CN102746883A - 一种石油常减压蒸馏工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油的常减压蒸馏工艺；减压蒸馏塔或/和常压塔的原料入口与一台间壁式换热器管程连接，间壁式换热器的壳程入口与熔盐加热炉连接，壳程出口与熔融槽连接，熔盐加热炉与熔融槽连接；将混合无机盐粉状颗粒加入到熔融槽中，在熔融槽中通入高压蒸汽或电，将混合无机盐粉状颗粒熔化成液体，当熔融温度达到180℃，开启熔盐循环泵对熔盐强制液相循环，输送至熔盐加热炉加热，控制在熔盐炉出口的熔盐温度或间壁式换热器熔盐流的入口温度在350℃～530℃，将熔盐输送至间壁式换热器加热石油流至360℃～440℃后，返回熔融槽中；石油流出间壁式换热器进常压塔或减压塔；本方法生焦的概率低，可提高加热温度及蒸馏塔的拔出率。

Description

一种石油常减压蒸馏工艺

技术领域

本发明涉及一种石油的常减压蒸馏工艺。

背景技术

常减压蒸馏是石油炼制的第一道工序，经过脱盐脱水后的原油，在常减压装置被切割成各种石油馏分。由于工艺的主要设备包括初馏塔(或闪蒸塔)、常压炉、常压塔、减压炉和减压塔，因此简称“二炉三塔”三级蒸馏工艺流程。近年来，对石油常减压蒸馏工艺的改进很多，但是对各蒸馏塔间石油馏分的加热仍采用加热炉，这点始终没有改变。

加热炉内用燃油或天然气、炼厂气等气体烃的明火以热辐射为主加热炉管，炉膛温度高达750～850℃，炉管温度也高达650℃以上，容易造成油流在管内局部出现高温而裂解并生焦，生焦后挂在炉管壁上降低了传热系数，甚至会造成炉管烧穿。特别是对于从常压塔底抽出的常压渣油和从减压塔底抽出的减压渣油(二级减压蒸馏过程中也进加热炉)，由于其残炭高，在高温的炉管内非常容易结焦。为了防止其结焦，通常采用提高炉管内油气流速、在炉管内注水蒸气、提高加热炉管段内油气压力而后大压降转油线等措施来提高重油在炉管出口处的温度，但提高幅度有限，一般小于400℃。对于减压塔来说，进料温度和真空度是影响其拔出率的关键因素。采用炉管内注水蒸气时，还影响后续的减压塔抽真空效果，影响减压拔出率。

采用熔融的熔盐为热载体提供热量广泛应用于化肥、三聚氢胺、氧化铝等高温加热生产工艺，由于常规石油产品蒸馏过程对油品与加热炉管温差的要求不是很高，而采用熔盐间接对油品加热的能量利用效率较低，建造维护成本较高，操作复杂，对安全性要求较高等原因尚未在石油炼制领域有所应用，特别是石油常减压蒸馏方面；但是随着对石油蒸馏水平要求的不断提高、对沸程在350℃以上重质油品蒸馏过程，油品与加热管道的温差过大成为制约将油品加热至更高温度的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提出一种石油常减压蒸馏工艺，由温度控制在350℃～550℃的熔融的熔盐与石油在间壁式换热器内进行的热量交换，将石油流加热到进入蒸馏塔所需温度，而不在加热设备内结焦，换热设备可长时间平稳运行，大幅提高下游的常减压装置的拔出率。

本发明所述的石油常减压蒸馏工艺是在减压蒸馏塔或/和常压塔的原料入口与一台间壁式换热器管程连接，间壁式换热器的壳程入口与熔盐加热炉连接，壳程出口与熔融槽连接，熔盐加热炉与熔融槽连接；将混合无机盐粉状颗粒加入到熔融槽中，在熔融槽中通入高压蒸汽或电，熔融槽内温度达到142℃以上，混合无机盐粉状颗粒熔化成液体，当熔融温度达到180℃，开启熔盐循环泵对熔盐强制液相循环，输送至熔盐加热炉加热，控制在熔盐炉出口的熔盐温度或间壁式换热器熔盐流的入口温度在350℃～530℃，将熔盐输送至间壁式换热器加热石油流至360℃～440℃后，返回熔融槽中；石油流出间壁式换热器进常压塔或减压塔。

本发明所述的石油常减压蒸馏工艺采用的熔盐由硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠三种无机盐的混合而成，常规质量混合比例为：硝酸钾为53％，亚硝酸钠为40％，硝酸钠为7％。该熔盐的熔点为142℃，沸点680℃，在550℃以下非常稳定，几乎不会蒸发，无毒无味，对设备无腐蚀。最佳使用温度为350℃～530℃。

本发明所述的石油常减压蒸馏工艺所采用的熔融的熔盐可由熔盐炉加热系统提供。熔盐炉加热系统由熔融槽、循环泵、熔盐加热炉和间壁式换热器构成。在停工状态下熔盐全部返回熔融槽，以防止熔盐在输送管道和换热器内固结。

本发明通过控制熔盐温度和循环流量可以控制所被加热的石油流出口温度，温度范围可控制±1℃内，且熔盐流为闭路循环，液相输送热能，传热系数较高，热损失小，节能效果显著，环保效果好；在热负荷变化的场合，热效率也能保持在最佳水平；由于采用将熔融的熔盐输送至间壁式换热器进行热量交换，可同时为多个用热单元提供热量；采用熔盐与石油在间壁式换热器换热技术的安全性能高，相对于加热炉直接加热油流，间壁式换热器内温度较低，设备烧穿可能性大大降低，即使石油流与熔盐流串漏，也不会发生火灾。

本发明提出的石油常减压蒸馏方法，可以在传统的“二炉三塔”三级蒸馏工艺流程基础上进行改进，将蒸馏塔前的加热炉改成由熔融的熔盐与石油换热的间壁式换热器，石油的升温热改为间壁式换热器提供；也可以在各种改进的常减压工艺流程(如常减压塔间增设减压闪蒸塔、常减压塔增设提馏段；双常压塔流程；双减压塔流程；等)基础上进行改进，将蒸馏塔前的加热炉改成由熔融的熔盐与石油换热的间壁式换热器，石油的升温热改为间壁式换热器提供。

上述发明中所述的间壁式换热器可以是管壳式换热器、套管式换热器、螺旋盘管式换热器或板式换热器中任意一种。在使用管壳式换热器、螺旋盘管式换热器时，需加热的石油在管程中流动；在使用套管式换热器，需加热的石油在内管中流动。

上述发明中优先将减压塔前的石油加热炉改为熔融的熔盐与石油换热的间壁式换热器。由于减压塔的石油原料为常压塔底抽出常压渣油或上级减压塔底抽出的减压渣油，残炭高，进料温度相对常压塔也较高，更容易结焦。采取将减压塔前的石油加热炉改为熔融的熔盐与石油换热的间壁式换热器，可使换热器内的石油流结焦可能性大大降低，并可加热到更高温度，从而有利于提高减压塔内拔出率。并且在换热器内即实现了石油的升温过程，工艺装置整体安全性得以提高。

附图说明

图1：用加热炉的石油常压蒸馏工艺流程图。

图2：熔盐加热的石油一级减压蒸馏工艺流程图。

图3：熔盐和加热炉加热的石油二级减压蒸馏工艺流程图。

图4：熔盐加热的石油二级减压蒸馏工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，石油1经换热到100℃～150℃，进电脱盐罐2进行脱盐脱水，脱盐脱水后的的石油换热至200℃～250℃进初馏塔3，初馏塔3塔顶温度80℃～160℃，塔底温度180℃～245℃，塔顶设塔顶回流抽出初馏塔顶气4和初馏塔顶油5，初馏塔底油6经换热后进常压炉7加热至320℃～370℃后进常压塔8，常压塔8的操作条件为：塔顶温度110℃～150℃、塔顶表压0.04MPa～0.10MPa、塔底温度305℃～365℃。塔顶抽出常压塔顶气11和常压塔顶油12，从常压塔底抽出常压塔底油16，常压塔8根据需要可设3～4个侧线，图示为设3个侧线的情况，常一线13、常二线14、常三线15在汽提塔9由汽提蒸汽10汽提后出装置。对化工型炼厂可以不设汽提塔9，各侧线直接出装置。

实施例2

图2为减压蒸馏部分采用单级蒸馏，将减压塔前加热炉改为熔融的熔盐与石油进料换热的间壁式换热器。如图所示，常压塔底油16进熔盐换热器31加热至加热至360℃～440℃后进减压塔18，减压塔18在塔顶温度60℃～170℃、塔顶绝对压力5～100mmHg、塔底温度345℃～425℃下操作；减压塔18塔顶管道19与抽真空设施相连，抽出塔顶气并保持塔顶真空度，塔顶回流抽出减压柴油20，减压塔18根据需要可设3～4个侧线，图示为设3个侧线的情况，减一线油21、减二线油22、减三线油23经换热后抽出装置，减压塔底油24也经换热后抽出装置。

实施例3

图3为减压蒸馏部分采用两级蒸馏，将二级减压塔前加热炉改为熔融的熔盐与石油进料换热的间壁式换热器，一级减压塔前加热炉不改动。如图所示，常压塔底油16进加热炉17加热至加热至350℃～400℃后进一级减压塔18，一级减压塔18在塔顶温度60℃～170℃、塔顶绝对压力10～100mmHg、塔底温度345℃～390℃下操作；一级减压塔18塔顶管道19与抽真空设施相连，抽出塔顶气并保持塔顶真空度，塔顶回流抽出减压柴油20，一级减压塔18根据需要可设3～4个侧线，图示为设3个侧线的情况，减一线一级减压蜡油21、减二线一级减压蜡油22、减三线一级减压蜡油23经换热后抽出装置；一级减压塔底油24进熔盐换热器31加热至370℃～440℃后，进二级减压塔25，二级减压塔25在塔顶温度70℃～180℃、塔顶绝对压力3～50mmHg、塔底温度365℃～430℃下操作；二级减压塔25塔顶管道26与抽真空设施相连，抽出塔顶气27并保持塔顶真空度，二级减压塔25可设2～3个侧线抽出二级减压蜡油，图示为设2个侧线的情况，减一线二级减压蜡油28、减二线二级减压蜡油29和二级减压渣油30出装置。对于润滑油型炼厂，一级减压塔18和二级减压塔25，根据需要可设汽提塔，对各侧线抽出油汽提后出装置。

实施例4

图4为减压蒸馏部分采用两级蒸馏，将一、二级减压塔前加热炉均改为熔融的熔盐与石油进料换热的间壁式换热器，所用熔盐可用一个熔盐加热系统提供。如图所示，常压塔底油16进熔盐换热器31a加热至350℃～420℃后进一级减压塔18，一级减压塔18在塔顶温度60℃～170℃、塔顶绝对压力10～100mmHg、塔底温度345℃～410℃下操作；一级减压塔18塔顶管道19与抽真空设施相连，抽出塔顶气并保持塔顶真空度，塔顶回流抽出减压柴油20，一级减压塔18根据需要可设3～4个侧线，图示为设3个侧线的情况，减一线一级减压蜡油21、减二线一级减压蜡油22、减三线一级减压蜡油23经换热后抽出装置；一级减压塔底油24进熔盐换热器31b加热至370℃～440℃后，进二级减压塔25，二级减压塔25在塔顶温度70℃～180℃、塔顶绝对压力3～50mmHg、塔底温度365℃～430℃下操作；二级减压塔25塔顶管道26与抽真空设施相连，抽出塔顶气并保持塔顶真空度，二级减压塔25可设2～3个侧线抽出二级减压蜡油，图示为设2个侧线的情况，减一线二级减压蜡油28、减二线二级减压蜡油29和二级减压渣油30出装置。对于润滑油型炼厂，一级减压塔18和二级减压塔25，根据需要可设汽提塔，对各侧线抽出油汽提后出装置。

图2至图4的熔盐加热系统的工作过程如下：将混合无机盐粉状颗粒加入到熔盐槽34中，在熔融槽34中通入高压蒸汽或电加热的加热下，熔盐槽34内温度达到142℃以上，混合无机盐粉状颗粒熔化成液体，当熔盐温度达到180℃，熔盐加热炉32点火升温，同时开启熔盐循环泵33对熔盐强制液相循环，输送至进行熔盐加热炉32加热，控制在熔盐炉出口的熔盐温度(或熔盐换热器熔盐流的入口温度)在350℃～530℃，为将熔盐输送至熔盐换热器31(或31a、31b)内间壁加热石油流至所需温度，继而返回熔融槽中。在停工状态下熔盐全部返回熔融槽，以防止熔盐在输送管道和换热器内固结。

Claims (5)

1.一种石油常减压蒸馏工艺，其特征在于：减压蒸馏塔或/和常压塔的原料入口与一台间壁式换热器管程连接，间壁式换热器的壳程入口与熔盐加热炉连接，壳程出口与熔融槽连接，熔盐加热炉与熔融槽连接；将混合无机盐粉状颗粒加入到熔融槽中，在熔融槽中通入高压蒸汽或电，熔融槽内温度达到142℃以上，混合无机盐粉状颗粒熔化成液体，当熔融温度达到180℃，开启熔盐循环泵对熔盐强制液相循环，输送至熔盐加热炉加热，控制在熔盐炉出口的熔盐温度或间壁式换热器熔盐流的入口温度在350℃～530℃，将熔盐输送至间壁式换热器加热石油流至360℃～440℃后，返回熔融槽中；石油流出间壁式换热器进常压塔或减压塔。

2.根据权利要求1所述的石油常减压蒸馏方法，其特征在于：所述的间壁式换热器为管壳式换热器、套管式换热器、螺旋盘管式换热器或板式换热器。

3.根据权利要求1所述的石油常减压蒸馏方法，其特征在于：所述的熔盐采用硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠三种无机盐的混合物。

4.根据权利要求3所述的石油常减压蒸馏方法，其特征在于：所述的熔盐混合物的质量混合比例为硝酸钾53％，亚硝酸钠40％，硝酸钠7％。

5.根据权利要求1所述的石油常减压蒸馏方法，其特征在于：所述的减压蒸馏部分采用单级减压蒸馏，所述的减压塔在石油进料温度360℃～440℃、塔顶温度60℃～170℃、塔顶绝对压力5～100mmHg、塔底温度345℃～425℃下操作；

或所述减压蒸馏部分采用两级减压蒸馏，一级减压塔在石油进料温度350℃～420℃、塔顶温度60℃～170℃、塔顶绝对压力10～100mmHg、塔底温度345℃～410℃下操作；二级减压塔在石油进料温度370℃～440℃、塔顶温度60℃～180℃、塔顶绝对压力3～50mmHg、塔底温度365℃～430℃下操作。

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