【文章內(nèi)容簡介】 廠的生產(chǎn)是至關(guān)重要的，它的好壞直接影響到全廠的生產(chǎn)。 石油對于經(jīng)濟(jì)的推動作用使各國普遍的感到儲備石油的重要，而一些國家的經(jīng)濟(jì)騰飛最主要得益于石油的推動。所以，各國都把制定長遠(yuǎn)的石油戰(zhàn)略儲備計劃作為頭等大事。我國的石油儲備戰(zhàn)略啟動比較晚，由于中國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國的石油缺口越來越大，已經(jīng)對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。由于我國對于石油的渴求很強(qiáng)，也由于國際上許多國家都把石油看作 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線，我國在國際上與其他國家爭奪石油資源的摩擦越來越多，東海問題、南海問題都是與石油密切相關(guān)的。近期人民遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 13 幣對美元升值壓力增大，美元貶值，我們儲備了大量的美元，有貶值的巨大危險，因此，我們要多多儲備石油，一方面防止我的外匯貶值，另一方面也為我國的安全和未來的發(fā)展，增添一些安全系數(shù)。 從目前中國三大石油公司的石油產(chǎn)量來看， 20xx年中國石油天然氣總公司的石油產(chǎn)量達(dá) ，其中海外石油產(chǎn)量增長由 500萬噸提高到 1500萬噸。中國石化總公司石油產(chǎn)量達(dá) 3800萬噸，海外石油產(chǎn)量達(dá) 300萬噸。中國海洋 石油總公司的石油產(chǎn)量達(dá) 4000萬噸，海外石油產(chǎn)量達(dá) 600萬噸。而根據(jù)新一輪全國油氣資源評價結(jié)果顯示， 20xx年至 2020年中國石油探明儲量將穩(wěn)步增長，年均探明 8億至 10億噸，石油產(chǎn)量持續(xù)上升將達(dá)十五年以上。 來自中國石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院的專家就《國內(nèi)油氣價格政策變化趨勢》作了報告。報告指出，我國成品油價格機(jī)制有進(jìn)一步改革的必要，這是由于現(xiàn)行的成品油價格機(jī)制使政府承擔(dān)的壓力過大；我國面臨越來越突出和緊迫的石油安全形勢；持續(xù)的大量補(bǔ)貼難以為繼，不利于消費者觀念的轉(zhuǎn)變；一旦高油價常態(tài)化，將給深化成品油價格形成機(jī)制改革 增加難度；隨著中外自貿(mào)區(qū)建設(shè)的加快，國內(nèi)外成品油價格必將加速接軌。未來我國成品油改革的趨勢是堅持市場化改革方向、漸進(jìn)式改革方式，加強(qiáng)稅收調(diào)節(jié)作用，配套政策同步跟進(jìn)。 我國常減壓蒸餾裝置在提高常減壓蒸餾技術(shù)水平方面采取的先進(jìn)適用技術(shù) ,如裝置大型化技術(shù)、延長裝置運(yùn)行周期的技術(shù)、節(jié)能降耗技術(shù)、提高拔出率技術(shù)、多產(chǎn)柴油技術(shù)、先進(jìn)管理和控制技術(shù)等 .提出了開展煉遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 14 油廠集成設(shè)計和油品脫金屬劑研究的建議。但總體技術(shù)水平與國外水平相比，在處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量和拔出率方面存在較大的差距。最近幾年，隨著我國煉油工業(yè)的發(fā)展，為縮短與世 界先進(jìn)的煉油廠的差距，我國新建蒸餾裝置正向大型化方向發(fā)展，陸續(xù)建成了鎮(zhèn)海、高橋 800 萬 t/a 及西太平洋 1000 萬 t/a 等大型化的蒸餾裝置，其中高橋為潤滑油型大型蒸餾裝置，擬建的大型蒸餾裝置也基本為燃料型。 我國蒸餾裝置存在的問題 雖然我國經(jīng)過了 50 年的發(fā)展，設(shè)備技術(shù)有了長足的進(jìn)步，但我國蒸餾裝置的總體技術(shù)水平與國外水平相比，在處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量和拔出率方面存在較大 [6]差距 。現(xiàn)有原油的常減壓蒸餾過程存在如下幾個方面的問題。 (1)能耗大 常減壓蒸餾是一個 耗很高的過程，但是能量利用率 很低，這主要是由兩個原因造成的。 ① 組分過熱 由于常壓蒸餾是一個一次閃蒸過程，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。常壓爐出口溫度一般在 365℃～ 370℃，部分產(chǎn)品如汽油、煤油餾分沸點比較低，無需加熱到這樣溫度，這不僅增進(jìn)增加了工藝用，而且 由于這些輕組分處于過熱狀遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 15 態(tài)，導(dǎo)致塔內(nèi)汽液分布不合理，塔頂溫度過高，對產(chǎn)品質(zhì)量也有一定影響。 ②冷料多次汽化 初餾塔僅塔頂處出輕質(zhì)油品，由于塔頂采用冷回流，使一部分已經(jīng)汽化的輕質(zhì)油品又變成液體，進(jìn)入常壓爐二次加熱汽化，因此增加了 常壓爐負(fù)荷。 (2)油品質(zhì)量不好油品存在重疊度大、餾分范圍寬等問題，其原因是： ①一次蒸餾汽化由于現(xiàn)有的常壓蒸餾過程是從原有的釜式蒸餾過程演化 來，一次進(jìn)料輕重組分都連續(xù)地從塔底加入，塔內(nèi) 度混合嚴(yán)重，即使有汽提塔也不可避免地存在組分分割不清晰 的現(xiàn)象。 ② 中段回流引起的反混，常減壓蒸餾塔由于塔頂冷回流導(dǎo)致塔上部過熱、汽液相負(fù)荷過大，為解決這個問題，一般采用中段回流。中段回流雖然改善了汽液相負(fù)荷的分布，但也引起 了 度反混，使得傳質(zhì)效率下降，降低了塔板效率，最終結(jié)果是導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的下降。 (3)輕質(zhì) 油拔出率不高 [7] 現(xiàn)有常減壓蒸餾過程中輕質(zhì)油收率低于原油中應(yīng)有的收率，這是因為采用目前這種過程，原油在三個塔中都是一次汽化進(jìn)料，各塔都沒有提餾段，塔底液相受相平衡 限制，輕重組分不 完全分離，不可避免 的會使減壓餾分的餾程范圍寬， 這樣，不僅影響了減壓餾分的質(zhì)量，同時也降低了常壓部分輕質(zhì)油的收率。由于輕質(zhì)油價值遠(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，也將會帶來可觀的效益?？傊p壓蒸餾過程雖然是一個成熟工藝，但從根本上還存在一些問題。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 16 造成眾多不合理的根本原因在于該過程采用了一 次閃蒸汽化、無再沸器、無提餾段的非完全塔結(jié)構(gòu)，由于塔型及工藝流程的組織不當(dāng)，造成了常減壓蒸餾目前的不合理狀況。因此，對現(xiàn)有常減壓過程從工藝流程到塔的結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)很有必要。 常減壓蒸餾的節(jié)能改造用以降低能耗 在煉油企業(yè)中，常減壓蒸餾是重要的原油一次加工裝置，它的加工能力是煉油企業(yè)加工能力的重要標(biāo)志，一次加工能力的高低亦是煉油企業(yè)綜合技術(shù)實力的具體體現(xiàn)。常減壓蒸餾裝置承擔(dān)著從原油中分離出為下游二次加工裝置提供原料的作用。常減壓蒸餾裝置在石油加工過程中不但加工規(guī)模較大，其占煉油綜合耗能的比例也是十分值得關(guān) 注的，常減壓蒸餾裝置的能耗在整個煉油廠的耗能中占 10％～ 30％ [8]，可見降低常減壓蒸餾裝置的能耗，對降低整個煉油企業(yè)的綜合能耗，提高煉油企業(yè)綜合效益意義十分重大。 常減壓裝置主要能耗 常減壓裝置能耗主要有加熱、冷卻、設(shè)備散熱、抽真空及動力消耗構(gòu)成則分別采用了 ① 選擇高性能換熱設(shè)備恰當(dāng)?shù)剡x擇和使用高性能換熱設(shè)備，如螺紋管換熱器、波節(jié)管換熱器、螺旋管換熱器、鋁翅片式空冷器、板式空冷器等，以提高換熱效果 J。② 減少裝置動力消耗要根據(jù)裝置負(fù)遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 17 荷情況，選擇機(jī)泵適當(dāng)?shù)墓ぷ鼽c，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)裝置的實際負(fù)荷進(jìn)行適當(dāng)?shù)那邢鹘档土藙恿ο?；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)泵的動力消耗。 余熱回收 余熱回收是常減壓裝置節(jié)能核心，裝置設(shè)計時盡可能對現(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。⑤ 充分利用常壓的中段回流產(chǎn)生蒸汽降低裝置的蒸汽消耗量，例如：利用常一中生產(chǎn) 10 t／ h的 0． 35 MPa的蒸汽用于常壓塔底吹氣；利用常二中生產(chǎn) 15 t／ h的 1． 0 MPa蒸汽用于減壓塔的蒸 汽抽真空系統(tǒng) [7]。 常減壓裝置進(jìn)一步行的節(jié)能措施； (1)引入真空水環(huán)泵技術(shù)進(jìn)一步降低目前的減壓抽真空系統(tǒng)的蒸汽消耗量。目前惠煉 1200 t／年的常減壓裝置采用美國格林漢姆的蒸汽抽真空系統(tǒng)，雖然能夠滿 足生產(chǎn)需要，但是每小時合計消耗 1． 0 MPa蒸汽 20 t左右。并且需要大量的循環(huán)水將蒸汽冷凝。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 18 如果引入真空水環(huán)泵技術(shù)替代三級抽真空，甚至能夠替代二級抽真空系統(tǒng)勢必進(jìn)一步降低目前的減壓抽真空系統(tǒng)的蒸汽、冷卻水的消耗量。 (2)充分利用變頻技術(shù)。生產(chǎn)操作過程中要求將機(jī)泵出口調(diào)動閥、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。嚴(yán)格控制物料出裝置的邊界條件，盡可能減少機(jī)泵的動力消耗。 (3)利用 APC技術(shù)?？刂蒲b置的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”的生 產(chǎn)。 加熱爐的能耗問題是煉油廠非常關(guān)鍵的問題，將 需要加熱的低溫介質(zhì)脫后原油引入對流室末端，將增加對流室吸收熱量，對提高管式爐，減少燃料消耗具有重要的意義，提高加熱爐的熱效率已成為煉油企業(yè)節(jié)能降耗、降低煉油成本、 提高經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)，在煉油行業(yè)中，原油的常減壓蒸餾是最主要的分離過程，其能耗在整個煉油工藝過程中除催化裂化外是最大的茂名分公司 3 常減壓蒸餾裝置采用換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化運(yùn)行，能耗明顯降。 提高常減壓裝置產(chǎn)品的產(chǎn)率 提高輕質(zhì)油收率 常減壓蒸餾裝置，它一般包括電脫鹽、常壓蒸餾和減壓蒸餾三部分。常減壓蒸餾裝置是所有煉油廠的龍頭裝 置，在各煉油廠中占有舉足輕重的地位，中國石油大學(xué)科技集團(tuán)勝華教學(xué)實驗廠北常減壓蒸餾裝置換煉勝利管輸油后，通過改變常壓塔塔盤開孔率、調(diào)節(jié)常壓塔汽提蒸汽量和常壓爐遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 19 出口溫度、常壓過汽化油并入常三抽出線等措施，控制常壓塔底油 350℃前餾分含量小于 5，使常壓輕質(zhì)油收率提高約 4％～ 5％。同時又增大減 —油系統(tǒng)的輸送能力和冷卻能力，使減一線收率上升 2％～ 3％選用原油蒸餾一渣油加氫預(yù)處理 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% ，比我國煉油廠平均水平高 7個百分點；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 [9]。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)計理念、方案和實施效果，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%，比我國煉油廠平均水平高 7個百分點；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。 火用分析方法在煉油廠常減壓蒸餾裝置能耗評價中的應(yīng)用 采用火用分析方法對煉油 廠常減壓蒸餾裝置能耗進(jìn)行評價 ，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、丸用損率等評價標(biāo)準(zhǔn)?；跍y試數(shù)據(jù)對裝置各設(shè)備火用損失進(jìn)行 了計算。結(jié)果表明，常減壓加熱爐的火用效率較低 ，分別為 41． 5 和 44． 1 ，常壓爐、減壓爐、常壓塔、減壓塔 、換熱器等設(shè)備的火用損率較高。煉油廠在生遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 20 產(chǎn)燃料和化工原料 的同時，其自身也消 耗了大量的能量。常減壓裝置是石油煉制的第一 道工序，應(yīng)用廣泛 ,對煉油廠能耗的影響僅次于催化裂化裝置 。對于常減壓蒸餾裝置的能耗分析與節(jié)能評價有一定報道 ，如運(yùn)用過程 系統(tǒng)三環(huán)節(jié)能量結(jié)構(gòu)理論 ，對常減壓裝置進(jìn)行了基于熱力學(xué)第一和第二定律的用能分 [10]。三環(huán)節(jié)理論把煉油過程用能歸結(jié)為能量的轉(zhuǎn)換和傳輸 、工藝?yán)眉澳芰炕厥? 3個環(huán)節(jié) [11]~ [14]，該方法以熱量和功作為兩大主線 ，將能耗分為反應(yīng)熱、物流有效熱、泵機(jī)組功耗油品冷卻、氣體壓力能損失和散熱損失等 6 項來考慮。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。 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) ，計算 出各物流 和能流的值。分析時需根據(jù)有關(guān)要求現(xiàn)場測定或收集裝置運(yùn)行數(shù)據(jù) ，部分?jǐn)?shù)據(jù)需基于物料平衡和能量平衡等原則予以適當(dāng)修正 。火用分析法以不可逆過程中體系炯的減少為依據(jù)，指出能量在 質(zhì)的方面的利用程度和損失規(guī)律，揭示能量利用程度的實質(zhì)。 常壓塔回收柴油通常很困難，因為分餾部分的液體 /油汽 (L／ V)摩爾比通常不到 ，而在減壓塔中是 ～ 。在減壓塔中沒有柴油產(chǎn)品側(cè)線，要得到高柴油收率是不可能的。鑒于提高常壓塔的柴油收率，需要有遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )用紙 21 更好的汽提、更高的閃蒸段溫度，較低的操作壓力、較大 的柴油／常壓瓦斯油分餾塔回流或更好的分餾效率，改造的投資很大，效果并不理想。一種相對低投資的方案就是改造減壓塔，把含 50％～ 60％或更多柴油的常壓瓦斯油直接送進(jìn)減壓塔閃蒸，從減壓塔頂側(cè)線生產(chǎn)柴油。美國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％。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，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)效益的一項重要舉措。加工輕質(zhì)原油的煉油廠，減壓蒸餾裝置的進(jìn)料易于汽化，一般減壓瓦斯油的切割點 和拔出率都較高，而加工重質(zhì)超重質(zhì)原油的煉油廠，減壓重瓦斯油的實沸點切割點通常都不大于510℃，焦化裝置的進(jìn)料中含有占原油加工量多達(dá) 5％～ 7％ (體 )可回收的減壓瓦斯油，在焦化過程中 10％～ 15％ 的減壓瓦斯油轉(zhuǎn)化為焦炭，既浪費石油資源又浪費焦化裝置的加工能力。通常原油的實沸點蒸餾曲線表明，在 510～ 593℃之間，實沸點蒸餾溫度變化 11℃ ，減壓瓦斯油收率就變化 1％ (體 )。