第五節(jié) 減壓蒸餾

1、1主講人主講人 沈健沈健 教授教授2第四節(jié)第四節(jié) 減壓蒸餾減壓蒸餾 原油中350以上的高沸點(diǎn)餾分是餾分潤(rùn)滑油和催化裂化、加氫裂化的原料，但是由于在高溫下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，所以在常壓塔的操作條件下不能獲得這些餾分而只能在減壓和較低的溫度下通過減壓蒸餾取得。 在現(xiàn)代技術(shù)下，通過減壓蒸餾可以從常壓重油中蒸餾出沸點(diǎn)越550以前的餾分油。 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的不同，減壓塔可分為潤(rùn)滑油型和燃料型兩種。3 1、減壓精餾塔的一般工藝特征 對(duì)減壓塔的基本要求是在盡量避免油料發(fā)生分解反應(yīng)的條件下盡可能多地拔出減壓餾分油。做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵在于提高汽化段的真空度。除了需要有一套良好的塔頂抽真空系統(tǒng)外，一般采取以下措施： 降低

2、從汽化段到塔頂?shù)牧鲃?dòng)壓降；減少塔板數(shù)和降低油氣通過塔板的壓降。（減壓塔在很低的壓力下操作，各組分的相對(duì)揮發(fā)度比常壓條件下大為提高，比較容易分離；另一方面，減壓塔的分離要求比常壓塔低。 減壓塔兩個(gè)側(cè)線之間一般為3-5塊塔板就能滿足要求；減壓塔采用較小壓降的塔板。 4 降低塔頂油汽餾出管線的流動(dòng)壓降。為此，現(xiàn)代煉油減壓塔塔頂不出產(chǎn)品，塔頂管線只供抽真空設(shè)備抽不凝氣之用，以減小通過塔頂?shù)臍怏w量。減壓塔的塔頂采用循環(huán)回流。 減壓塔的塔底汽提蒸汽比常壓塔大，這樣可以降低汽化段中的油汽分壓。當(dāng)汽化段的真空度低時(shí)，要求加大汽提蒸汽用量，因此從總的經(jīng)濟(jì)效益看，減壓塔的操作壓力和汽提蒸汽用量有一個(gè)最優(yōu)的配合關(guān)系

3、，在設(shè)計(jì)時(shí)必須具體分析。 5 減壓塔汽化段溫度并不是常壓重油在減壓蒸餾系統(tǒng)中所經(jīng)受的最高溫度，此最高溫度的地點(diǎn)是在減壓爐出口。為了避免油品的分解，對(duì)加壓爐出口的溫度有一個(gè)限制，在生產(chǎn)潤(rùn)滑油時(shí)不超過395 ，在生產(chǎn)裂化原料時(shí)不超過400-420 ，同時(shí)在高溫爐內(nèi)采用較高的油汽流速減少停留時(shí)間。 縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時(shí)間。塔底渣油是最重的物料，如果在高溫下停留時(shí)間過長(zhǎng)，則分解和縮合反應(yīng)會(huì)進(jìn)行的比較顯著，其結(jié)果是一方面，產(chǎn)生較多的不凝氣，使減壓塔的真空度下降。另一方面，造成塔內(nèi)結(jié)焦。因此，減壓塔底部的直徑縮小以縮短渣油在塔內(nèi)的停留時(shí)間。6 在減壓下，油氣、水蒸氣、不凝氣的比容大，比常壓塔中的油比

4、容要高出十余倍。盡管減壓蒸餾時(shí)允許采用比常壓塔高得多的空塔線速，減壓塔的塔徑還是比常壓塔大。 減壓塔處理的油料比較重，年度比較高，而且還含有表面活性物質(zhì)。加之塔內(nèi)的蒸汽速度有相當(dāng)高，因此蒸汽穿過塔板液層時(shí)形成泡沫的傾向比較嚴(yán)重。為減少泡沫攜帶泡沫，減壓塔的塔板間距比常壓塔大。 減壓塔的底座比較高，塔底液面與塔底油抽出泵入口的高差在10米左右，這主要是為了給熱油泵提供足夠的灌注頭。7 2、潤(rùn)滑油型減壓塔的工藝特征 潤(rùn)滑油型減壓塔對(duì)油料要求粘度合適、殘?zhí)恐档?、色度好，?duì)分餾精確度的要求和原油常壓分餾塔差不多。圖7-58和圖7-59是潤(rùn)滑油型減壓塔的示意圖。 與常壓塔區(qū)別： 由于減壓下餾分的相對(duì)揮發(fā)

5、度較大，而且他內(nèi)采用較大的板間距，故兩個(gè)側(cè)線餾分之間的塔板數(shù)比常壓塔少，一般為3-5塊塔板。 側(cè)線抽出板采用升氣式抽出板，這種抽出板形式對(duì)于集油和抽油操作比較好，但是沒有精餾作用。 8 中段回流采用圖7-58和圖7-59兩種形式，后者是把中段回流抽出和抽油操作結(jié)合在一起，這樣可以使塔板效率受回流影響小些。 減壓塔各點(diǎn)溫度的確定與常壓塔不同，但是在減壓塔中，內(nèi)回流對(duì)油氣分壓的作用比較難確定，因此，對(duì)減壓塔的溫度條件常安如下經(jīng)驗(yàn)求定： 側(cè)線溫度 取抽出板上總壓的30-50作為油汽分壓計(jì)算在該分壓 下側(cè)線油品的泡點(diǎn)； 塔頂溫度 是不凝氣和水蒸汽離開塔頂?shù)臏囟龋话惚人斞h(huán)回流進(jìn)他溫度高出28-40

6、 塔底溫度 通常比汽化段溫度低 5-10 。9 圖 7-58 潤(rùn)滑油型減壓塔（一）接抽真空系統(tǒng)減壓一線減壓二線減壓三線減壓四線減壓渣油升汽管型抽出板破沫網(wǎng)10 圖 7-59 潤(rùn)滑油型減壓塔（二）11 3、燃料型減壓塔的工藝特征 燃料型減壓塔即以生產(chǎn)燃料為目的，不生產(chǎn)潤(rùn)滑油，由于燃料型減壓塔不出產(chǎn)品而是二次加工的原料，因此對(duì)塔的要求與潤(rùn)滑油型不一樣，由此具有自身的特點(diǎn)。燃料型減壓塔如圖7-60所示。 燃料型減壓塔的主要任務(wù)是為催化裂化和加氫裂化提供裂化原料。對(duì)燃料型減壓塔的基本要求是在控制餾出油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和重金屬含量的前提下盡可能提高餾出油的拔出率。為達(dá)到這個(gè)要求，燃料型減壓塔具有以下的特

7、點(diǎn)：1215913 可以大大減少塔板數(shù)以降低從汽化段至塔頂?shù)膲航怠?cè)線抽出板之間的塔板只是換熱板； 可以大大減少內(nèi)回流量，在某些塔段，甚至可以使內(nèi)回流為零。這可以通過塔頂循環(huán)回流和終端循環(huán)回流做到。例如7-60的頂部和中部?jī)蓚€(gè)塔段中，其回流熱幾乎全部由塔頂回流和中段回流取走，因此在兩個(gè)塔段中只有產(chǎn)品蒸汽、水蒸氣和不凝氣通過，而沒有回流蒸汽塔與塔段之間只有升氣管相通，而沒有內(nèi)回流聯(lián)系。可見這幾層塔板只是換熱板，在其上部，低溫的循環(huán)回流把該段側(cè)線產(chǎn)品冷凝下來而抽出，所發(fā)生的是平衡冷凝過程。 14 為了降低餾出油的殘?zhí)亢椭亟饘俸?，在汽化段上面設(shè)有洗滌段。洗滌段中設(shè)有塔板和破沫網(wǎng)。所有的回流可以是最

8、下側(cè)線的回流油，也可以設(shè)循環(huán)回流。一般的做法是使用上一層的液相回流通過蒸餾作用出去雜質(zhì)的效果比使用冷循環(huán)回流效果好些。為了保證最低側(cè)線抽出板下方有一定的回流量，通常有1%-2%的過汽化度。對(duì)于裂化原料要求嚴(yán)格時(shí)，過汽化度可達(dá)4%。 燃料型減壓塔的汽、液相負(fù)荷分布與常壓塔或潤(rùn)滑油型減壓塔有很大的不同。 在燃料型減壓塔內(nèi)，除了汽化段以上幾層塔板上有內(nèi)回流以外，其余塔段都沒有內(nèi)回流。15進(jìn)料在汽化段中生成氣相，往上進(jìn)入過汽化油冷凝段，由于溫度逐漸下降，故逐板生成一些內(nèi)回流，所以氣、液相負(fù)荷由下而上逐板增加。 進(jìn)入到第二側(cè)線產(chǎn)品冷凝段的氣相量等于所有側(cè)線產(chǎn)品的量加上不凝氣和汽提蒸汽和水蒸氣。 進(jìn)入第一

9、側(cè)線產(chǎn)品冷凝段以后，氣相負(fù)荷也是逐板下降，直至塔頂時(shí)只有不凝氣和水蒸氣以及它們攜帶的少量油氣，再進(jìn)入抽真空系統(tǒng)。 液相負(fù)荷在一級(jí)和二級(jí)冷凝段的頂板上，液相負(fù)荷就是進(jìn)塔的循環(huán)回流量。如果不考慮循環(huán)回流，則每個(gè)冷凝段頂上的液相負(fù)荷為零。16往下流動(dòng)時(shí)，由于側(cè)線產(chǎn)品逐板冷凝而使液相負(fù)荷逐板增大，至第一側(cè)線抽出板上，液相負(fù)荷等于該側(cè)線產(chǎn)品的流量加上該塔段的循環(huán)回流量。這一部分液相，在抽出板上全部被抽出而不流到下一個(gè)冷凝段中去。在下一個(gè)塔段有重復(fù)這樣的過程。 燃料型減壓塔由于側(cè)線產(chǎn)品對(duì)閃點(diǎn)沒有要求，所以不設(shè)側(cè)線汽提塔。 燃料型減壓塔對(duì)油品的裂解限制不嚴(yán)格，所以進(jìn)料最高加熱允許溫度提高至410-420 。

10、 側(cè)線產(chǎn)品溫度是該處油氣分壓下側(cè)線產(chǎn)品的泡點(diǎn)溫度。17145781014578 10塔 板 序 號(hào)液汽圖 -3-4 燃料型減壓塔的汽、液相負(fù)荷分布18 減壓抽真空的方法 （1）蒸汽噴器（也稱蒸汽噴射泵或抽空器）； 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有運(yùn)轉(zhuǎn)部件，使用可靠而無(wú)需動(dòng)力機(jī)械，且水蒸汽易得到，但能量利用率低。 （2）機(jī)械真空泵。 特點(diǎn)：能量利用率高，減少水污染。19 1、抽真空系統(tǒng)的流程 抽真空系統(tǒng)的作用是將塔內(nèi)產(chǎn)生的不凝氣和吹入的水蒸汽連續(xù)的抽走以保證減壓塔的真空度的要求。減壓塔的真空度是減壓塔重要的操作參數(shù)，直接影響分離效率和減壓餾分的拔出率，以及減壓餾分的質(zhì)量指標(biāo)，在實(shí)際操作中我們總是希望在減壓塔

11、拔出更多的減壓餾分油，這就要求減壓塔有良好的真空度。 圖7-62是常減壓蒸餾裝置常用的抽真空系統(tǒng)的流程。20P1P2P2”P221 2、蒸汽噴射器的工作原理 蒸汽噴射器的基本工作原理是利用高壓水蒸汽在噴管內(nèi)膨脹，使壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能從而達(dá)到高速流動(dòng)，在噴管出口周圍造成真空。1122圖 -3-6 氣體在噴管中的穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)（a）收斂型 （b）擴(kuò)散型22 3、真空度的極限和增壓噴射泵 （1）真空度的極限 理論上冷凝器中所能達(dá)到的殘壓最低只能達(dá)到該處溫度下水的飽和蒸氣壓 減壓塔頂殘壓比冷凝器中水的飽和蒸汽壓高得多。 （2）增壓噴射泵 在減壓塔頂餾出物進(jìn)入第一個(gè)冷凝器以前，再安裝一個(gè)蒸汽噴射器使餾出汽體

12、升壓。這個(gè)噴射器稱為增壓噴射器或增壓噴射泵。設(shè)增壓噴射器的抽真空系統(tǒng)見圖-3-9 。 表-3-1是一個(gè)處理量為100萬(wàn)噸/年常減壓裝置的計(jì)算數(shù)據(jù)。23圖 -3-9 增壓噴射器塔頂來不凝氣加水蒸汽蒸汽蒸汽一級(jí)噴射器蒸汽二級(jí)噴射器放入大氣去水封池24表 -3-1 某減壓塔的蒸汽噴射器計(jì)算數(shù)據(jù)項(xiàng) 目增壓噴射器一級(jí)噴射器二級(jí)噴射器噴嘴，個(gè)數(shù)/喉徑，mm9 / 11.71 / 14.71 / 13.7擴(kuò)壓管喉徑，mm3058446.5工作蒸汽壓力，公斤/cm2(表）999吸入氣體溫度，C1004040吸入氣體量，公斤/時(shí)油 汽780分 解 氣310310310空 氣253035水 蒸 汽10002504

13、0吸入氣體壓力，mmHg2090310工作蒸汽用量，公斤/時(shí)276069070025（3）抽真空級(jí)數(shù) 抽真空的級(jí)數(shù)根據(jù)減壓塔所要求的真空度來確定，不同的生產(chǎn)目的，要求的真空度是不一樣的。見表-3-2 減壓塔頂殘壓與抽真空級(jí)數(shù)的關(guān)系。表 -3-2 減壓塔頂殘壓與抽真空級(jí)數(shù)的關(guān)系26 傳統(tǒng)的減壓塔使用塔底水蒸汽汽提，并且在加熱爐管中注入水蒸汽，其目的是在最高允許溫度和汽化段能到達(dá)的真空度的限制條件下盡可能地提高減壓塔的拔出率。 減壓塔中使用水蒸汽的不利之處： 消耗蒸汽量大； 塔內(nèi)汽相負(fù)荷增大； 增大塔頂冷凝負(fù)荷； 含油污水量增大。27 1、實(shí)現(xiàn)干式減壓蒸餾的技術(shù)措施 不依賴注入水蒸汽以降低油汽分壓的減壓蒸餾方式稱為干式減壓 蒸餾，而傳統(tǒng)使用水蒸汽的方式則稱為濕式減壓蒸餾。 實(shí)現(xiàn)干式減壓蒸餾主要是采取以下的技術(shù)措施： 使用增壓蒸汽噴射器以提高減壓塔頂?shù)恼婵斩龋?降低從汽化段至塔頂?shù)膲航担?降低減壓爐出口至減壓塔入口間的壓力降； 設(shè)洗滌和噴淋段。28 2、使用干式減壓蒸餾的效益 表7-24列出了南京煉油廠常減壓裝置進(jìn)行技術(shù)改造后，采用干式減壓蒸餾與采用濕式減壓蒸餾的結(jié)果比較。分析表中數(shù)據(jù)，可以看到以下幾點(diǎn)： 由于汽化段真空度的提高，即