十四、常减压蒸馏技术的现状和发展

常减压蒸馏技术的现状和发展 张立新 洛阳石化工程公司（河南省洛阳市 471003） 1 炼油厂和常减压蒸馏装置的规模 表 1 一些国家和地区炼厂能力变化情况 百万吨/年 1983 年 1995 年 2001 年国家和 地 区 炼厂数 蒸 馏能 力 炼厂平均能力 炼厂数 蒸 馏能 力 炼厂平均能力 炼厂数 蒸 馏能 力 炼厂平均能力 美国 220 843.1 3.83 169 767.7 4.54 143 828.2 5.79 日本 45 251.0 5.58 41 243.4 5.94 35 239.3 6.84 德国 26 119.3 4.59 19 106.3 5.59 17 113 6.64 意大利 24 152.5 6.35 17 114.2 6.72 17 114.1 6.71 加拿大 28 90.3 3.23 23 92.4 4.02 21 97.2 4.63 法国 18 133.5 7.42 14 89.1 6.36 13 94.8 7.29 英国 15 104.6 6.97 15 94.4 6.29 11 89.2 8.11 西班牙 10 74.7 7.47 10 66.3 6.63 9 64.7 7.19 比利时 5 34.7 6.94 4 30.5 7.63 5 38.4 7.68 韩国 6 38.8 6.47 6 62.2 10.37 6 128 21.33 印度 12 38.9 3.24 12 54.3 4.53 17 106.7 6.28 沙特 4 43 10.75 8 82.8 10.35 8 87.25 10.91 伊朗 4 26.5 6.63 8 58.4 7.3 9 74.2 8.24 新加坡 5 55.05 11.01 4 58.5 14.63 3 63.5 21.17 中 国 台 湾 2 25.8 12.9 2 27.1 13.6 4 46 11.5 近二十年来，美国、日本、加拿大和西欧等发达国家及地区，在环境保护和激 烈竞争的压力下，关闭了许多炼油厂。美国在 1980 年有 303 座炼油厂，加工能力为 9.23 亿吨/年。从 1980 年到 1983 年三年间，关闭了 83 座炼厂，加工能力减少了约 8000 万吨/年。1983 年到 1995 年，进一步关闭了 51 座炼厂，减少了加工能力 7540 万 吨/年，1995 年到 2001 年，美国又关闭了 26 座炼油厂，但加工能力反而增加了 6050 万吨/ 年，表明在关闭了一部分中小型炼厂的同时，对一些竞争力较好的大型炼油厂进 行了扩建。这种趋势在日本、加拿大和西欧各国有相同的表现。他们的炼油加工能力 都在 90 年代中期降到了最低点，此后又逐渐上升，但炼厂的数目一直呈减少趋势，炼 厂平均规模不断增加。美国炼厂的平均规模由 1983 年 383 万吨/年，增加至 2001 年 579 万吨/年。日本炼厂的平均规模由 1983 年 558 万吨/ 年，增加至 2001 年 684 万吨/年。 其他西欧各国也都保持了相同的趋势。 和美、日、欧等发达国家的情况有所不同，亚洲国家和地区的炼油能力近二十 1 年来有了迅速的增加，其中尤以韩国最为突出。1964 年 4 月韩国才在蔚山建成第一座 炼油厂，当时的规模仅为 175 万吨/年，此后即快速发展。目前，韩国的炼油能力已达 1.28 亿吨/年。其 6 个炼油厂中，除 1 个规模较小的润滑油厂外，其余 5 个炼油厂的平 均规模为 2550 万吨/年，居世界第一位。在全世界最大的 10 个炼油厂中，韩国占了 3 个，分别为 SK 公司的蔚山炼厂（4085 万吨/年） 、LGCaltex 公司的丽水炼厂（3168 万吨/年） ，和双龙公司的汶山炼厂（2600 万吨/年） 。1997 年开始的亚洲金融危机给亚 洲一些国家和地区的炼油工业带来了重大打击，韩国的炼油能力在 1997 年后即基本保 持不变，未再继续增长。但印度、沙特、科威特、伊朗、越南等亚洲国家的炼油能力 仍保持继续增长的态势，这些都使亚洲地区油品市场的竞争日益激烈。 由表 1 数据可以看出，到 2001 年底，亚洲不少国家和地区的炼厂平均规模在 600 万吨/年以上，有的甚至在 1000 万吨/年以上。大型化是提高炼厂劳动生产率和经 济效益，降低能耗和物耗的一项重要措施。按 2001 年底的统计，全世界共有 732 座炼 油厂，总加工能力 40.58 亿吨/年。其中加工能力在 1000 万吨/ 年以上的炼厂 126 座， 分散在 34 个国家和地区，其中美国 30 座，西欧 33 座，前苏联 18 座，亚洲地区 32 座。 加工能力在 2000 万吨/年以上的炼厂共有 15 座。 长期以来，我国炼油工作者一直致力于炼油厂和常减压装置及其他炼油工艺装 置的大型化，但和国外相比，仍有一定差距。2001 年底，我国有 95 座炼油厂，原油蒸 馏能力 2.26 亿吨/年，炼油厂平均规模为 238 万吨 /年，只有镇海和茂名两个炼厂加工 能力在 1000 万吨/年以上。我国共有单系列加工能力 500 万吨/ 年及以上规模的常减压 装置 8 套，其中最大的为镇海三蒸馏，加工能力目前已经达到 1000 万吨/年。另外，正 在准备新建和扩建一批单套加工能力在 5001000 万吨/ 年的常减压蒸馏装置。 表 2 世界加工能力 2000 万吨/年以上规模炼厂 序号 公司名 地点 加工能力万吨/年 1 帕拉瓜拉炼油中心 委内瑞拉、法尔孔 4700 2 SK 公司 韩国、蔚山 4085 3 LG-Caltex 公司 韩国，丽水 3168 4 EXXON MOBIL 公司 新加坡 2843 5 印度信任石油公司 印度，贾拉加 2700 6 荷文沙公司 维尔京群岛 2625 7 双龙公司 韩国，汶山 2600 8 EXXON MOBIL 公司 美国，贝汤 2583 9 EXXON MOBIL 公司 美国，巴吞鲁日 2443 10 俄罗斯投资公司 俄罗斯，安佳斯克 2204 2 11 BP 美国，德克萨期城 2185 12 BP 美国，怀亭 2050 13 壳牌东石油公司 新加坡 2025 14 伊朗国家石油公司 伊朗，阿巴丹 2000 15 沙特阿拉伯石油公司 沙特，拉比赫 2000 目前，世界上最大的常减压装置，其单套加工能力仍为 12001300 万吨/ 年，原 属 AMOCO 公司，后被 BP 公司兼并的美国怀亭炼油厂，其第三套常减压装置 1962 年 原设计的加工能力为 1500 万吨/年，加工 API 37原油，1994 年已改为加工 API 29 原油，加工能力 1200 万吨/年。世界各地大型炼厂的常减压装置一般都不止一套，有的 甚至 3 套以上，主要是为了对不同的原油实行分贮分炼，以尽量减少加工费用，取得 最大的目的产品收率和经济效益。 表 3 一些大型炼厂常减压装置数目 公司名 地 点 炼厂能力 万吨/年 常减压装置 数 目 SK 韩国蔚山 4085 4 EXXON 美国贝汤 2583 3 BP 美国德克萨斯城 2185 2 BP 美国怀亭 2050 3 日本石油 日本根岸 1925 4 TOTAL 法国诺曼底 1600 2 FINA 比利时安特卫普 1650 2 出光兴产 日本千叶 1250 1 ARCO 美国洛杉矶 1220 3 COSMO 日本千叶 1100 2 Phillips 美国斯威尼 1025 2 ARCO 美国樱桃角 1000 1 由表 3 数据可以看出，1500 万吨/年以上规模的炼厂，其常减压装置的数量一般 均在 2 套以上，主要是为了有利于对原油的分贮分炼。例如 BP 公司德克萨斯城炼厂， 两套常减压装置分别加工不同的原油，一套主要加工高硫油，另一套则以加工低硫油 为主。原油分贮分炼可以充分利用不同原油的资源特点，减少下游装置的加工费用， 获得最大的经济效益。美国菲力浦公司的斯威尼炼厂尽管加工能力仅为 1000 万吨/年， 也采用了两套常减压装置，一套加工高硫原油，另一套加工低硫原油。 2 原油供应形势 80 年代初期，世界石油剩余可采贮量曾低到 800 亿吨，一度出现了石油资源即 3 将枯竭的悲观论调。此后，随着石油勘探开发技术的进步，每年新发现的世界石油可 采资源超过了当年的实际开采量，因而世界石油剩余可采贮量逐年上升，90 年代后， 达到 1300 亿吨以上，而且还保持着继续增长的态势。从目前情况看，预计至少在 2050 年以前，石油仍将是最重要的能源和化学品的原料。但是，石油资源的分布又极不均 衡，大部分集中在少数地区。2001 年底，世界石油剩余可采贮量的分布如表 4 所示。 表 4 2001 年世界原油可采贮量探明情况 探明贮量 探明贮量国家地区 亿立方米 % 贮采比 国家地区 亿立方米 % 贮采比 全世界 1640 100 44.4 中东 1090 66.46 105.1 中国 38.16 2.33 20 伊朗 142.6 8.7 78.5 亚太地区 69.6 4.24 16.4 伊拉克 178.85 10.9 157.3 俄罗斯 77.22 4.71 19.3 科威特 149.44 9.11 178.8 西欧 27.24 1.66 7.8 沙特 412.16 25.13 109.8 美国 35.05 2.14 10.4 非洲 121.9 7.43 30.6 墨西哥 42.83 2.61 23.8 利比亚 46.9 2.86 59.4 委内瑞拉 123.5 7.53 75.2 尼日利亚 38.16 2.33 31.3 加拿大 7.72 0.47 6.5 由表 4 数据可知，2001 年底世界已探明剩余可采贮量为 1640 亿立方米，我国仅 占 2.33%，按当年的开采量，我国贮采比仅为 20。根据全国第二次油气资源评价结果， 截至 2000 年底，全国石油资源探明率为 23%，全国石油勘探的潜力还很大。随着石油 资源的进一步探明，可采储量还会进一步增加。根据“九五”石油勘探发展的情况， 新发现的石油贮量可以在二十一世纪初期，支持 1.7 亿吨的年产量。包括国际能源机构 在内的中外十余家研究机构对我国原油产量的预测基本一致，如果没有大的石油发现 和技术上的突破性进展，中国在 2010 年前后的高峰年产量很难超过 2 亿吨。据海关进 出口统计，2000 年我国进口原油 7013 万吨，出口原油 1044 万吨，净进口原油 5969 万 吨。以燃料油为主的成品油净进口量为 978 万吨。我国石油的消费量每年将以约 4%的 速度增加，按此速度计算，2010 年中国大陆的原油净进口量将达到 1 亿吨以上，我国 对进口原油的依赖将日益严重。 由表 4 可以看出，中东地区和南美的委内瑞拉集中了全球已探明原油剩余可采 贮量的 73.99%，而伊朗、伊拉克、科威特和沙特四个国家集中了全球可采石油资源的 54%。 2001 年底和 1999 年底相比，全球剩余可采石油贮量增长了 25.62 亿立方米，其 中中东地区占 15.84 亿立方米，委内瑞拉占 8.08 亿立方米，其他地区很少增加，甚至 有所减少。 作为原油加工第一道工序的常减压蒸馏装置，受原油性质的影响非常严重。由 4 于中东地区将成为世界原油主要的供应地，这些地区的原油性质和国内石蜡基低硫原 油的性质差别很大，新建和改扩建的进口含硫原油加工基地的常减压蒸馏装置，必须 要能适应这些原油的加工。 我国的原油勘探和开发在渤海湾取得了较好的突破。1995 年以来在渤海湾地区 已经发现了 10 个贮量大于 5000 万吨的油田，其中 5 个油田的贮量大于 1 亿吨，最大 的一个油田 PL193 贮量大于 5 亿吨。预计 2005 年渤海原油的产量将达 2000 万吨/年。 但渤海原油属重质环烷中间基原油，比重为 0.920.97，酸值高，蓬莱 PL193 原 油的酸值高达 6.02mgKOH/g，金属含量高，原油 Ni 含量为 32ppm，常减压及下游装置 的加工处理将面临新的课题。 原油供应形势的发展和变化，给常减压装置的设计和改造带来许多新的课题， 如含硫原油和含酸原油加工，防腐处理和长周期安全平稳运行，对不同原油的适应能 力，轻烃回收，常压和减压拔出率及馏分质量，节能降耗等等。一个良好设计和操作 的常减压装置，是全厂经济效益的重要基础。 3 常压和减压拔出率及馏分质量 3.1 常压拔出率及馏分质量 常压拨出率和馏分质量影响着直馏柴油的收率，对全厂的经济效益有重大的影 响。直馏柴油十六烷值高，加工费用低。对于低硫低酸值原油，直馏柴油不需任何精 制，就是优质柴油组分；对于含硫原油，直馏柴油也只需压力较低，空速较高的加氢 精制，就可以达到符合世界燃料规范 类和 类优质柴油的要求。如果直馏柴油馏 分混入减压蜡油中，就需要用催化裂化或加氢裂化的方法加工，不仅需要增加二次加 工装置的规模，从而增加投资和操作费用，降低了柴汽比，而且催化裂化的柴油十六 烷值低，质量差，后续加工费用高。 从目前国内常减压装置的实际情况看，直馏柴油的收率和潜含量之间存在较大 的差距。在常压拔出率和馏分质量上普遍存在着较大的改进余地。一方面在减顶和减 一线馏分中，含有较大量的 350以前的馏分，有些常减压装置减一线 350以前的馏 分含量占到 60%以上。因而，有些炼厂采用在减压塔设置柴油分馏段，或将部分减一 线与常二中一起打回常压塔的方法，以提高直馏柴油的收率。但是，在减压塔设置柴 油分馏段，实际上是将一部分本应在常压塔进行的分馏作用移到减压塔，会增加减压 塔的全塔压降，不利于提高减压拔出率。减一线回炼到常压塔，则会增加塔和加热炉 的负荷，增加能耗，属于一种无奈的选择。另一方面，常压塔的下部侧线，如常三线 （或常四线） ，往往又含有大量的重质馏分。许多常减压装置普遍有这样的现象：常三 线（或常四线）往往比减一线还要重，无法作为柴油组分而被迫进入二次加工装置。 5 即使在常压塔拔出来，也未能取得应有的效益，只能作为二次加工装置的原料，既减 少了直馏柴油的收率，又增加了二次加工装置的负荷，增加了操作费用。常压拔出率 和拔出馏分的质量，已经成了国内常减压装置进一步提高效益的一个重要瓶颈。为了 消除这一瓶颈，充分发挥常减压装置作为原油加工第一道工序的作用，可以考虑采取 以下一些措施。 （1）新设计或改扩建的常减压装置应增加常压塔的塔盘数，特别是常压塔下部 的塔盘数，以改善常压塔轻重馏分的分割精度。目前，常压塔的发展趋势是塔盘数不 断增加，塔盘效率不断提高。新设计的常压塔，其精馏段的塔盘数不应少于 50 层。适 当增加塔盘数投资增加不多，得到的经济效益却非常显著。 （2）改进常压塔汽提段的设计和操作。常压塔汽提段的设计和操作，对提高常 压拔出率，改善轻重馏分的分割起着重要的作用。从水力学条件上看，常压塔汽提段 和精馏段有重大差别，汽提段的液相负荷大而气相负荷很小，尤其是常压拔出率低的 重质原油，气、液相负荷的差别更为悬殊，需要针对不同的原油精心设计。从流程模 拟的结果可以看出，增加汽提段的理论板数，可以便常压拔出率和直馏柴油的收率提 高 13%。 适当增加常压汽提段的汽提蒸汽量，可以降低塔底的油气分压，改善汽提段的 水力学条件，有利于提高常压拔出率和改善轻、重馏分的分割情况。 （3）保持必要的常压塔过汽化率。为了给常压塔下部的分馏创造条件，常压塔 应保持必要的过汽化率。不能单纯强调节能而减少必要的常压塔过汽化率。从提高全 厂柴汽比和全厂优质柴油观点来看，保持必要的常压塔过汽化率往往是代价较小的措 施之一。 每吨直馏柴油组分和蜡油的差价在 600 元以上，常压直馏柴油组分增加 1%，对 于一个 1000 万吨/年炼厂来说，全年的效益就可以增加 6000 万元以上。 对于不同的原油和不同的常压塔，最佳的过汽化率是不同的。过汽化油量应有 测量手段，实际生产中，可根据产品质量的分析情况来调整过汽化油量，一般来说， 保持 23%的过汽化率是适宜的。 3.2 减压拔出率和馏分质量 对于不同的原油，减压拔出率的要求和意义是完全不同的。对于低硫低金属石 蜡基原油的燃料型常减压装置，由于其减压渣油可以全部进入重油催化裂化装置加工， 因此不必追求减压拔出率，甚至可以不需要减压蒸馏，全部常压渣油都可以直接进入 重油催化裂化装置加工。对于生产润滑油的常减压装置，减压拔出率应根据对润滑油 的粘度要求和丙烷脱沥青装置的情况来决定减压拔出率。对于生产道路沥青的常减压 6 装置，减压拔出率应根据沥青的生产要求而定。但是，对于硫含量高，金属含量高的 原油来说，减压拔出率的意义就完全不同了。硫含量高、金属含量高的减压渣油，很 难直接用催化裂化装置加工，这种渣油一般只能用溶剂脱沥青或焦化的方法。如果进 入催化裂化装置，则需进行渣油加氢预处理，而渣油加氢装置的投资和操作费用都很 高。在这种情况下，减压拔出率和拔出的馏分质量对全厂的经济效益就会有重大的影 响。拔出的蜡油，可以作为加氢裂化装置的原料，即使作为催化裂化装置的原料，其 加氢预处理的投资和操作费用也要比渣油加氢低得多。我国目前进口中东含硫原油的 数量越来越大，减压拔出率和拔出馏分质量的意义也就越来越突出。 在减压拔出率问题上，目前国内常减压装置的技术水平和国外存在较大的差距。 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。有不少 国外文献讨论减压深拔问题，他们所指的深拔，是指减压渣油的实沸点切割点在 565 以上。据报导，有些国外常减压装置的实沸点切割点已经达到 600以上，而国内多数 常减压装置的实沸点切割点都在 540以下，有一些常减压装置的实沸点切割点还在 520以下。 国内和国外都对一些含硫原油 500以上的窄馏分的性质进行过研究。洛阳石化 工程公司炼制研究所对胜利原油的重油及 500以上窄馏分性质的研究结果如表 5 和表 6 所示。 表 5 胜利原油的重油性质 馏分 蜡油 常渣 减渣 馏程， 350500 350 500 收率， % 26.46 79.59 53.13 密度，20，kg/m 3 910.6 963.1 980.9 粘度，mm 2/s,80 8.05 385.0 5643 100 6.104 146.6 1425 残炭， % 0.03 8.5 13.12 碳， % 85.7 86.28 85.96 氢， % 13.12 11.9 11.40 硫， % 0.58 1.23 1.56 氮， % 0.13 0.50 0.68 H/C 原子比 1.84 1.66 1.59 镍， ug/g 0.1 33.5 49.0 钒， ug/g 0.1 2.4 3.5 铁， ug/g 0.1 31.0 56.8 铜， ug/g 0.1 0.3 0.5 钠， ug/g 0.2 6.0 9.0 钙， ug/g 1.4 36.0 51.4 饱和烃， % 70.7 38.0 18.5 芳烃， % 23.7 30.9 37.4 胶质+沥青质，% 5.6 31.1 44.1 7 由表 5 数据可以看出，胜利 500以上的减压渣油，重金属的含量很高，Ni 为 49ppm，V 为 3.5ppm，Fe 为 56.8ppm，很难用催化裂化的方法加工。由表 6 窄馏分的 分析数据可以看出，胜利减压渣油的重金属主要集中在 600以上的重质馏分中， 600以前的各馏分金属含量低，氢含量在 12%以上，经过适当的加氢精制后，是很好 的催化裂化原料。由表 6 数据还可以看出，胜利减压渣油中 500605馏分占原油的 收率达 14.31%，深拔的经济效益是十分显著的。 决定减压拔出率的关键是减压塔汽化段的温度和压力。国外最新设计的燃料型 减压塔，在各中段回流取热段采用了空塔喷淋取热技术，大大降低了全塔压降，使减 压塔汽化段的压力可以降低到 15mmHg 左右。新设计的燃料型减压塔汽化段的温度已 提高至 415左右。由于改进了减压炉和转油线的设计，在减压塔汽化段温度为 415 情况下，减压炉的不烧焦连续运转周期可达 56 年。和旧式减压塔相比，加工中东原 油时，减压蜡油的收率可以提高 512%。 表 6 胜利原油窄馏分重油性质 项 目 500535 535570 570605 605640 收率， （占原油） 5.19 4.45 4.67 5.15 密度， kg/m3,20 933.8 936.3 942.4 944.9 粘度， mm2/s 80 48.61 71.45 118.8 244.6 100 22.41 31.72 48.76 92.05 烃族组成， 饱和烃 68.1 53.2 46.7 34.4 芳烃 27.2 33.1 35.7 40.5 胶质 8.7 13.1 17.6 25.1 残炭， 0.54 1.2 2.82 5.03 平均分子量 478 548 624 715 元素分析， C 86.03 86.04 86.07 86.12 H 12.57 12.20 12.04 11.80 S 0.88 1.13 1.22 1.28 N 0.27 0.34 0.43 0.61 金属含量分析 g/g Ni 0.4 2.0 9.4 47.6 V 0.1 0.2 0.8 4.2 Fe 0.3 0.3 0.5 0.5 Cu 0.2 0.2 0.2 0.2 Pb 0.05 0.05 0.05 0.05 Na 0.4 0.4 0.4 0.6 8 Ca 2.3 2.3 2.5 2.6 减压深拔时，减压蜡油，特别是重质蜡油的质量会发生变化。不同的原油，其 重金属在窄馏分中的分割是不同的，应根据不同原油的特性决定拔出深度。对于类似 胜利原油的其他原油，其直到 600的重质窄馏分的重金属、残炭都不高，是可以尽量 深拔的。由于每吨蜡油和渣油的差价在 500 元左右，深拔的经济效益十分显著。此时， 影响深拔蜡油质量的关键在于尽量减少雾沫夹带量。为了减少雾沫夹带量，在减压塔 进料段的设计上，许多工程公司和专利商都不断推出新设计和新结构，使减压塔重蜡 油侧线的质量不断改善。一些国外的减压塔采用了将过汽化油返回减压炉入口的流程， 以保证减压塔最下一条侧线的质量能够满足下游加氢裂化或加氢处理的要求，同时又 能提高减压拔出率。 4 改进减压蒸馏，发展润滑油和石蜡的生产 我国是仅次于美国和俄罗斯的世界第三大润滑油生产国，也是世界上第三大润 滑油消费国。目前我国的润滑油生产能力约为 380 万吨/年。由于我国原油多属石蜡基 原油，有发展润滑油和石蜡生产的有利条件。减压馏分的分割情况对润滑油和石蜡的 生产有重要影响，特别是对于采用溶剂脱蜡和溶剂精制等“老三套”加工手段的润滑 油和石蜡的生产有极大的影响。 美国是世界上润滑油生产能力最大的国家，美国用于润滑油生产的常减压装置 能力为 1.73 亿吨/年，占美国全部常减压蒸馏能力的 20.9%。润滑油生产能力为 1126 万吨/ 年，全精炼蜡生产能力为 51 万吨/年，半精炼蜡生产能力为 78 万吨/年。在润滑 油加工手段中，深度加氢处理、加氢裂化、加氢异构化的能力分别为 486 万吨/年、368 万吨/ 年和 355 万吨/年，后加氢精制能力为 643.5 万吨/ 年。美国是润滑油加氢处理能力 最大的国家，但美国的溶剂抽提能力和溶剂脱蜡能力仍分别高达 1461.5 万吨/年和 781.5 万吨/年，可见“老三套”的加工方法在润滑油生产中仍在发挥重要的作用。改善 润滑油型减压塔的分馏精度，降低减二线、减三线、减四线和减五线的馏分宽度可以 大大改善溶剂脱蜡装置的操作条件，降低溶剂比，提高过滤速度，提高润滑油基础油 和石蜡的收率，提高溶剂精制装置基础油的粘度指数。实践表明，减压侧线馏分的宽 度越窄，溶剂脱蜡的效果越好，不仅过滤速度可以大大加快，更重要的是脱蜡后的润 滑油基础油组分和蜡的收率都可以有较大的提高。不少常减压装置在改善减压塔的分 离效果后，基础油和蜡的收率之和可以提高 10%以上。由于基础油和精蜡与蜡油的差 价在 1500 元/吨以上，效益是非常显著的。 为了在减压塔获得必需的分馏精度，同时又尽量减少全塔压降，国内外的发展 趋势都是采用全填料型的减压塔，同时不断改进填料分布器的结构，提高分馏效率， 9 Mellapakplus 等新型填料，已得到了广泛应用。 5 轻烃回收 许多炼厂的常减压装置，由国内原油改炼国外原油后，轻烃如何回收就成了突 出的问题。中东原油，即使是阿拉伯重质原油也含有约占原油总量 2%左右的 C3、 C4 馏 分，一些轻质原油，C 3、 C4 的含量可高达 34%以上。由于液态烃和燃料气价格差别 悬殊，原油中的 C3、 C4 馏分的回收就有很大的经济效益，特别是对于大型化常减压蒸 馏装置。 在加工含有轻烃的国外原油时，首先应注意原油的贮存温度。对于低凝点的中 东原油，原油贮存温度应尽可能低，原油罐不需要加热，以尽量减少轻烃的蒸发损失。 对于石蜡基轻质原油，原油罐的贮存温度控制高于原油凝固点 56即可，过高的原 油贮存温度不仅会增加轻烃的蒸发损失，而且容易造成原油泵抽空。从现场的实际数 据看，原油在装卸和贮存过程中的轻烃损失量普遍偏大，这是造成轻烃实际回收率远 低于原油中轻烃潜含量的主要原因。 轻烃回收可以采用将初顶气和常顶气用压缩机升压后进行回收的流程，也可以 采用无压缩机流程。无压缩机轻烃回收流程的关键是初馏塔提压操作，当初馏塔顶的 压力为 0.350.4MPa 时，初馏塔顶即可作到不排瓦斯，轻烃全部溶解于初馏塔顶的石 脑油馏分中，然后再对溶解了轻烃的石脑油馏分进行分离，即可以将 C3、 C4 轻烃回收。 无压缩机回收轻烃的方法具有流程简单，投资省，操作维护费用低，占地面积少等优 点，已经在镇海 150 万吨/年常压装置、镇海 1000 万吨/ 年常减压装置、广石化 520 万 吨/年常减压装置和金山 600 万吨/年常减压装置等装置上得到成功应用，C 3、 C4 的回收 率可以达到 95%以上。初期设计的无压缩机轻烃回收装置中，多采用脱丁烷塔单塔流 程。对于加工轻烃含量高的原油的大型化常减压装置，为了进一步提高 C3、 C4 回收率， 降低回收液化气中的 C2 含量，在脱丁烷塔前，可以考虑增加脱乙烷塔，采用双塔流程。 6 电脱盐 作为原油预处理的电脱盐技术，对于常减压装置的腐蚀防护和长周期运行，对 于下游二次加工装置，如重油催化裂化、渣油加氢等装置的操作和经济效益都有重要 影响，一般均要求脱后含盐小于 3mg/L。我国自八十年代从 Petrolite 公司和 HOW- Baker 公司引进 9 套电脱盐设施后，电脱盐的技术水平有了很大提高。包括高阻抗防爆 变压器、复合绝缘高压电极棒、油浸式十字套筒、预组装式电极板、界面测量仪、混 合伐、静态混合器等在内的一批性能好的电脱盐设备迅速国产化，新型破乳剂不断研 制成功，使我国电脱盐技术接近了当时的国际先进水平。此后又发展了交直流电脱盐 10 技术，过滤电脱盐技术和原油脱钙、脱重金属技术以及平流卧式电脱盐技术，反映了 我国电脱盐技术的不断发展和进步。 近十年来国外电脱盐技术有了迅速的发展，特别值得注意的是 Petrolite 公司的 Bilectric 高速电脱盐技术，这一技术在电脱盐的理念上有许多重大的突破和创新。 Bilectric 高速电脱盐技术采用三层电极板，形成两个强电场；油水混合物通过特殊的分 配器分成两股直接进入两个强电场内，而不是按照传统的方法进入水相；特殊结构的 分配器可以加速乳化液的聚集，加上两个强电场的同时作用，处理能力可以提高约 100%； 由于进料直接进入两个强电场，脱盐罐内油水界位较高，增加了水相的停留时间，有 利于降低脱盐排水的含油量；脱盐电耗可以有较大幅度降低。 由于 Bilectric 电脱盐技术在电脱盐罐壳体直径不变的情况下，可以使处理能力提 高一倍左右，对常减压装置的扩能改造非常有利。镇海炼化三蒸馏原为加工 150 万吨/ 年轻质原油的常压装置，有两台 360019560mm 的电脱盐罐。在改造为 800 万吨/ 年常减压蒸馏装置时，仍然使用了两台 360019560mm 的电脱盐罐壳体，仅将其内 构件按 Bilectric 技术进行改造，1999 年投产后，成功使用至今。由于电脱盐罐仍然采 用两台较小的罐体，加上优化平面布置设计，使镇海 800 万吨/年常减压装置的占地面 积仅为 11473=8322 平方米。 为了提高脱盐效果，除了不断改进硬件设备外，破乳剂的评选以及工艺操作条 件的制定也是一项重要的关键因素。茂名石化公司为了确保渣油的盐含量能够满足新 上的 200 万吨/年渣油加氢脱硫装置的要求，与洛阳石化工程公司设备研究所进行合作， 在破乳剂的评选 和工艺操作条件的制定上作了大量工作，采用了洛阳石油化工工程公 司设备研究所提供的 LY-A、B 破乳剂和相应的工艺操作条件，使脱后原油含盐 3mg/l，渣油加氢原料的 Na+含量3ug/g，保证了渣油加氢脱硫装置的安全、平稳、长 周期运行。 国内和国外都在进行原油脱钙和脱重金属的研究工作，并已取得一些初步结果。 这一技术的发展将会给渣油加工方案带来重大的突破，值得重视和深入研究。 7 关于节能 常减压装置是炼油厂的用能大户，降低能耗一直是一项重要课题。长期以来， 经过不懈的努力，我国常减压装置的能耗已大幅度降低，取得了可喜的成绩。对节能 的认识也更加深入，已从总体的优化和综合经济效益来全面考虑装置的用能和能量回 收环节，而不是单纯地追求能耗这一项指标。 常减压装置的节能可以分为三个层次，单体设备的节能，装置内的综合节能， 多装置的系统综合节能。 11 7.1 常减压装置单体设备的节能 单体设备的节能是节能工作的基础。对常减压装置而言，单体设备的节能主要 包括以下方面： 7.1.1 加热炉热效率 燃料消耗是常减压装置最大的用能项目，对于一个 1000 万吨/年的常减压装置， 其常压炉和减压炉的热负荷之和可达 150MW 以上，即使加热炉热效率为 90%，全年 的燃料消耗量也在 12 万吨以上。热效率每提高 1%，全年的燃料消耗量可降低 1200 吨 以上，可见对大型常减压装置，加热炉热效率问题的重要性。 7.1.2 机泵耗电量 常减压装置机泵数量多、流量大，不少机泵的扬程高，电耗是仅次于燃料消耗 的重要耗能项目，一般约占装置总能耗的 10-25%。影响耗电量的主要因素是泵的效率、 电机效率以及机泵的运行区域是否处于其高效区。近年来，已不断推出各种新型的节 能泵和高效电机。 常减压装置一般都要加工多种原油，各物流的流量变化范围往往很大，使用变 频调速电机节能的潜力往往很大。此外，使用变频调速电机还有控制平稳，降低设备 磨损，维护工作量少和噪音低等优点。 7.1.3 塔盘数和回流取热比例 在满足一定的分馏精度条件下，增加塔盘数或者提高塔盘效率，都会减少分馏 的用能，可以通过投资与操作费用的比较选择最经济的塔盘数和相应的回流比。常压 塔和减压塔是多侧线的复杂精馏塔，设置中段回流后，对中段回流以下的分馏效果没 有影响，但减少了中段回流以上分馏段的回流比。在满足塔顶和上部侧线产品分馏要 求的前提下，应尽量增加下部高温位中段回流的取热，这是一个全塔优化的问题。现 在国外一些新的常压塔通过适当增加塔盘数，取消了塔顶冷回流，用塔顶循环回流代 替冷回流。塔顶循环回流的温位较高，有利于换热，同时还有减少塔顶冷凝冷却系统 的负荷，减少塔顶压降，降低投资等优点。 燃料型减压塔和润滑油型减压塔不同，其侧线产品之间的分割并无意义，对其 产品质量的主要要求是防止雾沫夹带，使重金属、残炭、C 7 不溶物含量等指标满足下 游加工装置的要求。在满足这些指标要求的情况下，其各侧线产品可以混合起来，送 到下游装置。燃料型减压塔的分馏段实际上起凝缩段的作用。为了减少全塔压降，提 高拔出率，侧线数量不宜多。各中段回流取热比例已完全不受分馏效果的影响，而应 从最有利于换热角度考虑。下部回流取热量增加固然可使高温位热源数量增加，但当 下部侧线抽出量增加后，由于侧线产物的泡点温度降低，侧线的抽出温度也会降低， 12 因此各侧线的抽出量及相应的各中段回流取热比例存在优化问题。 常压塔和减压塔的中段回流取热负荷决定后，中段回流量和返塔温差之间存在 优化问题，增加中段回流量虽然增加了电耗，但在给定取热负荷下，提高了返塔温度， 有利于利用热源的温位，要根据具体情况作出选择。 7.1.4 其他单体设备 高效换热设备可在较小的压力损失情况下，获得较高的传热系数，不易结垢， 有利于长周期运行。不同的电脱盐设备，电耗差别悬殊。抽真空设备应尽量利用本装 置的自产低压蒸汽，蒸汽抽真空和机械抽真空的恰当组合，可以减少能耗。 由于工程技术的不断进步，常减