【正文】 對(duì)于一般物系取 — ；對(duì)不易發(fā)泡的物系取 — ； （ 18）物 沫夾帶量： ev﹤ ； （ 19）泛點(diǎn)率 ： 大塔 泛點(diǎn)率﹤ 80%； 直徑 以下的塔 泛點(diǎn)率﹤ 70%； 減壓塔 泛點(diǎn)率﹤ 75%； （ 20）取閥孔動(dòng)能因數(shù) F0=5— 6作為控制漏液量的操作下限，此時(shí)漏液量接近 10%。原油管壓塌頂部凝氣量很少，可忽略不計(jì)，忽略不凝氣之后求得的塔頂溫度較實(shí)際塔頂溫度約高出 3%可將計(jì)算結(jié)果乘以 作 為采 用的塔頂溫度。已知汽化段和爐出口的操作壓力而且產(chǎn)品總收率或常壓塔拔出率和過汽化度、氣提蒸汽量等也已確定，就可以短處汽化段油氣分壓。國(guó)內(nèi)多數(shù)常壓塔壓力大約 在 — 巴 之間。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 35 另外，注水增 加塔頂物流凝結(jié)點(diǎn)總水量，以降低 HC!的濃度，減少腐蝕。 表 1含鹽量與腐蝕的關(guān)系 原油含鹽量 g“三頂”部位既有化學(xué)腐蝕又有電化學(xué)腐蝕 —— 露點(diǎn)前的腐蝕主要表現(xiàn)為化學(xué)腐蝕，露點(diǎn)后的腐蝕主要表現(xiàn)為電化學(xué)腐蝕，這就對(duì)防腐劑的適應(yīng)性有較高的要求。常減壓裝置設(shè)備的腐蝕主要表現(xiàn)為兩種形式：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 加熱爐以含硫重油或瓦斯為燃料，硫燃燒后全部生成 S0：，大約 1％～2％的 S0 受煙灰和金屬 q 生成 S0 。 H， 0 2HCl’H20+Fe — FeCI!H‘2O +H2f 在沒有水和氯化氖仔 時(shí)，HS 與鐵反應(yīng)，生成的硫化鐵保護(hù)膜附著在鋼鐵表面。同時(shí)遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 29 存在于原油中的有機(jī)氯化物經(jīng)加熱分解也生成了 HC1。其巾瓦斯、液態(tài)烴 中富含 HSS 氣體，在常減壓裝置初常減壓塔頂?shù)蜏夭课划a(chǎn)生低常減壓轉(zhuǎn)油線，腐蝕速率高溫 H，s+H， O、 HS+HC1+H20 腐蝕，在 230℃以上的柴油、蠟油、渣油紺分中有大量硫及硫的化合物，如單質(zhì)硫、硫醇、硫醚、二硫醚、 HS 等，形成高溫硫腐蝕環(huán)境，對(duì)設(shè)備產(chǎn) 生嚴(yán)蕈的均勻腐蝕。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在石油煉制中，低溫腐蝕引起的設(shè)備損壞率約占設(shè)備總損壞率的 ％。循環(huán)水的溫度要低、壓力要高；大氣退要保持通暢程度不變 (對(duì)于加工劣質(zhì)原油的裝髓，可進(jìn)行擴(kuò)徑處理 )，減少結(jié)垢和堵塞；蒸汽噴射泵副線用盲板隔斷，避免產(chǎn)生自縛現(xiàn)象。 (3)控制好初頂壓力。多數(shù)減壓蒸餾裝置都會(huì)出現(xiàn)減底泵抽空現(xiàn)象，原因也多數(shù)是因?yàn)榉庥瓦^ 輕和塔底結(jié)焦的緣故。平穩(wěn)的液位是良好操作的前提，如果液位偏高，淹沒多一層塔板，就相應(yīng)地減少提餾段空間，氣化率就會(huì)有相應(yīng)的影響，也注定會(huì)影響常壓塔總體產(chǎn)品收率。這些產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，會(huì)減少減壓進(jìn)料，減少減壓塔頂氣相負(fù)荷，加之優(yōu)化減壓塔操作， 總拔將會(huì)大大提高。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 23 常減壓蒸餾裝置總拔即為除了減壓渣油以外，所有常減壓蒸餾裝置的產(chǎn)品總合。增收劑與石油分散體系的作用方式和強(qiáng)化機(jī)理主要取決于添加劑的類型。美國(guó)一家大煉油廠按照該方案改造，投資不到 300萬美元，柴油收率提高 40％。除了能量平衡分析外，采用炯分析可 以深入考慮能量品位差異，指出能量在質(zhì)的方面的利用程度和損失情況 ，也得到較多的應(yīng)用。海南煉油廠以提高輕質(zhì)油收率、合理利用原油資源生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念、方案和實(shí)施效果，選用原油蒸餾一渣油加氫預(yù)處理一催化裂化加氫裂化工藝為框架的重油加工工藝流程，煉油廠的綜合商品率達(dá)到 93%；輕質(zhì)油收率為 81%，比我國(guó)煉油廠平均水平高 7個(gè)百分點(diǎn)；汽油、柴油產(chǎn)品質(zhì)量全部滿足歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)要求、部分產(chǎn)品達(dá)到歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)濟(jì)效益顯著。生產(chǎn)操作過程中要求將機(jī)泵出口調(diào)動(dòng)閥、控制閥的上下游閥盡量全開，利用控制閥調(diào)節(jié)壓降，利用變頻泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量。② 減少裝置動(dòng)力消耗要根據(jù)裝置負(fù)遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 17 荷情況，選擇機(jī)泵適當(dāng)?shù)墓ぷ鼽c(diǎn)，減少不必要的冷換設(shè)備壓力損失 J，例如減渣泵、減三線回流泵根據(jù)裝置的實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行適當(dāng)?shù)那邢鹘档土藙?dòng)力消耗；合理選擇調(diào)節(jié)閥壓降，嚴(yán)格控制物料出裝置的邊界條件，盡可能減少機(jī)泵的動(dòng)力消耗。由于輕質(zhì)油價(jià)值遠(yuǎn)高于重油組分，如果能將這部分輕質(zhì)油在常壓部分作為常壓餾分拔 出，也將會(huì)帶來可觀的效益。 (1)能耗大 常減壓蒸餾是一個(gè) 耗很高的過程，但是能量利用率 很低，這主要是由兩個(gè)原因造成的。 來自中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院的專家就《國(guó)內(nèi)油氣價(jià)格政策變化趨勢(shì)》作了報(bào)告。所以，各國(guó)都把制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備計(jì)劃作為頭等大事。 (4)正常運(yùn)轉(zhuǎn)與否至關(guān)重要。管式爐的基建投資約占煉油裝置總投資 的 10%～ 20% ，占總設(shè)備費(fèi)得 30%左右 。 一般來說，原油經(jīng)常減壓裝置加工后，可得到石腦油，噴氣燃料，燈用煤油，輕柴油，重柴油和燃料油等產(chǎn)品，某些富含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的原油，經(jīng)減壓深拔后還可直接生產(chǎn)出道路瀝青常減壓裝置的另一個(gè)主要作用是為下游二次加工裝置或化工裝置提供質(zhì)量較高的原料 [2] 。常減壓蒸餾是指在常壓和減壓條件下，根據(jù)原油中各組分的沸點(diǎn)不同，把原油切割成不同餾分的工藝過程。本次設(shè)計(jì)塔頂采用二級(jí)冷凝冷卻回流，塔中采用兩個(gè)中段循環(huán)回流，一個(gè)頂回流，常壓塔塔頂取熱： 塔頂溫度為 122℃ ， 煤油抽出板溫度為 223℃ ， 輕 柴油抽出板溫度為 305℃ ，原料進(jìn)料溫度為 361℃ ，塔底溫度為 185℃ 。塔頂壓力為 。常減壓蒸餾就是在常減壓蒸餾裝置中進(jìn)行的；又由于原油進(jìn)入煉油廠后必須首先進(jìn)入常減壓裝置進(jìn)行加工，因此煉油廠的加工力一般用原油常減壓蒸餾裝置的加工能力來表示，所以常減壓蒸餾裝置就成為石油加工的重要裝置之一 。例如，重整原料，生產(chǎn)乙烯的裂解原料，催化裂化，加氫裂化或潤(rùn)滑油加工裝置的原料，焦化，氧化瀝青，溶劑脫瀝青或 減粘裂化裝置的原料等 常減壓蒸餾 常減壓裝置的目的是將原油分割成為各種不同沸點(diǎn)范圍的組分，以適應(yīng)產(chǎn)品和下游工藝裝置對(duì)原料的要求，因 不同原油和產(chǎn)品要求就有不同的加工方案和 工藝流程。 (2)操作費(fèi)用高。 搞好加熱爐的操作，保證其長(zhǎng)周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，是保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)的石油儲(chǔ)備戰(zhàn)略啟動(dòng)比較晚，由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)的石油缺口越來越大，已經(jīng)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。報(bào)告指出，我國(guó)成品油價(jià)格機(jī)制有進(jìn)一步改革的必要，這是由于現(xiàn)行的成品油價(jià)格機(jī)制使政府承擔(dān)的壓力過大；我國(guó)面臨越來越突出和緊迫的石油安全形勢(shì)；持續(xù)的大量補(bǔ)貼難以為繼，不利于消費(fèi)者觀念的轉(zhuǎn)變；一旦高油價(jià)常態(tài)化，將給深化成品油價(jià)格形成機(jī)制改革 增加難度；隨著中外自貿(mào)區(qū)建設(shè)的加快，國(guó)內(nèi)外成品油價(jià)格必將加速接軌。 ① 組分過熱 由于常壓蒸餾是一個(gè)一次閃蒸過程，所以每一種油品都需要加熱至 同樣的溫度，為了保證拔出率，油品要加熱到較高溫度?？傊?，常減壓蒸餾過程雖然是一個(gè)成熟工藝，但從根本上還存在一些問題。 余熱回收 余熱回收是常減壓裝置節(jié)能核心，裝置設(shè)計(jì)時(shí)盡可能對(duì)現(xiàn)有工藝流程用能情況進(jìn)行綜合分析，采取了以下工藝節(jié)能手段；① 利用了窄點(diǎn)技術(shù)優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，減少加熱爐負(fù)荷，目前常減壓裝置的原料換熱終溫達(dá)到了302℃左右；② 優(yōu)化操作條件和物料平衡，并通過裝置問的熱聯(lián)合來達(dá)到各中間產(chǎn)品的熱出料，將減三線、減四線部分作為催化的熱進(jìn)料；③ 采用熱管技術(shù)利用 煙氣預(yù)熱加熱爐的空氣，降低常壓爐和減壓爐的排煙溫度，提高爐子熱效率；④ 重視設(shè)備和工藝管道的保溫管理，減少散熱損失。嚴(yán)格控制物料出裝置的邊界條件，盡可能減少機(jī)泵的動(dòng)力消耗。 火用分析方法在煉油廠常減壓蒸餾裝置能耗評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 采用火用分析方法對(duì)煉油 廠常減壓蒸餾裝置能耗進(jìn)行評(píng)價(jià) ，建立 了常減壓蒸餾裝置及各設(shè)備的火用分析模型，定義 了火用效率、丸用損率等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 火用分析方法基于熱力學(xué)第一和第二定律 ，以物料平衡和能量平衡為基礎(chǔ) ，計(jì)算 出各物流 和能流的值。加工中重質(zhì)原油或混煉重質(zhì)原油的煉油廠，提高減壓瓦斯油的切割點(diǎn)，從而提高減壓瓦斯油的拔出率，多產(chǎn)催化裂化或加氫裂化原料，是用好用足石油資源和提高煉廠經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要舉措。芳烴濃縮物起到相似相溶的萃取作用；表面活性劑起到降低界面和表面張力的作用：這兩種作用都屬于物理作用，兩者均通過強(qiáng)化傳質(zhì)提 高蒸餾拔出率，因此拔出率增加的幅度相對(duì)較小。它的影響因素有： (1)初餾塔產(chǎn)品收率。常頂瓦斯和常頂汽油產(chǎn)率控制手段，可以說與初頂產(chǎn)品控制手段相同，若想提高常頂產(chǎn)品收率就是要實(shí)現(xiàn)較高的塔頂溫度和較低的常頂壓力。常壓生產(chǎn)方案的變更，也會(huì)影響常壓系統(tǒng)的產(chǎn)品收率。一旦減底液位過高，淹沒的格柵和填料過多，就會(huì)形成惡性循環(huán)，常渣的氣化率將會(huì)大幅度降低，造成減壓分餾效果下降另外，部分煉廠已經(jīng)開始使用強(qiáng)化蒸餾劑，注入到減壓爐前的常渣中，但是強(qiáng)化蒸餾劑要處理好溶劑、濃度和減渣性質(zhì)問題，要綜合考慮并兼顧經(jīng)濟(jì)成本。要控制好初頂空冷的冷卻力度，還要兼顧環(huán)境氣候的影響因素，夏季、干燥的氣溫就要 增大空冷尤其是濕空冷的冷卻力度，即多啟運(yùn)濕空冷風(fēng)機(jī)，但是會(huì)增加單耗。 (6)減底泵改用減四線或者減五線油作封油，避免機(jī)泵出現(xiàn)抽空現(xiàn)象；嚴(yán)格控制減壓塔底液位在177。由于原油硫含量的提高，塔頂系統(tǒng) H2S含量急劇上升，造成設(shè)備腐蝕日趨嚴(yán)重。 原油的餾分越重，含硫越高，但腐蝕性不一定越大， 達(dá)到最高看具體介質(zhì)環(huán)境?？诮庸艿纫桩a(chǎn)生湍流、渦流部位，腐蝕速率高。 Fe + H2S— FeS + H! Fe + S— FeS 但有 HC1 存在時(shí)，則發(fā)生下列反應(yīng) ，破壞 rFeS 保護(hù)膜。溫度較低時(shí)，遇過冷的金屬壁 ， S0：、S0，便 與水形成亞硫酸 、硫酸 ，引起設(shè)備的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕主要發(fā)生在200～ 400~C 的高溫部位，電化學(xué)腐蝕主要發(fā)生在 15O℃以下的低溫部位。 設(shè)備腐蝕對(duì)石油加工裝置的日常安全生產(chǎn)已構(gòu)成巨大威脅，其中常減壓裝置尤以“三頂”腐蝕為代表，本文重點(diǎn)介紹有關(guān)常減壓裝置的“三頂”腐蝕情況及防腐措施。 L 腐蝕率 hnm從環(huán)保方面考慮，一般的常減壓裝置的注水水源：是“三頂”排水循環(huán)使用，以達(dá)到減少污水總量。 塔頂操作壓力確定后，塔的各部位的操作壓力也隨之可以計(jì)算得。于是可以作出進(jìn)料在常壓、在汽化段油氣分壓下以及爐出口壓力下的三條平衡汽化曲線，根據(jù)預(yù)定的汽化段中的總氣化率 eF,查得汽化段溫度 tF。 （ 5）側(cè)線汽提塔底溫度 當(dāng)用水蒸氣汽提時(shí)，汽提塔塔底溫度比側(cè)線抽出溫度約低 8— 10℃ 。 常壓爐設(shè)計(jì)中的一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) （ 1）選擇爐型的原則 ① 熱負(fù)荷小于 29MW 時(shí)，首先考慮采用空心圓筒爐； 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 41 ② 熱負(fù)荷大于 29MW 時(shí)，可選用爐膛中部排管的圓筒爐或立管立式爐； ③ 處理易結(jié)焦，易堵塞 得介質(zhì)時(shí)，宜用臥管立式爐或無焰燃燒爐。 （ 7）堰長(zhǎng) lw：對(duì)單溢流一般取 lw為（ — ） D對(duì)雙溢流，?。?）D, 其中 D 為塔徑； （ 8）堰上液層高度 how：設(shè)計(jì)時(shí) how應(yīng)大于 6mm， how超過 60— 70mm 用雙溢流型； （ 9）液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間不應(yīng)小于 3— 5s； （ 10）隙液管底隙高度 ho:一般不宜小于 20— 25mm，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)小塔可取 ho為 25— 30mm，對(duì)大塔可取 40mm 左右，最大可達(dá) 150mm； 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 40 （ 11）直徑 800mm 以內(nèi)小塔采用整塊式塔板，直徑在 900mm 以上的大塔，通常采用分塊式塔板； （ 12）破沫區(qū)寬度 ws: 當(dāng) D﹤ 時(shí)， ws=60— 70mm； 當(dāng) D﹥ 時(shí)， ws=80— 110mm； （ 13）無效區(qū)寬度 wc：小塔為 30— 50mm，大塔可達(dá) 50— 75mm； （ 14）動(dòng)能因數(shù)后的數(shù)值常在 9— 12 之間； （ 15）開孔率 Φ ，對(duì)常壓塔或減壓塔開孔率在 10— 14%之間； （ 16）充氣因數(shù) ε 0，液相為水時(shí) ε 0=；為油時(shí) ε 0=— ；為碳?xì)浠衔飼r(shí) ε 0=— ； （ 17） Φ 考慮到降液管內(nèi)充氣及操作安全兩種因素的校正系數(shù)。 （ 4）塔頂溫度 塔頂溫度是塔頂產(chǎn)品在其本身有其分壓下的露點(diǎn)溫度。 （ 1）汽化段溫度 汽化段溫度就是進(jìn)料的絕熱閃蒸溫度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通過冷凝器或換熱器殼程的壓力降一般約 巴 ，使用空冷器時(shí)的壓 降可能稍低些。還由于注氨生成的 NHaC1 為固相沉積在塔頂冷凝冷卻設(shè)備中，造成積垢堵塞設(shè)備，注水可以溶解洗滌 NH4Cl。 (一 )提高脫鹽效率，降低 腐蝕性無機(jī)鹽類含量對(duì)原油進(jìn)行脫鹽，是一項(xiàng)根本的防止設(shè)備結(jié)垢和防腐措施，原油中含鹽量與設(shè)備腐蝕成正比 (具體見表 1)。脫鹽后原油中的鹽類水解生成 HC1，在有 H2s 存在的情況下， HCI— H2s— H20型的交替腐蝕是相當(dāng)嚴(yán)重的，電 化學(xué)腐蝕主要發(fā)生在溫度低于混合氣體的露點(diǎn)部位。一般原油中所含不純物主要有： 1)硫化物， 2)鹽類， 3)環(huán)烷酸， 4)其它不純物。其硫化的反應(yīng)式為： Fe + H2S— }FeS + I{2Fe + S— FeS 生成的 FeS 膜具有防止進(jìn)一步腐蝕 的作用 ，但有酸存在時(shí) (HCI 和環(huán)烷酸 )，酸和 FeS 反應(yīng)破壞了保護(hù)膜，使腐蝕進(jìn)一步發(fā)牛，堰化了硫化物的腐蝕。但在冷凝區(qū)出現(xiàn)液體水以后便形成腐蝕性