程中的拔出率。

Description

一种减压蒸馏工艺方法

技术领域

本发明属于石油炼制领域，涉及一种原油减压蒸馏工艺方法，具体说涉及一种提高原油减压蒸馏过程拔出率的减压蒸馏工艺方法。

背景技术

原油常减压蒸馏工艺是石油炼制的第一道工序，是炼厂的“龙头”装置，其工艺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。

减压蒸馏工艺就是利用减压蒸馏原理，通过抽真空使液体表面的压力降低，从而降低液体的沸点使液体混合物中相对较轻的组分汽化，达到分馏的目的。减压蒸馏工艺要求在尽量避免油料发生裂解的条件下尽可能多地拔出减压馏分油。为了达到这一要求关键在于提高减压蒸馏塔汽化段的真空度，而汽化段的真空度由塔顶真空度和全塔压降所决定。塔顶真空度受塔顶抽真空系统负荷、高温下油品裂解程度和常压重油中＜350℃组分含量的限制；全塔压降则取决于气相通过汽化段到塔顶塔板或填料的压降。现有的减压蒸馏工艺包括塔顶抽真空系统、塔中侧线采出和塔底出料，塔顶保持一定的真空度。

近年来，世界石油需求量随全球经济的发展逐年增加，同时，世界原油资源供应中重油和超重油的比例逐步增加，轻质油、中质油的供应比例持续下降。提高原油常减压蒸馏中的轻油拔出率，对减压蒸馏工艺进行减压深拔操作日益成为全球炼化行业共同关注的课题。为此，国内外学者对原油常减压装置的减压深拔进行了比较深入的研究，取得了很大的进步。在减压蒸馏工艺方面也取得了明显的发展。

CN1287872A发表了一种带有深度汽提过程的原油常减压蒸馏方法，是在减压蒸馏塔侧并联一个洗涤罐，减压蒸馏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，取自减压蒸馏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蒸馏塔的上部，罐底出料作为洗涤油返回减压蒸馏塔。该工艺通过增设洗涤罐使减压蒸馏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蒸馏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。

US7172686发表了一种提高原油蒸馏馏分油收率的方法，方法一在侧线加了一个汽提塔，改善了馏分油质量。但一定程度增加了装置投资和能耗。方法二采用轻、重馏分分段进料，改善了原油蒸馏分馏塔的操作，有利于提高馏分油收率，但把已经从混合进料中分离出来的轻馏分再次送入塔内进行分馏，重复操作增加装置能耗且没有降低塔的负荷。

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。

US4717468发表了一种利用最低的能耗获得最大回收率的蒸馏工艺，是通过在进料中混入惰性气体，从而最大幅度地降低进料在加热炉中的停留时间和分压，通过维持进料一定的过气化率来优化加热炉出口温度，保持最低的加热炉出口温度，从而降低能耗。该方法可以在避免油品裂解的前提下最大幅度地加热进料，且降低其分压提高进料气化率，有利于提高拔出率。但注入惰性气体增加了塔顶冷凝和抽真空系统的负荷及装置运行成本，抵消其降低加热炉能量消耗，其装置的能耗水平尚有待研究。

CN2242892Y公开了一种复合原油蒸馏减压蒸馏塔，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蒸馏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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种减压蒸馏工艺方法，使用本发明的减压蒸馏工艺方法可以进一步提高减压馏分油拔出率，提高减压蒸馏工艺的经济效益。

本发明减压蒸馏工艺方法过程如下，常压重油进料经过减压炉加热后进入减压蒸馏塔，在减压蒸馏塔进料段进行闪蒸和汽提段汽提蒸汽的共同作用下，常压重油进料混合物中气相组分和相对较轻再次汽化的组分沿塔上升，与塔顶回流和各分馏段液相完成气液传质、传热。依次从减压蒸馏塔中抽出液相侧线产品，在减压蒸馏塔内的至少一个液相侧线产品采出上方气相区进行气相采出，气相采出物流经冷凝后进入气液分离罐，气液分离罐顶部连接抽真空系统，气液分离罐底部液相作为气相采出产品送出装置。

本发明方法中，常压重油一般来自常压蒸馏塔的塔底，常压重油一般加热至380℃～410℃进入减压蒸馏塔。

本发明方法中，根据需要抽出2～5个液相侧线产品。减压蒸馏塔顶与抽真空系统连接，保持塔顶压力在1.0kPa～2.0kPa。

本发明方法中，优选气相采出侧线数量与液相产品采出侧线数量相同，每个气相采出侧线分别设置抽真空系统，或设置一套抽真空系统，或者与减压蒸馏塔塔顶共用一套抽真空系统，控制不同气相采出侧线的真空度，各段气相采出侧线抽真空依次保持50Pa～100Pa的压差。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.采用减压蒸馏塔顶和塔中各段分段抽真空操作，使全塔压降降低到最小，真正实现了减压蒸馏工艺“高真空、深总拔”操作。

2.减压蒸馏工艺设置气相侧线采出，降低了减压蒸馏塔各段气相负荷。在不改变塔体结构的前提下，有利于老减压蒸馏工艺进行深拔或扩能改造。

3.设置气相采出侧线、塔中抽真空操作，降低了塔体气相负荷，对于新建减压蒸馏工艺的设计，可减小减压蒸馏塔的塔径，节省规模投资；对于旧减压蒸馏工艺的改造，可以提高旧减压蒸馏工艺的处理量和轻油收率。

4.虽然分段抽真空操作，但实际上只是避开了气相通过塔体塔板或填料产生的压降，并没有增加总的抽真空负荷，提升了减压蒸馏单位能耗的轻油拔出率。

5.利用高温气相采出物料的潜热和显热给原油常减压装置内需要加热物料供热，有利于装置节能，有利于降低能耗。

6.本发明减压蒸馏工艺技术先进合理，工艺简单，减压馏分油收率高，对于旧装置的改造，具有设备改造量少、投资低，改造工期短，装置负荷能大幅提升，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，工艺路线简单，单位加工量设备投资少等特点。

附图说明

图1为本发明一种新型减压蒸馏工艺流程示意图。

其中1为常压重油，2为减压炉，3为减压蒸馏塔，4为汽提蒸汽，5为塔中液相采出，6为塔底渣油出口，7为塔中气相采出冷凝后产品，8为塔顶抽真空，9为气相采出抽真空。

具体实施方式

本发明新型减压蒸馏工艺设置的减压蒸馏塔具有塔顶抽真空系统、塔中液相和气相采出系统、塔底渣油出料系统等。减压蒸馏塔顶与抽真空系统连接，保持塔顶压力在1.0kPa～2.0kPa；塔中设置2～5条液相产品采出侧线，在每条液相采出侧线的上方对应设置气相采出侧线；塔底设有减压渣油出口。

本发明减压蒸馏工艺中，气相采出侧线采出的气相经换热、冷凝后进入一个气液分离罐，分离罐气相出口连接抽真空系统，液相作为产品。利用高温气相采出物料的潜热和显热给原油常减压装置的需要加热物料供热。冷凝温度根据气相采出侧线产品的凝固点确定，一般控制高于凝固点3～25℃，优选高于凝固点5～15℃。

本发明方法中，气相采出侧线的气相采出量占该采出侧线在减压蒸馏塔中位置处塔气相负荷的30％～80％，优选为50％～70％。

本发明减压蒸馏工艺中，气相采出侧线数量与液相产品采出侧线数量相同，如塔中设置2～5个液相产品采出侧线，相应设置2～5个气相采出侧线。每个气相采出侧线分别设置抽真空系统，或设置一套抽真空系统，控制不同气相采出侧线的真空度，各段抽真空依次保持50Pa～100Pa的压差。从而保证进料闪蒸段有较高的真空度，使进料中更多的轻组分蒸发上去，冷凝作为产品，提高减压蒸馏的馏分油拔出率。

本发明减压蒸馏工艺中其它技术内容，如减压炉、减压蒸馏塔、抽真空操作是本领域技术人员熟知的技术内容。

下面结合附图1对本发明新型的减压蒸馏工艺进行详细说明。

来自原油常压塔塔底的常压重油1由减压炉2加热到380℃～410℃进入减压蒸馏塔3，在塔进料段进行闪蒸和汽提段汽提蒸汽4的共同作用下，进料混合物中气相组分和相对较轻再次汽化的组分沿塔上升，与塔顶回流和各分馏段液相完成气液传质、传热。依次从塔中抽出液相侧线产品5，在液相采出上方气相区设置气相采出，气相采出物流经换热、冷凝后进入气液分离罐。罐顶连接抽真空9，罐底液相作为气相采出产品7送出装置。

本发明各气相采出连接抽真空系统，提供各冷凝段及塔中各段的高真空度，保证进料具有较高的真空度，使渣油中更多的轻组分蒸发出来，提高了减压蒸馏的馏分油收率，尤其适用于减压蒸馏进行深拔操作。

本发明可用于旧原油减压蒸馏工艺的改造，装置工艺流程基本不动，只增加减压蒸馏塔塔中和液相采出数量相应的气相采出口，为减压蒸馏塔提供更高的真空度。本发明也可用于新设计的减压蒸馏工艺。

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。

下面通过实施例具体说明本发明方案和效果。其中百分比以质量为基准。

实施例1：

本发明的工艺用于某新建原油减压蒸馏装置的设计。

减压蒸馏流程包括减压炉、减压蒸馏塔、气相采出气液分离罐、塔顶和罐顶抽真空。减压蒸馏塔为规整填料塔，采用湿式工艺操作，塔底吹汽量为塔进料质量的1％，塔顶操作压力为1315kPa，全塔压降为300Pa～500Pa。以科威特常压重油为原料，减压蒸馏装置的处理量为120万吨/年。

常底油以120吨/小时进料入减压蒸馏装置，经减压炉加热到390℃～400℃后进入到减压蒸馏塔。从减压蒸馏塔塔中抽出侧线产品。减压渣油从塔底出料。塔顶油气经冷凝器冷却，不凝气由抽真空泵抽出，保持塔内真空度。塔中液相采出的上方有气相采出，气相采出经换热、冷凝后进入气液分离罐，罐顶连接抽真空，保持减压蒸馏塔内各段及进料较高的真空度。罐底液相作为产品输出。

下表1列出了采用本发明(方案A)和采用常规减压蒸馏方法(方案B)在减压拔出率、装置能耗等方面进行模拟研究的数据对比。

           表1 实施例1方案A与方案B对比情况

从表中可见在装置能耗方面方案B虽然在装置总的冷凝负荷略低与方案A，但方案A有一部分回收能量；在减压拔出率方面方案A的结果远远好于方案B，深拔的程度也相对较高。单位能耗的轻油收率方案A具有明显的优势。

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，减压部分主要包括减压炉、减压蒸馏塔、气相采出气液分离罐、塔顶和罐顶抽真空。

减压蒸馏塔为规整填料塔，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300Pa～500Pa。以科威特常压重油为原料，减压蒸馏装置的处理量为120万吨/年。

常底油以120吨/小时进料入减压蒸馏装置，经减压炉加热到390℃～400℃后进入到减压蒸馏塔。从减压蒸馏塔塔中抽出侧线产品。减压渣油从塔底出料。塔顶油气经冷凝器冷却，不凝气由抽真空泵抽出，保持塔内真空度。塔中液相采出的上方有气相采出，气相采出经换热、冷凝后进入气液分离罐，罐顶连接抽真空，保持减压蒸馏塔内各段及进料较高的真空度。罐底液相作为产品输出。

该装置扩能改造减压部分保留原来的减压炉和减压蒸馏塔，对减压蒸馏塔内件和塔体进行改造，在液相采出上方气相区开气相采出口。新增设备为气液分离罐、换热器、冷凝器。改造后装置减压部分加工能力可提高20％～50％，减压渣油收率降低2％～5％。

下表2列出了采用本发明(方案A)和采用常规减压蒸馏方法(方案B)在减压拔出率、装置能耗等方面进行模拟研究的数据对比。

       表2 实施例2方案A和方案B比较情况

从表中可以看出，采用方案A对旧装置进行扩能改造比方案B新建设备较少，工程改造量小，从而工程投资较少，改造工期短；装置收益上也明显较好。方案A具有较大的整改优势。

Claims (10)

1.一种减压蒸馏工艺方法，常压重油进料经过减压炉加热后进入减压蒸馏塔，在减压蒸馏塔进料段进行闪蒸和汽提段汽提蒸汽的共同作用下，常压重油进料混合物中气相组分和相对较轻再次汽化的组分沿塔上升，与塔顶回流和各分馏段液相完成气液传质、传热；其特征在于：依次从减压蒸馏塔中抽出液相侧线产品，在减压蒸馏塔内的至少一个液相侧线产品采出上方气相区进行气相采出，气相采出物流经冷凝后进入气液分离罐，气液分离罐顶部连接抽真空系统，气液分离罐底部液相作为气相采出产品送出装置。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：常压重油来自常压蒸馏塔的塔底，常压重油加热至380℃～410℃进入减压蒸馏塔。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：抽出2～5个液相侧线产品，减压蒸馏塔顶与抽真空系统连接，保持塔顶压力在1.0kPa～2.0kPa。

4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：气相采出侧线数量与液相产品采出侧线数量相同。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：每个气相采出侧线分别设置抽真空系统，或设置一套抽真空系统，或者与减压蒸馏塔塔顶共用一套抽真空系统。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：控制不同气相采出侧线的真空度，各段气相采出侧线抽真空依次保持50Pa～100Pa的压差。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：气相采出侧线的气相采出量占该采出侧线在减压蒸馏塔中位置处塔气相负荷的30％～80％，优选为50％～70％。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：气相采出侧线的气相采出量占该采出侧线在减压蒸馏塔中位置处塔气相负荷的50％～70％。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：气相采出物流冷凝温度控制高于凝固点3～25℃。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：气相采出物流冷凝温度控制高于凝固点5～15℃。

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