專利名稱：一種原油減壓蒸餾方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油煉制領(lǐng)域，具體地說涉及一種原油減壓蒸餾的工藝方法和裝置。
背景技術(shù)：
原油常減壓蒸餾是煉油廠的“龍頭”裝置，其輕油收率的高低和能耗的大小直接影響石油煉制的經(jīng)濟(jì)效益。常規(guī)的原油常減壓蒸餾工藝多采用“二爐三塔”的流程原油預(yù)處理后進(jìn)入初餾塔(或閃蒸塔)，然后經(jīng)常壓爐加熱進(jìn)入常壓塔，常壓塔底油經(jīng)減壓爐加熱由減壓轉(zhuǎn)油線送到減壓塔，完成對原油的常壓蒸餾和減壓蒸餾，獲得滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品和下游裝置的原料。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界石油需求量的逐年增加，同時，世界原油資源供應(yīng)中重油和超重油的比例逐步增加，輕質(zhì)油、中質(zhì)油的供應(yīng)比例持續(xù)下降。因此，提高原油常減壓蒸餾中的輕油拔出率，降低常減壓裝置能耗，提高裝置經(jīng)濟(jì)效益成為全球煉化行業(yè)共同關(guān)注的課題。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國石油消費總量在2020年預(yù)計突破6. 5億噸，我國原油的對外依存度將達(dá)到50% 60%。因此，合理利用原油資源，優(yōu)化加工工藝已是我國石油化工勢在必行之舉。在裝置大型化及煉化一體化新型煉廠設(shè)計中，身為“龍頭”的原油常減壓蒸餾裝置在資源利用最大化、能源利用節(jié)約化、操作成本合理化、規(guī)模投資最佳化，實現(xiàn)我國石油化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。為此，國內(nèi)外學(xué)者對原油常減壓裝置的減壓深拔、節(jié)能降耗、減少投資進(jìn)行了比較深入的研究，取得了很大的進(jìn)步。發(fā)展方向主要集中在以下幾個方面(1)優(yōu)化減壓抽真空系統(tǒng)，提高減壓分餾塔頂?shù)恼婵斩龋? 采用新型、高效填料和直接接觸式傳熱方式，減少塔總壓降，保持較高的閃蒸段真空度；(3)改進(jìn)轉(zhuǎn)油線設(shè)計，降低轉(zhuǎn)油線壓降和溫降；(4) 優(yōu)化洗滌段設(shè)計和操作，強化洗滌段的分餾概念；( 開發(fā)新型高效的氣體和液體分布器； (6)采用強化原油蒸餾法等。US717^586發(fā)表了一種提高原油蒸餾餾分油收率的方法，方法一是從塔內(nèi)側(cè)線抽出氣相物流，進(jìn)行分離得到產(chǎn)品，一部分氣相返回塔內(nèi)；方法二是進(jìn)料混合物按沸點高低加熱分離為輕餾分、中間餾分、重餾分，然后分別在不同的進(jìn)料位置進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行分餾，從側(cè)線依次抽出輕、重餾分。方法一相當(dāng)于側(cè)線加了一個汽提塔，改善了餾分油質(zhì)量，但一定程度上增加了裝置投資和能耗；方法二實現(xiàn)了輕、重餾分分段進(jìn)料，改善了原油蒸餾分餾塔的操作，有利于提高餾分油收率，但把已經(jīng)從混合進(jìn)料中分離出來的輕餾分再次送入塔內(nèi)進(jìn)行分餾，重復(fù)操作增加裝置能耗且沒有降低塔的負(fù)荷。CN2242892Y公開了一種復(fù)合原油蒸餾減壓塔，塔底設(shè)有一個液封裝置與上部隔開，并有一個真空系統(tǒng)接口與塔頂真空系統(tǒng)相連。該實用新型通過液封裝置將減壓塔的精餾段和下部的深拔段隔開，可以將油品質(zhì)量和拔出率分別予以考慮，可以相對地提高減壓拔出率，但深拔的油品質(zhì)量很難滿足下游裝置對原料的工藝要求，同時該實用新型的塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塔頂真空系統(tǒng)負(fù)荷高，裝置能耗相對會高。CN1287872A發(fā)表了一種帶有深度汽提過程的原油常減壓蒸餾方法，是在減壓塔側(cè)并聯(lián)一個洗滌罐，減壓塔的進(jìn)料段與汽提段由液封隔離分布器隔開，汽提段的油氣通過連通管進(jìn)入洗滌罐的下部，取自減壓塔減三線出料的吸收油經(jīng)冷卻后由洗滌罐上部進(jìn)入向下噴淋與向上的油氣逆向傳質(zhì)傳熱，洗滌罐的罐頂油氣出料返回減壓塔的上部，罐底出料作為洗滌油返回減壓塔。該工藝通過增設(shè)洗滌罐使減壓塔汽提段經(jīng)歷了一個深度汽提的過程，有利于提高減壓拔出率。但該方法只是對減壓塔汽提段進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，用質(zhì)量較好的減三線油作為洗滌油，在經(jīng)濟(jì)效益上尚待研究。CN101376068A公開了一種帶有減壓閃蒸塔的常減壓蒸餾方法和設(shè)備，是在常壓渣油入減壓爐前設(shè)置一個減壓閃蒸塔。閃蒸塔底油進(jìn)減壓加熱爐，閃蒸塔頂氣進(jìn)入與閃蒸塔頂氣餾分相近的某個側(cè)線產(chǎn)品抽出口的上方或下方。該方法通過增加減壓閃蒸塔改進(jìn)常減壓裝置的流程，達(dá)到提高處理量，提高拔出率，降低能耗的目的。但常壓塔底油入閃蒸塔，由于常壓塔底油的溫度相對較低，再加上爐前閃蒸塔的真空度相對不高，閃蒸塔閃蒸氣化的作用有限，而且閃蒸塔頂氣相入減壓塔，相當(dāng)于閃蒸后減壓塔分段進(jìn)料，沒有在根本上改變減壓塔的分餾作用。近些年來，減壓蒸餾裝置中以大直徑(一般直徑可以達(dá)到ail以上)低速減壓轉(zhuǎn)油線技術(shù)逐漸取代了以往的高速轉(zhuǎn)油線，其目的是在保證減壓塔進(jìn)料段汽化分率的條件下， 盡可能降低減壓爐出口溫度，以防止?fàn)t管結(jié)焦?；蛘哒f，是在規(guī)定的爐出口溫度下，盡可能提高塔進(jìn)料段汽化率，以提高產(chǎn)品分率。為達(dá)到這一目的，只有盡可能降低爐管和轉(zhuǎn)油線壓降，使油品汽化點提前。由于轉(zhuǎn)油線必須采用15m以上(以保證氣液相有一定的分層時間， 有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和減壓塔拔出率)，因此大直徑長距離的轉(zhuǎn)油線占減壓蒸餾裝置投資的較大比例，同時熱量損失和壓降增加等因素均不利于減壓蒸餾塔的操作，且形成的熱應(yīng)力、熱位移在安全性上給設(shè)計和安裝造成一定的難度。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種原油減壓蒸餾工藝方法和裝置，可以明顯提高減壓蒸餾過程中的拔出率，降低裝置能耗，并減少裝置投資。本發(fā)明減壓蒸餾方法包括在減壓爐與減壓蒸餾塔之間設(shè)置閃蒸塔，取消常規(guī)的減壓轉(zhuǎn)油線。減壓蒸餾原料經(jīng)過減壓爐加熱后進(jìn)入閃蒸塔，在閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行氣液分離，閃蒸塔底排出的液相(以下稱閃底油)即閃底油引入減壓蒸餾塔，閃蒸塔頂排出的氣相(以下稱閃頂氣)即閃頂氣排出閃蒸塔并冷凝為液相后引出裝置。本發(fā)明減壓蒸餾方法中，在閃蒸塔塔底引入占進(jìn)料重量 3%的高溫 (380°C 400°C )氫氣或氮氣，或者引入過熱蒸汽(300°C 350°C )。本發(fā)明減壓蒸餾方法中，閃頂氣與進(jìn)入減壓爐之前的減壓蒸餾原料換熱后冷凝為液相引出裝置，或者與減壓蒸餾塔的某一種或某幾種餾分混合引出裝置。減壓蒸餾原料一般為常壓蒸餾塔塔底油(以下稱常底油)。本發(fā)明減壓蒸餾方法中，取消了常規(guī)減壓蒸餾中減壓轉(zhuǎn)油線的設(shè)置，在減壓爐和減壓塔之間設(shè)置立式閃蒸塔，閃蒸塔與減壓爐、減壓蒸餾塔之間可以緊湊設(shè)置，無需考慮設(shè)置不小于15米的轉(zhuǎn)油線設(shè)置。立式閃蒸塔主要用于氣液分離和輕餾分的再次閃蒸，塔中可以設(shè)置1 3塊塔板塔板。本發(fā)明減壓蒸餾方法中，其它技術(shù)內(nèi)容，如減壓爐、減壓蒸餾塔是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)內(nèi)容。本發(fā)明減壓蒸餾方法使用的裝置包括減壓爐、減壓閃蒸塔和減壓蒸餾塔，減壓爐和減壓蒸餾塔之間取消轉(zhuǎn)油線，減壓爐出口直接連接閃蒸塔，閃蒸塔底部液相出料通過管道引入減壓蒸餾塔，閃蒸塔頂部與減壓蒸餾原料換熱裝置以管道連通?？梢栽O(shè)置一套抽真空系統(tǒng)，減壓蒸餾塔和閃蒸塔用一套抽真空系統(tǒng)抽真空操作，可以設(shè)置控制裝置，分別控制減壓蒸餾塔和閃蒸塔的真空度；也可以設(shè)置兩套抽真空系統(tǒng)，減壓蒸餾塔和閃蒸塔分別抽真空操作。閃蒸塔的真空度控制設(shè)置在閃頂氣冷凝器之后的氣液分離罐上。閃蒸塔和減壓蒸餾塔的抽真空操作可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法和設(shè)備。閃蒸塔下部設(shè)置氣體分布器，用于引入汽提氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)通過在減壓爐和減壓塔之間設(shè)置減壓閃蒸塔，改善了進(jìn)料氣液分離。2)減壓閃蒸塔引入高溫氫氣或氮氣等，強化了閃蒸塔汽提作用，使渣油中更多的輕餾分油從渣油中蒸發(fā)出來，一方面提高了減壓蒸餾工藝輕油收率；另一方面降低了減壓塔負(fù)荷。研究表明，雖然在閃蒸塔引入的氣體需要由真空設(shè)備抽出閃蒸塔，表面上看增加了真空設(shè)備的工作負(fù)荷，但此處增加的負(fù)荷可以在減壓蒸餾塔中降低的負(fù)荷彌補，總的負(fù)荷基本不增加。3)減壓爐的爐出口直接連通減壓閃蒸塔，閃蒸塔底部液相出料引入減壓塔?？s短了常底油加熱-進(jìn)入減壓塔的工藝流程，大大降低了現(xiàn)有技術(shù)中減壓轉(zhuǎn)油線的過程壓降和熱量損失，使減壓爐內(nèi)壓力更低，常底油在減壓爐內(nèi)氣化點提前，爐出口氣化率更高。4)減壓爐爐出口直接連通減壓閃蒸塔，閃蒸塔底部液相出料引入減壓塔。取消減壓轉(zhuǎn)油線，避免了粗管徑、大管長轉(zhuǎn)油線低速段所造成的轉(zhuǎn)油線熱位移，優(yōu)化了減壓蒸餾工藝設(shè)計。經(jīng)核算，閃蒸塔的成本明顯低于粗管徑、大管長轉(zhuǎn)油線的成本。5)閃底油單獨進(jìn)入減壓蒸餾塔，閃頂氣不進(jìn)入減壓蒸餾塔，大幅降低減壓蒸餾塔的處理負(fù)荷，消除了減壓塔處理量的“瓶頸”，有利于舊裝置的擴(kuò)能改造。6)閃底油單獨進(jìn)入減壓蒸餾塔，一定程度上減少了減壓塔所需的理論板，可以適當(dāng)減少塔高及塔徑，節(jié)省裝置投資。7)閃底油單獨進(jìn)入減壓蒸餾塔，閃頂氣不進(jìn)入減壓蒸餾塔，降低了減壓蒸餾塔的氣相負(fù)荷，使全塔壓降降低，有利于提高減壓拔出率，而且大幅降低了減壓塔頂冷凝和抽真空負(fù)荷。實現(xiàn)了減壓蒸餾低能耗、高真空、高拔出率操作。有效降低價值低的減壓渣油的收率。8)閃底油單獨進(jìn)入減壓蒸餾塔，避免了氣液混合進(jìn)料所造成的氣相夾帶，保證了減壓側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量。9)閃頂氣和常底油進(jìn)行換熱，降低了減壓爐負(fù)荷，降低裝置能耗。10)本發(fā)明工藝技術(shù)先進(jìn)合理，能耗水平低，設(shè)備投資少，減壓渣油收率低。對于舊裝置的改造，具有設(shè)備改造量少、投資低，改造工期短，裝置收益明顯快捷等優(yōu)點；對于新裝置的設(shè)計建設(shè)，具有工藝合理先進(jìn)，能耗水平低，規(guī)模投資小，設(shè)備占地少等特點。
具體實施例方式本發(fā)明方法在減壓爐出口直接連通一個閃蒸塔，閃蒸塔塔底有汽提設(shè)施。閃蒸塔底部液相出料引入減壓塔。減壓爐加熱氣化率很高的氣液混合進(jìn)料在閃蒸塔高真空度的條件下進(jìn)行氣液閃蒸分離，閃頂氣由罐頂經(jīng)與減壓爐進(jìn)料換熱，再經(jīng)冷卻器冷卻為全液相后， 作為產(chǎn)品液相出料。閃底油直接進(jìn)入減壓蒸餾塔進(jìn)料段，在帶有塔底汽提蒸汽的減壓蒸餾塔內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行分餾，從減壓蒸餾塔側(cè)線抽出減壓餾分油，減壓渣油由塔底抽出，塔頂連接抽真空系統(tǒng)。取消傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)油線，僅使用少量普通管道。常底油先經(jīng)進(jìn)料/閃頂氣換熱器換熱升高溫度后進(jìn)入減壓爐，在減壓爐內(nèi)溫度加熱到390 0C 400 0C后，常底油氣化率達(dá)到50 % 60 % (質(zhì)量百分比，下同)，然后進(jìn)入減壓閃蒸塔，在閃蒸塔足夠大的空間和閃蒸塔塔底汽提氣體或蒸汽的汽提作用下，氣液混合進(jìn)料在減壓閃蒸塔內(nèi)氣液進(jìn)行充分的分離和揮發(fā)，混合進(jìn)料中更多的輕組分揮發(fā)為氣相。氣相經(jīng)罐頂破沫除霧網(wǎng)由罐頂排出與常底油在進(jìn)料/閃頂氣換熱器換熱降溫，再經(jīng)閃頂氣冷凝器冷卻為全液相作為閃頂產(chǎn)品出料。液相閃底油直接進(jìn)入減壓蒸餾塔進(jìn)料段，在汽提蒸汽和減壓蒸餾塔頂抽真空系統(tǒng)的作用下進(jìn)行減壓蒸餾，得到塔中側(cè)線產(chǎn)品和出料。減壓渣油由減壓塔底出料。減壓閃蒸塔和減壓蒸餾塔分別有液位檢測顯示。本發(fā)明中的減壓蒸餾塔可以是燃料型減壓蒸餾塔，也可以是潤滑油型減壓蒸餾塔；可以是濕式蒸餾，也可以式微濕式蒸餾；側(cè)線出料數(shù)目根據(jù)需要具體設(shè)置。本發(fā)明減壓爐后帶有汽提的閃蒸塔的減壓蒸餾方法及設(shè)備，改進(jìn)了原油減壓蒸餾工藝，把在減壓爐內(nèi)較低壓力加熱氣化率達(dá)到50% 60%的混合進(jìn)料在減壓閃蒸塔中進(jìn)行氣液分離和更進(jìn)一步液相揮發(fā)，不用再設(shè)過長減壓轉(zhuǎn)油線低速段進(jìn)行氣液分離(現(xiàn)有技術(shù)要求轉(zhuǎn)油線低速段長度為15m)，避免了粗管徑、大管長低速段所造成的轉(zhuǎn)油線橫向熱位移和占地面積大等不足。閃蒸塔頂氣相和減壓爐進(jìn)料進(jìn)行換熱、冷凝后直接排出裝置，液相單獨進(jìn)入減壓蒸餾塔。從而減少了減壓蒸餾塔的處理負(fù)荷，一定程度上減少了減壓蒸餾塔所需的理論板，可以適當(dāng)減少塔高及塔徑，同時大幅降低了減壓蒸餾塔頂冷凝和抽真空負(fù)荷；而且可以避免氣液混合進(jìn)料所造成的氣相夾帶，保證了減壓側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)模擬計算證實，處理相同的原料本發(fā)明工藝方法較現(xiàn)有工藝路線的渣油收率少2 % 5 % (質(zhì)量)，而且閃蒸塔頂占進(jìn)料質(zhì)量50% 60%的油氣含有的顯熱和潛熱足以把常底油換熱到 390°C 400°C，大大節(jié)省減壓爐的負(fù)荷。本發(fā)明在裝置開工時，可以開大減壓爐負(fù)荷，加熱進(jìn)料到390°C 400°C，保證減壓蒸餾操作。開工穩(wěn)定后，充分利用高溫閃頂氣的顯熱和潛熱給常底油加熱，可以降低減壓爐的負(fù)荷，實現(xiàn)裝置節(jié)能。實施例1 本發(fā)明的方法用于某新建原油常減壓裝置的設(shè)計。減壓部分裝置的處理量為120萬噸/年，減壓流程包括減壓爐、閃蒸塔、減壓塔。閃蒸塔操作壓力控制為SkPa lOkPa，塔底引入占進(jìn)料質(zhì)量 3%的氫氣，氫氣管線從減壓爐爐膛穿過，氫氣加熱升溫到380°C 450°C。減壓塔為規(guī)整填料塔，采用濕式工藝操作， 塔底吹汽量為塔進(jìn)料質(zhì)量的1%，塔頂操作壓力為1. 315kPa，全塔壓降為600 750Pa。常底油以150噸/小時進(jìn)料入減壓蒸餾裝置，經(jīng)減壓爐加熱到390°C 400°C后進(jìn)入到減壓閃蒸塔中。取消轉(zhuǎn)油線，閃蒸塔直接與減壓塔連接，閃蒸塔壓力為lOkPa。絕熱閃蒸后閃頂氣占進(jìn)料質(zhì)量的50. 15%，閃底油進(jìn)入減壓塔，從減壓塔側(cè)線抽出產(chǎn)品。減壓渣油從塔底出料。塔頂油氣經(jīng)冷凝器冷卻，不凝氣由抽真空泵抽出，保持塔內(nèi)真空度。
下表列出了采用本發(fā)明(方案A)和采用帶有減壓閃蒸塔的常減壓蒸餾方法及設(shè)備的專利CN101376068A(方案B)在減壓拔出率、裝置能耗、投資等方面進(jìn)行模擬研究的數(shù)據(jù)對比。方案A與方案B對比情況
權(quán)利要求
1.一種原油減壓蒸餾方法，其特征在于在減壓爐與減壓蒸餾塔之間設(shè)置閃蒸塔，取消常規(guī)的減壓轉(zhuǎn)油線，減壓蒸餾原料經(jīng)過減壓爐加熱后進(jìn)入閃蒸塔，在閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行氣液分離，閃蒸塔底排出的液相即閃底油引入減壓蒸餾塔，閃蒸塔頂排出的氣相即閃頂氣排出閃蒸塔并冷凝為液相后引出裝置；其中在閃蒸塔塔底引入占進(jìn)料重量 3%的氫氣、氮氣或過熱蒸汽。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在閃蒸塔塔底引入的氫氣或氮氣的溫度為380°C 400°C，過熱蒸汽的溫度為300°C 350°C。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于閃蒸塔為立式閃蒸塔，閃蒸塔中設(shè)置1 3塊塔板。
4.一種減壓蒸餾裝置，其特征在于包括減壓爐、減壓閃蒸塔和減壓蒸餾塔，減壓爐和減壓蒸餾塔之間取消轉(zhuǎn)油線，減壓爐出口直接連接閃蒸塔，閃蒸塔底部液相出料通過管道引入減壓蒸餾塔，閃蒸塔頂部與減壓蒸餾原料換熱裝置以管道連通，閃蒸塔下部設(shè)置氣體分布器。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于設(shè)置一套抽真空系統(tǒng)，減壓蒸餾塔和閃蒸塔用一套抽真空系統(tǒng)抽真空操作，設(shè)置控制裝置，分別控制減壓蒸餾塔和閃蒸塔的真空度。
6.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于設(shè)置兩套抽真空系統(tǒng)，減壓蒸餾塔和閃蒸塔分別抽真空操作。
7.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于閃蒸塔的真空度控制設(shè)置在閃頂氣冷凝器之后的氣液分離罐上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種原油減壓蒸餾方法及裝置，在減壓爐與減壓蒸餾塔之間設(shè)置閃蒸塔，取消轉(zhuǎn)油線，減壓蒸餾原料經(jīng)過減壓爐加熱后直接進(jìn)入閃蒸塔，閃蒸塔內(nèi)引入少量汽提氣體，閃蒸塔內(nèi)經(jīng)氣液分離的液相，即閃底油，引入減壓蒸餾塔；閃蒸塔頂排出的氣相，即閃頂氣，閃頂氣冷凝為液相后引出裝置。在閃蒸塔塔底引入高溫氫氣或惰性氣體。本發(fā)明減壓爐后帶有高溫氫氣或惰性氣體汽提的閃蒸塔的減壓蒸餾方法及裝置，一方面提高了減壓餾分油的收率，另一方面還取消了常規(guī)減壓轉(zhuǎn)油線，降低了減壓塔操作負(fù)荷，減壓塔塔徑可以適當(dāng)縮小，從而節(jié)省設(shè)備投資，降低了操作費用。
文檔編號B01D3/10GK102311754SQ20101022245
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者張龍, 樸勇, 王海波 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院