【導讀】常減壓蒸餾技術的改進會對煉廠帶來極大的影響，因此本報告著重從常減壓蒸餾。出了中國石油常減壓裝置未來的發(fā)展方向。地區(qū)關閉了許多煉油廠。雖然這種趨勢依然在繼續(xù)，但是美國常減壓裝置的總加工能力并沒有降低反。減少到6家以下。國都有相同表現(xiàn)。常減壓裝置數(shù)目一直呈減少趨勢，但是平均規(guī)模不斷增加。增加，尤以韓國最為突出。1964年韓國才在蔚山建成第一座煉油廠，當時規(guī)模僅為，其6個煉油廠中，除1個規(guī)模較小的潤滑油廠。外，其余5個煉油廠平均規(guī)模為，居世界第一位。在全世界最大的10個大型煉油廠。印度、沙特、科威特、伊朗、越南等亞洲。國家煉油能力仍保持迅速增長趨勢，這一切使得亞洲地區(qū)油品市場的競爭日益激烈。根據(jù)預測，從2020年起亞太地區(qū)原油增長的要求大部分需要依靠進口來滿足。率為%；加工量比2020年增加約965萬噸，增幅為%。全國原油加工量和主要產(chǎn)品產(chǎn)量將會適當增加。得到不斷的開發(fā)和應用。技術進展大多是在工藝加工流程、設備結(jié)構(gòu)及

　　

【正文】 較低的減壓爐出口溫度；采用新式結(jié)構(gòu)的進料分布器主要目的在于提高減壓爐進料段的汽液分離效果，減少上升氣體的霧沫夾帶量，同時有利于上升氣體的均勻分布，提高填料的傳質(zhì)傳熱效果，改善產(chǎn)品質(zhì)量。 （ 6）革新設備。各種汽液傳質(zhì)內(nèi)件的應用，高效三堆填料、規(guī)整填料及相應的氣、液分布系統(tǒng)，各種高通量、高彈性等。同時，隨著新結(jié)構(gòu)傳熱元件的研制開發(fā)，各種新式結(jié)構(gòu)的高效換熱器、冷凝冷卻器及空冷器也取得了很大發(fā)展。采用加熱爐中熱管技術等可使加熱爐熱效率提高到 90%以上。 （ 7）優(yōu)化計算機控制與管理。隨著計算機 行業(yè)的發(fā)展，常減壓蒸餾裝置普遍采用了計算機優(yōu)化控制與管理，提高了裝置的生產(chǎn)操作水平及管理水平，在提高產(chǎn)品收率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低裝置能耗等方面，起到了很大作用。 （ 8）應用窄點技術。這一技術被迅速應用于煉油廠及石油化工廠的能量回收系統(tǒng)，特別是應用于常減壓蒸餾裝置的能量利用分析、換熱網(wǎng)絡優(yōu)化設計，取得了很大的成效。 3 原油電脫鹽技術的發(fā)展 原油電脫鹽是原油在電場、破乳劑、溫度、注水、混合等條件的綜合作用下，破壞乳化液，實現(xiàn)油水分離的過程。作為原油預處理的電脫鹽技術，對于常減壓裝置的腐蝕防護和長周期運行，對于下 游二次加工裝置，如重油催化裂化、渣油加氫等裝置的操作、防止其催化劑中毒以及經(jīng)濟效益都有重要影響。目前電脫鹽已不僅僅為單一的防腐手段，最主要的是其已成為原料必須的預處理措施。 近十年來國內(nèi)外電脫鹽技術有了迅速的發(fā)展，美國的 NATCO 公司的電動態(tài)脫鹽工藝、HOWBaker 公司和 Petrolite 公司的高速原油電脫鹽技術都很好地解決了各種原油的深度脫鹽問題，世界上采用該技術的電脫鹽裝置有 100多套。特別值得關注的是 Petrolite 公司的 Bilectric《國內(nèi)外主要煉油裝置生產(chǎn)技術水平調(diào)查》之一 常減壓裝置 68 高速電脫鹽技術，這一技術在電脫鹽的理念上有許多重大的突破 和創(chuàng)新。 電脫鹽技術 在用電脫鹽技術 Petrolite高速電脫鹽工藝 Petrolite 高速電脫鹽工藝采用三層電極板，形成兩個強電場；油水混合物通過特殊的分配器分成兩股直接進入兩個強電場內(nèi)，而不是按照傳統(tǒng)的方法進入水相。與常規(guī)交流電 脫 鹽的最大區(qū)別是 [17]，高速電脫鹽裝置中不設弱電場區(qū)，上層極板與中層極板之間距離和下層極板與中層極板之間的距離相等，且均為強電場；特殊結(jié)構(gòu)的分配器可以加速乳化液的聚集，加上兩個強電場的同時作用，處理能力可以提高約 100%；由于進料直接進入兩 個強電場，脫鹽罐內(nèi)油水界位較高，增加了水相的停留時間，有利于降低脫鹽排水的含油量；脫鹽電耗可以有較大幅度降低。另外，一個顯著特點就是該高速電脫鹽比傳統(tǒng)電脫鹽處理量大，設備占地空間小，實現(xiàn)了小罐體大處理量的目標。 由于高速電脫鹽技術在電脫鹽罐殼體直徑不變的情況下，可以使處理能力提高一倍左右，對常減壓裝置的擴能改造非常有利。鎮(zhèn)海石化三套蒸餾原加工量為 150 萬噸 /年，有兩臺φ360019560mm 的電脫鹽罐。在改造為 800 萬噸 /年的常減壓蒸餾裝置時，仍然使用了上述兩臺電脫鹽罐殼體，僅將其內(nèi)部構(gòu)件按 Bilectric 技術進行改造， 1999 年投產(chǎn)后，成功使用至今。 強化電脫鹽 HoweBaker公司深度格柵電極的電脫鹽工藝，利用高效率的交流電場使原油乳化液解體。脫鹽最佳溫度在 66～ 147℃范圍內(nèi)，洗滌水加入量一般為 3～ 6v%，利用通過混合器的壓降來控制乳化液的性質(zhì)。乳化液進入高壓靜電電場，使分散的水滴聚結(jié)而沉降下來。它采用增高的深格柵電極技術，在脫鹽罐內(nèi)產(chǎn)生高和低強度的交流電場，從而提高油的脫鹽和脫水效率。 美國 NATCO 公司電動力脫鹽工藝，混合和凝聚都利用電場力，勿需混合閥。其利用獨特的三項技術， 逆流稀釋水的靜電混合、載荷響應控制器 (或稱負荷應答控制器 )和組合式電極板，據(jù)稱脫鹽效率接近 100%。 據(jù)報道，美國一種新型脫鹽技術 變頻電脫鹽技術，脫鹽脫水的效率高、耗電量少，還可處理重質(zhì)和劣質(zhì)原油，一級脫鹽后脫鹽量可達到 3μg/g，二級后含鹽率可降至零點幾個 μg/g，含水量降至 1m%，耗電量僅是傳統(tǒng)電脫鹽耗電量的 l/3～ 1/2 左右。 北京設計院與揚中電脫鹽公司、南京煉油廠合作開發(fā)的原油交直流電脫鹽技術，采用垂直吊掛的電極板，正負極板間形成高壓直流靜電場，極板與油水界面和罐壁則形成交流電場。在相同條件下電 耗比交流脫鹽節(jié)電三分之一。對含鹽量為 100mg/L 左右的原油，一般通過二級脫鹽脫水后可以達到含鹽量 3mg/L，含水 %左右。 洛陽工程公司開發(fā)的 SHE 型靜電油水分離成套技術，采用平流式的靜電油水分離器，器《國內(nèi)外主要煉油裝置生產(chǎn)技術水平調(diào)查》之一 常減壓裝置 69 內(nèi)電場由弱電場、過渡電場、強電場組成?？煽朔仙土鲗ο鲁了蔚淖铚饔?，脫鹽脫水效率一般可提高 20%～ 50%。 直流電精制技術 直流電精制的主要原理是將精制原料油加入堿，經(jīng)混合器混合后進入沉降罐，在堿沉降罐中設有正、負電極板，通過直流高電壓在正負極板間形成靜電場，高壓電場的作用可以加速導電微粒在電場中的運動，強化堿在油品中與不飽和烴、硫、氨、酚等化合物間的反應， 同時加速反應沉降物與精制油的有效分離，以改善油品的安定性和腐蝕性。 直流電精制技術的特點如下： 1）采用高壓直流電源設備：可以解決非專用電源設備造成的，諸如電器使用不安全，易爆炸，以及引起電源跳閘，增加電耗，影響產(chǎn)品質(zhì)量的許多問題； 2）電極板為片狀重掛式：新型片狀重直掛式極板調(diào)整十分方便，安裝簡單，電場有效斷面大，與較老式的相比，有效斷面提高了 36%； 3）采用 100%全阻抗變壓器，可確保生產(chǎn)平穩(wěn)安全運行，既使精制罐內(nèi)處于 短路狀態(tài)，變壓器仍處于額定運行狀態(tài)。 錦西煉化公司在 1994 年一套常減壓裝置停工檢修時，將柴油精制器全部更換成長江電脫鹽設備公司的成套設備，共投資 26 萬元，開車一次成功。該成套設備送電穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量合格，降低了裝置能耗和加工損失，堿渣含油量由原來的 15%下降到 %，兩個月就回收全部設備投資。 新型高效電脫鹽成套技術 此項技術是為了適應高含硫原 油 量不斷增加、裝置規(guī)模不斷擴大以及加氫裝置對金屬鈉含量要求嚴格的需要而開發(fā)的 [18]。進口含硫原油含鹽較少，但深度脫除較為困難。針對這種情況，該技 術將原油流程改成平流式，原油在脫鹽罐中，從罐的一端沿水平方向流動，與水滴下沉方向成 90℃角，使水滴沿水平拋物線軌跡下沉。原油在流動時不再對水滴下沉造成阻滯，使水滴沉降速度加快，提高了油水分離效率；原油流動速度也不再受到限制，與老式的脫鹽罐相比，在同等條件下，可提高原油處理量。 罐內(nèi)電極采用軸向鼠籠式電極結(jié)構(gòu)，由弱電場、過渡電場、強電場分段組成；原油從罐的一端水平進入，依次經(jīng)過弱電場、過渡電場、強電場三個階段，分段脫水。該技術經(jīng)工廠應用證明，比同等體積的電脫鹽罐效率提高 40%～ 60%，耗電省、脫水迅速。經(jīng)過改 進，該裝置可適用于單系列、大處理量。目前已建成 ，與其他同類裝置相比，罐體容積縮小 30%～ 40%。 結(jié)合進口含硫原油的特點，研制并生產(chǎn)了系列破乳劑及脫鹽工藝，可使脫后含鹽小于3mg/L，在某廠 ，滿足了該廠減壓渣油加氫裝置的要求。 重質(zhì)原油脫鹽 TOSCO 公司的 Avon 煉油廠加工比重指數(shù)為 的加利福尼亞重質(zhì)原油，脫鹽率約《國內(nèi)外主要煉油裝置生產(chǎn)技術水平調(diào)查》之一 常減壓裝置 70 為 95%，脫鹽后原油中的鹽含量為 1 磅 /1000 桶 ()，罐底沉積物和水的脫除率達 85%，殘余含量不足 %，排出水還算清潔，油含量為 %。所用設備為兩級串聯(lián)大型 Petreeo 低速脫鹽罐，加工量為 300 萬 t/a。 英國石油公司擁有渣油裂化裝置的煉油廠采用多級脫鹽，不向熱渣油中注堿，效果不錯。處理 14～ 160API 的原油，一級脫鹽率達到 85%～ 90%，兩級達到 97%～ 99%。綜合起來，處理重質(zhì)原油可采取下述措施：盡量在原油罐中脫水；在原油進入脫鹽罐前 2～ 3 小時加藥幫助油水分離；提高脫鹽罐操作溫度；提高通過混合閥的壓降，以促進原油與水的霧化和混合；壓力不高會增加破乳的難度；增加洗滌水量，幫助油水接觸；在脫 鹽罐原料泵上游入口處增加洗滌水量以增強混合；注意觀察油水界面，此處容易生成爛渣層，通過三通系統(tǒng)將其排走。 在設備方面， Kellogg公司正在設計建造一種脫鹽罐，可以加工比重指數(shù) 的原油。原油進脫鹽罐前必須混摻輕質(zhì)原油，使進罐原油達到 140API。脫鹽達到的目標是：罐底沉積物最高 %；含鹽最高 15μg/g (80%脫除率 )；鈉含量最高 3μg/g。中試表明，僅單級脫鹽即可達到上述目標。設計脫鹽溫度為 300℉ (149℃洗滌水注入量 l0v%，水中含有低于 100μg/g的氨，硬度小， PH值 6～ 8。 進料泵入口處和混合閥上游分別注入油溶性乳化劑和水溶性潤濕劑。由電容探頭界面變送器進行界面控制。 加氫除雜質(zhì)和鹽類 這是日本的專利技術，它是將原油送入除礦質(zhì)設備中，再送入氫環(huán)境下的中間罐，與氫混合一小時，在 80～ 120℃和 5～ 15kg/cm2（表）下，水分與沉積物沉積下來。原油再與補充氫混合，進入原油汽提塔，再進入氫汽提塔，發(fā)生裂化反應，除去雜質(zhì)，使得原油更易處理，同時油中瀝青質(zhì)含量減少，無膠質(zhì)生成，還可除去原油中的硫和氮。 還有一種原油加氫方法是原油與氫在催化劑存在下，在移動床加氫設備中接觸 (315～450℃， ～ 200kg/cm2)，又在固定床加氫設備中加氫處理（ 300～ 450℃， 30～ 200kg/cm2，液時空速 ～ ， H2/油比 300～ 2020Nm3/m3），加氫后可除去油中各種雜質(zhì)和金屬、瀝青質(zhì)，接著蒸餾而得到不同沸點的烴。 催化脫鹽 美國 Mobil石油公司的催化脫鹽工藝，讓原油進料與催化劑在＜ 500℉ (260℃ )下接觸。催化劑為具有特別 X 射線衍射圖形和苯吸附能力的無機類多孔晶相材料，其優(yōu)點是節(jié)約水、減少廢水，降低下游腐蝕 /堵塞和使催化劑失活的可能性 。 新型電脫鹽技術 乳化液微波分離技術 ExxonMobil公司和帝國石油回收公司開發(fā)了先進的原油脫鹽脫水微波分離技術（ MST）。該工藝采用微波范圍內(nèi)的電磁輻射來將穩(wěn)定而難于破壞的乳化液分離為油、水和固體。 MST《國內(nèi)外主要煉油裝置生產(chǎn)技術水平調(diào)查》之一 常減壓裝置 71 工藝采用專利微波均布器來使乳化液式穩(wěn)。發(fā)射機將電力轉(zhuǎn)化為微波范圍內(nèi)的電磁輻射，該裝置額定功率產(chǎn)生的微波通過有精確形狀的導波管傳送到均布器與乳化液進料接觸。導波管內(nèi)部采用專門材料涂覆，以便于微波的傳導。 MST 工藝可應用于固體含量小于 5%～ 10%的原油乳化液分離。 MST 設施額 定功率為 75kW，可處理原油進料 20 萬 t/a，主要電力消耗為629W/，進料速率為 ～ 。 MST 裝置可以裝載在 3m12m 的滑道或 的拖車上，因而可以移動，占地面積也小，全自動化控制。 使用 MST 工藝可消除脫鹽器瓶頸制約，大大提高原油處理量，促進重質(zhì)原油的脫鹽，減少化學藥劑消耗、油品損失和廢水處理負荷。另外，其特點還包括：減少回收油的沉積物和水含量，從而提高預閃蒸溫度，降低原油裝置壓力；減少常壓塔頂物流水含量，從而降低塔頂壓力，提高常減壓塔切割點，增加 瓦斯油產(chǎn)率；降低常壓塔加熱爐和塔頂冷卻負荷；消除原油裝置餾分的露點限制；減少原油裝置腐蝕、磨蝕和結(jié)垢；增加脫鹽罐操作靈活性和提高原油裝置可靠性；下游裝置潛在的好處。 ExxonMobil 公司在其加州 Torrance 煉油廠用脫鹽罐底流出物對該工藝已經(jīng)進行了 8 個月的測試。在試運轉(zhuǎn)中，進料速率為 100m3/d，其中石油為 m3/d，水為 m3/d，固體為 m3/d。分離后，油相中含油 %，固體 %，水 %；水相中含水 %，固體 %，油 %；固體物流中含固體 %，油 %，水 %。在此之前， Torrance 煉油廠的脫鹽裝置效率低下，導致原油裝置處理量降低、加工設備的磨損以及化學劑費用的增加。采用 MST技術后，消除了脫鹽罐的瓶頸制約，大副提高了原油處理量。 細菌脫硫脫鹽 國外在應用生物方法對原油進行脫硫脫鹽方面已有很大進展，有望實現(xiàn)工業(yè)化。這方面主要是美國能源生物系統(tǒng)公司在進行研究開發(fā)，已取得專利，并與日本石油能源中心合作，打算在新設計的 21世紀煉油廠 (稱為 REF21 煉油廠 )中采用此項技術，酶作催化劑。在常壓和中溫下進行反應，在含有生物 催化劑的水溶液中，這些生物催化劑能在高鹽溶液條件下有效而選擇性地使載硫有機分子的 CS 鍵開裂，最后將含少量無機鹽和有機硫的油與含大量無機鹽和有機硫的水溶液分離。所用生物催化劑為 Rhodococcus rhodochrous 細菌 ATCC No 53988，或者是一種由上述細菌衍生的酶或酶的復合物。 在國內(nèi)，洛陽工程公司與天津石化一廠、石科院合作開發(fā)的原油脫金屬技術，利用脫金屬劑，使難溶于水 (易溶于油 )的鈣、鎂、鐵被脫金屬劑螯合而溶于水從而被脫除。金屬離子的脫除可降低原油導電率，使原油脫鹽溫度和電流大幅度下降。 采用脫金屬劑，脫鈣率可達 60%