常減壓裝置主要設(shè)備工作原理和性能

常減壓裝置主要設(shè)備工作原理和性能常壓塔和汽提塔常壓塔的原料和產(chǎn)品都是組成復(fù)雜的混合物，常壓塔是一個(gè)復(fù)合塔結(jié)構(gòu)（側(cè)線產(chǎn)品）。常壓塔下部設(shè)置汽提段，側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔。為了促使原油中的重質(zhì)油在較低的溫度下沸騰、汽化，除采用減壓蒸餾外，還可在蒸餾過(guò)程中，向待蒸餾原油通入高溫水蒸汽，這叫做汽提。汽提實(shí)際上降低了油氣的分壓，與減壓作用相同，而且它操作更簡(jiǎn)便，因此在原油蒸餾工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。在復(fù)合塔內(nèi)，汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品之間只有精餾段而沒(méi)有提餾段，這樣側(cè)線產(chǎn)品中會(huì)含有相當(dāng)數(shù)量的輕餾分，這樣不僅影響本側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量，而且降低了較輕餾分的收率。所以通常在常壓塔的旁邊設(shè)置若干個(gè)側(cè)線汽提塔，這些汽提塔重疊起來(lái)，但相互之間是隔開(kāi)的，側(cè)線產(chǎn)品從常壓塔中部抽出，送入汽提塔上部，從該塔下注入水蒸汽進(jìn)行汽提，汽提出的低沸點(diǎn)組分同水蒸汽一道從汽提塔頂部引出返回主塔，側(cè)線產(chǎn)品由汽提塔底部抽出送出裝置。常壓塔常設(shè)置中段循環(huán)回流即從精餾塔上部的精餾段引出部分液相熱油(或者是側(cè)線產(chǎn)品)，經(jīng)與其它冷流換熱或冷卻后再返回塔中，返回口比抽出口通常高2~3層塔板。作用：在保證各產(chǎn)品分離效果的前提下，取走精餾塔中多余的熱量?jī)?yōu)點(diǎn)：在相同的處理量下可縮小塔徑，或者在相同的塔徑下可提高塔的處理能力；可回收利用這部分溫度較高的熱源。減壓塔：常壓蒸餾剩下的重油組分分子量大、沸點(diǎn)高，且在高溫下易分解，使餾出的產(chǎn)品變質(zhì)并生產(chǎn)焦炭，破壞正常生產(chǎn)。因此，為了提取更多的輕質(zhì)組分，往往通過(guò)降低蒸餾壓力，使被蒸餾的原料油沸點(diǎn)范圍降低。這一在減壓下進(jìn)行的蒸餾過(guò)程叫做減壓蒸餾。減壓蒸餾是在壓力低于100KPa的負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行的蒸餾過(guò)程。由于物質(zhì)的沸點(diǎn)隨外壓的減小而降低，因此在較低的壓力下加熱常壓重油，上述高沸點(diǎn)餾分就會(huì)在較低的溫度下氣化，從而避免了高沸點(diǎn)餾分的裂解。通過(guò)減壓精餾塔可得到這些高沸點(diǎn)餾分，而塔底得到的是沸點(diǎn)在500℃以上的減壓渣油。塔底產(chǎn)品—減壓渣油：焦化原料、催化原料等二次加工原料；經(jīng)加工后生產(chǎn)重質(zhì)潤(rùn)滑油；生產(chǎn)瀝青；做燃料油。減壓蒸餾的核心設(shè)備是減壓塔和它的抽真空系統(tǒng)。減壓塔的基本要求：盡量提高拔出率，對(duì)餾分組成要求不是很嚴(yán)格。提高拔出率的關(guān)鍵：提高減壓塔的真空度。減壓蒸餾的原理與常壓蒸餾相同，關(guān)鍵是減壓塔頂采用了抽真空設(shè)備，使塔頂?shù)膲毫档綆浊?。抽真空設(shè)備的作用是將塔內(nèi)產(chǎn)生的不凝氣(主要是裂解氣和漏入的空氣)和吹入的水蒸氣連續(xù)地抽走以保證減壓塔的真空度要求。減壓塔的抽真空設(shè)備常用的是蒸汽噴射器(也稱蒸汽吸射泵)或機(jī)械真空泵。其中機(jī)械真空泵只在一些干式減壓蒸餾塔和小煉油廠的減壓塔中采用，而廣泛應(yīng)用的是蒸汽噴射器。與一般的精餾塔和原油常壓精餾塔相比。減壓精餾塔具有如下特點(diǎn)：減壓精餾塔分燃料型和潤(rùn)滑油型兩種燃料型減壓塔主要生產(chǎn)二次加工如催化裂化、加氫裂化等原料，它對(duì)分離精確度要求不高，希望在控制雜質(zhì)含量的前提下，如殘?zhí)恐档?、重金屬含量少等，盡可能提高餾分油拔出率。潤(rùn)滑油型減壓塔以生產(chǎn)潤(rùn)滑油餾分為主，希望得到顏色淺、殘?zhí)贾档汀s程較窄、安定性好的減壓餾分油，因此不僅要求拔出率高，而且具有較高的分離精確度。減壓精餾塔的塔徑大、板數(shù)少、壓降小、真空度高由于對(duì)減壓塔的基本要求是在盡量減少油料發(fā)生裂解反應(yīng)的條件下，盡可能多地拔出餾分油，因此要求盡可能提高塔頂?shù)恼婵斩?，降低塔的壓降，進(jìn)而提高氣化段的真空度。塔內(nèi)的壓力低，一方面使氣體體積增大，塔徑變大；另一方面由于低壓下各組分之間的相對(duì)揮發(fā)度變大，易于分離，所以與常壓塔相比，減壓塔的塔板數(shù)有所減少。如前所述，燃料型減壓塔的塔板數(shù)可進(jìn)一步減少，亦利于減少壓降。減小塔徑縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時(shí)間減壓塔底的溫度一般在390℃左右，減壓渣油在這樣高的溫度下，如果停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其分解和縮合反應(yīng)會(huì)顯著增加，導(dǎo)致不凝氣增加，使塔的真空度下降，塔底部結(jié)焦，影響塔的正常操作。為此，減壓塔底常采用減小塔徑(即縮徑)的辦法，以縮短渣油在塔底的停留時(shí)間。另外，由于在減壓蒸餾的條件下，各餾分之間比較容易分離和分離精確度要求不高，加之一般情況下塔頂不出產(chǎn)品，所以中段循環(huán)回流取熱量較多、減壓塔的上部氣相負(fù)荷較小，通常也采用縮徑的辦法，使減壓塔成為一個(gè)中間粗、兩頭細(xì)的精餾塔。由于上述各項(xiàng)工藝特征，從外形來(lái)看，減壓塔比常壓塔顯得粗而短。電脫鹽罐：電脫鹽罐是電脫鹽的主要設(shè)備之一，它有臥式、立式和球形等幾種形式，國(guó)內(nèi)外煉油廠一般都采用臥式罐。下圖為臥式脫鹽罐的示意圖。從地層中開(kāi)采出來(lái)的原油中均含有數(shù)量不一的機(jī)械雜質(zhì)、C1～C2輕烴氣體、水以及NaCl、MgCl2、CaCl2等無(wú)機(jī)鹽類。原油先經(jīng)過(guò)油田的脫水裝置處理，要求將含水量降到<0.5%，含鹽量降至<50mg/l。但由于油田脫鹽脫水設(shè)施不完善或原油輸送中混入水分，進(jìn)入煉油廠的原油仍含有不等量的鹽和水分，鹽類除小部分呈結(jié)晶狀懸浮在原油中外，大部分溶于水中。水分大都以微粒狀分散在油中，形成較穩(wěn)定的油包水型乳狀液。原油含鹽含水對(duì)原油儲(chǔ)運(yùn)、加工、產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備等均造成很大危害，主要為：增加儲(chǔ)運(yùn)、加工設(shè)備（如油罐、油罐車或輸油管線、機(jī)泵、蒸餾塔、加熱爐、冷換設(shè)備等）的負(fù)荷，增加動(dòng)力、熱能和冷卻水等的消耗。例如一座年處理量為250萬(wàn)噸的常減壓蒸餾裝置，如果原油含水量增加1%，熱能耗將增加約7000MJ/h。影響常減壓蒸餾的正常操作。含水過(guò)多的原油，水分氣化，氣相體積大增，造成蒸餾塔內(nèi)壓降增加，氣速過(guò)大，易引起沖塔等操作事故。原油中的鹽類，隨著水分蒸發(fā)，鹽分在換熱器和加熱爐管壁上形成鹽垢，降低傳熱效率，增大流動(dòng)阻力，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)至堵塞管路，燒穿客壁、造成事故。腐蝕設(shè)備，縮短開(kāi)工周期。CaCl2和MgCl2能水解生成具有強(qiáng)腐蝕性的HCl，特別是在低溫設(shè)備部分存在水分時(shí)，形成鹽酸，腐蝕更為嚴(yán)重。CaCl2+2H2O→Ca(OH)2+2HCl;MgCl2+2H2O→Mg(OH)2+2HCl加工含硫原油時(shí)，會(huì)產(chǎn)生H2S腐蝕設(shè)備，其生成的FeS附于金屬表面，形成一層保護(hù)膜，保護(hù)下部金屬不再被腐蝕。但如同時(shí)存在HCl，HCl能與FeS反應(yīng)，破壞保護(hù)膜，反應(yīng)生成物為H2S，會(huì)進(jìn)一步腐蝕金屬，從而極大地加劇了設(shè)備腐蝕。其反應(yīng)為：Fe+H2S→FeS+H2；FeS+2HCl→FeCl2+H2S鹽類中的金屬進(jìn)入重餾分油或渣油中，毒害催化劑、影響二次加工原料質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量。因此原油進(jìn)入煉油廠后，必須先進(jìn)行脫鹽脫水，使含水量達(dá)到0.1%～0.2%。含鹽量<5mg/l，對(duì)于有渣油加氫或重油催化裂化過(guò)程的煉油廠，要求原油含鹽量<3mg/l。原油脫鹽脫水的基本原理：原理：原油中的鹽大部分溶于水中，所以脫水的同時(shí)，鹽也被脫除。常用的脫鹽脫水過(guò)程是向原油中注入部分含氯低的新鮮水，以溶解原油中的結(jié)晶鹽類，并稀釋原有鹽水，形成新的乳狀液，然后在一定溫度、壓力和破乳劑及高壓電場(chǎng)作用下，使微小的水滴，聚集成較大水滴，因密度差別，借助重力水滴從油中沉降、分離，達(dá)到脫鹽脫水的目的，稱為電化學(xué)脫鹽脫水，簡(jiǎn)稱電脫鹽過(guò)程。影響脫鹽脫水的因素：溫度：溫度升高可降低原油的粘度和密度，增加水的沉降速度，但不宜過(guò)高，105～140℃。壓力：避免原油中水輕組分汽化，0.8～2MPa。注水量和水質(zhì)：注水量一般為5%～7%。破乳劑和脫金屬劑：二元以上組分的復(fù)合型破乳劑，脫金屬劑與金屬發(fā)生螯合作用。電場(chǎng)梯度：電場(chǎng)梯度越大，破乳效果越好，過(guò)大水滴會(huì)發(fā)生分散，500～100V/cm。原油脫鹽脫水工藝煉油廠原油的脫鹽脫水大都采用二級(jí)電化學(xué)脫鹽方法,它綜合運(yùn)用加熱、加破乳劑和高壓電場(chǎng)幾種措施，使原油破乳、水滴聚結(jié)而沉降分離。原油按比例加入淡水、破乳劑后經(jīng)原油泵混合，并經(jīng)換熱器加熱到預(yù)定溫度，從底部進(jìn)入一級(jí)電脫鹽罐，通過(guò)高壓電場(chǎng)后，脫水原油從罐頂引出；再次注入新鮮水，經(jīng)混合閥混合后進(jìn)入二級(jí)電脫鹽罐底部，再次通過(guò)高壓電場(chǎng)脫水，脫水后原油從罐頂流出即為脫水原油。從二級(jí)脫鹽罐中脫出的水含鹽較少，將其作為一級(jí)脫鹽前所加的水注入原油，以節(jié)約新鮮水。從一級(jí)脫鹽缸脫出的水，從罐底排出后出裝置。原油進(jìn)入一級(jí)和二級(jí)脫鹽罐前均需注水，其目的是溶解原油中的結(jié)晶鹽類和增大原油中含水量，以增加水滴的偶極聚結(jié)力。通常注水量一級(jí)為原油的5%～6%，二級(jí)為2%～3%。加熱爐余熱回收系統(tǒng)：從常壓爐排出的大約300—380℃熱煙氣，進(jìn)入熱管式空氣預(yù)熱器與由鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)空氣換熱煙氣溫氣降到大約167℃排除煙道，空氣預(yù)熱大約200℃，進(jìn)入常壓爐燃燒器供火嘴燃燒供氧。風(fēng)機(jī)操作：準(zhǔn)備工作：關(guān)閉風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門。檢查風(fēng)機(jī)各部的間隙尺寸，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分有無(wú)碰撞及摩擦現(xiàn)象。聯(lián)軸器加保護(hù)罩。檢查軸承的油位是否在最高和最低油位之間。檢查電器線路及儀表是否正確。檢查冷卻部位是否正常。開(kāi)始啟動(dòng)：風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，逐漸開(kāi)大風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門達(dá)到正常工作狀態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，軸承溫度不得超過(guò)周圍環(huán)境溫度的40℃。緊急停工狀況：發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)有劇烈的噪音。軸承溫度劇烈上升。風(fēng)機(jī)發(fā)生劇烈振動(dòng)和撞擊。5.3主要設(shè)備檢修及維保要求風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)維護(hù)：在風(fēng)機(jī)設(shè)備完全正常的情況下方可運(yùn)轉(zhuǎn)。如果風(fēng)機(jī)設(shè)備在檢修后開(kāi)動(dòng)時(shí)，則需要注意風(fēng)機(jī)各部位是否正常。定期清除風(fēng)機(jī)內(nèi)的灰塵、污垢及水等雜質(zhì)，并防止銹蝕。對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備的修理不許在運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行。風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行中的注意事項(xiàng)：如發(fā)現(xiàn)流量過(guò)大，不符合使用要求，或短時(shí)間內(nèi)需要較小的流量，可利用調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)溫度及油標(biāo)的靈敏性定期檢查在風(fēng)機(jī)開(kāi)、停、運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如發(fā)