优化工艺参数实现减压深拔.doc

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1、优化工艺参数，实现减压深拔雷钧1 高光伟1 曹慧2(1.大庆石化公司技术发展处，黑龙江省大庆市 163711；2.大庆石化公司炼油厂，黑龙江省大庆市 163711）摘 要 本文结合常减压装置运行的实例，论述了工艺参数对减压拔出率的影响，并且对于深拔后装置存在的问题及能耗变化情况进行了详细的分析。关键词 优化 工艺参数 减压深拔大庆石化公司炼油厂一套常减压于1963年建成投产，主要加工大庆原油，装置设计处理能力为250万吨/年，减压渣油设计收率为38.5wt%，相对应的切割点(TBP)在520。在减压拔出率上，国内与国外相比，存在着一定的差距。国内减压渣油切割温度(TBP)多数在540以下，而国

2、外减压渣油的切割点在565左右，有的甚至达到了600以上。减压渣油切割点的控制，在满足二次加工装置原料质量的前提下，应该尽可能地提高，以实现装置效益的最大化。随着清洁燃料标准的不断提高，大庆石化公司炼油厂装置结构不合理的矛盾日渐突出，重油将出现过剩的情况。因此提高常减压装置减压拔出率，降低渣油收率，争取产出更多的加氢裂化料或催化裂化料，是炼油厂发展的必然选择。大庆石化公司炼油厂与KBC公司合作，在现有设备的基础上，通过对一套常减压装置减压系统进行改造和工艺调优，将渣油收率降到36.5wt%以下，相应的切割点在535左右，比设计提高了15。1 减压塔清洗段改造减压塔清洗段原设计是利用减五线产品作

3、为清洗油。由于减五线有很高的结焦倾向，清洗油喷头在开工后不久就堵塞，导致填料没有清洗油，不能对闪蒸气体起清洗的作用，影响产品质量。为了改善清洗段的性能，决定利用减四线产品作为清洗油，减五线作为过汽化油出装置。减四线油从塔内抽出后，分出一部分返回到抽出口下面的清洗段填料层上方。由于返回口在抽出口之下，因此，返回的油品在塔内会再度汽化，起到相当于塔顶热回流的作用，增加了下面填料层的内回流量，改善了分馏效果。清洗段改造内容主要包括： 减四线产品作为清洗油。 液体分布器重新设计，采用管式分布器。 喷头选用美国喷雾公司3/4H7全锥喷头，共19只。 对填料重新选型、设计，填料层共1.5m，分为上下两段，

4、上段是0.5m125X型波纹板，下段是1.02m格利奇格栅。改造后清洗段工艺流程（PID图）如下图所示，其中云状部分为新增管线、阀门：减压塔原清洗油线1.0MPa蒸汽0.3MPa蒸汽图1改造后洗涤段流程图2 减压系统工艺调优（1）减压塔真空度减压塔能否深拔，从根本意义上来说，取决于减压塔闪蒸段的真空度和温度。在闪蒸段温度一定的情况下，提高真空度，即提高了汽化率，减压深拔就有了必要条件。由于减压炉出口温度提高，汽化率提高，以及减压炉注汽、减压塔吹汽量加大，减压塔汽相负荷增加，在没有更新真空系统的情况下，系统真空度略有下降，调整前，塔顶真空度在9395KPa，调整后，塔顶真空度在9294KPa。为

5、了提高系统真空度，对真空泵预冷器的冷却水量进行了调节、测试，系统的真空度没有发生明显变化，说明预冷器已经达到了最大能力。（2）减压塔进料温度在闪蒸段压力一定的条件下，提高闪蒸段温度，可以减少渣油收率、提高切割点温度。但是过高的闪蒸段温度，会导致油品的热裂解和结焦，影响闪蒸段真空度和系统长周期运行。减压炉总出口温度分两次进行调整，首先将温度由393提到398，稳定一段时间后，再提到400（其中转油线的温度降是2）。从运行情况看，温度对渣油收率的影响比较明显，当减压炉总出口温度提到398时，渣油收率由38左右下降到37左右，进一步提高到400时，渣油收率继续下降，达到36.5以下。（3）减压塔顶温

6、度减压装置的操作原则是尽可能地降低压力。进入顶部真空系统的蒸汽负荷越低，真空泵抽的真空越低，塔内的压力也就越低。因此应该适当降低塔顶温度来减少减压塔顶出来的进入真空系统的闪蒸气体轻质烃类的蒸汽。对减压塔顶温在65、60、55、50进行了测试，从运行情况上看，塔顶真空度没有发生大的变化。塔顶温度最终设定在55。（4）减压塔底温度由于减压塔进料温度的提高，塔底温度随之上升，由365上升到375。为了降低减压塔底高温渣油裂解和结焦的机率，控制渣油在塔底的停留时间和温度是关键。在设备一定的情况下，渣油在塔底的停留时间一定。因此调整塔底渣油的温度是关键。在运行过程中，将加热炉燃料油回流作为塔底急冷液（温

7、度在220），通过调整燃料油回流流量，控制塔底温度。（5）清洗油流量减压塔设置清洗段的目的，是从闪蒸段上升的蒸汽中脱除所携带的焦油残液。这些蒸汽中含有的焦油会使清洗段上方的侧线产品中带有金属镍、钒和残碳，从而造成产品污染。大多数的冲洗油将在冲洗段填料中蒸发，一般有三分之一的冲洗油不会蒸发，进入减五线。为了保证清洗段填料能够被充分润湿，不使冲洗段结焦，并且尽可能减少清洗油量，达到最小的压力降，对清洗油量进行了调试，最终确定清洗油量为25t/h。（6）减一中、减二中循环流量进料温度的提高以及注汽量的增加，导致减压塔汽相负荷大幅增加，为了减轻塔顶热负荷的增加，改善减压塔的热量分布，对减压塔两个中段回

8、流进行了调整。减一中流量由120t/h提高到135t/h，减二中流量由95t/h提高到125t/h。调整后，塔顶热负荷的增加得到缓解，同时提高了热量的利用率，原油换热终温有所上升，由295上升到305。（7）减压炉注汽量减压炉总出口温度提高后，防止油品在炉管内结焦、裂解是关键，可以通过注入少量蒸汽来解决，蒸汽的最佳注入点是在受到辐射热的第一根管子的入口处。为了防止减压炉炉管结焦，调整了在减压炉炉管内的蒸汽注入量，注汽量由1.4t/h提高到2.8t/h。（8）塔底吹汽量分馏塔底吹汽可以降低塔底重油中轻馏分含量，从而提高馏分油的收率。对常压塔来说，塔底吹汽可以降低蒸发段油气分压以降低炉出口温度；对

9、减压塔，其主要目的在于降低闪蒸段的油气分压，以尽量提高进料的汽化率。常压塔塔底吹汽由4.0t/h提高到4.5t/h；减压塔底吹汽量由3.5t/h提高到4.8t/h。但塔底吹汽的增加，加大了塔顶冷凝器的冷却负荷以及锅炉水处理和污水处理的负荷。（9）常压塔拔出率一般情况下，原油中，350（TBP）以前的馏分在常压塔拔出，但实际上常压塔的收率达不到实沸点评价数据中显示的产品收率。在减一线馏分油中，350以前的馏分有时高达60。因此部分本应在常压塔拔出的轻组分转移到减压塔，这样不仅增加了减压炉的热负荷，而且因为大量轻组分进入减压塔，减压塔空塔气速显著升高，增加了压力降，降低了减压塔闪蒸段的真空度，影响

10、拔出率。为了提高常压拔出率，对常四线的抽出量进行了调整，常压拔出率由34上升到35，缓解了减压塔的汽相负荷。（10）减四线控制方式原设计减四线生产500SN料，因此减四线汽提塔液位由减压塔的馏出量进行控制。由于目前减四线不控制质量，因此将减四线馏出控制阀副线、调节阀全部打开，不控制减四线抽出口的液位，防止减四线产品在塔内溢流。减四线汽提塔液位控制改为由出装置油量控制，确保了侧线抽出量的稳定。3 深拔结果分析3.1收率情况3.1.1渣油收率情况渣油收率的调整可以分为三个阶段：（1）调整注汽阶段。减压炉注汽、减压塔吹汽量的调整，对减压渣油的收率影响不大，这一阶段，排除意外的干扰因素，渣油收率基本在

11、37.538.5之间。（2）初步提温阶段。随着减压炉出口温度的提高，渣油收率开始明显下降。减压炉总出口温度由393提高到398后，渣油收率达到36.537.5之间。（3）进一步提温阶段。减压炉总出口温度由398提到400后，渣油收率达到36.5以下。图2 渣油收率情况35.0035.5036.0036.5037.0037.5038.0038.5039.001234567891011121314151617181920212223242526日期3.1.2各侧线收率变化情况工艺调整后，常压拔出率基本没变，减压塔各侧线的收率发生变化，减压拔出率有所上升。减二线收率下降，减三线收率上升，减二、减三线

12、总收率下降。 减四线收率上升，减五线收率下降，减四、减五线总收率上升。 3.2产品质量情况减二线、减三线产品的馏程基本没有发生变化，减二线7580，减三线8085。减三线的比色和残碳明显好转。比色由3.5降到3.0，残碳由0.070.08m%降到0.030.04m%。渣油的性质基本没有大的变化，残碳稳定在8.5m%左右，500含量4.04.5m%之间，密度没有明显变化。3.3能耗变化情况实施减压深拔后，减压炉出口温度上升、减压炉注汽量增加、塔的吹汽量增加，这些均导致装置的能耗上升，具体情况如下： 减压炉出口温度提高，加热炉能耗增加0.28 kgoil/t加热炉注汽量增加，加热炉能耗增加0.04

13、 kgoil/t加热炉注汽量增加，总能耗增加0.36 kgoil/t塔吹汽量增加，总能耗增加0.35 kgoil/t实施减压深拔后，渣油收率下降，影响了原油换热，但是由于优化了中段回流的流量，原油换热终温总的情况有所上升，装置能耗下降0.02 kgoil/t。因此实施减压深拔后，装置总能耗上升了1.01 kgoil/t3.4经济效益实施减压深拔项目后，渣油收率由38下降到36.5，共下降了1.5，该部分产品全部进入减四线和减五线，减四线、减五线与渣油差价按300元/吨计算，年加工量按250万吨计算，则年效益为：2501.5300=1125万元项目投资：252万元因此2.7个月就可以收回项目投资

14、。4 存在问题及解决措施对减压系统调整后，渣油收率明显下降，取得了一定的效果。但是，在运行过程中，发现系统存在一些的问题。（1）瓦斯波动瓦斯组分变化较大，对加热炉温度的控制造成不利影响，加热炉出口温度波动较大，塔内汽液平衡因此发生波动，影响产品收率。应平衡全厂瓦斯系统，保证瓦斯组成、压力稳定。（2）减压塔真空度周期性波动每天下午，减压塔真空度均要下降23KPa（1520mmHg），估计是受环境温度、压力变化的影响。（3）减五线调节阀小工艺调整后，减五线收率上升，减五线流量控制阀偏小，需要开副线才能保证抽出量，给减五线液位的控制带来一定的困难。（4）减一线集液盘满，溢流目前减一线集液盘液位与减一

15、线出装置量串级控制，为了控制减一线收率以及减二线质量，减一线集液盘满液位操作，产生溢流，增加了塔压力降。建议将减一线集液盘液位与减一中流量串级控制，避免溢流，减少阻力降。（5）减压塔压力降减压塔压力降高于设计值（6.7kPa/50mmHg），并且主要产生在塔盘上，实际测量的压力降情况如下： 塔顶到减一线集液盘0.5 kPa 18-26板 2.8 kPa 5-17板 4.0 kPa 清洗段 0.4 kPa 总塔压降 7.7 kPa实际的压力降为 7.7 kPa 而DCS显示的压力降为 5.6 kPa，存在一定的偏差。（6）清洗段喷头有堵塞迹象清洗油过滤器不能够很好的起到过滤作用，建议重新设计、选

16、型，确保杂质不进入喷头产生堵塞。堵塞喷头的情况仅仅在没有流量和液体中含有固体杂质的时候才会发生，因此要保证清洗油的流量，建议不低于20t/h。（7）真空度计量问题目前装置真空度计量采样表压的形式，因此受大气压波动的影响，不能反映系统压力的真实情况，建议采样绝对压力进行计量。（8）减压塔底急冷油目前用燃料油回流作为减压塔底急冷油，给加热炉燃料油火嘴的正常燃烧造成影响，同时燃料油回流的量也不能满足控制塔底温度的要求。建议配置一条急冷油专线。5 结束语（1）通过优化工艺参数，渣油收率明显下降，实现了减压深拔，并且投资较小，经济效益比较显著。（2）深拔后，渣油质量没有发生明显变化，渣油收率下降了1.5

17、以上，有利于二次加工装置的原料平衡。（3）减二线质量没有发生变化，减三线质量略有改善，说明洗涤段的改造是成功的。（4）实施减压深拔后，装置能耗上升较大。作者简介：雷钧 工程师，1994年毕业于大连理工大学化学工程专业，目前从事炼化技术管理工作The optimization of process parameters realization of VDU deep cutAbstract: combined with the examples of CDU&VDU unit operating, the paper discussed how the process parameters influenced the VDU deep cut rate, and analyzed in detail about the existing problems after the deep cut as well as the diversification of the energy consumption. Key words: optimize, process parameters VDU deep cut