炼油厂介绍之常减压装置工艺流程（下）

原油蒸馏流程，就是用于原油蒸馏生产的如、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。

原油蒸馏过程中，在一个塔内分一次称段汽化。原油经过加热汽化的次数，称为汽化段数，汽化段数取决干原油性质、产品方案和处理量等，原油整理装置汽化段数可分为以下几种数型：

①一段汽化式：常压；

②二段汽化式：初馏（闪蒸）----常压；

③二段汽化式：常压----减压；

④三段汽化式：初馏----常压----减压；

⑤三段汽化式：常压----一级减压----二级减压；

⑥四段汽化式：初馏----常压----一级减压----二级减压；

①②主要适用于中、小型炼油厂，只生产轻、重燃料或较为单一的化工原料；③④用于大炼油厂的燃料型，燃料----润滑油型和燃料----化工型；⑤⑥用于燃料----润滑油型和较重质的原油，以提高投出深度或制取高粘度润滑油料。

原油蒸馏中，常见的是三段汽化。现以目前燃料----润滑油型炼油厂应用最为广泛的初馏----常压----减压三段汽化式为例，对原油蒸馏的工艺流程加以说明，装置的工艺原则流程如图所示。

各个塔的主要作用如下：

（1）初馏塔：

原油经过电脱盐脱水脱盐后，继续换热，一般加热到220-240℃进人初馏塔。设置初馏塔目的是：

①可以提高装置处理量。尤其是加工轻质原油时，将220-240℃的原油送入初馏塔，这样部分气化的轻组分可以分离出来，降低了原油换热系统和常压炉的压降，降低了常压炉的负荷。

②转移塔顶低温腐蚀。设置初馏塔可以将一部分“HCl-H2O-H2S"腐蚀转移到初馏塔顶，减轻常压塔顶的腐蚀，这样做在经济上较为合理。

③增加产品品种。可以将较轻的石脑油组分从初馏塔顶分离出来，作为乙烯裂解原料，重整原料等产品。也可以从初馏塔的侧线生产溶剂油。

④缓解原油带水对常压塔的影响，稳定常压塔操作。

由于进料温度比较低，初馏塔塔内的气相并不是很大，绝大部分是液相。根据原油轻重的不同，初馏塔的产品量（不考虑侧线抽出）大约占原油的3%~7%。大部分的原油是以液体状态流到塔底，这部分油称之为“拔头油”，或“初底油”。由于初底油的量较大，提馏段的液相超负荷，汽提效果几乎没有，而且易超出冲塔，故初馏塔底不设置汽提蒸汽。原油中的大部分轻烃会在初馏塔塔顶蒸出，约占原油的03%-0.8%。这些轻烃含有大量的液化气组分，原来都是将其作为加热炉的燃料。

（2）常压塔：

初底油用泵加压后与高温位的中段回流、产品、减渣进行换热，一般换后温度能达到260℃以上，如果换热流程优化的好，换后温度可达到310℃左右。初底油再进入常压炉进一步加热至365℃（各装置设定的炉出口温度随所炼不同原油的组成性质而差异，一般都在360-370℃之间），最后初底油进入常压塔进行分离。

常压塔是常减压装置的核心设备，蒸馏产品主要是从常压塔获得。塔顶可分离出较轻的石脑油组分，塔底生产重质油品，侧线生产介乎这两者之间的柴油或蜡油组分。常压塔一般设3-5个侧线，侧线数的多少主要是根据产品种类的多少来确定的，等于常压塔的产品种类n减去塔顶和塔底这两种产品，即n-2。实际上，为了尽可能地均匀分布全塔气液相负荷，需将一种产品从2个或3个侧线中抽出，以减小塔径。

常压塔操作中主要的控制指标：

石脑油干点：

石脑油干点的指标是根据后续装置对原料的要求而制定的。干点主要受塔顶温度和压力、进料的温度和密度、中段回流的流量和抽出返塔温度的变化、侧线抽出量的大小及塔顶吹汽量人小等因素的影响。

①塔顶温度是调节石脑油干点的主要手段。而塔顶温度是用调节顶回流量来控制的。

②塔顶压力降低时，进料气化率升高，石脑油干点会升高，这时应降低塔顶温度。但当压力变化不大时（≯0.02MPa），可忽略压力对石脑油干点和侧线馏程的影响。

③进料性质变轻，石脑油干点下降，应提高顶温。

④进料温度升高，同样气化率升高，石脑油干点会升高，这时应降低塔顶温度。

⑤中段回流量的减小会使中部热量上移，石脑油干点升高。

⑥常一线的馏出量如果过大，背一线抽出板以下的内回流量减少，分离效果下降，石脑油十点升高。

⑦塔底汽提蒸汽量增加，会使重组分被携带上去，干点就会升高。

⑧原油带水严重，水随初底油进入常压塔，塔顶石脑油的干点会提高。

侧线闪点：

闪点（ Flash point）是油品安全性的指标。闪点愈低愈危险，通常愈是轻质的油品闪点愈低，反之愈高。只要条件许可，一切操作均宜在低于闪点的温度下进行但并非所有油品均能满足这一要求，汽油与石油气之所以特别危险，就是因为前者的闪点一般很低，在-30 -- -40℃，而石油气更远低于汽油。另外，值得注意的是原油，包括各轻质组分，闪点一般较低。闪点的高低是由其轻组分的含量决定的。闪点低，说明侧线中易挥发的轻组分含量较多，对应着其馏程中初馏点、10%点温度也偏低。

一般来说，常二线、常三线的闪点指标要求是>55℃，而实际数值都是>80℃，所以要控制的主要是常一线的闪点。

①适当提高塔顶温度，可以提高侧线闪点。

②增加侧线汽提蒸汽流量，可将其中的轻组分蒸出，提高闪点。

③提高该侧线馏出温度，也可提高闪点，但要注意的是，干点同时也升高了。因此这种手法必须在保证干点合格的前提下进行。

④塔顶压力降低，闪点上升。

侧线干点：

侧线的干点是由油品中重组分的含量决定的。干点高，说明侧线中的重组分含量较多，对应着其馏程中90%点、95%点（KK）温度也偏高。现在很多厂控制95%点而不是控制干点。

干点温度和该侧线的馏出量有直接联系。提高侧线馏出量，干点升高。侧线产品质量之间相互影响，也可通过提高上一侧线的馏出量来提高该侧线干点。如果上一侧线（包括常顶

石脑油）馏出量增加，馏分变重，则该侧线抽出板以下的内回流量下降，塔内温度高，分馏效果差，侧线产品之间重叠程度增加，降低了下一侧线的馏出量。

常一线的控制：

常一线主要用来生产一些特种产品，比如溶剂油、航煤、分子筛脱蜡原料等，即要求闪点，又要控制初馏点和98%点，也就是两头都要兼顾，而且馏程比较窄。在常一线的质量控制上主要掌握以下几个方面：

①馏程要求比较窄，馏出量相对较低。

②塔顶温度不能过高，以控制一线的干点，也不能过低，以保证一线的闪点和初馏点。可以用调整常一线的汽提蒸汽量来配合顶温。

③提高常一线的馏出温度可提高闪点、初馏点。而提高常一线的馏出量会使馏程变宽，初馏点下降，干点提高。这里需要提到馏出温度和馏出量的关系，在其他条件不变的情况下馏出量提高，馏出温度肯定会升高。但是通过调整其他因素比如提高顶温、降低一中回流，可以做到只提高一线的馏出温度，而馏出量保持不变。

④98%点主要受顶温和馏出量的影响。馏出量增加，98%点上升，反之下降。

⑤可以通过调整常二线的馏出量来影响常一线的干点。

生产航煤时还要求控制冰点、结晶点，生产灯煤时要求控制烟点等等。

常二线、常三线生产柴油时，常二线只控制闪点，常三线控制闪点和95%点或凝固点。

前已说过，常二线、常三线的闪点不要调整就可满足指标，凝固点的调整和95%点调整方法一致。另外，可以利用常四线进行常三线质量的调整。对于有常四线集油箱的常压塔，在进料性质不变的情况下，常四线馏出量的变化能反应出常三线%5%的变化趋势。如果常四线是塔盘的话，可以观察常四线抽出温度的变化。

提高装置拔出率：

装置轻油收率和总拔出率是装置技术、操作水平的重要标志，它的高低跟装置原油性质、装置配置、产品结构、设备技术水平及操作水平等因素有关轻油收率是指装置所加工的各类原油的轻柴油及以前的馏分的含量；总拔出率是指装置所加工的各类原油的重蜡油及以前的馏分的含量。主要和原油的性质有关系。

（3）减压塔：

常压渣油自常压塔底抽出，经泵加压后进入减压炉加热，一般加热到390℃进入减压塔。减压塔顾名思义是在负压下操作，目的就是降低油品的沸点。

减压塔塔顶油气被抽真空系统不断地抽走冷却，使塔内形成负压，常渣大量气化，分离成蜡油组分或润滑油组分和减压渣油。蜡油可以作他化裂化、加氢裂化装置的原料，润滑油基础油经过其他加工工艺精制成润滑油，减压渣油是氧化沥青、延迟焦化的好原料，也可送到重油催化裂化、溶剂脱沥青装置，还可以作为商品燃料油外销，与初馏塔、常压塔相比，减压塔在结构和工艺上有明显的不同。

①压塔对分馏精度的要求要比常压塔粗略。

②减压塔的结构和工艺要求尽量提高收率同时还要避免发生裂化反应。减压塔进料段真空度是提高收率和避免裂化的关键。为了提高进料段的真空度，减压塔顶需使用高效稳定的抽真空设备，提高塔顶真空度。另一方面，塔内都使用压降较小的塔板或者填料，尽量减少进料段到塔顶的压降。

③在减压下，油气、水蒸气、不凝气的比体积大，比常压塔中油气的比体积要高出十余倍。尽管减压蒸馏时允许采用比常压塔高得多（通常约2倍）的空塔线速，但为了降低气速，防止气相夹带液相，减压塔的直径和板间距要比常压塔大。因此，在设计减压塔时需要更多地考虑如何使沿塔高的气相负荷均匀以减小塔径。为此，减压塔一般采用多个中段循环同流，常常是在每两个侧线之间都设中段循环回流。这样做也有利于回收利用回流热。

④减压塔的外型一般都是两头细中间粗，这是因为塔顶的气相负荷较小，只剩下不凝汽提蒸汽（湿式）和携带上来的少量油气，故塔径较小。为降低塔顶气相流量和减轻塔顶抽真空系统的负荷，减压塔顶一般不出产品，塔顶管线只供抽真空设备抽出不凝气之用，以减少通过塔顶馏出管线的气体量。因为减压塔顶没有产品馏出，故只采用塔顶循环回流而不采用塔顶冷回流。

塔底减压渣油是最重的物料，如果在高温下停留时间过长，则其分解、缩合等反应会进行得比较显著。其结果，一方面生成较多的不凝气使减压塔的真空度下降；另一方面会造成塔内结焦。因此，减压塔底部的直径常常缩小以缩短渣油在塔内的停留时间。此外，有的减压塔还在塔底打入急冷油以降低塔底温度，减少渣油分解、结焦的倾向。

⑤由于塔内是负压，为保证减底泵人口有足够的灌注压头，避免减底泵抽空，故减压塔底离地面较高。

⑥填料型减压塔的内回流不是从塔顶流到进料段，是分段的。在每个填料段上部，中段回流通过喷嘴均匀地喷淋到填料上，与气相进行传质传热。进行完传质传热的液相被集油箱收集抽出，换完热后再打回来。

⑦减压塔处理的油料比较重、粘度比较高，而且还可能含有一些丧面活性物质。加之塔内的蒸气速度又相当高，因此蒸气穿过塔板上的液层时形成泡沫的倾向比较严重。为了减少携带泡沫，减压塔内的板间距比常压塔大，加大板间距同时也是为了减少塔板数。此外，在塔的进料段和塔顶都设计了很大的气相破沫空间，并常设有破沫网等设施。

⑧减压塔气化段温度并不是常压重油在减压蒸馏系统中所经受的最高温度，此最高温的部位是在减压炉出口。为了避免油品分解，对减压炉出口温度要加以限制，在生产润滑油时不得超过398℃，在生产裂化原料时不超过400~420℃，同时在高温炉管内采用较高的油气流速以减少停留时间。如果减压炉到减压塔的转油线压降过大，则炉出口压力高，使该处的气化率降低而造成重油在减压塔气化段中由于热量不足而不能充分气化，从而降低了减压塔的拔出率。降低转油线压降的办法是降低转油线中的油气流速。以往采用的转油线中流速为300m/s，近年来转油线多采用低流速。在减压炉出口之后，油气先经一段不长的转油线过渡段后进入低速段，在低速段采用的流速约为35-50m/s，国内则多采用较低值。

⑨为了降低馏出油的残炭值和重金属含量，在气化段上面设有洗涤段。所用的回流油可以是最下一个侧线馏出油，也可以设循环回流。循环回流的流程比较复杂，而且目前多倾向于认为：在这里气相内存在的杂质主要并不是被气流夹带上去的雾沫或液滴，而是从闪蒸段气化上去的馏分。因此，使用上一层的液相回流通过蒸馏作用除去杂质的效果比使用冷循环回流的效果要更好一些。为了保证最低侧线抽出板下有一定的回流量，通常应有1%--2%的过气化度。对裂化原料要求严格时，过气化度可高达4%。一般来说，过气化度不要过高。

根据汽提方式的不同，减压塔可分为干式减压、微湿式减压和混式减压。湿式减压蒸馏就是减压塔塔底有汽提蒸汽以降低油气分压提高拨出率，同时减压炉入口也注有蒸汽以提高常渣在炉管内的流速，这样塔内有了“湿”的水蒸气，故称之为“湿式减压”。生产润滑油的减压塔或使用塔板的燃料型减压塔一般都采用湿式减压蒸馏。

相对于湿式减压，干式减压就是塔内不通蒸汽。为了保证比湿式更高的蜡油收率，干式减压采用较高的真空度，绝对压力在2kPa左右，为了达到这样的压力，在塔内部结构上采用了处理能力高、压降小、传质传热效率高的填料，并采用三级抽真空，保证进料段的绝对压力在3~4kPa采用干式减压技术具有下列优点。

①减少了蒸汽用量，不再使用汽提蒸汽和炉管注汽，降低了抽真空系统的冷却负荷有效的降低装置总能耗。

②高真空度，提高了装置拔出率目前国内已经改造投产的干式减压蒸馏有两种类型：全填料型和塔板、填料混合型。

有的采用干式减压蒸馏的装置为了将被携带到塔底的蜡油组分更干净的蒸出，达到深拔的目的，在塔底通人少量的过热蒸汽，这种操作方式叫微湿式减压蒸馏。

（4）减压深拔技术

近几年以来，深拔作为常减压装置设计和生产的热门话题，越来越受到业界的广泛关注。一般地，国外常减压装置的标准设计是将减压渣油的切割点定在1050F，即565.6℃。

而国内多数常减压装置的减压拔出深度偏低，这方面综合技术尚不很成熟，并缺乏相应的基础研究，实沸点切割点都在540℃以下，有一些常减压装置的实沸点切割点还在520℃以下。这是常减压蒸馏与国外的主要差距。减压深拔的目的是增加减压蜡油的拔出量，为催化裂化装置和加氢裂化装置提供优质原料，减少低值的减压渣油产量，对下游装置和全厂效益有着极为积极的意义。

对绐定的常压重油，其平衡气化曲线是一定的。减压拔出深度必然取决于炉子出口温度、减压塔进料段压力和汽提段的条件。要提高拔出率，必然需要提高操作温度、降低压力、增加汽提蒸汽量，这三者的作用是相辅相成的。影响减压深拔的因素还有：

①常压拔出深度

常压拔出不完善，势必导致减压系统负荷增加，影响抽空效果，甚至影响蜡油质量。

②抽真空系统能力

抽空器使用的蒸汽压力不足，将直接影响塔顶的抽空。塔顶冷凝器和各级冷凝冷却水温度太高或水压太低，会造成各级喷射器入口压力升高而使真空度下降，设置空冷器的各级冷凝冷却器，外界气温升高也可导致真空度下降。

③塔底渣油停留时间

减压渣油在360℃以上有明显的结焦趋势，较长的塔底停留时间，在深拔条件下，易裂化导致塔顶气相负荷增大，蜡油中残炭升高，一般在未设急冷措施的条件下，停留时间采用1 min左右即可。目前正在设计的大型蒸馏装置多采用急冷措施。

④转油线压降、进料段雾沫夹带程度、汽提段及洗涤段的效果好坏等均影响到深拔。

减压深拔需做的几方面工作：①塔顶高效抽空技术；②有效控制减压炉高温裂解技术；③高效低压降减压塔技术；④低速转油线技术。