【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(duì)于經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用使各國(guó)普遍的感到儲(chǔ)備石油的重要，而一些國(guó)家的經(jīng)濟(jì)騰飛最主要得益于石油的推動(dòng)。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。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(lái)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。由于我國(guó)對(duì)于石油的渴求很強(qiáng)，也由于國(guó)際上許多國(guó)家都把石油看作 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線，我國(guó)在國(guó)際上與其他國(guó)家爭(zhēng)奪石油資源的摩擦越來(lái)越多，東海問(wèn)題、南海問(wèn)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(jì) (論文 )用紙 13 幣對(duì)美元升值壓力增大，美元貶值，我們儲(chǔ)備了大量的美元，有貶值的巨大危險(xiǎn)，因此，我們要多多儲(chǔ)備石油，一方面防止我的外匯貶值，另一方面也為我國(guó)的安全和未來(lái)的發(fā)展，增添一些安全系數(shù)。 從目前中國(guó)三大石油公司的石油產(chǎn)量來(lái)看， 20xx年中國(guó)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(zhǎng)由 500萬(wàn)噸提高到 1500萬(wàn)噸。中國(guó)石化總公司石油產(chǎn)量達(dá) 3800萬(wàn)噸，海外石油產(chǎn)量達(dá) 300萬(wàn)噸。中國(guó)海洋 石油總公司的石油產(chǎn)量達(dá) 4000萬(wàn)噸，海外石油產(chǎn)量達(dá) 600萬(wàn)噸。而根據(jù)新一輪全國(guó)油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果顯示， 20xx年至 2020年中國(guó)石油探明儲(chǔ)量將穩(wěn)步增長(zhǎng)，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(lái)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。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(guò)大；我國(guó)面臨越來(lái)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。未來(lái)我國(guó)成品油改革的趨勢(shì)是堅(jiān)持市場(chǎng)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(guó)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(zhǎng)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(kāi)展煉遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 14 油廠集成設(shè)計(jì)和油品脫金屬劑研究的建議。但總體技術(shù)水平與國(guó)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(guó)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(guó)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(wàn) t/a 及西太平洋 1000 萬(wàn) t/a 等大型化的蒸餾裝置，其中高橋?yàn)闈?rùn)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(guó)蒸餾裝置存在的問(wèn)題 雖然我國(guó)經(jīng)過(guò)了 50 年的發(fā)展，設(shè)備技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但我國(guó)蒸餾裝置的總體技術(shù)水平與國(guó)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(guò)程存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題。 (1)能耗大 常減壓蒸餾是一個(gè) 耗很高的過(guò)程，但是能量利用率 很低，這主要是由兩個(gè)原因造成的。 ① 組分過(guò)熱 由于常壓蒸餾是一個(gè)一次閃蒸過(guò)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(diǎn)比較低，無(wú)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(guò)熱狀遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(guò)高，對(duì)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(wèn)題，其原因是： ①一次蒸餾汽化由于現(xiàn)有的常壓蒸餾過(guò)程是從原有的釜式蒸餾過(guò)程演化 來(lái)，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(guò)熱、汽液相負(fù)荷過(guò)大，為解決這個(gè)問(wèn)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(guò)程中輕質(zhì)油收率低于原油中應(yīng)有的收率，這是因?yàn)椴捎媚壳斑@種過(guò)程，原油在三個(gè)塔中都是一次汽化進(jìn)料，各塔都沒(méi)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(huì)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(shí)也降低了常壓部分輕質(zhì)油的收率。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(lái)可觀的效益?？傊?，常減壓蒸餾過(guò)程雖然是一個(gè)成熟工藝，但從根本上還存在一些問(wèn)題。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 16 造成眾多不合理的根本原因在于該過(guò)程采用了一 次閃蒸汽化、無(wú)再沸器、無(wú)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(duì)現(xiàn)有常減壓過(guò)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(shí)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(guò)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(gè)煉油廠的耗能中占 10％～ 30％ [8]，可見(jiàn)降低常減壓蒸餾裝置的能耗，對(duì)降低整個(gè)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(dòng)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(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。 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(guò)裝置問(wèn)的熱聯(lián)合來(lái)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(guó)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(shí)合計(jì)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(jì) (論文 )用紙 18 如果引入真空水環(huán)泵技術(shù)替代三級(jí)抽真空，甚至能夠替代二級(jí)抽真空系統(tǒng)勢(shì)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(guò)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(kāi)，利用控制閥調(diào)節(jié)壓降，利用變頻泵的轉(zhuǎn)速來(lái)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(dòng)力消耗。 (3)利用 APC技術(shù)?？刂蒲b置的“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”的生 產(chǎn)。 加熱爐的能耗問(wèn)題是煉油廠非常關(guān)鍵的問(wèn)題，將 需要加熱的低溫介質(zhì)脫后原油引入對(duì)流室末端，將增加對(duì)流室吸收熱量，對(duì)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(guò)程，其能耗在整個(gè)煉油工藝過(guò)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(guó)石油大學(xué)科技集團(tuán)勝華教學(xué)實(shí)驗(yàn)廠北常減壓蒸餾裝置換煉勝利管輸油后，通過(guò)改變常壓塔塔盤(pán)開(kāi)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(jì) (論文 )用紙 19 出口溫度、常壓過(guò)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(shí)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(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 [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(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。 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)。基于測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)裝置各設(shè)備火用損失進(jìn)行 了計(jì)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(jì) (論文 )用紙 20 產(chǎn)燃料和化工原料 的同時(shí)，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(duì)煉油廠能耗的影響僅次于催化裂化裝置 。對(duì)于常減壓蒸餾裝置的能耗分析與節(jié)能評(píng)價(jià)有一定報(bào)道 ，如運(yùn)用過(guò)程 系統(tǒng)三環(huán)節(jié)能量結(jié)構(gòu)理論 ，對(duì)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(guò)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(gè)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(xiàng)來(lái)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(jì)算 出各物流 和能流的值。分析時(shí)需根據(jù)有關(guān)要求現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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 ?；鹩梅治龇ㄒ圆豢赡孢^(guò)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(shí)質(zhì)。 常壓塔回收柴油通常很困難，因?yàn)榉逐s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(méi)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(jì) (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(duì)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(guó)一家大煉油廠按照該方案改造，投資不到 300萬(wàn)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(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。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(diǎn) 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(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)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(guò)程中 10％～ 15％ 的減壓瓦斯油轉(zhuǎn)化為焦炭，既浪費(fèi)石油資源又浪費(fèi)焦化裝置的加工能力。通常原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線表明，在 510～ 593℃之間，實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度變化 11℃ ，減壓瓦斯油收率就變化 1％ (體 )。