【正文】 有 30 多個國家的 100多家公司在至少1000 多個工程項目上應用窄點技術進行了新廠設計或老廠改造。一維，應用范圍不斷擴大：換熱網(wǎng)絡→熱電聯(lián)產(chǎn)網(wǎng)絡→整個工藝過程→涉及若干過程和服務系統(tǒng)的 整個工廠；第二維，網(wǎng)絡優(yōu)化的評價指標逐步深入：能量費用→投資費用→原材料費用→可操作性、彈性、安全性、可控性等定性指標→水費用→污染物排放量；第三維，設計類型逐漸擴展：新廠設計→老廠改造。使得裝置生產(chǎn)能力提高約 3%；每立方米原油的燃料消耗減少約 5%；重整裝置進料增加 1%；原油切換操作由原來 4～ 8h 縮短為 1h；產(chǎn)品切割點偏差給定值由 4～ 10℃變?yōu)?1～ 2℃。已在 25 個地區(qū) 53 座常壓塔中得到應用。已在世界 25 套常減壓裝置得到應用。 CAMS 的數(shù)據(jù)庫中包含了當今世界 200 多種原油的有關數(shù)據(jù)，用戶可以評估產(chǎn)品質量和收率，確定最佳操作條件，并可以根據(jù)原料和產(chǎn)品價格的變化，及時作出調(diào)整。這種實施先進控制的方法帶來了控制利用率和收益，到 1998 年 11 月，該系統(tǒng)帶來的收益是其本身成本的 40 多倍。 DMCplus 控制算法采用線性動態(tài)模型來計算穩(wěn)態(tài)優(yōu)化目標以及完成維持該目標的動態(tài)變化的規(guī)劃。選擇了合適的流程后，對于單塔控制，采用比例積分（ PI）控制系統(tǒng)是最佳選擇；對于有復雜限制的多塔的控制，模型預測控制（ MPC）在控制系統(tǒng)維護和標準化方面具有相 當大的優(yōu)勢，尤其在提高處理量時。 《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 62 對于蒸餾系統(tǒng)的控制而言，首先是搞好基礎 工 作，如： 1）確保流量、液位和壓力控制器運行正常； 2）測算分析儀空耗時間、可靠性和精確度； 3）當使用塔板溫度計算組成時，確保溫度傳感器位置恰當并使用壓力補償溫度； 4）確保進料焓在低回流情況下恒定； 5）利用內(nèi)回流控制回流溫度的變化等。對于常壓裝置而言，先進過程控制的典型效益為 ～ /桶；而減壓蒸餾裝置為 ～ /桶。 Foxboro 公 司認為 [13]，自動化的效益是超乎尋常的；最好的項目投資回報期短到以日計。根據(jù)具有快速響應的過程參數(shù)，采用推斷模型來預估產(chǎn)品質量。 先進過程控制和窄點技術 先進過程控制技術 先進控制技術在常減壓蒸餾裝置穩(wěn)定操作、控制產(chǎn)品質量、節(jié)能降耗以及提高裝置運轉性能中的作用日益重要。目前，干式真空泵市場增長很快，年增長率為 2%～ 5%。但是由于沒有流體消散壓縮熱，其運轉溫度很高，達 300℃。新一代液環(huán)和干式真空泵可以使動力消耗 降 低 1/3 以上 [12]。如果這些氣體不只是空氣，則會污染工作流體。其中大多數(shù)是 BASF 公司在過去的幾年中興建的，該公司開發(fā)該技術是為了自用。主要障礙是缺乏設計知識和害怕出現(xiàn)操作、控 制 問題 [11]。分壁塔可以節(jié)能 60%，投資節(jié)省 30%。分壁式塔 一般用于對中間組分純度要求很高的情況。迄今為止，已成功應用于幾十座大型填料塔中。 該分布器分為兩種類型：帶傘形導流器的輻射式進氣初始分布器，分上噴式和下噴式；帶捕液吸能器的輻射式進氣初始分布器，分上噴式和下噴式。 輻射式進氣初始分布器 輻射式進氣初始分布器是天津大學專利產(chǎn)品。其上部的多層導流板使氣流更均勻，由框架及捕液填料組成的捕液吸能器則將氣體夾帶的液滴捕集下來， 同時減弱氣體的動能，防止下部液體被氣流攪起而產(chǎn)生嚴重的液體夾帶。由其結構形式可以看出，在塔中心區(qū)域氣流偏多，環(huán)塔壁區(qū)氣流偏少，軸向返轉氣流易將塔底部液層攪起形成嚴重的液沫夾帶。 雙切向環(huán)流式進氣初始分布器 此分布器是清華大學在美國 Glitch 公司單切向環(huán)流式進氣初始分布器的基礎上研制出的一種面對稱類、環(huán)流型、導流式 進氣初始分布器，它由錐形進氣口、環(huán)向導流板、內(nèi)套筒、環(huán)形襯板、軸向導流板等部件組成。 性能優(yōu)良 的三種類型的進氣初始分布器有天津大學申請專利的輻射式進氣初始分布器、雙切向環(huán)流式進氣分布器 (清華大學 )及新型雙切向環(huán)流進氣分布器 (天津大學 )和雙列葉片式進氣初始分布器 (瑞士 Sulzer 公司 )及新型雙列葉片式進氣初始分布器 (天津大學 )。 《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 60 氣液分布器 在常壓或減壓下操作的大型填料塔進氣初始分布器的作用尤為重要。 天津市 新天進科技開發(fā)有限公司開發(fā)了新型的脈沖規(guī)整填料，其特征是降低每層填料之間的流通通道，增加氣體流通面積，同時在每盤填料內(nèi)設置 1～ 4 個脈沖區(qū)，提高傳質效率。目前應用最大的塔徑達 10m。它既是氣體再分布器又是液體再分布器，而且還起傳質的作用。 自分布填料也適用于散裝填料塔，在齊魯石化乙烯裝置Φ 6600DA101 汽油分餾塔技改項目中，在將塔頂篩孔盤式液體分布器換成新型槽盤式氣液 分布器的同時，將 400mm 高的散裝Intalox換成兩盤自分布填料，結果使塔頂汽油的干點下降了 20℃。 （ 2）自分布填料和再分布填料 自分布填料是一種改善液體分布 性能的特制規(guī)整填料，通常是放置于填料層的最上端，其作用是將多點式或多線式液體分布狀態(tài)變成多線式或多面式分布，以減少液體分布的端效應，這對于高徑比≤ 的大型填料塔而言是至關重要的。組片式波紋填料首次問世就成功地應用于茂名Φ 8400 的 500 萬 t/a減壓塔上，其減三線的餾程范圍為 60℃～ 70℃，殘?zhí)恐禐?%～ %，能夠滿足 70%到 120%的處理能力。 （ 1） Zupak 填料 組片式波紋填料 (Zupak)是天津大學近年來開發(fā)出的專利產(chǎn)品。在規(guī)整填料方面，國內(nèi)大部分規(guī)整填料性能與 Mellapak 相近。高能塑料填料包括 Jaeger 公司的 Tripacks 系列、 Lantech公司的 Lantech 系列、 Norton 公司 Snowflake 以及 Rauschert 公司的 HiFlow 系列。 另外，開發(fā)亂堆填料的公司也有許多，如 Jaeger 產(chǎn)品公司、 Koch 工程公司、 Norton 和Nutter 工程公司。具有優(yōu)越性能的規(guī)整填料 RaschigSuperpak 填料是 Mellapak 型金屬孔板波紋填料的最新?lián)Q代產(chǎn)品。這些填料幾何形狀基本類似，主要差別在金屬板的表面處理以及波紋角度的大小。發(fā)展到今天，已經(jīng)出現(xiàn) Mellapak 型金屬孔板波紋填料的換代產(chǎn)品，瑞士 K252。 國外填料 70 年代中期 Sulzer 公司推出的 Mellapak 填料 [10]，因其造價低、效率高、壓降小、不易堵塞的優(yōu)點而獲得了大范圍的推廣應用。一些新型塔盤正在開發(fā)中，如天津大學正在開發(fā)復合塔板。該塔盤在工業(yè)裝置應用中反應出更高的上下限彈性。研究結果是：與 F1浮閥相比，處理能力提高 40%，傳質效率提高 15%，壓降減小 10%； （ 3）石油大學和北京設計院共同開發(fā)的 Super 系列浮閥塔板技術，該塔盤系列技術由 U型帶浮閥、改正型閥孔結構、高性能入出口堰等組成。幾種比較有代表性的塔盤有： 《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 58 （ 1）華東理工大學開發(fā)的導向浮閥塔板和組合導向浮閥塔板。 MVG 塔盤甲板一般可用于現(xiàn)有降液管和支撐設施，從而大幅減少停工改裝時間。 另外， Nutter 公司的 MVG 塔盤工業(yè)規(guī)模和工業(yè)應用表明， MVG 塔盤在不損失傳質效率的情況下，比常規(guī)篩板塔盤和浮閥塔盤處理能力提高 15%～ 30%。由于該塔板效率非常高，因此對于相同處理量，采用該塔板的塔徑僅為采用常規(guī)泡罩塔板的 1/2。該塔板上設置許多立式圓筒混合元件，元件下部為渦旋器（靜態(tài)混合器），可使高速流動氣體形成強烈渦流并與液體快速混合，在汽液間達到非 常高的接觸表面積。因此，降液管能力不會限制塔盤的負荷。通過縫隙導致的高氣速將液體霧化并將其攜帶至夾帶收集器，在此液體被分離并送入下一塔盤的降液管，該液體為清液。氣體通過槽間的縫隙通道向 上流動。 該塔板的高能力是通過塔盤內(nèi)的并流獲得的。該塔板已經(jīng)在得克薩斯州立大學的分離研究計劃組織進行測試。操作原理是使所有的液體被向上流動的氣體夾帶。這種設計可以最大量提高降液管能力而又能保持大的有效面積；可用于減小塔板間距，塔板間距可小到 。 Calming Section 塔板可最大量地提高氣體處理能力，最大量地提高噴射液泛能力和最大量減小霧沫夾帶。 高性能塔板組合了兩種塔板： Shell公司 Calming Section 塔板和 HiFi Camling Section 塔板。 （ 2） Sulzer 化學公司和 Shell公司新型塔板 [9] Sulzer 化學公司和殼牌公司組成聯(lián)盟，推出 Shell 傳質技術工藝包。特點在于其獨特的降液管設計，篩板塔盤和浮閥塔盤均可采用該降 液管設計來滿足特定的工藝要求。 國外新型塔盤 目前開發(fā)高能塔盤的公司包括 Sulzer 公司、 Jaeger 公司、 Koch— Glitsch 工程公司、 Norton和 Nutter 工程公司、 UOP 等，主要產(chǎn)品及其特性列于表 5[8]。其中塔器內(nèi)部構件的主要開發(fā)方向是首先實現(xiàn)汽液成分混合，然后用輔助設施實現(xiàn)汽液相分離。二段減壓技術工藝是新穎、可靠的，經(jīng)濟效益也是非常明顯的。其次，下段塔空間體積遠較單段式減壓塔要小得多，體積比約為 15%，所以，其漏入的空氣量就很有限了。減壓上段塔底殘油進入下段減壓塔，由于上段塔殘油溫度為 380℃左右，遠高于不凝氣體各組分的臨界溫度，所以不凝氣在下段塔進料中的溶解量可忽略不計。同軸式適用于新裝置設計或單段減壓塔需更新的工程項目。只有采取分段深拔，才能滿足減壓深拔的目的。 減壓塔分段抽真空新工藝 減壓深拔的關鍵取決于減壓塔進料段蒸發(fā)層盡量高的操作溫度和低殘壓（或高真空）。 該薄膜蒸餾的界區(qū)內(nèi)投資為 55～ 85 美元 /t，現(xiàn)已建成 14 萬 t/a 加工裝置。 3 種原油試驗表明，所產(chǎn)重質餾分油適宜作催化裂化原料、潤滑油原料或生產(chǎn)石蠟的原料。 高真空 薄膜蒸餾技術 英國 Uffington、瑞士 Buss、法國 BussSMS 公司合作，采用高真空薄膜蒸餾深拔增產(chǎn)作為 FCC 進料的重減壓瓦斯油。減壓塔內(nèi)件采用了處理能力高、壓力降小、傳質傳熱效率高的新型、高效金屬填料及相應的液體分布器，有利于提高減壓餾分油的收率并降低裝置消耗。采用里納斯技術的 SMR10 煉油廠和普通煉油廠的技術參數(shù)對比如表4 所示 [7]。實際上這是一座微型煉油廠，對里納斯技術公司來說，主要目的是在工業(yè)化運轉中演示和證實里納斯技術的各種優(yōu)勢。 首次工業(yè)應用是在俄羅斯安加爾 斯克化工廠，蒸餾塔高度只有 ，已連續(xù)運轉 3 年，未出現(xiàn)任何蒸餾問題。 俄羅斯里納斯蒸餾技術（ Linas— Tekhno 公司的新薄 膜 蒸餾技術）解決了普通薄膜蒸餾的主要難題，里納斯公司將其稱為 21 世紀的蒸餾技術，認為是真正的蒸餾技術突破，并且認為里納斯技術將會改變煉油和化學工業(yè)的面貌，小巧的里納斯蒸餾塔將在若干年后取代龐大的傳統(tǒng)蒸餾塔。在不增加加熱爐條件下，裝置能力可提高 20%～ 30%。這是一套環(huán)保型先進煉廠，一個操作良好的普通常壓蒸餾裝置，其 能耗約為 2%（按《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 54 燃料油當量），而漸次蒸餾裝置則僅為 %左右（燃料、電、蒸汽均包括在內(nèi)）。其最大優(yōu)點是節(jié)能和裝置脫瓶頸。常壓塔底重油加熱后進入減壓塔，分出輕、重瓦斯油和 585℃深切割減壓渣油。塔底油去第二閃蒸塔，此塔為濕式操作，生產(chǎn)出實沸點為 90～ 120℃的中石腦油。 漸次蒸餾 ELF 和 TECHNIP 共同開發(fā)了漸次蒸餾技術（ Progressive distillation），其原理是將常規(guī)原油蒸餾同時分離汽、煤、柴油各種餾分，改為將上述餾分按順序進行逐步分離。采用該技術， Mobil 公司生產(chǎn)出優(yōu)質船用發(fā)動機油、工業(yè)循環(huán)油和齒輪油。 1998年 Mobil公司就已在 4座潤滑油型煉油廠采用 DCVD以提高潤滑油餾分產(chǎn)率和質量，在 9 座煉油廠采用該技術生產(chǎn)更清潔的裂化油料。 深度切割減壓蒸餾 Mobil公司深度切割減壓蒸餾（ DCVD）主要目的是提高減壓瓦斯油產(chǎn)率 和 瓦斯油的精確分離 [6]。 總之，通過強化蒸餾技術提高餾分油收率，無需增加設備投資，工藝操作條件也基本不變，活化劑可從煉油副產(chǎn)品中就地取材，廉 價易得，經(jīng)濟效益顯著，對設備、產(chǎn)品及環(huán)保均無不良影響。燕化公司煉油廠采用糠醛抽出油強化大慶重油減壓蒸餾過程的研究表明，在大慶原油中加入%～ %的活化劑，可使 500℃前總拔出率提高 %～ %（凈增加 1～ 2 個百分點）。近年來，我國許多單位都進行了這方面的研究，并取得了一定的成績。 國內(nèi)復合活性添加劑研究尚處于試驗階段，單一的富含芳烴的添加劑在工業(yè)上已有應用。在原油中加入潤滑油餾分、潤滑油精制抽出油、催化重瓦斯油、芳烴濃縮物＞ C l0 餾分等。在某一煉廠加工的西西伯利亞原油中加入合成（高級脂肪醇 C12～ C14 和 C16～ C20）表面活性物質，均使輕質餾分油收率有所增加，后者比前者加入量少，但后者汽油餾 分收率提高 5%。將此原油與哈薩克斯坦馬爾登什克原油按最佳比例 3:2 混合，所得汽油、柴油餾分和減壓餾分油分別