- 石油加工生產(chǎn)技術(shù)
- 鄭哲奎 廖有貴主編
- 17015字
- 2020-05-07 14:48:50
第四節(jié) 常減壓蒸餾工藝主要操控點(diǎn)
在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中,DCS系統(tǒng)會(huì)每間隔一兩秒鐘追蹤現(xiàn)場(chǎng)裝置的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù),主控制室主、副操崗位及時(shí)掌握參數(shù)動(dòng)態(tài),分析判斷裝置生產(chǎn)的變化趨勢(shì),并且及時(shí)做出調(diào)節(jié),使這些工藝參數(shù)控制在工藝卡片允許的波動(dòng)范圍內(nèi),才能生產(chǎn)出合格的裝置產(chǎn)品。
一、電脫鹽罐操作溫度
原油溫度的高低對(duì)于電脫鹽罐脫鹽效率的影響較大,因此應(yīng)避免脫鹽罐溫度大幅度波動(dòng),一般變化溫度不應(yīng)超過(guò)2℃/15min,脫鹽的最佳溫度通常為120~140℃。原油在電脫鹽罐內(nèi)為液相,溫度高一點(diǎn)會(huì)提高脫鹽效果,溫度提高時(shí),原油的黏度降低,對(duì)水滴運(yùn)動(dòng)和沉降的應(yīng)力減小,水滴運(yùn)動(dòng)速度增大。與此同時(shí),溫度升高時(shí)油水界面張力降低,水滴熱膨脹,使乳化膜強(qiáng)度減弱,所以較高的溫度可以加快原油破乳的速度。但是原油電導(dǎo)率隨溫度升高而增大,當(dāng)溫度高于140℃后電導(dǎo)率急劇增大,電耗增加。當(dāng)溫度高于140℃后,氯化鎂和氯化鈣開始水解,也不利于脫鹽。而且溫度高過(guò)一定程度后,會(huì)出現(xiàn)水在油相中溶解度增加的傾向。另外,溫度過(guò)高,也會(huì)導(dǎo)致部分烴類汽化而使電脫鹽操作不正常,因此要嚴(yán)格控制電脫鹽的溫度范圍。
從原油進(jìn)裝置到電脫鹽罐,這一段原油的換熱流程稱為原油的一段換熱系統(tǒng);從電脫鹽罐到初餾塔之間原油的換熱流程稱為原油的二段換熱系統(tǒng);從初餾塔到常壓爐之間初底原油的換熱流程,稱為原油的三段換熱系統(tǒng)。如圖2-20所示,原油的一段換熱系統(tǒng)終溫,決定于此段流程中換熱器熱流的流量及溫降程度(ΔT),如果熱流的溫降和流量大,那么冷流原油的受熱量就大,原油一段換熱系統(tǒng)終溫將會(huì)升高。原油一段換熱系統(tǒng)的熱源有:減底渣油、常底渣油、常壓側(cè)線油、常壓中段回流、減壓側(cè)線回流、減壓中段回流等,按溫位從低到高排序流程。每個(gè)換熱器都有各自的正線和副線,在不改變流量的前提下,熱流通過(guò)調(diào)節(jié)副線流量來(lái)控制供熱量,而冷流(原油)的副線基本不啟用,因?yàn)樵椭械哪z質(zhì)、瀝青質(zhì)和鹽含量較高,黏度較大,啟用副線易造成管線結(jié)垢,經(jīng)常啟用副線也會(huì)造成副線閥門關(guān)閉不嚴(yán)。

圖2-20 換熱器冷熱流正副線示意圖
如圖2-21所示,電脫鹽罐的操作溫度除了與一段原油換熱系統(tǒng)有關(guān)外,還與進(jìn)裝置原油的初始溫度變化有關(guān)。原油進(jìn)裝置的溫度由原油調(diào)和罐區(qū)決定,如果原油溫度偏低,可直接聯(lián)系原油調(diào)和裝置進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)到工藝生產(chǎn)的要求。原油在調(diào)和罐區(qū)經(jīng)過(guò)比例調(diào)和后,會(huì)靜止4h后進(jìn)行多次初步的切水任務(wù),排除一部分鹽分。為了較為有效地脫除水分,會(huì)在調(diào)和后的原油罐底進(jìn)行蒸汽盤管加熱,加熱的時(shí)間越長(zhǎng),罐內(nèi)原油溫度越高,油水分離越容易,切水脫鹽效果越好。所以原油在調(diào)和罐區(qū)停留的時(shí)間增加一天,原油溫度都會(huì)有相應(yīng)程度的升高,嚴(yán)格來(lái)講,應(yīng)該隨著原油在罐區(qū)停留時(shí)間的長(zhǎng)短不同,及時(shí)調(diào)整罐底盤管通入蒸汽的流量。

圖2-21 電脫鹽罐溫度控制顯示圖
常減壓蒸餾裝置有三種水:新鮮水、軟化水、循環(huán)水。循環(huán)水用在冷卻器中,水質(zhì)最差也最廉價(jià)。軟化水最潔凈,價(jià)格也最高,用于加熱產(chǎn)生自用過(guò)熱蒸汽,然后作為側(cè)線汽提塔和大塔塔底的汽提蒸汽,有些煉廠加熱爐為防止?fàn)t管結(jié)焦,會(huì)用軟化水注入進(jìn)爐前的管線中。新鮮水水質(zhì)和價(jià)格居中,電脫鹽罐的注水采用的是新鮮水,溫度較低。如圖2-22所示,在電脫鹽的系統(tǒng)中,注水量一般會(huì)達(dá)到原油加工量的5%~10%,這么大的流量,其溫度也會(huì)對(duì)電脫鹽罐操作溫度造成很大的影響。所以,一般要對(duì)所注的新鮮水盡量用低溫位熱源預(yù)熱,避免造成電脫鹽罐內(nèi)原油溫度的下降。

圖2-22 脫鹽罐壓力示意圖
二、電脫鹽罐壓力
電脫鹽罐內(nèi)保持一定壓力是為了控制原油避免汽化蒸發(fā),如果產(chǎn)生蒸氣將導(dǎo)致電脫鹽罐操作不正常,嚴(yán)重時(shí)引起爆炸。因此脫鹽罐內(nèi)壓力必須維持到高于操作溫度下原油和水的飽和蒸氣壓。一般電脫鹽罐內(nèi)壓力控制在1.6MPa以上。如果有三級(jí)罐串聯(lián),則二級(jí)罐要高于1.7MPa,一級(jí)罐要高于1.8MPa,驅(qū)動(dòng)原油需要罐間保持一定的壓差。另外,罐間的靜態(tài)混合器混合強(qiáng)度也需要消耗一定的壓差。以一級(jí)罐為例,因?yàn)槠迫閯┖兔摻饘賱┑淖⑷肓刻。瑢?duì)于罐內(nèi)壓力的影響可以忽略不計(jì)。脫鹽罐的注水量與罐底排出的污水量應(yīng)保持平衡狀態(tài),況且注水排水流量約為原油的5%,所以它們對(duì)脫鹽罐的壓力影響也較小。所以,罐內(nèi)的壓力只與進(jìn)出罐原油流量變化和靜態(tài)混合器混合強(qiáng)度有關(guān)。進(jìn)罐原油流量由原油泵出口閥門控制,出罐原油量由罐頂出口處的閥門開度來(lái)控制。
三、電脫鹽罐水的界位
電脫鹽罐的水位在原油進(jìn)口分布器的下方,油水界位要經(jīng)常檢查,高的水位不但縮短原油在弱電場(chǎng)中的停留時(shí)間,對(duì)脫鹽不利,而且水位過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)短路跳閘。界位過(guò)低,會(huì)造成脫水帶油。一般油水界位控制在25%~35%的范圍內(nèi),采用較低的水位是為了防止電脫鹽罐跳閘。電場(chǎng)對(duì)于脫鹽罐脫水的作用很大,若因?yàn)樘l造成電場(chǎng)消失,油水分離不利造成含水原油進(jìn)入后續(xù)的初餾塔,將會(huì)造成初餾塔沖塔事故,不但初餾塔頂汽油變黑,整體裝置的操作都會(huì)紊亂。電脫鹽罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及水位顯示如圖2-23所示。

圖2-23 電脫鹽罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)油水界位示意圖
電脫鹽罐的進(jìn)水與出水達(dá)到平衡時(shí),水位將保持不變。進(jìn)水來(lái)源有二:其一為原油中自帶的飽和鹽水;其二是原油在進(jìn)入電脫鹽罐前的注水。出水也包括兩部分:其一是脫鹽原油中所攜帶的微量水分,在正常電脫鹽工況下,這部分水分所占比例不大,可以忽略不計(jì);其二是在電脫鹽罐底部的排放水。進(jìn)水與出水是否達(dá)到平衡,都是通過(guò)水位的顯示表現(xiàn)出來(lái),進(jìn)水和出水無(wú)論哪一方出現(xiàn)流量波動(dòng),都將破壞油水界位的穩(wěn)定。
電脫鹽的注水量一般占原油加工量的5%~10%,為了減小脫鹽原油對(duì)初餾塔及后續(xù)工序設(shè)備的腐蝕強(qiáng)度,注水量應(yīng)根據(jù)凈化原油中的鹽含量的變化而作出相應(yīng)的調(diào)整,所以注水量的多少,遵循的原則是要盡量洗掉原油中的鹽分,而不是平衡脫鹽罐的水位。因此當(dāng)注水量發(fā)生變化時(shí),一定要及時(shí)調(diào)整脫鹽罐底部的排水量,使水位保持穩(wěn)定不變。脫鹽罐的總注水量,依據(jù)原油中鹽含量的變化而作出相應(yīng)的調(diào)整。每級(jí)電脫鹽罐的注水量也不相同,一般一級(jí)罐和二級(jí)罐注水量偏多,一級(jí)罐出口的原油鹽分脫除率約為95%,二級(jí)罐出口原油鹽分脫除率可達(dá)到99%以上,所以為了降低耗水量,一般煉廠均設(shè)計(jì)采用三級(jí)罐排水回注一級(jí)罐的工藝。
四、初餾塔頂溫度
保持初餾塔頂壓力不變,塔頂溫度變化影響著初頂產(chǎn)品(初頂汽油)的終餾點(diǎn),如果塔頂溫度過(guò)高,則初餾塔內(nèi)本不該汽化的餾分汽化,并從塔頂餾出,致使初頂汽油終餾點(diǎn)偏高。相反,保持初餾塔頂壓力不變,如果塔頂溫度過(guò)低,則本應(yīng)該汽化并從塔頂餾出的組分沒有汽化而從塔底引出,致使初頂汽油終餾點(diǎn)偏低。一般初餾塔塔頂溫度控制在115~120℃范圍內(nèi)。
初餾塔底部的進(jìn)料是初餾塔熱量的唯一來(lái)源,其溫度約為220℃,因?yàn)槠淞髁看螅詼囟燃词褂形⑿〉牟▌?dòng),都會(huì)引起初餾塔頂溫度很大的變化。初餾塔進(jìn)料溫度主要與原油二段換熱系統(tǒng)中各個(gè)換熱器的換熱效果有關(guān),這些換熱器的熱流正副線流量、溫度變化直接影響著原油二段換熱終溫,即初餾塔進(jìn)料溫度。
初餾塔頂壓力升高,一方面因?yàn)闇p小了進(jìn)料口到塔頂?shù)膲航刀档退?nèi)部的上升氣速,另一方面因提高了塔內(nèi)的油氣分壓,相當(dāng)于提高各個(gè)組分的沸點(diǎn),這樣,高溫的較重組分就無(wú)法汽化上升到達(dá)塔頂而使塔頂溫度下降(熱量的載體是上升的油氣)。
如圖2-24所示,初餾塔頂油氣出塔溫度在120℃左右,從塔頂引出后,經(jīng)過(guò)空氣冷卻器和循環(huán)水冷卻器冷卻至40℃進(jìn)入初頂罐,實(shí)現(xiàn)油、水、氣三相分離后,油相經(jīng)過(guò)初頂汽油泵驅(qū)動(dòng)部分返回至塔頂。因此,通過(guò)塔頂冷回流的溫度和流量可以降低塔頂?shù)臏囟龋龃罄浠亓髁髁亢徒档屠浠亓鳒囟龋梢越档退敎囟取?/p>

圖2-24 初餾塔頂冷回流示意圖
循環(huán)水冷卻器的工作原理與換熱器相同,熱流、冷流也均有正線和副線。但一般冷卻器冷熱流全部都走正線,依據(jù)冷流中冷卻循環(huán)水的溫度和流量來(lái)調(diào)節(jié)冷卻效果,即如果降低冷卻循環(huán)水的溫度,或增加冷卻循環(huán)水的流量,則冷卻力度加強(qiáng),塔頂冷回流溫度將降低。由于循環(huán)水是由裝置外供,來(lái)水的溫度是固定的,所以在調(diào)節(jié)冷卻器冷卻力度時(shí),主要靠調(diào)節(jié)冷卻水流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
五、初餾塔頂壓力
保持初餾塔頂溫度不變,塔頂壓力變化影響著初頂產(chǎn)品(初頂汽油)的終餾點(diǎn),如果塔頂壓力過(guò)低,則初餾塔內(nèi)本不該汽化的餾分汽化,并從塔頂餾出,致使初頂汽油終餾點(diǎn)偏高。相反,如果塔頂壓力過(guò)高,在塔頂本應(yīng)該汽化并從塔頂應(yīng)該餾出的組分沒有汽化,而從塔底引出,致使初頂汽油終餾點(diǎn)偏低。一般初餾塔頂壓力(表壓)控制在0.20~0.25MPa的范圍內(nèi)。
初頂溫度的升高,會(huì)造成塔頂輕組分的汽化率增大,因此塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷變大,塔頂壓力隨之升高。初餾塔頂冷回流溫度一般在40℃左右,返塔后大部分會(huì)汽化,如果其返塔冷回流流量增大,將會(huì)造成塔頂氣相負(fù)荷增大,壓力隨之升高。同理,塔頂冷回流中含水量增大,水分進(jìn)入塔內(nèi)后汽化,塔頂氣相負(fù)荷增大,壓力隨之升高。
常減壓蒸餾裝置的產(chǎn)品中,直餾汽油和減壓渣油中硫含量較多,直餾汽油和減壓渣油接觸的設(shè)備都易發(fā)生硫腐蝕,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成砂眼,發(fā)生泄漏,影響裝置生產(chǎn)周期。尤其是塔頂揮發(fā)線處,易形成露點(diǎn)腐蝕,硫酸鹽的濃度較高,腐蝕力度較大。為了減緩硫?qū)λ敁]發(fā)線的腐蝕,一般會(huì)向塔頂注入緩蝕劑,緩蝕劑與水混合形成一定濃度,再用柱塞泵提供揚(yáng)程并按規(guī)定的計(jì)量注入初餾塔和常壓塔的塔頂,在揮發(fā)線處形成一層保護(hù)膜,這樣就增加了塔頂?shù)乃浚@部分水全部進(jìn)入到塔頂回流罐中,并從罐底引出排入地井。但是一定要做好塔頂回流罐的油水分離工作,避免塔頂冷回流中攜帶水分,造成塔頂操作波動(dòng)。
如圖2-24所示,初餾塔頂油氣先經(jīng)過(guò)空氣冷卻器冷卻,氣相有很大部分會(huì)變成液相,這樣,會(huì)造成相變部位的壓力降低,這樣就形成了塔頂?shù)娇绽湎嘧儾课坏膲航担?qū)使氣相從塔頂向空冷相變部位流動(dòng)。如果空冷冷卻力度加大,會(huì)增大這種壓降,使氣相從塔頂?shù)娇绽湎嘧儾课坏牧鲃?dòng)速度加大,進(jìn)而降低了塔頂?shù)膲毫ΑT诂F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中,將調(diào)節(jié)初頂空冷冷卻力度作為調(diào)節(jié)初餾塔頂壓力的主要手段。
氣相從初餾塔頂?shù)匠蹴敼蓿纬闪朔忾]的空間,在這個(gè)空間里,唯有初頂罐頂部的氣體外排閥門是泄壓口,此閥門后續(xù)連接的是煉廠低壓燃料氣管網(wǎng),管網(wǎng)內(nèi)壓力遠(yuǎn)低于初頂罐內(nèi)壓力,如果此閥門開度增大,將有更多的氣體外排,初頂罐的壓力將下降,這樣等于加大了氣相從塔頂?shù)匠蹴敼薜膲航担龃罅藲庀鄰乃數(shù)匠蹴敼薜牧魉伲M(jìn)而降低了塔頂壓力。
電脫鹽系統(tǒng)雖然會(huì)把原油中的含水量降至微小范圍內(nèi),但無(wú)法實(shí)現(xiàn)將水分徹底脫除,這是因?yàn)檠b置要完成一定的原油加工量。脫出原油中的水分進(jìn)入到初餾塔后會(huì)汽化并集中在塔頂部位。因此初餾塔進(jìn)料含水量的變化也會(huì)影響塔頂壓力,進(jìn)料含水量增大,則塔頂?shù)乃魵庳?fù)荷會(huì)增大,氣相總負(fù)荷將增大,塔頂壓力將升高。在實(shí)際的操作中,不擔(dān)心初餾塔進(jìn)料中含有水分,只要這些水分含量穩(wěn)定在允許的范圍內(nèi),便不會(huì)造成塔頂壓力的較大波動(dòng)而影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。穩(wěn)定初餾塔進(jìn)料中的水含量的前提條件是平穩(wěn)電脫鹽系統(tǒng)的操作。
六、初餾塔底液位
如圖2-25所示,初餾塔底液位發(fā)生變化時(shí),會(huì)使初餾塔底泵出口流量發(fā)生波動(dòng),如果常壓爐沒有及時(shí)調(diào)整火嘴的發(fā)熱量,即沒有及時(shí)改變?nèi)剂嫌突鹱旌腿剂蠚饣鹱扉_度,將會(huì)導(dǎo)致常壓爐出口溫度產(chǎn)生波動(dòng),即常壓塔進(jìn)料溫度發(fā)生變化,這樣會(huì)影響常壓塔的正常操作,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使常壓側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量不合格。所以,初餾塔底液位穩(wěn)定是常壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行的前提條件。一般地,初餾塔底液位控制在50(1±10)%的范圍內(nèi)。

圖2-25 初餾塔底液位相關(guān)流程圖
如圖2-25所示,對(duì)于初餾塔底液位來(lái)講,初餾塔底進(jìn)料有一,即原油泵的出口流量;出料有二,一為初底泵外排流量,另一為初餾塔內(nèi)塔底進(jìn)料的汽化上升量,所以初餾塔底物料是否平衡,只要考慮這三點(diǎn)即可。
初餾塔底進(jìn)料量主要由原油泵出口流量控制,進(jìn)料量增大,則初底液面將升高。原油泵的泵送流量不可以隨意調(diào)節(jié),它關(guān)系到常減壓蒸餾裝置的加工量,根據(jù)年初煉廠制定的常減壓蒸餾裝置的加工任務(wù),廠技術(shù)部門將會(huì)計(jì)算出裝置詳細(xì)到每天的原油加工量,并要求每天平穩(wěn)完成加工任務(wù)。另外,原油泵的出口流量發(fā)生變化,將會(huì)造成裝置后續(xù)工藝參數(shù)的整體變動(dòng),影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行,一切安全事故和質(zhì)量事故均是由操作波動(dòng)引起的。
初底泵出口流量增大,則初餾塔底液面將降低。初餾塔底泵出口流量,即為常壓爐進(jìn)料流量,也即為常壓塔底的進(jìn)料流量。初餾塔底泵出口流量發(fā)生變化,如果沒有及時(shí)相應(yīng)地調(diào)整常壓爐燃料油和燃料氣的火嘴開度,將會(huì)導(dǎo)致常壓爐出口溫度發(fā)生變化,加之常壓塔底進(jìn)料量發(fā)生波動(dòng),將會(huì)造成常壓塔的操作波動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響常壓塔塔頂及側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量。因此在調(diào)節(jié)初底泵出口流量的同時(shí),一定要考慮后續(xù)受影響的工藝參數(shù),預(yù)見性判斷這些工藝參數(shù)的變化趨勢(shì),及時(shí)調(diào)整。
初餾塔底汽化率,主要指的是初頂氣體和出裝置的初頂汽油產(chǎn)率之和占塔底進(jìn)料的百分比。初餾塔底的汽化率降低,即初頂氣體和初頂汽油的產(chǎn)率下降,說(shuō)明本應(yīng)該作為初頂產(chǎn)品的組分液相回流至塔底,則初底液面將升高。
保持初餾塔底溫度、塔頂溫度和壓力不變,如果進(jìn)料密度變小,進(jìn)料中輕組分的比例增大,則初頂產(chǎn)品產(chǎn)量將會(huì)增加,汽化率將升高。初餾塔進(jìn)料性質(zhì)即凈化原油的性質(zhì),也即采油廠或產(chǎn)油礦區(qū)的原油性質(zhì),一般在短期內(nèi)各個(gè)原油的性質(zhì)及組成不會(huì)發(fā)生較大變化,如果煉廠原油調(diào)和裝置按著規(guī)定比例調(diào)和原油,一般不會(huì)使初餾塔進(jìn)料性質(zhì)發(fā)生較大波動(dòng),所以在調(diào)節(jié)初餾塔底汽化率時(shí),不會(huì)考慮進(jìn)料性質(zhì)的影響因素。烴類組分的相變與溫度有關(guān),進(jìn)料溫度升高會(huì)促進(jìn)液相組分的汽化,溫度升高,則汽化率將升高。初餾塔底進(jìn)料溫度,即為原油二段換熱終溫,從電脫鹽罐出口至初餾塔底進(jìn)料之間這一段的原油換熱系統(tǒng)稱為原油的二段系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)換熱器的熱源,為常壓塔側(cè)線、常底渣油、減壓塔側(cè)線、減底渣油,這些熱流在換熱器的流量及溫降變化,均可導(dǎo)致初餾塔底進(jìn)料溫度發(fā)生變化。初餾塔頂壓力也會(huì)影響油分的汽化效果,塔頂壓力降低,降低了烴類的沸點(diǎn),促進(jìn)了較輕烴類組分的汽化。一般通過(guò)對(duì)空氣冷卻器的冷卻力度和初頂回流罐頂氣相外排閥門開度的調(diào)節(jié),來(lái)控制初餾塔頂壓力。
七、初頂中間罐水位控制
塔頂冷回流帶水是初餾塔以及其他蒸餾塔操作較為棘手的問(wèn)題之一,由于水汽化潛熱較大,回流帶水返塔后不但吸收大量的熱量,而且汽化后,體積增加多倍,將引起操作波動(dòng),威脅生產(chǎn)安全,發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或處理不當(dāng),就會(huì)造成沖塔,當(dāng)塔頂壓力超過(guò)0.255MPa安全閥定壓值時(shí),促使安全閥啟跳,造成事故。為了避免塔頂回流帶水,必須要穩(wěn)定初頂中間罐的水位,一般控制在50%±10%范圍內(nèi)。塔頂回流罐結(jié)構(gòu)見圖2-26。

圖2-26 塔頂回流罐結(jié)構(gòu)示意圖
如果進(jìn)料中含水量波動(dòng)不大,基本不會(huì)影響到初頂罐中水位的穩(wěn)定。當(dāng)初餾塔底進(jìn)料中含水量突然變大,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到初頂罐中的水量會(huì)增加,其水位將升高。這時(shí)應(yīng)及時(shí)加大排水量,以避免回流帶水。初餾塔進(jìn)料含水量與電脫鹽系統(tǒng)的操作有關(guān),只要電脫鹽罐主要操作參數(shù),如壓力、溫度、注水量、排水量、電壓、破乳劑注入量、原油泵出口流量等參數(shù)穩(wěn)定后,唯一能造成初餾塔底進(jìn)料含水量變化的只有原油調(diào)和工藝的操作狀況。一般認(rèn)為凈化原油的溫度及含水量的變化過(guò)大波動(dòng),會(huì)導(dǎo)致電脫鹽系統(tǒng)的操作紊亂,進(jìn)而影響到初餾塔的平穩(wěn)運(yùn)行。
根據(jù)物料平衡的原理,初頂罐的排水量等于罐進(jìn)料中的水含量,即可穩(wěn)定初頂罐的水位平衡。初頂罐的排水量,要考慮塔頂注緩蝕劑液中的水含量,而且根據(jù)裝置的運(yùn)行時(shí)段及塔頂揮發(fā)線腐蝕程度,會(huì)相應(yīng)加大緩蝕劑的注入強(qiáng)度,或者為了稀釋塔頂酸液的濃度。有些煉廠常減壓蒸餾裝置會(huì)配置另外加注塔頂新鮮水的工藝,這樣相當(dāng)于加大了初頂罐的進(jìn)水量,此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)排水量,以穩(wěn)定初頂罐的水位。
一定的初頂油氣的冷后溫度,對(duì)應(yīng)著一定的初頂罐中的油水分離效果。如果冷后溫度升高,汽油餾分和水的分離效果將下降,因?yàn)樗推宛s分的分子能量大,運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),相互滲透和混合,部分水分子會(huì)運(yùn)動(dòng)到油相中與汽油一同翻過(guò)隔油墻到積油間而造成水位的下降,此部分水隨著汽油部分回流至塔頂,會(huì)造成塔頂壓力的升高,進(jìn)而降低了塔內(nèi)的上升氣速,單位時(shí)間內(nèi)水蒸氣冷卻進(jìn)入到初頂罐的量會(huì)減少,初頂罐中的水位將會(huì)進(jìn)一步下降,造成惡性循環(huán)。
八、常壓塔頂溫度
保持常壓塔頂壓力不變,塔頂溫度變化影響著常頂產(chǎn)品(常頂汽油)的終餾點(diǎn),如果塔頂溫度升高,則常壓塔內(nèi)本不該汽化的餾分汽化,并從塔頂餾出,致使常頂汽油終餾點(diǎn)偏高,且常一線產(chǎn)品的初餾點(diǎn)也跟著升高。相反,如果塔頂溫度降低,則本應(yīng)該汽化并從常壓塔頂餾出的組分沒有汽化,而是從常一線抽出口餾出,這樣導(dǎo)致常頂汽油終餾點(diǎn)偏低和常一線初餾點(diǎn)偏低。一般常壓塔頂溫度控制在120℃附近,常頂汽油比初頂汽油的產(chǎn)率低。
經(jīng)過(guò)常壓爐加熱后來(lái)的進(jìn)料所提供的熱量,是常壓塔唯一的熱源,進(jìn)料的溫度直接影響到整個(gè)大塔的溫度。進(jìn)料溫度降低,則大塔各個(gè)溫位均會(huì)下降。另外,進(jìn)料溫度也與原油的三段換熱系統(tǒng)的終溫變化有關(guān),在原油三段換熱系統(tǒng)中,冷熱流流量及溫度、熱流正副線流量比例都會(huì)影響常壓塔進(jìn)料溫度。
常壓塔側(cè)線抽出量越大,則大塔損失的熱量就會(huì)越多,抽出線上方的各個(gè)塔板溫度就會(huì)下降。常一線抽出量變大,有些較輕的氣相組分會(huì)在常一線抽出口餾出,這些組分沒有把熱量攜帶到塔頂,致使塔頂溫度下降。塔頂循環(huán)回流抽出與返塔溫差越大,抽出量越大,則塔頂損失的熱量越多,其回流附近塔板的溫度均下降,塔頂溫度也會(huì)受到不同程度的影響。
常壓塔頂冷回流溫度一般在40℃左右,當(dāng)常頂空冷、水冷冷卻力度發(fā)生變化時(shí),勢(shì)必會(huì)改變常頂罐的溫度,如果塔頂冷回流返塔的溫度降低,冷回流的流量加大,則塔頂?shù)臏囟葘⑾陆怠K攭毫?duì)塔頂溫度的影響主要表現(xiàn)為塔頂壓力升高,會(huì)降低塔內(nèi)部上升氣速,這樣,高溫的重組分就無(wú)法到達(dá)塔頂而使塔頂溫度下降。另外,塔頂壓力也會(huì)影響部分輕組分中純烴的沸點(diǎn),塔頂壓力偏低,烴類的沸點(diǎn)將下降,塔頂整體汽化率將增大,塔頂氣體產(chǎn)率將增大,有更多的熱量載體到達(dá)塔頂,致使塔頂溫度升高。
九、常壓塔頂壓力
保持常壓塔頂溫度不變,塔頂壓力變化影響著常頂產(chǎn)品(常頂汽油)的終餾點(diǎn),如果塔頂壓力升高,在塔頂本應(yīng)該汽化并且揮發(fā)的組分沒有汽化,致使常頂汽油終餾點(diǎn)和常一線初餾點(diǎn)偏低。一般常壓塔頂壓力(表壓)控制在0.01~0.06MPa 的范圍內(nèi)。
塔頂溫度升高,會(huì)有更多的組分汽化而沖至塔頂,塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷變大,塔頂壓力將升高。無(wú)論是大塔塔底注汽,還是側(cè)線汽提塔注汽,所有的水蒸氣將全部上升至常壓塔頂。如果注汽量增大,則塔頂氣相負(fù)荷變大,塔頂壓力將會(huì)上升。但是,影響塔頂氣相負(fù)荷的主要組分是油氣,蒸汽只占很小一部分比例,一般在使用塔底注汽和側(cè)線汽提塔注汽工藝手段時(shí),主要是為了汽提側(cè)線及塔底烴類的輕組分,增加油品產(chǎn)量,調(diào)節(jié)油品閃點(diǎn),而不是為了調(diào)節(jié)大塔頂部的壓力。
進(jìn)料性質(zhì)穩(wěn)定時(shí),塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷將會(huì)穩(wěn)定。如果進(jìn)料變輕,會(huì)有更多的輕組分汽化上升至塔頂,使塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷變大,塔頂壓力升高。進(jìn)料變輕的原因,一般歸結(jié)為初餾塔的拔出率,初餾塔的拔出率減小,本應(yīng)該在初餾塔汽化揮發(fā)的組分在常壓塔頂汽化餾出,這樣相當(dāng)于增加了常壓塔的負(fù)荷,造成常壓塔頂?shù)膲毫ι仙?/p>
如圖2-27所示,常壓塔頂油氣先經(jīng)過(guò)空氣冷卻器冷卻,塔頂揮發(fā)出來(lái)的氣相有很大部分會(huì)變成液相,這樣會(huì)造成相變部位的真空,形成了從塔頂?shù)娇绽湎嘧儾课坏膲航担?qū)使氣相從塔頂向空冷相變部位流動(dòng)。如果空冷冷卻力度加大,會(huì)增大這種壓降,使氣相從塔頂?shù)娇绽湎嘧儾课坏牧鲃?dòng)速度加大,進(jìn)而降低了塔頂?shù)膲毫ΑT诂F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中,調(diào)節(jié)常頂空冷冷卻力度作為調(diào)節(jié)常壓塔頂壓力的主要手段。

圖2-27 常頂冷回流流程示意圖
塔頂回流返塔后,由于沸點(diǎn)低于塔頂溫度,所以回流中大部分組分會(huì)汽化,如果回流量增大,造成塔頂氣相負(fù)荷變大,壓力隨之升高。同理,塔頂回流中含水量增大,水分進(jìn)入塔內(nèi)后汽化,塔頂氣相負(fù)荷變大,壓力隨之升高。
氣相從常壓塔頂?shù)匠m敼蓿纬闪朔忾]的空間,在這個(gè)空間里,唯有常頂罐頂部的氣體外排閥門是泄壓口,此閥門后續(xù)連接的是煉廠低壓燃料氣管網(wǎng),管網(wǎng)壓力低于常頂罐內(nèi)壓力,如果此閥門開度增大,將有更多的氣體外排,常頂罐的壓力將下降,這樣等于加大了氣相從塔頂?shù)匠m敼薜膲航担龃罅藲庀鄰乃數(shù)匠m敼薜牧魉伲M(jìn)而降低了塔頂壓力。
十、常壓塔底液面
如圖2-28所示,常壓塔底液位發(fā)生變化,會(huì)使常壓塔底泵出口流量發(fā)生波動(dòng),如果減壓爐沒有及時(shí)調(diào)整火嘴的發(fā)熱量,會(huì)導(dǎo)致減壓爐出口溫度波動(dòng),即減壓塔進(jìn)料溫度發(fā)生變化,這樣會(huì)導(dǎo)致減壓塔操作波動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)使減壓側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)不合格。所以,常壓塔底液位穩(wěn)定是減壓系統(tǒng)平穩(wěn)操作的前提條件,一般常壓塔底液位控制在50(1±10%)的范圍內(nèi)。

圖2-28 常壓塔底液位相關(guān)流程圖
如圖2-28所示,常壓塔底進(jìn)料有一,即初餾塔底泵出口流量。而出料有二:其一為常底泵出口流量,其二為常壓塔內(nèi)部的汽化上升量。所以,常壓塔底物料是否平衡,只要考慮這三點(diǎn)即可。
常壓塔底進(jìn)料量主要由初底油泵出口流量控制,進(jìn)料量增大,則常壓塔底液面將升高。但是,如果改變了初底泵出口的流量,會(huì)引起初餾塔底液位的變化,就需要調(diào)節(jié)原油泵出口流量,這是不可取的,所以一般不會(huì)利用調(diào)節(jié)初餾塔底泵出口流量來(lái)平衡常壓塔底液位。
常底泵出口流量增大,則常壓塔底液面將降低。但是在調(diào)節(jié)常底泵出口流量的同時(shí),也要考慮減壓系統(tǒng)的操作平穩(wěn)性,要提前做好減壓爐的相關(guān)調(diào)節(jié)工作,如燃料油火嘴和燃料氣火嘴的開度、爐膛負(fù)壓等,以保證減壓塔進(jìn)料的溫度穩(wěn)定,進(jìn)而穩(wěn)定整個(gè)減壓塔的操作。
常壓塔的汽化率主要是指常頂氣體、常頂汽油、常一線、常二線、常三線產(chǎn)品的產(chǎn)率總和。常壓塔的汽化率降低,說(shuō)明本應(yīng)該汽化并從側(cè)線餾出的組分沒有餾出而是留存在塔底,使得常底液面升高。由于塔底進(jìn)料的溫度較高,所以塔底汽化程度是常壓塔底液位的重要影響因素。
保持常壓塔底溫度不變,進(jìn)料中輕組分的比例增大,則汽化率將增大。保持常壓塔底溫度、塔頂溫度和壓力不變,如果進(jìn)料中輕組分的比例增大,則常壓塔產(chǎn)品總量將會(huì)增大,汽化率將增大。常底進(jìn)料輕組分的含量增大,說(shuō)明本應(yīng)該在初餾塔汽化餾出的組分沒有餾出,而是隨初底原油一同進(jìn)入到了常壓塔,這些組分便會(huì)在常壓塔頂餾出。
進(jìn)料溫度會(huì)促進(jìn)油分的汽化,溫度升高,則汽化率將增大。常壓塔底進(jìn)料溫度與常壓爐的加熱程度和原油三段換熱系統(tǒng)終溫有關(guān),此系統(tǒng)換熱器的熱流為減壓側(cè)線、常渣及減壓渣油,熱流的流量、正副線的比例,都會(huì)對(duì)原油三段換熱終溫造成影響。另外,塔頂壓力也會(huì)影響油分的汽化效果,塔頂壓力越低,各個(gè)組分的沸點(diǎn)也相應(yīng)降低,則塔內(nèi)進(jìn)料整體汽化率將增大。
常壓塔底注汽,是為了降低常壓塔內(nèi)部油氣分壓,促進(jìn)油分的汽化力度的加強(qiáng),增大側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)率。如果加大注汽量,會(huì)降低塔頂?shù)挠蜌夥謮海档徒M分的沸點(diǎn),使汽化的油分增多,汽化率上升。塔底注汽主要改變的是常三線的產(chǎn)量。
十一、減壓塔頂壓力
減壓塔是在較低的溫度和壓力下進(jìn)行物料切割的,溫度較低是為了避免發(fā)生烴類的化學(xué)反應(yīng)。
抽真空蒸汽壓力越高,在混合室側(cè)面形成的真空度越高,形成的從減壓塔頂?shù)揭患?jí)抽真空器混合室的壓降就會(huì)越大,促使減壓塔頂向一級(jí)抽真空器混合室的氣流流速增大,減壓塔頂?shù)膲毫蜁?huì)降低。
減壓塔底注汽量和減壓側(cè)線注汽量增大,上升到塔頂?shù)乃魵饩蜁?huì)越多,塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷將會(huì)增大,塔頂?shù)膲毫蜁?huì)升高。另外,減壓塔內(nèi)水蒸氣的分壓越大,則油氣分壓減小,會(huì)促使油相汽化率增大,汽化上升的氣體總量增加。
減壓爐出口溫度不宜過(guò)高,以不發(fā)生裂解反應(yīng)為限,但是這個(gè)度很難把握。如果減壓爐出口溫度過(guò)高,爐管內(nèi)的常渣進(jìn)入減壓塔后,將會(huì)有更多的輕組分汽化上升至塔頂,使塔頂壓力升高。常壓拔出率指的是常頂氣體、常頂汽油、常一線、常二線及常三線的產(chǎn)率總和。常壓拔出率越高,說(shuō)明常壓汽化產(chǎn)出的產(chǎn)品就越多,常渣就會(huì)少而重,進(jìn)入減壓塔后,組分的汽化率將會(huì)下降,塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷變小,塔頂壓力降低。
減壓塔頂溫度越高,達(dá)到沸點(diǎn)而汽化的組分就越多,本不應(yīng)汽化的輕組分汽化上升至塔頂,致使塔頂氣相負(fù)荷變大,塔頂壓力升高。
減底液面越高,淹沒的格柵和填料越多,提餾的效果就越差,被淹沒在液相中的輕組分就會(huì)增多,本應(yīng)汽化上升至塔頂?shù)妮p組分減少,塔頂氣相負(fù)荷變小,塔頂壓力降低。雖然減壓塔底液位是減頂壓力的影響因素,但它的影響程度較小,除非減底液位淹沒接近到減五線高度時(shí),塔底液位高度對(duì)塔頂壓力的影響開始變得突出。
抽真空系統(tǒng)前冷、中冷、后冷卻器的冷卻水溫度越低,流量越大,冷卻效果就越好,從塔頂引出的氣相在冷卻器內(nèi)冷卻為液相的比例增大,抽真空器的負(fù)荷就會(huì)變小,抽真空器的工作效能增大,使從減壓塔頂?shù)匠檎婵掌鞯膲航翟龃螅瑲饬髁魉僭龃螅瑴p壓塔頂氣相負(fù)荷減弱變快,塔頂壓力降低。
十二、減壓塔頂溫度
減壓塔頂溫度對(duì)于減頂油和減一線油餾程的影響很大。減頂油的餾程較寬,一般為室溫至370℃,閃點(diǎn)為室溫,如果不影響柴油的閃點(diǎn),則可以作為輕柴油的調(diào)和組分輸往油庫(kù)。但如果閃點(diǎn)不允許,或者減頂油產(chǎn)率過(guò)大,則需打入原油泵進(jìn)口進(jìn)行回?zé)挕p一線油的餾程為300~370℃,常與常二線、常三線混合生產(chǎn)輕柴油餾分。其他條件不變,減壓塔頂溫度過(guò)高,本不該汽化的組分汽化上升至塔頂,以減頂油餾分餾出,這樣就較少了輕柴油的產(chǎn)率,降低裝置效益。減壓塔頂溫度一般控制在50~70℃的范圍內(nèi),減頂溫度各個(gè)煉廠有所不同,依據(jù)塔頂壓力和側(cè)線產(chǎn)品要求而定,但必須使水成為氣態(tài)。
經(jīng)過(guò)減壓爐加熱后來(lái)的進(jìn)料,其提供的熱量是減壓塔唯一的熱源,進(jìn)料的溫度直接影響到整個(gè)大塔的溫度。進(jìn)料溫度低,則大塔各個(gè)溫位均會(huì)下降。側(cè)線抽出量越大,則大塔損失的熱量就會(huì)越多,抽出線上方的各個(gè)溫位均會(huì)下降。減一線回流、減一中段回流、減二中段回流抽出與返塔溫差越大,流量越大,則大塔損失的熱量越多,其回流上方的各個(gè)溫位均下降。
減壓塔頂壓力對(duì)塔頂溫度的影響主要表現(xiàn)為塔頂壓力升高,一是會(huì)降低塔內(nèi)部上升氣速,二是使部分組分的沸點(diǎn)升高無(wú)法汽化,這樣高溫的重組分就無(wú)法到達(dá)塔頂,造成塔頂溫度的降低(熱量的載體是上升的油氣)。
十三、減壓塔底液位
減壓塔底液位會(huì)不同程度地影響減壓塔內(nèi)汽化率,如果減底液位超高至減五線附近,將會(huì)加大影響減壓塔內(nèi)的汽化率,一般控制塔底液位高度為40%~60%。
如圖2-29所示,減壓塔底進(jìn)料有一,即常底泵出口流量。而出料有二:其一為減底泵外排量,其二為減壓塔內(nèi)部的汽化上升量,總收率即減頂氣、減頂油、減一線、減二線、減三線、減四線、減五線收率的總和。所以,減壓塔底物料是否平衡,只要考慮這三點(diǎn)即可。

圖2-29 減壓塔底液位相關(guān)流程圖
減壓塔底進(jìn)料量主要由常底泵出口流量調(diào)節(jié),進(jìn)料量增大,則減壓塔底液面將升高。常底泵出口流量應(yīng)根據(jù)常壓塔底液位的變化而變化,其主要目的是維護(hù)常壓系統(tǒng)的操作穩(wěn)定,所以常壓塔底泵的出口流量不可作為減壓塔底液位的調(diào)節(jié)手段。減底泵出口流量增大,則減壓塔底液面將降低。減壓塔底泵出口流量的大小除了對(duì)于原油一段、二段、三段換熱系統(tǒng)的換熱終溫有一定的影響外,對(duì)本裝置的平穩(wěn)操作沒有影響,因此一般把調(diào)節(jié)減壓塔底泵出口流量作為調(diào)節(jié)減壓塔底液位平衡的首選手段。但是,為了兼顧后續(xù)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行,在調(diào)節(jié)減壓渣油出裝置流量時(shí),要及時(shí)通知下游裝置做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備,尤其是當(dāng)下游裝置沒有原料罐和減壓渣油直接進(jìn)入下游裝置的緩沖罐加工時(shí),應(yīng)提前通知下游裝置主控室,做好變量操作的前提準(zhǔn)備。
減壓塔底的汽化率升高,則減底液面將下降。減壓塔內(nèi)的汽化率主要與減壓塔底進(jìn)料性質(zhì)、進(jìn)料溫度、塔頂壓力及塔底注汽量有關(guān)。保持減壓塔底溫度不變,如果常壓塔拔出率降低,說(shuō)明本應(yīng)該在常壓塔內(nèi)汽化并從常壓側(cè)線餾出的組分進(jìn)入到減壓塔內(nèi)汽化,這樣就增大了減壓塔負(fù)荷,減壓塔內(nèi)的汽化率增大。塔頂壓力也會(huì)影響油分的汽化效果,塔頂壓力越低,則汽化率就會(huì)越大。在保持減壓塔頂壓力不變的前提下,進(jìn)料溫度的升高會(huì)促進(jìn)油分的汽化,而使塔內(nèi)汽化率增大。減壓塔底注汽,是為了降低減壓塔內(nèi)部油氣分壓,促進(jìn)油分的汽化。如果加大注汽量,將會(huì)降低塔頂?shù)挠蜌夥謮海档陀头值姆悬c(diǎn),則汽化的油分增多,汽化率增大。
如果減壓爐溫度超高,會(huì)導(dǎo)致爐管內(nèi)的常渣發(fā)生裂解反應(yīng)而生成輕組分,進(jìn)入減壓塔的較輕組分的比例增大,汽化率增大,會(huì)導(dǎo)致減壓塔底液位下降。但是,在烴類發(fā)生裂解反應(yīng)的同時(shí),也會(huì)發(fā)生稠環(huán)芳烴的縮合反應(yīng),生成碳?xì)浔雀叩慕固浚奂诟邷夭糠郑g設(shè)備而縮短裝置的生產(chǎn)周期,因此減壓操作的重點(diǎn)是避免發(fā)生爐溫的超高現(xiàn)象。如果想要提高減壓拔出率,應(yīng)盡可能地提高減壓塔頂?shù)恼婵斩取?/p>
十四、常壓加熱爐出口溫度
常壓爐出口溫度是常減壓蒸餾裝置的重要操作工藝參數(shù),也是裝置實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作較為重要的控制點(diǎn),常壓爐出口溫度波動(dòng),將會(huì)導(dǎo)致常壓塔操作的紊亂,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致常壓塔側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量不合格。常壓爐結(jié)構(gòu)示意圖見圖2-30。

圖2-30 常壓爐結(jié)構(gòu)示意圖
保持其他工況條件不變,加熱爐提供的熱量一定,加熱爐進(jìn)料溫度升高,則爐出口的溫度就會(huì)上升。常壓爐進(jìn)料溫度取決于原油三段換熱效果,即換熱器熱流正線的流量及溫度、冷流的正線流量。一般冷流原油不會(huì)走副線,因?yàn)榱髁繙p少而使正副線管線都結(jié)垢,慢慢會(huì)導(dǎo)致管線堵塞。所以,在調(diào)節(jié)原油三段換熱終溫時(shí),一般都是調(diào)節(jié)熱流的副線流量。
保持其他工況條件不變,加熱爐提供的熱量一定,進(jìn)料量越少,則爐出口的溫度就會(huì)越高。常壓爐的進(jìn)料量由初底泵出口閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)。但是,一旦裝置的處理量趨于穩(wěn)定后,基本不把調(diào)節(jié)加熱爐的進(jìn)料量作為調(diào)節(jié)爐溫的手段,因?yàn)檫M(jìn)料量變化后,后續(xù)的系統(tǒng)參數(shù)都會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化,比如常壓爐后的常壓塔底液面、減壓爐出口溫度、減壓塔底液面等。
單位時(shí)間內(nèi),燃料氣用量越大,則爐出口溫度越高。燃料氣用量的決定因素是燃料氣的壓力,壓力越大,閥門開度不變,則氣體流量就會(huì)越大。因?yàn)槌p壓蒸餾裝置是原油加工的龍頭裝置,處理量較大,單靠燃料氣加熱,可能達(dá)不到工藝生產(chǎn)要求的爐出口溫度,一般煉廠的常減壓蒸餾裝置的加熱爐都要設(shè)燃料油火嘴。常減壓蒸餾裝置所用的燃料油就是減壓渣油,其壓力的調(diào)節(jié),本裝置可以完成,只要調(diào)節(jié)減壓渣油換熱器燃料油分支流程閥門開度即可。單位時(shí)間內(nèi),燃料油用量越大,則爐出口溫度越高。燃料油用量的決定因素是燃料油的壓力,壓力越大,閥門開度不變,則燃料油流量就會(huì)越大。
保持加熱爐煙氣有足夠的氧含量,是燃料在加熱爐中能夠完全燃燒的前提,也是燃料放出最大能量的前提。所以在一定范圍內(nèi),煙氣中氧含量越高,可使燃料,特別是餾分較重、熱值較高的燃料油能夠完全燃燒,提供的熱量就越大,加熱爐出口溫度就會(huì)越高。煙氣中的氧含量是由進(jìn)爐空氣提供的,進(jìn)爐空氣會(huì)消耗加熱爐的熱量,進(jìn)爐空氣的溫度越高,則消耗加熱爐的熱量就會(huì)越少,會(huì)有更多的熱量去加熱爐管內(nèi)的介質(zhì),爐出口的溫度就會(huì)升高。為提高加熱爐的熱效率,煙氣的氧含量不可過(guò)高,根據(jù)燃料油的特點(diǎn)確定,一般都控制在4%以下。
十五、減壓加熱爐出口溫度
減壓爐出口溫度也是常減壓蒸餾裝置的重要工藝操作參數(shù),減壓爐出口溫度是否穩(wěn)定直接影響減壓塔能否平穩(wěn)運(yùn)行。與常壓爐不同的是,減壓爐對(duì)流室還有加熱自產(chǎn)蒸汽的作用,所以進(jìn)爐自產(chǎn)蒸汽流量及溫升也是影響減壓爐出口溫度的一個(gè)因素。
保持其他工況條件不變,如果加熱爐提供的熱量一定,減壓爐進(jìn)料溫度升高,則爐出口的溫度就會(huì)上升。減壓爐進(jìn)料,即常壓塔底出來(lái)的常底渣油,在進(jìn)入減壓爐之前沒有任何的換熱升溫設(shè)備,所以減壓爐進(jìn)料溫度與常底渣油溫度的變化趨勢(shì)相同。保持其他工況條件不變,如果加熱爐提供的熱量一定,進(jìn)料量越少,則爐出口的溫度就會(huì)越高。減壓爐的進(jìn)料量由常底泵出口閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)。閥門開度越大,則減壓爐進(jìn)料量就會(huì)越大。與常壓爐一樣,減壓爐進(jìn)料也不作為減壓爐出口溫度的調(diào)節(jié)手段,為免引起減壓塔操作的波動(dòng)。
在減壓爐的對(duì)流室,有自產(chǎn)蒸汽盤管通過(guò),目的是加熱自產(chǎn)蒸汽,使其溫度達(dá)到過(guò)熱狀態(tài),一般溫度要達(dá)到340℃以上,然后這些過(guò)熱蒸汽注入常壓塔底、減壓塔底和各汽提塔底作為汽提蒸汽使用。這些蒸汽由飽和蒸汽過(guò)渡到過(guò)熱蒸汽所需要的熱量就是由減壓爐對(duì)流室提供的。如果過(guò)熱蒸汽流量越大,或者過(guò)熱蒸汽進(jìn)出溫升越大,則需要的熱量就會(huì)越多,本來(lái)用來(lái)加熱減壓爐管內(nèi)介質(zhì)的熱量來(lái)加熱過(guò)熱蒸汽,致使減壓爐出口溫度降低。
其他因素,如燃料氣、燃料油、煙氣中氧含量、冷風(fēng)預(yù)熱程度對(duì)減壓爐出口溫度的影響與常壓爐相同。
十六、初餾塔頂汽油終餾點(diǎn)
常減壓蒸餾裝置直餾汽油終餾點(diǎn)一般控制在不大于170℃。一方面是因?yàn)橹别s汽油的下一道工序是催化重整工藝,它是烷烴環(huán)化脫氫生產(chǎn)芳烴和環(huán)烷烴異構(gòu)、脫氫生成芳烴的過(guò)程,在此過(guò)程中汽油餾分的終餾點(diǎn)一般會(huì)提高25℃以上,車用汽油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其終餾點(diǎn)為不大于205℃,這樣必須要求直餾汽油終餾點(diǎn)要留出余量,以保證催化重整汽油終餾點(diǎn)不超標(biāo)。另一方面是為了增產(chǎn)煤油和柴油。
一定的塔頂壓力會(huì)對(duì)應(yīng)一定的塔內(nèi)汽化率,塔頂壓力升高,會(huì)升高輕組分的沸點(diǎn),整體上降低輕組分的汽化率,等于降低了塔頂產(chǎn)品的餾出率,進(jìn)而降低初頂汽油的終餾點(diǎn)。同樣,一樣的塔頂溫度,也對(duì)應(yīng)著一定的汽化率,塔頂溫度升高,輕組分汽化率增大,塔頂餾出的產(chǎn)品就會(huì)增多,初頂汽油的終餾點(diǎn)則升高。
初頂汽油的終餾點(diǎn),還與初餾塔內(nèi)的氣速有關(guān),只是受塔內(nèi)氣速的影響不是很大,一般認(rèn)為初餾塔內(nèi)氣速增大,會(huì)出現(xiàn)重組分被攜帶至塔頂餾出的現(xiàn)象,這樣初頂汽油中摻入了重組分而使終餾點(diǎn)略微升高。其實(shí)這種現(xiàn)象也算是沖塔,只不過(guò)沒有嚴(yán)重到影響塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量。造成塔內(nèi)氣速突然增大的原因有很多,如進(jìn)料突然變輕、塔頂壓力突然降低等。初餾塔進(jìn)料水含量突然變大,多數(shù)是因?yàn)殡娒擕}罐跳閘,此時(shí)會(huì)造成初餾塔操作的紊亂,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成初餾塔沖塔事故。
初餾塔內(nèi)上升氣速穩(wěn)定,進(jìn)料性質(zhì)也穩(wěn)定后,初頂汽油的終餾點(diǎn)會(huì)隨著其產(chǎn)率的變化而變化。產(chǎn)率增大,初頂汽油的終餾點(diǎn)將會(huì)升高。所以,初頂汽油的終餾點(diǎn)也會(huì)與常減壓蒸餾裝置的加工量有微小的關(guān)系,裝置的加工量下降,使初頂汽油的產(chǎn)率會(huì)增大,初頂汽油的終餾點(diǎn)也會(huì)有微小的升高。
十七、常頂汽油終餾點(diǎn)
常壓塔產(chǎn)品從上到下依次是常頂氣體、常頂汽油餾分、常一線煤油餾分、常二線輕柴油餾分、常三線重柴油餾分及常底渣油餾分,相鄰側(cè)線抽出的餾分相互間會(huì)有餾程上的重疊和影響,上一側(cè)線產(chǎn)品的終餾點(diǎn)會(huì)影響下一側(cè)線產(chǎn)品的初餾點(diǎn)。所以,相鄰側(cè)線產(chǎn)品在產(chǎn)率上也會(huì)互相影響。常頂汽油餾分的終餾點(diǎn)會(huì)影響到常一線的初餾點(diǎn),所以常頂汽油的終餾點(diǎn)偏高,則說(shuō)明屬于常一線不應(yīng)該汽化而從塔頂餾出的組分從常壓塔頂汽化餾出,致使常一線煤油餾分的收率降低。如果煉廠有生產(chǎn)煤油(一般是航空煤油)的生產(chǎn)計(jì)劃,則常頂汽油餾分的終餾點(diǎn)不會(huì)高,讓出一部分較重的汽油餾分從常一線抽出,以增大常一線產(chǎn)率。這時(shí)常頂汽油餾分的終餾點(diǎn)的控制就需要低一些,一般控制在不大于170℃(各個(gè)煉廠有所不同)。
保持其他工況條件不變,一定的塔頂壓力會(huì)對(duì)應(yīng)一定的汽化率,塔頂壓力升高,會(huì)提高輕組分的沸點(diǎn),整體上降低了輕組分的汽化率,相應(yīng)地降低了塔頂產(chǎn)品的餾出率,進(jìn)而降低常頂汽油的終餾點(diǎn)。保持其他工況條件不變,一定的塔頂溫度,也對(duì)應(yīng)著一定的汽化率,塔頂溫度升高,輕組分汽化率增大,塔頂餾出的產(chǎn)品就多,初頂汽油的終餾點(diǎn)將會(huì)提高。
常一線抽出量如果減少,本應(yīng)該在常一線餾出的輕組分,從常頂汽油中餾出,勢(shì)必會(huì)提高常頂汽油的終餾點(diǎn)。常一線提輕力度也可影響到常頂汽油的終餾點(diǎn),常一線提輕塔底再沸溫度升高,提輕塔內(nèi)輕組分汽化增強(qiáng),致使大塔常一線抽出的輕組分返回大塔的量就會(huì)增多,而這些組分相對(duì)常頂汽油來(lái)說(shuō)屬于較重組分,它們?nèi)繌乃旔s出,這樣就會(huì)提高常頂汽油的終餾點(diǎn)。
十八、常一線初餾點(diǎn)
常一線(噴氣燃料)初餾點(diǎn)是常減壓蒸餾裝置的一個(gè)指標(biāo)控制點(diǎn),它主要會(huì)影響直餾汽油收率、煉廠噴氣燃料收率和柴汽比。常一線初餾點(diǎn)偏高,則直餾汽油的終餾點(diǎn)偏高,汽油收率增大,噴氣燃料收率減小,柴汽比將會(huì)減小。一般生產(chǎn)3#噴氣燃料的煉廠控制常一線初餾點(diǎn)為不小于145℃,各廠依據(jù)噴氣燃料產(chǎn)品質(zhì)量要求及發(fā)熱值的不同會(huì)有相應(yīng)的調(diào)整。
常頂汽油終餾點(diǎn)和常一線初餾點(diǎn)變化規(guī)律相同,常頂汽油終餾點(diǎn)升高,則常一線初餾點(diǎn)也會(huì)升高。如前所述,常頂汽油的終餾點(diǎn)與常頂壓力、常頂溫度、常一線抽出流量及常一線汽提力度變化有關(guān)。
如果常減壓蒸餾裝置加工的原油性質(zhì)穩(wěn)定,初頂氣體、常頂氣體、初頂汽油、常頂汽油收率高,說(shuō)明應(yīng)該在常頂汽油以前餾出的產(chǎn)品就較為徹底,殘留在常一線的輕組分的比例將會(huì)減小,常一線的初餾點(diǎn)就會(huì)升高。所以,穩(wěn)定初餾系統(tǒng)和常壓系統(tǒng)塔頂?shù)牟僮鳎欣诔R痪€產(chǎn)品的穩(wěn)定。
十九、常一線終餾點(diǎn)
常一線(噴氣燃料)終餾點(diǎn)變化,將會(huì)影響到組成的變化,進(jìn)而影響諸多物理性質(zhì),如凈熱值、餾程、密度、黏度等。所以,穩(wěn)定常一線終餾點(diǎn)是穩(wěn)定煉廠噴氣燃料產(chǎn)品性質(zhì)的前提條件。國(guó)標(biāo)規(guī)定,噴氣燃料的終餾點(diǎn)為不大于300℃,一般煉廠為了不影響柴油的產(chǎn)率,在發(fā)動(dòng)機(jī)允許的范圍內(nèi)及滿足軍航、民航的要求基礎(chǔ)上,會(huì)適當(dāng)降低常一線的終餾點(diǎn)。
如果塔內(nèi)上升的氣速一定,一定的常一線餾出溫度,會(huì)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的常一線終餾點(diǎn)。常一線餾出溫度越高,常一線的終餾點(diǎn)就會(huì)越高。常一線抽出口上方有常頂循環(huán)回流、常頂冷回流,下方有常一中段回流,這些回流的流量和溫降變化,會(huì)影響到附近塔板溫度的變化,進(jìn)而會(huì)很精確地影響到常一線抽出溫度。如:常頂循環(huán)回流和常一中段回流的返塔溫度降低,或者回流量增大,常一線抽出口的溫度將會(huì)下降,本應(yīng)該汽化并從常一線餾出的組分沒有汽化餾出,致使常一線組成整體變輕,常一線終餾點(diǎn)降低。
塔頂壓力會(huì)影響到常一線抽出口附近的壓力,此壓力越低,則餾分的沸點(diǎn)隨之降低,本不應(yīng)該汽化的較重組分汽化并從常一線抽出口餾出,致使常一線組分偏重,終餾點(diǎn)升高。
如果常二線的抽出量下降,會(huì)導(dǎo)致本應(yīng)該從常二線抽出口餾出的較輕組分從常一線的抽出口餾出,這樣就使常一線的餾分變重,終餾點(diǎn)上升。常二線汽提塔的過(guò)熱蒸汽用量變大,則汽提塔內(nèi)的油氣分壓會(huì)下降,輕組分的沸點(diǎn)降低,汽化率增大,會(huì)有更多的常二線輕組分汽化上升,從汽提塔頂引出返回大塔,而從常一線抽出口餾出,致使常一線重組分含量增加,終餾點(diǎn)升高。
噴氣燃料冰點(diǎn)合格是噴氣燃料發(fā)動(dòng)機(jī)得以正常工作的必要條件,所以原油在常減壓蒸餾的過(guò)程中,要求噴氣燃料在組成上保證冰點(diǎn)的合格,一般控制在不大于-48℃。噴氣燃料冰點(diǎn)主要受正構(gòu)烷烴的物理性質(zhì)的影響,正構(gòu)烷烴的含量越高,噴氣燃料冰點(diǎn)就會(huì)越高。噴氣燃料冰點(diǎn)與常一線的初餾點(diǎn)和終餾點(diǎn)也會(huì)有所關(guān)聯(lián):一定餾程的噴氣燃料,會(huì)對(duì)應(yīng)一定的冰點(diǎn)。終餾點(diǎn)相同,初餾點(diǎn)越低的噴氣燃料,冰點(diǎn)會(huì)越高;初餾點(diǎn)相同,終餾點(diǎn)越低的噴氣燃料,其冰點(diǎn)也會(huì)越低。餾程相同的噴氣燃料,冰點(diǎn)也有差異,因?yàn)樵谙嗤s程范圍內(nèi)有效影響冰點(diǎn)的正構(gòu)烷烴組分含量會(huì)有不同。不同煉廠生產(chǎn)的噴氣燃料,會(huì)出現(xiàn)餾程相同、冰點(diǎn)不同的現(xiàn)象。
隨著溫度的升高,燃料油表面上蒸發(fā)的油氣增多,當(dāng)油氣與空氣的混合物達(dá)到一定濃度,以明火與之接觸時(shí),會(huì)發(fā)生短暫的閃光(一閃即滅),這時(shí)的油溫稱為閃點(diǎn)。測(cè)定閃點(diǎn)的方法有開口杯法和閉口杯法兩種,開口杯法測(cè)定的閃點(diǎn)要比閉口杯法低15~25℃,閃點(diǎn)的高低與油品的組成及油面上的環(huán)境壓力有關(guān),環(huán)境壓力高,閃點(diǎn)高。開口閃點(diǎn)是表征油品發(fā)生火災(zāi)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在敞口容器中,油的加熱溫度應(yīng)低于開口閃點(diǎn)10℃,在壓力容器中加熱則無(wú)此限制。常一線閃點(diǎn)一般控制在不小于38℃。一定餾程的噴氣燃料,會(huì)對(duì)應(yīng)一定的閃點(diǎn):終餾點(diǎn)相同,初餾點(diǎn)越低的噴氣燃料,閃點(diǎn)也會(huì)越低;初餾點(diǎn)相同,終餾點(diǎn)越低的噴氣燃料,其閃點(diǎn)也會(huì)越低。閃點(diǎn)是噴氣燃料餾程的一個(gè)表征現(xiàn)象。不同煉廠、餾程相同的噴氣燃料,閃點(diǎn)也有差異,如果餾程范圍內(nèi)的較輕組分比例偏大,則閃點(diǎn)就偏低。
一定餾程的常一線產(chǎn)品,會(huì)對(duì)應(yīng)一定的密度:終餾點(diǎn)相同,初餾點(diǎn)越低,其密度也會(huì)越小;初餾點(diǎn)相同,終餾點(diǎn)越低,其密度也會(huì)越小。一般煉廠控制常一線(噴氣燃料)密度為ρ20≥775.1kg/m3。餾程相同的常一線,密度也有差異,如果餾程范圍內(nèi)的輕組分比例偏大,則密度就偏小。
二十、常二線終餾點(diǎn)
常二線(輕柴油)終餾點(diǎn)的變化,將會(huì)影響到組成的變化,進(jìn)而影響諸多物理性質(zhì),如閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、密度、餾程等。所以,穩(wěn)定常二線終餾點(diǎn)是穩(wěn)定煉廠輕柴油產(chǎn)品性質(zhì)的前提條件。一般常二線、常三線和減一線合輸油庫(kù)作為輕柴油的調(diào)和組分,其中常二線占很大比例,常三線和減一線餾程較常二線窄而偏重,在生產(chǎn)中煉廠多以卡邊操作控制常二線終餾點(diǎn)不大于365℃來(lái)最大限度地生產(chǎn)輕柴油。
保持其他工況條件不變,一定的常二線餾出溫度,會(huì)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的常二線終餾點(diǎn)。所以,常二線餾出溫度越高,常二線的終餾點(diǎn)就會(huì)越高。常二線抽出口位于常一中段回流和常二中段回流之間,所以常二線抽出口附近的溫度就依靠常一、二中段回流來(lái)調(diào)節(jié)。常一、二中段回流返塔的溫度越低,流量越大,則說(shuō)明常一、二中段回流外放的熱量就越大,對(duì)于大塔來(lái)說(shuō),常一、二中段抽出口的熱量損失就越多,其附近塔板的溫度均會(huì)下降,以致使常二線抽出口附近的塔板溫度也隨之下降,故常二線抽出溫度將會(huì)降低。
塔頂壓力會(huì)影響到常二線抽出口附近的壓力,此壓力越低,則油分的沸點(diǎn)隨之降低,常二線餾出的組分將會(huì)變重,常二線的終餾點(diǎn)就會(huì)升高。反之,塔頂壓力升高,油分的沸點(diǎn)隨之升高,本應(yīng)汽化餾出的組分沒有從常二線的抽出口餾出,而是落到了常三線塔板上,這樣就導(dǎo)致常二線的終餾點(diǎn)下降。如果常三線的抽出量下降,會(huì)導(dǎo)致本應(yīng)該從常三線抽出口餾出的組分從常二線的抽出口餾出,這樣就使常二線的組分變重,終餾點(diǎn)上升。
常三線汽提塔的過(guò)熱蒸汽用量變大,則汽提塔內(nèi)的油氣分壓會(huì)下降,輕組分的汽化率增大,會(huì)有更多的常三線輕組分返回大塔,而從常二線抽出口餾出,提高了常二線的終餾點(diǎn)。反之,常三線的汽提蒸汽用量變小,輕組分汽化返塔量變小,從常二線餾出的重組分將變少,常二線終餾點(diǎn)就會(huì)降低。
一定餾程的常二線,會(huì)對(duì)應(yīng)一定的凝點(diǎn)。對(duì)于黏溫凝固為特點(diǎn)的柴油餾分來(lái)講,終餾點(diǎn)相同,初餾點(diǎn)越低,其凝點(diǎn)也會(huì)越低。對(duì)于骨架凝固為特點(diǎn)的柴油餾分來(lái)講,初餾點(diǎn)相同,終餾點(diǎn)越低,其凝點(diǎn)會(huì)越高。凝點(diǎn)的高低變化規(guī)律,與有效影響?zhàn)靥匦缘慕M分含量有關(guān)。不同煉廠生產(chǎn)的餾程相同的輕柴油,因?yàn)樵偷男再|(zhì)不同,柴油餾分的凝點(diǎn)也有差異。
一定餾程的常二線,會(huì)對(duì)應(yīng)一定的閃點(diǎn)。終餾點(diǎn)相同,初餾點(diǎn)越低,其閃點(diǎn)也會(huì)越低;初餾點(diǎn)相同,終餾點(diǎn)越低,其閃點(diǎn)也會(huì)越低。常二線閃點(diǎn)是常二線餾程的一個(gè)表征現(xiàn)象。國(guó)標(biāo)輕柴油閃點(diǎn)要求不小于55℃。不同煉廠、餾程相同的輕柴油,閃點(diǎn)也有差異,如果餾程范圍內(nèi)的輕組分比例偏大,則閃點(diǎn)就越低。
中石油某煉廠常減壓蒸餾裝置主要工藝參數(shù)指標(biāo)見表2-8。
表2-8 中石油某煉廠常減壓蒸餾裝置主要工藝參數(shù)指標(biāo)

①減壓爐出口溫度指標(biāo)隨處理量變化而有所改動(dòng)。
- 社會(huì)系統(tǒng)工程概論
- 油洼:酒泉盆地勘探實(shí)踐
- 海洋工程環(huán)境
- SUT水下技術(shù)和深水工程國(guó)際會(huì)議論文集·2012(英文)
- 石油和化工信息化新技術(shù)與應(yīng)用
- 成品油管道油流攜水流動(dòng)特性
- 石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二卷):標(biāo)準(zhǔn)·規(guī)范(修訂版)
- 地層傾角測(cè)井原理與應(yīng)用
- 鉆井工程實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)(第二版)
- 陸上油氣田勘探開發(fā)安全環(huán)保程序管理
- 地面集輸工程
- 油庫(kù)安全工程
- 最優(yōu)化鉆井理論基礎(chǔ)與計(jì)算(第二版)
- 復(fù)雜鉆井地質(zhì)環(huán)境描述
- 石油天然氣鉆井相關(guān)專業(yè)井控技術(shù)