【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表明，采用蒸汽噴射器—機(jī)械真空泵組合抽真空系統(tǒng)操作良好，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，近年來，隨著干式減壓蒸餾技術(shù)的發(fā)展，采用機(jī)械真空泵的日漸增多。國內(nèi)小煉油廠的減壓塔采用機(jī)械真空泵的比較多[10]。經(jīng)過上述的比較和對(duì)經(jīng)濟(jì)性考慮得出兩個(gè)實(shí)用方案：方案一：蒸汽噴射器（增壓器）—機(jī)械真空泵組合三級(jí)抽真空系統(tǒng)[11]； 方案二：冷凝冷凍蒸汽噴射器二級(jí)抽真空系統(tǒng)。抽真空系統(tǒng)的作用是將塔內(nèi)產(chǎn)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?！獧C(jī)械真空泵組合三級(jí)抽真空系統(tǒng)的流程。 蒸汽噴射器（增壓器）—機(jī)械真空泵組合三級(jí)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(jìn)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(gè)管殼式冷凝器冷凝后排入水封池，不凝氣則由一級(jí)噴射器抽出。由一級(jí)噴射器抽出的不凝氣再排入一個(gè)中間冷凝器，將一級(jí)噴射器排出的水蒸汽冷凝。不凝氣再由二級(jí)機(jī)械真空泵抽走而排入大氣。為了消除因排放二級(jí)機(jī)械真空泵的蒸汽所產(chǎn)生的噪音以及避免排出的蒸汽的凝結(jié)水灑落在裝置平臺(tái)上，常常再設(shè)一個(gè)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(jí)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(shí)際操作情況來看，采用直接混合式冷凝器有時(shí)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(fù)荷，有利于環(huán)境保護(hù)。如果把有關(guān)的污水處理也考慮在內(nèi)，則直接冷卻的抽真空系統(tǒng)投資、占地面積和操作費(fèi)用都比較高，因此，新見煉廠的設(shè)計(jì)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(nèi)水柱的高度應(yīng)足以克服大氣壓力與冷凝器內(nèi)殘壓之間的壓差以及館內(nèi)的流動(dòng)的阻力。通常此排液管的高度至少應(yīng)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(fù)荷。冷凝器本身并不形成真空，因?yàn)橄到y(tǒng)中還有不凝氣的存在。為了減少冷卻水用量，進(jìn)入一級(jí)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?xì)獾膿p失。因此，應(yīng)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(gè)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(jìn)入噴嘴前的幾百倍，在噴嘴出口處產(chǎn)生超音速汽流。蒸汽在此進(jìn)行了一次能量轉(zhuǎn)換，由壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，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(fù)壓，從而達(dá)到抽真空作用[1214]。（ 1） 蒸汽噴射增壓器結(jié)構(gòu)示意圖新型液體噴射技術(shù)的核心噴射器用可備選的各種液體作動(dòng)力介質(zhì)，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(fèi)用，而且?guī)缀鯖]有酸性水排放。液體噴射技術(shù)，以文丘里原理為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，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(fù)壓區(qū)域，將減壓塔頂氣體抽入噴射器的混合室，繼而達(dá)到抽真空目的，在整個(gè)過程中，液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓縮氣體的勢(shì)能。循環(huán)液從分離器的底部用泵抽出，經(jīng)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(chǎn)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(jī)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(huì)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(nèi)總是會(huì)有若干水蒸汽。因此，理論上冷凝器中所能達(dá)到的殘壓最低只能達(dá)到該處溫度下水的飽和蒸汽壓。至于減壓塔頂所能達(dá)到的殘壓，則顯然應(yīng)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(dāng)水溫為20時(shí)， 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(dá)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(gè)限制。為此，可以再減壓塔餾出物進(jìn)入第一個(gè)冷凝器以前在安裝一個(gè)蒸汽噴射器使餾出氣體升壓，這個(gè)噴射器稱為增壓噴射器或增壓噴射泵，則這個(gè)系統(tǒng)叫設(shè)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?shù)酿s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(dāng)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(fù)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(fèi)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(duì)于干式減壓蒸餾，由于減壓塔內(nèi)基本上不用汽提水蒸汽，對(duì)于這種情況又當(dāng)別論。在我國南方，為了適應(yīng)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(shè)計(jì)了兩套并聯(lián)的三級(jí)抽真空流程，其中第一級(jí)是可靈活啟用的增壓噴射器。在夏季開兩套三級(jí)抽真空，春秋開兩套二級(jí)抽真空，冬季則只開一套二級(jí)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(jì)算數(shù)據(jù)項(xiàng)目增壓噴射器一級(jí)噴射器二級(jí)噴射器噴嘴個(gè)數(shù)/喉徑/mm9/1/1/擴(kuò)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(jìn)入第一個(gè)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(jìn)入第二個(gè)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(jí)噴射器抽出，由一級(jí)蒸汽抽真空噴射器抽出的混合氣體排入中間冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝液排入水封池，不凝氣體再由二級(jí)蒸汽噴射器真空泵抽出，由二級(jí)蒸汽抽真空噴射器抽出的混合氣體排入冷凝器進(jìn)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(jí)抽真空系統(tǒng)。 冷凝冷凍蒸汽噴射器二級(jí)抽真空系統(tǒng) 冷凝器型式和優(yōu)缺點(diǎn)減壓塔頂冷凝器、級(jí)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(diǎn)比較如下：a）直冷式的優(yōu)點(diǎn)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(dá)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(shè)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(diǎn)是：冷卻水全部變?yōu)楹臀鬯胖梁臀鬯到y(tǒng)，或需單獨(dú)建設(shè)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(shè)施所需的投資計(jì)算在內(nèi)，則其投資和占地面積都比管殼式大得多?；谏鲜鋈秉c(diǎn), 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(diǎn)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(fèi)用和占地面積與直冷式冷凝器加上污水處理設(shè)施的合計(jì)投資、操作費(fèi)用和占地面積相比都小得多。管殼式的缺點(diǎn)是召冷凝效果受水質(zhì)的影響大，水質(zhì)差，水壓不足，使水的流速過小(小于1m/h) 時(shí)，積垢快，傳熱速率迅速下降，則此常常出現(xiàn)在裝置檢修后開工初期，塔頂真空度較高，然后隨時(shí)間的推移，真空度逐漸下降的現(xiàn)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(dá)3336 ℃ , 使塔頂冷凝器的冷后溫度高達(dá)40 ℃ , p a (7080mmHg , 絕)。減壓蒸餾拔出率較低。為了克服這些缺點(diǎn)，有的煉油廠增設(shè)減頂冷凝器冷卻水的升壓泵，以保持水壓，加大流速，并設(shè)立冷凝器管程水側(cè)反沖洗的管線，同時(shí)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(diǎn), 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(diǎn)。以上海煉油廠1號(hào)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(diǎn)是：1 )占地面積較大，在老裝置改造時(shí)這往往成為限制因素。2) 在室外氣溫低于10 ℃ 時(shí)，易發(fā)生管內(nèi)凍結(jié)，管子破裂的故障，影響真空度的穩(wěn)定。在長(zhǎng)江流域以南采用濕式空冷器可不加設(shè)防凍設(shè)施，但在北方，尤其在東北地區(qū)，宜采用熱風(fēng)循環(huán)式結(jié)構(gòu)以防止管子凍裂，確保真空穩(wěn)定。