500万吨原油处理毕业设计.doc

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1、目 录一、常减压蒸馏文献综述21.1、前 言21.2、常减压蒸馏在炼油厂的重要地位41.3、目前常减压蒸馏装置存在的问题及国内外蒸馏技术的进展61.4、常减压装置扩能改造91.5、常减压蒸馏装置扩能改造案例111.6、新技术在常减压蒸馏装置上的应用181.7、常减压蒸馏装置节能及发展方向21参 考 文 献23二、常减压蒸馏设计252.1、原油评价及加工方案确定262.2、初馏塔的工艺设计说明302.3、常压蒸馏塔的工艺设计说明312.4、初馏塔设计计算362.5、常压塔工艺设计计算422.6、塔的工艺计算672.7、设计总结及扩能改造方案78参 考 文 献81三、外文翻译82一、常减压蒸馏文献

2、综述摘要：本文概述了常减压蒸馏在炼油厂中的重要地位及近年来蒸馏工艺的发展。从常减压蒸馏的作用、发展史、国内外蒸馏技术的进展等方面总结了目前国内常减压蒸馏装置存在的问题，同时综述了近年来国内常减压蒸馏工艺的改造技术。关键字：常减压蒸馏装置、扩能改造、塔板、填料1.1、前 言原油是极其复杂的混合物。要从原油中提炼出多种多样的燃料、润滑油及其它产品的基本的途径是：首先将原油分割成不同沸程的馏分，然后进行馏分的深加工，从而生产出满足不同要求的各类石油化工产品。因此炼油厂首先必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。常减压蒸馏正是一种合适的手段，而且常常也是一种最经济、最易实现的分离手段，

3、因而各大炼油企业都将常减压蒸馏作为原油加工的第一步工序。原油进厂之后，首先进行电脱盐脱水，然后进入常减压蒸馏。借助于常减压蒸馏过程，按产品加工方案将原油分割成相应的直馏汽油、煤油、轻柴油和重柴油馏分等。分割出馏分的好坏直接影响到后续加工的成本和最终产品的质量，所以常减压蒸馏一直被视为原油加工能力的一个重要的标志，常减压蒸馏技术的发展直接影响着炼油技术的发展。原油蒸馏是目前炼油工业中必不可少的第一道工序。通过原油蒸馏可以从原油中直接得到各种燃料和润滑油馏分。最初，石油的利用是以取得灯油为主。在那时，生产规模不是很大，所用的工具是简单的蒸馏釜。把原油加入蒸馏釜中，在釜底加热，就可以把原油中各个沸点

4、不同的馏分经过冷凝、冷却后分别收集起来，于是得到汽油馏分和柴油馏分等，而釜底留下较重的残余物。蒸完所需的产品后，冷却蒸馏釜，把釜底残余物放出，再重新装料。操作是间断进行的。单独釜蒸馏的优点是容易建造，容易操作，适合于小型炼油厂。随着生产的发展，要求提高原油处理量，于是把几个单独釜串联起来操作，发展成为连续釜蒸馏。原油加到相对位置最高的一个釜中，该釜的釜底温度最低，蒸出最轻的馏分，而釜底的产物依靠静力压头进入第二个釜，在此釜中蒸出次一个较重的馏分。如此进行到最下端的一个釜，从这个釜蒸出最重的馏分并从釜底取出残油。随着处理量的进一步提高，连续釜也不能符合现代工业生产的需要，因为它有以下几个缺点：（

5、1）当生产装置的处理量增大时，建设一套连续釜装置所用的钢材量也增加，同时由于釜经常烧坏需要更换，消耗很多的钢材。（2）无论从哪一个釜中，当蒸出某种产品时，比它重的产品由于分压的关系也有一部分被蒸出来，混在主要产品中，因此产品之间分离就不好。（3）釜中存在着大量油品，很不安全。（4）不利于自动化，劳动生产率低。由于以上原因，因此随着生产的发展，在1890年以后出现了管式炉和精馏塔组成的原油蒸馏装置，这是炼油技术上的一大进步。现代化的常减压蒸馏装置就是在这个基础上逐步发展和完善起来的。石油管式蒸馏的加工过程，就是将预处理后的原油在管式炉中加热，原油在无缝优质钢管内迅速流过，被加热到预定的温度。原油

6、加热后，一部分汽化和未汽化的液体一起进入精馏塔中，分离成各个馏分。最后这些馏分被冷凝冷却到一个安全的温度，送到生产装置外的油罐区。这种管式蒸馏有以下几个优点：（1）改进了加热设备，釜式蒸馏的加热表面是釜底，而管式蒸馏的加热表面是炉中的管子表面，所以，一个体积庞大的单独釜的传热面积，只要少数炉管就能代替。钢材消耗大为节约，并且可提高燃料的热效率，减轻操作中的劳动强度。（2）精馏塔的使用，大大提高了分馏精确度，使产品的质量达到要求。（3）由于取消了釜，装置上油品的体积大为减小，比釜式蒸馏安全的多。（4）可以实现自动化，劳动生产率大大提高。这些优点使管式炉蒸馏的方法在炼油工业中得到非常广泛的应用，一

7、直沿用至今。1.2、常减压蒸馏在炼油厂的重要地位常减压蒸馏装置是炼油厂和许多石化企业的龙头，它的能耗、收率、分割精度等对全厂、特别是深度加工装置和石油化工装置影响很大。1.2.1、处理能力原油的一次加工（即常减压蒸馏）能力常被看作一个国家炼油工艺发展水平的标志。2002年底，我国原油加工能力已达到2.65亿t/a，居世界第三位，列于美国和俄罗斯之后。随着国内需求增长， 2001年原油进口量已增长至60.26Mt占加工总量的23%。1.2.2、工艺过程原油常减压蒸馏装置以精馏塔和加热炉为主体组成。经过脱盐、脱水的原油（一般要求原油含水0.5%,含盐10mg/l）由泵输送，流经一系列换热器，与温度

8、较高的蒸汽产品换热，再经管式加热炉被加热至370左右，此时原油的一部分已经汽化，油汽和未汽化的液体一起经转油线进入一个精馏塔，此塔在接近大气压力下操作，因此称为常压塔。原油在常压塔中进行蒸馏，从塔侧引出煤油和轻、重柴油等侧线馏分，塔底产物为常压渣油，一般是原油中沸点高于350的馏分组成，原油中胶质、沥青质等也在其中。为了取得润滑油料和催化裂化原料，需要把沸点高于350的馏分从原油中分离出来。将常压重油在减压条件下进行蒸馏，温度条件限制在420以下。减压塔的真空度一般在700mmhg左右或更高，它是由塔顶抽真空系统造成的。从塔顶逸出的主要是裂化气、水蒸气和少量的油气，馏分油则从侧线抽出。减压塔底

9、是沸点很高（约500）的减压渣油，原油中的绝大部分的胶质和沥青质都集中于其中。1.2.3、加工方案原油加工方案的确定取决于诸多因素，例如市场需要、经济效益、投资力度、原油特性等，生产中根据原油的综合评价结果选择其加工方案。根据目的产品的不同，原油的加工方案可分为：燃料型，燃料润滑油型，燃料化工型。（1）燃料型主要产品是用作燃料的石油产品。除了生产部分重油燃料油外，减压馏分和减压渣油通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。（2）燃料润滑油型除了生产用作燃料的石油产品外，部分或大部分减压馏分油和减压渣油还被用于生产各种润滑油产品。（3）燃料化工型除了生产燃料产品外，还生产化工原料及化工产品，例如某些

10、烯烃、芳烃、聚合物的单体等。这种加工方案体现了充分合理利用石油资源的要求。也是提高炼厂经济效益的重要途径，是石油加工的发展方向。1.2.4、能耗炼油厂是以石油为原料生产各类石油产品的加工地，是重要的能源生产基地，但同时在加工过程中也消耗相当多的能量，而且所消耗的这些能量主要是来自石油及其产品本身。国内炼油厂的总能耗约占加工原油量的79.5，而常减压装置又是能耗较多的生产装置。国内常减压平均耗能495.33MJ/t, 虽然近二十年用能水平有了很大提高，但是与国外先进水平（平均418.84 MJ/t）比较也还有一些差距。1.3、目前常减压蒸馏装置存在的问题及国内外蒸馏技术的进展1.3.1、目前常减

11、压蒸馏装置存在的问题1（1）综合能耗偏高综合能耗是常减压蒸馏装置的重要经济技术指标。2001年通过对国内56套常减压蒸馏装置进行考察，平均能耗为495.33MJ/a（不包括不开的减压装置），最低473.65 MJ/a，最高685.94 MJ/a，多数能耗大于501.6 MJ/a,国外先进水平的常减压装置的能耗为418.84 MJ/a。造成综合能耗高的主要原因有：装置规模小，开工负荷率低。国外常减压装置单套加工能力一般为510 Mt/a，开工率一般在85以上。而国内2001年平均单套常减压装置加工能力为2.9 Mt/a，平均负荷率72.7。装置规模小，开工负荷率低，导致物耗增加，综合能耗上升。加

12、热炉燃料消耗大。常减压蒸馏能耗构成中加热炉燃料消耗占总能耗的70以上，加热炉燃料消耗大是造成常减压蒸馏综合能耗的主要原因。一是加热炉效率低，主要原因是：排烟温度高、烟气含氧量高、炉管积灰严重、烟气低温露点腐蚀严重，妨碍温度降低、管理维修做的不好。二是原油换热终温低，换热终温在290以上的只占35。换热终温低导致加热炉负荷高，燃料消耗大。装置电耗高。2001年通过对43套常减压蒸馏装置的电耗进行考察，电耗小于7kWh/t的占65，电耗大于8kWh/t的占近28，电耗差距明显。（2）分馏精度和减压拔出深度低。提高分馏精度对后续加工有利，提高常压拔出率对提高减压塔真空度和减压拔出深度有利。减压拔出深

13、度偏低是常减压蒸馏与国外的主要差距之一，提高拔出率可为后续的催化装置提供更多的原料。（3）电脱盐运行工况不理想。2002年2月对原油电脱盐情况进行考察，有44的原油经电脱盐后含盐高于3mg/L；有17的含盐高于5mg/L。（4）含硫原油加工的适应性较差。随着进口原油数量增加、国内陆上原油的硫含量也成上升趋势，因此对含硫原油的加工适应性较差问题也愈显突出。（5）主要技术经济指标仍有差距。目前，我国炼厂的加工损失率较高，1999年全国平均为1.35，而国际上一般都在1以下。加工原油的综合能耗为90.98kg/t，而亚太地区炼厂能耗仅为80kg/t。平均单位炼油加工费比亚洲地区平均水平高20元 /t

14、左右。1.3.2、国外蒸馏技术进展2常减压蒸馏装置是炼油厂的“龙头”装置，它的拔出率、产物质量、分割精度、能耗等对整个炼厂的后续加工过程影响很大。80年代以来，国外原油蒸馏技术在很多方面都有不同程度的发展和改进。（1）塔器填料技术近年来蒸馏系统最明显的进展之一是高效规整填料的应用，从而使蒸馏技术得到高速发展。规整填料具有传质效率高、压降低、工业性能易于掌握的优点，虽然单位体积成本较高，但综合效益仍比塔盘或散堆填料高，适用于常减压塔，尤其适用于减压塔和中低压塔，例如干式减压蒸馏塔(包括燃料油型的润滑油型)。规整填料用于常压塔，可提高处理量，解决负荷较大的“瓶颈”截面，使塔径趋近均匀，提高常压各线

15、产品产率或分馏精度。规整填科用于减压蒸馏塔，能降低全塔压降，提高拔出率和改善减压馏分油质量。（2）原油深拔技术原油深拔技术是近几年来常减压工艺的主要发展动向之一。深拔技术的难点在于深拔的同时还保持减压馏分油较高的质量，并使装置保持较低的能耗水平。目前常用的方法是常压塔、减压塔切割点最佳化和用减压塔缩径提高切割点。（3）强化原油蒸馏技术通过活性剂强化蒸馏是80年代后期石油加工领域发展起来的一种新技术。加活性剂强化蒸馏的原理是把石油看作胶体分散系统，通过向原料中加入添加剂(活性剂)来改变系统的状态、强化原油加工过程、提高拨出率。通过强化蒸馏技术提高馏分油收率，不需要增加设备投资，工艺操作条件也基本

16、不变，活性剂可从炼油副产品中就地取材，廉价易得，经济效益显著。另外还有提高真空度降低减压塔塔顶压力、提高进料段温度、改进减压塔洗涤段设计、采用先进的控制技术和分析技术等措施来提高常减压蒸馏拔出率、产物质量、分割精度，降低能耗。1.4、常减压装置扩能改造常减压蒸馏装置大型化是炼油工业发展的重要措施。据国外统计，建一套6 Mt/a的原油蒸馏装置比建两套3.0 Mt/a装置的资金投入少31，钢材少47，占地面积节约46，生产费用节省25，劳动生产率提高70。国外经验证明，改造老装置是蒸馏装置大型化的一条切实可行的发展路线，其方法是合理的采用高性能塔板和高效规整填料。在不改变原塔体的前提下，仅采用新型

17、塔板和高效规整填料就能使炼油厂的处理能力扩大20100。近年来，国外炼油工业的发展多以老厂扩建、改造为主，在老厂基础上实现新技术的工业化，达到规模经营水平。法国从1962年到1972年的十年间，原油加工能力增长到100Mt/a，其中靠扩建增加的占59；荷兰从1968年到1992年，原油加工能力增长到59.3 Mt/a，没有增加一个新厂，完全靠老厂的扩建；日本从1970年的150 Mt/a到1994年的242Mt/a，也完全靠老厂扩建增加加工能力；美国1975年共有256座炼油厂，平均规模2.94 Mt/a，1994年为174座，平均规模为4.43 Mt/a，其发展途径也是改造扩建。580年代开

18、发应用的新型塔板和高效规整填料是老装置得以大规模提高处理能力和分馏效率的最佳选择。新型塔板和高效规整填料不仅可以提高蒸馏效率，负荷率高，而且操作弹性大，压力降减小。如新型高效规整填料GEMPAK用于蒸馏塔，可达到处理能力扩大20100、压力降减小5090、蒸馏塔效率提高20100。发达国家的实践证明，对常减压蒸馏装置进行技术更新改造是扩大装置加工能力实现炼油厂大型化的切实可行的途径，具有投资省、见效快和经济效益好等优点。近年来，随着石油产品需求量不断增加，进口原油量逐年增长，为提高原油加工量，使装置大型化以便和国外炼油企业竞争，国内许多炼油厂都进行了相应的扩能改造以适应炼油工业的发展。常减压蒸

19、馏装置是炼油工业的第一道工序，其加工能力大小直接影响炼油厂规模以及后续装置的加工能力，因此，要扩大炼油厂规模，首先应对常减压装置进行扩能改造。国内近年来不少中小型常减压装置都进行了扩能改造，改造多是以不改变塔体为前提，对常减压蒸馏塔内部结构进行改造、对工艺流程和换热流程进行改造、对加热炉进行改造。1.5、常减压蒸馏装置扩能改造案例1.5.1、大连西太平洋石油化工有限公司常减压装置改造方案4大连西太平洋石油化工有限公司常减压蒸馏装置原设计处理量为5 Mt/a，以加工中东高硫原油为主。装置于1996年投产后，通过增设闪蒸塔、调整局部换热流程、更换部分机泵和空冷器等改造使装置加工能力达到6 Mt/a

20、。2001年3月，进行装置改造进一步扩能至7.0 Mt/a，改造后装置在925t/h的负荷下进行标定，在一年内不停工情况下，装置达到8.0 Mt/a的处理能力。其改造内容如下:（1）将原闪蒸塔改为初馏塔。采用负荷转移技术，将原来常压塔上部部分负荷转移至初馏塔，将闪蒸塔改为初馏塔，并增加21层ADV塔板。初顶系统增加4台并联的原油与初顶油气换热器、8片空冷、2台循环水冷却器、1个回流罐和初顶汽油泵。在初馏塔中，最大限度的拔出初顶油，并增加一个侧线抽出，减轻常压塔和常压炉的负荷。（2）换热流程改造。为保证原油在初馏塔的拔出率，须将原油进初馏塔的温度提高。调整原换热流程，将与原闪蒸塔底油换热的两路各

21、二个台位换热器分别移至初馏塔前，同时对脱盐后的原油换热器扩大出入口管嘴和调换壳程介质，降低两路脱盐后原油的压力降，缓解原油接力泵扬程不足的问题。引催化裂化油浆提高初底油换热器终温，从催化裂化装置引出250t/h循环油浆与初底油进行换热，将初底油终温提高至285（只开常压时），从而减少常压炉负荷8.97MW。（3）常压炉挖潜改造。原常压炉由于电动旋转蒸汽吹灰器使用周期短、故障率高、在线维修困难，不能够满足长期稳定运行要求，钢水热管爆管失效率高，导致炉子排烟温度高，热效率下降。本次改造采用LGH型强化燃烧器，它能够强化辐射室对流传热，提高炉管热强度的均匀性，炉管的平均热强度可提高1025，加热炉热

22、负荷提高10，热效率提高2。采用ESW-500型激波吹灰器，用它代替原电动旋转式蒸汽吹灰器，ESW-500型激波吹灰器利用可燃气爆燃产生冲击激波进行吹灰，其有效吹灰能力大，吹灰面积广，吹灰速度快，时间短，吹灰能量可控，所以可吹除各类型积灰，因无转动构件，吹灰过程无液体产生，所以使用时不易损坏，防冻效果好，运转周期长。采用无机热管代替原钢水热管，钢水热管在使用过程中易发生爆管失效事故，使炉子热效率下降，改造中用无机热管取代原钢水热管，由于无机热管的传热机理是通过热管内部无机热传导工质受热激发后产生高速振荡摩擦，以波的形式传热与钢水热管相比无机热管使用温度范围广、工作压力低、与壳体材料相容性好、传

23、热快、寿命长等特点，无机热管在使用过程中不会出现爆管事故，使用寿命长。改造空气预热器换热元件，以保证余热回收效果和加热炉热效率。更换加热炉引风机，与高效燃烧器相匹配。（4）常一线、常三线气提塔改造。将常一线、常三线气提塔由原塔径1500扩径为2440，将单溢流改为双溢流，取消常一线气提塔底的隔板。（5）更换机泵和增加脱盐后原油接力泵。在流程和管径不变的情况下，分别更换常二线、常四线泵，提高流量以满足装置提量。增加三台脱盐后换热接力泵，以满足压降。扩能改造效果：（1）提高了加工轻质原油的能力和适应性。在加工高硫原油时装置的处理能力达到8 Mt/a，且初馏塔和常压塔上部负荷余量仍较大。将闪蒸塔改为

24、初馏塔后，将过去常压塔33层塔板以上的气液相负荷，大部分转移到初馏塔上部，增加了装置的操作弹性和加工轻质原油的适应能力。（2）消除了改造前常压塔顶部压力高的瓶颈。改造后使原常压塔顶系统负荷80移至初馏塔顶系统，消除了改造前常压塔顶压力过高的瓶颈。（3）加热炉负荷基本能满足8 Mt/a处理量要求。改造后，在装置原油加工能力8.0 Mt/a时，排烟温度、预热空气温度、炉膛负压、氧含量等参数均达到工艺指标要求，接近设计值，加热炉运行平稳。排烟温度较改造前降低了80100，加热炉热效率提高了7，消除了常压炉炉膛温度限制工艺指标的瓶颈。（4）轻质油收率和总拔出率提高。改造前，由于常压塔塔顶压力过高和常压

25、炉能力不足，常压塔塔底吹气和常压炉出口温度的调节受限制，拔出率较低，改造后，轻油收率提高0.5，总拔出率提高近1。（5）分离效果能满足装置生产和产品质量要求。在装置加工中质原油进行标定时，初馏塔和常压塔分离效果均优于设计值，常压拔出率优于设计值。（6）常一线、常三线气提塔运行较平稳。常一线热虹吸系统投用后没有发生操作波动现象，避免了改造前常一线气提塔气相超负荷、压力过高、塔底液位波动、热虹吸系统局部出现的气阻现象，消除了改造前大负荷下操作波动的瓶颈。1.5.2、福建炼化公司常减压蒸馏装置扩能方案5福建炼化公司常减压蒸馏装置原设计加工能力2.5 Mt/a，此次改造按加工阿曼油和类似大庆油的混合原

26、油（7：3混合），采用新工艺、新技术、新设备，使加工能力达到4.0 Mt/a，以生产汽、柴为主，兼顾喷气燃料，并考虑生产200号溶剂油。改造方案如下：（1）负荷转移，提高初馏塔拔出率，实现负荷转移技术。改造后常压部分的蒸发量比改造前增加了47.5，由于原常压塔从进料段至常二线中段回流以下塔板已在以前的改造中更换为通气量大的导向浮阀塔板，已无潜力可挖，成为限制常压塔加工能力提高的关键，而常二线中段回流以上这一段负荷较小，塔径还有一定的余量。因此尽可能提高初馏塔的蒸出量，使其由原来的9.5提高到20，然后将初馏塔多蒸出来的油品引入常压塔的中上部进行分馏，采用这一“负荷转移”技术，使常压塔内汽液负荷

27、沿塔高趋于均匀，所需热量通过换热网络来平衡。为适应高负荷操作，塔内件采用新开发的具有通量大、弹性高的的导向浮阀塔板。减压塔采用低压降、高拔出率的真空技术。减压炉炉管采用全吸收转油线热膨胀技术，从而在主体设备不更换的情况下消除了瓶颈。（2）优化换热网络。对全装置的热利用系统进行综合分析，找出冷热物流的最佳匹配方案。优化换热网络，进行多方案比较，最终取得了装置的最佳换热方案，在满足初馏塔闪蒸所需热量前提下，尽量提高换热终温，以达到降低常压加热炉负荷的目的。（3）改干式减压蒸馏为湿式减压蒸馏。由于本次改造减压部分的负荷增加较多（为改造前的1.87倍），减压转油线首先不能满足要求，减压塔也趋于紧张。为

28、减小装置改造工程及节省投资，决定将干式减压蒸馏改为湿式减压蒸馏，并相应在提留段增加了三层固舌塔板。（4）减压炉改造。由于炉体较小，要增加辐射室炉管长度，改造工程量大，并且施工期长，完成起来困难较多，现在改造中利用闲置的催化裂化装置的原料预热炉，满足了装置改造的要求。（5）简易回收原油中的轻烃。常减压蒸馏装置加工轻质原油后，碳四以下的轻烃含量较高，这部分轻烃的回收应采用多塔压缩回收的流程，但其投资高，且施工周期长，考虑到福建炼化公司将扩建成为千万吨级规模的炼油化工厂的远期规划，决定目前暂采用简易的回收流程，即适当提高初馏塔顶回收罐的操作压力，使未凝的轻烃自压送至现有的催化裂化装置气压机的入口分液

29、罐，然后加以回收。通过采用以上措施，使常减压蒸馏装置在主体设备不大动，装置能耗以及产品的收率和质量保持或优于原设计的情况下，实现装置由2.5 Mt/a至4.0 Mt/a的扩能改造。1.5.3、洛阳石化分公司常压蒸馏装置扩能改造6洛阳石化分公司常减压装置原设计加工中原原油5.0 Mt/a，开工后根据实际情况采用了单开常压蒸馏的工艺，常压渣油走减压渣油流程，致使处理量只能达到4.0 Mt/a，此次改造使处理量单塔达到5.0 Mt/a，改造方案如下：（1）换热流程优化。装置原设计两路换热流程，采用深度换热，热回收率83.7。由于不开减压蒸馏系统，实际生产中换热系统压力降大、换热流程不合理，造成原油脱

30、盐前温度、原油进初馏塔温度、拔头油换热终温均低于原设计值，致使装置热回收率低，能耗高。此次改造根据常压渣油流量大的特点，充分利用其热源采取7次换热。增加原油、渣油系统换热面积，根据工艺变化，调整了冷热物流换热顺序，调整了利旧换热器管程数和折流板间距，降低了压力降，提高了传热系数，装置热回收率提高到84.5。（2）初馏塔改造。初馏塔原设计20块浮阀塔板，开工后一直按闪蒸塔操作，96年恢复浮阀，增加了初顶产品系统，按初馏塔操作，为回收初馏塔塔顶轻烃回收，采用初馏塔加开侧线的方案，为进一步提高处理量，采用梯形立体喷射塔板替代浮阀塔板，这种塔板具有处理量大、操作弹性大、压力降低、效率高的特点，可满足生

31、产需求。（3）常压塔改造。常压塔原有38块塔板，提镏段填料箱填料高2.3m，常压塔上部负荷增加的情况下，分离效果变差，此次改造采用了具有两个导向孔且前端阀腿稍长的导向浮阀，排布在塔板两侧、液体进口端及中间部位，以消除塔板上的液面梯度，充分发挥了导向浮阀具有的处理能力大、效率高和操作弹性良好的特点，使产品重叠减少，产品质量提高，轻油收率提高，压力降降低。在常二线抽出口上两层，第23层塔板处增设烷基苯料抽出口，满足烷基苯料的生产要求。（4）加热炉改造。装置原设计常压炉、减压炉共同承担热负荷，由于开工以来只开常压塔，所以一直只开常压炉。1996改造时，更换了部分燃烧器，同时完善了常压炉烟气回收系统，

32、采用热超导烟气空气预热器代替卧式回转式空气预热器，常压炉热效率由87提高到89.5。1998年全部更换为LGH450型强化燃烧器。近年来为提高处理量，原加热炉不能满足热量要求，采用开常压炉并启用闲置的减压炉的方案。（5）控制系统改为DCS。装置原设计多为国产电型仪表，随着使用年限的增加，性能下降，故障率高，维护工作量大难以保证装置的安、稳、长时间运行。采用DCS控制改造常规仪表实现先进控制，提高了装置的自动化水平。本次改造结合现有设备的布置进行换热流程的优化，节省了投资。初馏塔塔板采用梯形立体传质塔板，提高了处理能力，降低了操作压力和压力降，满足了生产要求。常压塔采用了新型导向浮阀技术，提高了

33、处理能力和分馏精度。启用了闲置多年的减压炉用作常压炉，既满足高加工量的要求，还可在低负荷下运行，装置操作灵活，增加了适应加工量变化的能力。综上改造方案，近年来国内常减压蒸馏装置扩能改造多是在不改变现有装置主体的前提下进行的，主要为塔板的改造，采用高性能塔板或填料替代现有塔板以达到提高处理量的目的。同时改变现有工艺流程，增设初馏塔，将常压塔上部部分负荷转移到初馏塔以减轻常压塔负荷，提高处理量。改造常压炉，更换高性能燃烧器，使用高传热效果的炉管，加强吹灰效果，完善常压炉烟气回收系统，使常压炉能够满足提高处理量的需求，同时提高常压炉的热效率。优化换热流程，提高原油进初馏塔、常压炉的温度，降低炉子负荷

34、，充分回收利用常压渣油的余热来加热原油。在初馏塔中增大轻烃拔出率，采用先进控制方案等。改造结果证明在老装置上进行扩能改造是发展炼油工业切实可行的途径，它具有改动少、投资省、效果好的特点，因此国内外在发展炼油工业过程中都纷纷采用此途径。1.6、新技术在常减压蒸馏装置上的应用随着常减压蒸馏工艺的发展，一些老的工艺及设备技术不能够适应现在蒸馏装置大型化、节约能耗、提高产品质量等方面的要求，所以许多公司都研制开发了许多新工艺、新技术，包括新型塔板、填料技术、强化蒸馏技术等，这些新技术有些已经在蒸馏过程中得以应用，并达到了理想的效果。（1）ADV微分浮阀塔盘在扩能改造中的应用7ADV微分浮阀在阀顶部开有

35、小阀孔，充分利用浮阀上部的传质空间，使气体分散更加细密均匀，汽液接触更充分，此外由于部分汽液沿阀顶小孔喷出，降低了阀周边喷出的气流速度，也减少了高负荷时各阀之间的气流对冲，从而减少了雾沫夹带，提高了气相处理量。局部带有导向作用的ADV微分浮阀，消除了塔板上的液体滞留现象，提高了汽液分布的均匀度。采用了鼓泡促进器，使整个塔板鼓泡均匀，同时使气体分布亦趋于均匀，从而提高了塔板的处理能力，提高了传质效率。适当改进降液管，增加鼓泡区面积，同时采用新的塔板连接方式，使塔板连接处也可布阀，增大了塔盘的开孔率，提高了整个塔盘阀孔排列的均匀度，进一步提高塔板的效率和处理能力，而且利于塔盘安装。采用新的阀脚结构

36、，在操作时浮阀不易旋转，不易脱落。扬子石化公司炼油厂在其一套常减压蒸馏装置扩能改造中采用了ADV微分浮阀塔盘替代原有的F1型浮阀塔盘，改造后装置处理能力由2.59Mt/a增加至3.5 Mt/a，在高达3.8Mt/a的加工能力时，常压塔一直正常运行。从塔板流体力学核算来看，最大动能因子为9.58，还有较大余地，塔内最大气、液负荷部位的塔板的操作点，均在正常的操作区域内。改造后不仅处理量提高了，常压各侧线的分离精度也得到提高，且改造后生产粗分子筛料，对常顶重整料的产品质量影响减小。经实践证明，使用ADV浮阀塔板后，使常压各产品分割效果提高，装置灵活性能增强。（2）规整填料在常减压蒸馏装置中的应用8

37、、9新型规整填料技术的工业应用，可以提高塔的处理能力，降低塔内压降，提高润滑油质量，在相同处理量下应用规整填料可以减小塔的直径。规整填料在常减压蒸馏装置中的应用主要用在减压塔中，在常压分馏塔(包括初馏塔)中全塔应用规整填料的并不多见，只是局部采用于常压塔顶循环回流、常一中回流、常三中回流三个部位。这是因为：中段回流取热段常是塔的最大负荷处。在理论塔径的计算中，往往以塔板开孔串不大于136为控制因素。因此，不得不加大塔径以满足开孔的要求，从而使塔最大负荷处的计算塔径大于其它部位。若在该处采用规整填料来减小计算培径，则可使整个塔径趋于均匀。当前由于节能的需要，往往最大限度地抽出中温位(如常一中)和

38、高温位(常二中)热源以满足换热(提供热源)需要，而过大的中段冷却回流返塔，对分馏不利。此时若采用规整填料，由于填料通量大、等板高度小、压力降低等优点恰好能克服这一不足。在常区分馏塔的LAGO和HAGO抽出口之间增设2.5米填科段可以提高分离精度，从而改善产品质量，降低LAGO和HAG0的倾点和50一90重叠度，或在相同的产品质量水平上提高LAG0和HAGO的收率。此外，还可降低汽提蒸汽的用量。规整填料开发的着眼点是强化膜式和喷雾传质，降低阻力并促进两相流体均匀分布，使规整填料具有高效、低阻力、高通量和便于放大的特点。不同公司生产的规整填料几何形状基本类似，主要差别在于金属板的表面处理及波纹角度

39、与大小。由于规整填料人为地“规定”了填料层中汽液接触途径，规则排列组装，尽量克服两相流体分布不均，同时在整个塔截面上形成许多并列耦合、空间对称的传质小单元，因而保证了高的分离效率。目前以Sulzer的Mellapak和Glitsch的Gempak规整填料为代表的新型填料在国外蒸馏中得到广泛的应用。在国内开发的规整填料大部分与Mellapak相近，天津大学开发的折峰式的Zupak规整填料与Mellapak填料相比，比表面及开孔率增加了10左右，分离效率提高了近10，通量提高20，压降降低30以上，可保证减压塔性能在较大的弹性范围内正常操作。由我国和加拿大合资的湖南安沙尼传质设备有限公司所属的醴陵

40、陶瓷填料厂生产瓷质板波纹填料系列产品具有强抗腐蚀性，该填料采用计算机控制烧结，具有质轻、价廉的优点。中石化荆门分公司常减压蒸馏装置原设计处理能力为2.5Mt/a，1978年扩能为3.5Mt/a，其减压塔为燃料润滑油型。在2002年扩能改造中要求处理能力达到4.0Mt/a，其中的减压塔在塔体不变的前提下采用天津大学开发的Zupak规整填料，达到了预定的处理量和产品质量要求。改造后，减压塔已运行一年时间，大部分时间处于高负荷生产，全塔操作平稳，调节灵活，适应能力较强，处理能力、产品质量、总拔出率都有所提高，能耗显著降低，全塔压降明显降低。中国石油天燃气总公司大庆油田化学助剂厂1993年对常减压装置

41、进行扩能改造，使装置由0.5Mt/a增加至2.0Mt/a，改造采用湖南安沙尼公司的125Y型轻质强化瓷孔板波纹填料取代了塔盘，配以格里奇公司的液体分配器及360的喇叭型进料分布器，改造后汽油收率提高1.82，柴油收率提高3，蜡油收率降低1.74，常压渣油收率降低2.85，拔出率从30提高至34。（3）强化蒸馏添加剂在常减压渣油蒸馏中的工业应用9添加剂强化蒸馏最早由前苏联学者提出。工业应用时，无需改动现有装置和工艺，只需增加添加剂的加入和混合装置，投资很少，是一种方便且经济的方法。1995年，齐鲁石化公司研究院依据强化蒸馏的原理对此进行了小试，筛选出强化效果较好的双功能添加剂T118，使馏分油拔

42、出率提高1.04，同时改善了馏分油的质量。19961997年在胜利炼油厂第一套常减压蒸馏装置上进行了强化蒸馏实验，取得了成功。在T118基础上，华东理工大学又开发出强化蒸馏的第二代产品T218A，工业试验结果证明了比T118更好的效果。T218A添加剂可提高蜡油拔出率1.41，拔出蜡油颜色变浅，质量改善。现有炼油装置采用强化蒸馏技术，不必改动原有工艺流程及操作条件，只需增加添加剂的加入和混合装置，投入少、效益高、见效快，对设备、产品及环保无不良影响，具有工业化应用价值和广阔的市场前景，是一项适合发展中国家国情的重油加工新技术。1.7、常减压蒸馏装置节能及发展方向在炼油生产过程中要消耗大量的能量

43、，所消耗的各种形式的能量主要来源于燃料和电力。2002年底，我国原油加工能力已达到2.65亿t/a，总能耗约占加工原油量的79.5。在炼油工业能耗中，生产装置所消耗的能量约占75，因此生产装置是节能改造的重点。10年来对不同规模的79套常减压蒸馏装置以及其它装置都曾进行多次节能改造，使得我国炼厂的主要生产装置的能耗都有大幅度下降。随着近年来炼油工业发展，炼油装置逐年大型化，节能也越来越得到重视。炼油生产过程节能可以直接增加石油产品、降低加工成本，关系到石油资源的合理利用和企业的经济效益。各大炼油厂在扩能改造的同时，也注意到了节能。主要节能措施有12：（1）全面综合优化。全面综合优化技术是应用系

44、统工程的方法处理节能工作中的局部与全局的关系，研究和促使全厂综合用能合理化的技术。其关键在于用能过程和设备的广泛联合、提高能源利用总体效率。（2）改进工艺过程。改进工艺过程是炼油生产装置节能的重要手段，包括改进工艺生产流程、采用节能工艺新技术和采用新型催化剂、溶剂、助剂等内容。其节能作用的本质在于减少工艺过程对能量的总需要量，不仅可以减少各种能源的供入，而且省掉了在转换和回收环节的效率损失。（3）改善操作条件。改善操作条件是不需要大量投资、便于推广易于见效的节能措施，包括工艺操作参数（压力、温度）和工艺操作条件（过气化率、回炼比，回流比等）的控制、调整。（4）提高设备效率。主要设备包括加热炉、

45、工艺设备（分馏塔、换热器、空冷器）、机、泵设备。对于加热炉主要采用强化燃烧、改善传热、采用隔热衬里材料、加强烟气回收、强化操作管理等。对于分馏塔和换热器主要为开发和应用高效塔板和填料、采用新型高效传热设备。对于机泵采用改善操作控制、根据全厂汽电调整电机负荷、应用各种调速技术等措施。（5）合理利用蒸汽。炼油厂使用大量蒸汽，对蒸汽的生产、运输、使用和回收利用等过程采用有效的节能技术是炼厂节能的重点工作之一。主要措施为提高转换效率降低供气能耗、分级供气充分利用蒸汽能级、改善用汽状况减少蒸汽消耗、合理使用伴热蒸汽加强冷凝水回收。（6）回收利用低温热。生产过程中使用的能量除一小部分转入到产品中外，绝大部

46、分高品位能量变为低品位能量。主要回收措施为：原级利用和升级利用。原级利用是指按温位及热量进行匹配而直接回收利用；升级利用通过热泵、吸收制冷、发电来回收。（7）减少能量损失。主要通过设备及管线保温、减少油品损失、减少蒸汽管网电网损失。（8）计算机监控与管理。主要为加热炉的操作控制、工艺过程控制、建立能源管理的计算机系统。参 考 文 献1、凌逸群 常减压蒸馏装置生产运行的主要问题及对策 石油炼制与化工 2002年第33卷第12期 P4-82、陶小丽 常减压蒸馏装置国外技术进展 南炼科技 2000年第7卷第2期 P27353、吴绍良 扩大常减压蒸馏装置加工能力的主要途径 炼油设计 1996年第26卷

47、第2期 P37-394、李云浩 王德会 常减压蒸馏装置的扩能改造 炼油设计 2002年第32卷第4期 P2022 5李胜步 王德会 常减压蒸馏装置加热炉技术改造 炼油设计 2002年第32卷第4期 P31326、王玉翠 李昌彀 福建炼化公司装置全面改扩建的总体设计与实施 石油炼制与化工 1998年第29卷第6期 P1-47、贾宝硖 常压蒸馏装置的改造 炼油设计 2001年第31卷第4期P13168、黄爱民 ADV微分浮阀塔盘在常减压扩能改造中的应用 石油化工设备技术 2002年第23卷第4期 P10-139、邓俊辉 郑月明 规整填料在减压塔的应用 石化技术与应用 2004年第22卷第2期 P104-10710、赵国民 张尤贵等 强化蒸馏添加剂在常减压渣油蒸馏中的工业应用 石油炼制与化工 2000年第31卷第6期 P1-311、林世雄主编 石油炼制工程（第三版） 石油工业出版社 2000年第三版12、候祥麟主编 中国炼油技术 中国石化出版社 1991年第一版二、常减压蒸馏设计常减压蒸馏装置是炼油厂和许多企业的龙头，它是加工能力最大的装置。它的操作平稳是保证石油产品质量的关键，能耗、成品及半成品的收率高低与质量的优劣、分割精度等对全厂各加工工序特别是深度加工装置和化工装置影响很大，其地位相当重要。因此设计经济合理，能耗较低，产品质量的优异具有极为重要的