【文章內容簡介】 表明，采用蒸汽噴射器—機械真空泵組合抽真空系統(tǒng)操作良好，具有較好的經濟效益。因此，近年來，隨著干式減壓蒸餾技術的發(fā)展，采用機械真空泵的日漸增多。國內小煉油廠的減壓塔采用機械真空泵的比較多[10]。經過上述的比較和對經濟性考慮得出兩個實用方案：方案一：蒸汽噴射器（增壓器）—機械真空泵組合三級抽真空系統(tǒng)[11]； 方案二：冷凝冷凍蒸汽噴射器二級抽真空系統(tǒng)。抽真空系統(tǒng)的作用是將塔內產生的不凝氣（主要是裂解氣和漏入的空氣）、減壓塔頂油氣和吹入的水蒸汽連續(xù)地抽走以保證減壓塔的真空度要求。—機械真空泵組合三級抽真空系統(tǒng)的流程。 蒸汽噴射器（增壓器）—機械真空泵組合三級抽真空系統(tǒng)減壓塔頂出來的不凝氣、水蒸汽和由它們帶出的少量油氣首先進入增壓噴射器升壓抽出從而形成塔頂真空，由增壓器抽出的油氣和水蒸汽被第一個管殼式冷凝器冷凝后排入水封池，不凝氣則由一級噴射器抽出。由一級噴射器抽出的不凝氣再排入一個中間冷凝器，將一級噴射器排出的水蒸汽冷凝。不凝氣再由二級機械真空泵抽走而排入大氣。為了消除因排放二級機械真空泵的蒸汽所產生的噪音以及避免排出的蒸汽的凝結水灑落在裝置平臺上，常常再設一個后冷凝器將水蒸汽冷凝而排入水封池，而不凝氣排往低壓瓦斯系統(tǒng)。本系統(tǒng)的冷凝器是采用間接冷凝的管殼式冷凝器，故通常稱為間接冷凝式二級抽真空系統(tǒng)。在老的煉油廠，也還有用直接混合式冷凝器代替上述流程中的間接冷凝器的。從實際操作情況來看，采用直接混合式冷凝器有時可以得到高一些的真空度，但采用間接式冷凝器可以避免形成大量的含油污水，從而減小污水處理的負荷，有利于環(huán)境保護。如果把有關的污水處理也考慮在內，則直接冷卻的抽真空系統(tǒng)投資、占地面積和操作費用都比較高，因此，新見煉廠的設計都采用間接冷凝式抽真空系統(tǒng)。冷凝器是在真空下操作的，為了冷凝水順利地排出，排出館內水柱的高度應足以克服大氣壓力與冷凝器內殘壓之間的壓差以及館內的流動的阻力。通常此排液管的高度至少應在10m以上，在煉油廠稱此排液管為大氣腿。系統(tǒng)中的冷凝器的作用在于使可凝的水蒸汽和油氣冷凝而排出，從而減輕噴射器的負荷。冷凝器本身并不形成真空，因為系統(tǒng)中還有不凝氣的存在。為了減少冷卻水用量，進入一級噴射器之前的冷凝器也可以考慮用空冷器代替。由真空系統(tǒng)排出的放空尾氣中，氣體烴占80%以上，并含有硫化物氣體，造成空氣污染和可燃氣的損失。因此，應考慮回收這部分氣體并加以利用（如用作加熱爐燃料等）。 蒸汽噴射器的工作原理圖蒸汽抽真空的原理是，利用一定壓力的水蒸汽，通過一個拉法爾噴嘴，蒸汽體積迅速膨脹，一般出口處的蒸汽體積是進入噴嘴前的幾百倍，在噴嘴出口處產生超音速汽流。蒸汽在此進行了一次能量轉換，由壓力能轉變?yōu)閯幽?，高速汽流在噴嘴入口處形成低壓狀態(tài)，由于高速汽流的引射作用，使與噴射器相連的減壓塔形成負壓，從而達到抽真空作用[1214]。（ 1） 蒸汽噴射增壓器結構示意圖新型液體噴射技術的核心噴射器用可備選的各種液體作動力介質，能穩(wěn)定可靠地提供系統(tǒng)真空，并可大幅度節(jié)省操作費用，而且?guī)缀鯖]有酸性水排放。液體噴射技術，以文丘里原理為設計基礎，高速循環(huán)液體從噴嘴處高速噴出, 高分散液體向氣體傳遞，形成超聲速的氣—液兩相流，在噴嘴下方形成負壓區(qū)域，將減壓塔頂氣體抽入噴射器的混合室，繼而達到抽真空目的，在整個過程中，液體的動能轉化為壓縮氣體的勢能。循環(huán)液從分離器的底部用泵抽出，經冷卻后輸送到噴射器的噴嘴,形成噴射循環(huán)。在液體循環(huán)和氣體升壓過程產生的熱量以及氣體帶入的熱量被循環(huán)溶液攜帶，通過冷卻器移出系統(tǒng)[15]。 機械真空泵的工作原理a）真空度的極限在抽真空系統(tǒng)中，不論是采用直接混合冷凝器、間接式冷凝器還是空冷器，其中都會有水（冷卻水或冷凝水）的存在。水在其本身溫度下有一定的飽和蒸汽壓，故冷凝器內總是會有若干水蒸汽。因此，理論上冷凝器中所能達到的殘壓最低只能達到該處溫度下水的飽和蒸汽壓。至于減壓塔頂所能達到的殘壓，則顯然應在上述的理論極限值上加上不凝氣的分壓、塔頂餾出管線的壓降、冷凝器的壓降，故減壓塔頂殘壓還要比冷凝器中水的飽和蒸汽壓高得多，當水溫為20時， kPa了。冷凝器中的水溫決定于冷卻水的溫度。在煉廠中，循環(huán)水的溫度一般高于新鮮水的溫度，因此，抽真空系統(tǒng)多采用新鮮水做冷卻水。b）增壓噴射泵在一般情況下，20的水溫是不容易達到的，因此。如果要求更高的真空度，就必須打破水的飽和蒸汽壓這個限制。為此，可以再減壓塔餾出物進入第一個冷凝器以前在安裝一個蒸汽噴射器使餾出氣體升壓，這個噴射器稱為增壓噴射器或增壓噴射泵，則這個系統(tǒng)叫設增壓噴射器的抽真空系統(tǒng)。由于增壓噴射器的上游沒有冷凝器，它是與減壓塔頂的餾出線直接連接，所以塔頂真空度能擺脫水溫的限制，減壓塔的殘壓相當于增壓噴射器所能造成的殘壓加上餾出線壓降[16]。增壓噴射器所吸入的氣體，除減壓塔來的不凝氣以外、還有減壓塔的汽提水蒸汽，因此負荷很大。這不僅使增壓泵要有很大的尺寸，更重要的是它的工作蒸汽耗量很大，使裝置的能耗和操作費用大大增加。因此，除非特別需要，盡可能不使用增壓噴射器。但對于干式減壓蒸餾，由于減壓塔內基本上不用汽提水蒸汽，對于這種情況又當別論。在我國南方，為了適應冬夏氣溫變化的影響，可以考慮采用靈活啟用的增壓噴射器。例如某廠減壓塔頂抽真空系統(tǒng)按此原則設計了兩套并聯的三級抽真空流程，其中第一級是可靈活啟用的增壓噴射器。在夏季開兩套三級抽真空，春秋開兩套二級抽真空，冬季則只開一套二級抽真空。開工后證明使用效果良好[17]。 某減壓塔的蒸汽噴射器計算數據項目增壓噴射器一級噴射器二級噴射器噴嘴個數/喉徑/mm9/1/1/擴壓管喉徑/mm30584工作蒸汽壓/MPa(表)吸入氣體溫度/1004040吸入氣量kg/h油氣780分解氣310310310空氣253035水蒸汽100025040吸入氣體壓力/kPa工作蒸汽用量/kg/h2760690700。減壓塔頂出來的不凝氣、水蒸汽和由它們帶出的少量油氣首先進入第一個管殼式冷凝器采用循環(huán)水冷凝，冷凝液排入水封池，不凝氣則進入第二個管殼式冷凝器采用冷凍水冷凝冷卻，冷凝冷卻后的冷凝液排入到水封池，冷凍水由裝置的低溫余熱通過溴化鋰吸收制冷獲得，不凝氣則由一級噴射器抽出，由一級蒸汽抽真空噴射器抽出的混合氣體排入中間冷凝器進行冷凝，冷凝液排入水封池，不凝氣體再由二級蒸汽噴射器真空泵抽出，由二級蒸汽抽真空噴射器抽出的混合氣體排入冷凝器進行冷凝，冷凝液排入水封池，不凝氣排往低壓瓦斯系統(tǒng)。本系統(tǒng)的冷凝器是采用間接冷凝的管殼式冷凝器，故通常稱為間接冷凝式二級抽真空系統(tǒng)。 冷凝冷凍蒸汽噴射器二級抽真空系統(tǒng) 冷凝器型式和優(yōu)缺點減壓塔頂冷凝器、級間冷凝器和后冷凝器有三種類型可供選用， 一為直接水冷凝器，二為管殼式水冷凝器，三為濕式空氣冷卻器。三者的優(yōu)缺點比較如下：a）直冷式的優(yōu)點是：冷卻水與塔頂氣體直接接觸，冷后氣體溫度(即噴射器的吸入溫度) 與冷卻水入口溫度之間的差值最小。在冷卻水溫度相同的情況下，它所能達到的真空度略高于管殼式，而且冷后氣體溫度穩(wěn)定，因而真空度穩(wěn)定。此外，直接水冷凝器的設備尺寸小，可以掛在減壓塔塔體上，不用安裝框架，占地面積小。直冷式缺點是：冷卻水全部變?yōu)楹臀鬯胖梁臀鬯到y(tǒng)，或需單獨建設這一種水的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)， 因此污水量大。如果把污水處理設施所需的投資計算在內，則其投資和占地面積都比管殼式大得多?；谏鲜鋈秉c, 新建煉油廠從60年代起已不采用直冷式，而且老廠也陸續(xù)將直冷式改造為管殼式或增濕空冷器。b）管殼式的優(yōu)點是：冷卻水與塔頂氣體間接傳熱，冷卻水不受油品污染，因此它的投資、操作費用和占地面積與直冷式冷凝器加上污水處理設施的合計投資、操作費用和占地面積相比都小得多。管殼式的缺點是召冷凝效果受水質的影響大，水質差，水壓不足，使水的流速過小(小于1m/h) 時，積垢快，傳熱速率迅速下降，則此常常出現在裝置檢修后開工初期，塔頂真空度較高，然后隨時間的推移，真空度逐漸下降的現象。此外，我國南方的一些煉油廠夏季的循環(huán)冷卻水溫度高達3336 ℃ , 使塔頂冷凝器的冷后溫度高達40 ℃ , p a (7080mmHg , 絕)。減壓蒸餾拔出率較低。為了克服這些缺點，有的煉油廠增設減頂冷凝器冷卻水的升壓泵，以保持水壓，加大流速，并設立冷凝器管程水側反沖洗的管線，同時加注防垢劑，以減緩積垢。c）濕式空氣冷卻器不但具有管殼式水冷凝器的優(yōu)點, 而且由于不用循環(huán)冷卻水，所以不存在管殼式的上述缺點。以上海煉油廠1號蒸餾裝置(250 x104 t/ a )為例, 把管殼式改造為濕式空冷以后， /t 原油, 。 (10mmHg )。濕式空冷器的缺點是：1 )占地面積較大，在老裝置改造時這往往成為限制因素。2) 在室外氣溫低于10 ℃ 時，易發(fā)生管內凍結，管子破裂的故障，影響真空度的穩(wěn)定。在長江流域以南采用濕式空冷器可不加設防凍設施，但在北方，尤其在東北地區(qū)，宜采用熱風循環(huán)式結構以防止管子凍裂，確保真空穩(wěn)定。