常减压蒸馏装置优化操作与能耗降低研究

常减压蒸馏装置优化操作与能耗降低研究

姚宜辰

广东石化有限责任公司 广东省揭阳市 522000

摘要：目前，随着我国经济的加快发展，加热炉是石油化工厂与炼油厂常见设备，常减压蒸馏装置中的加热炉是重要的供热设备，也是常减压蒸馏装置能耗最高的设备之一。在装置运行过程中，分析热效率过低的原因，采取有效的能效提升措施，从而提高加热炉的热效率，同时降低对环境造成的影响，是降低加热炉运行成本，提高经济效益和社会效益的有效途径。

关键词：常减压蒸馏装置;优化操作;能耗降低

引言

常减压蒸馏装置是炼油厂的龙头装置，也是炼油厂能耗最大的装置之一，其能耗约占炼油厂总能耗的１４％，因此降低常减压装置的能耗对于炼油厂的节能降碳具有重大意义。近几年来，通过采用各种先进可靠的工艺技术和高效设备，有效降低了装置能耗。据统计，中国石化常减压装置的平均能耗已经从2011年的9.45ｋｇｏｅ／ｔ下降到2021年的8.36ｋｇｏｅ／ｔ。降低常减压蒸馏装置的能耗主要有３种途径，降低工艺总用能、提高热量回收率和提高能量转换效率。在降低工艺总用能方面，需要结合全厂总流程，从装置流程设置和产品结构方面优化降低装置用能；在提高热量回收率方面，主要措施有利用“窄点”技术深度优化换热网络、装置间采用热联合、采用高效传热设备和加强低温热的回收利用等；在提高热量转化效率方面，主要措施有强化加热炉的传热提高加热炉的热效率和采用高效节能变频电机等。结合国内某炼油厂的常减压蒸馏装置设计工作，拟从提高热量回收率和降低工艺总用能等方面深入探讨如何有效降低常减压蒸馏装置的能耗和碳排放。

1提高减压炉出口温度

在各种影响装置减压深拔的原因中，减压炉的出口温度为主要因素之一。适当在合理范围内优化减压炉的出口温度，可以全方位改善减压塔的进料温度。在整个过程中，可以运用PetroSIM软件，针对3套常减压系统减压炉的设计参数以及材料的进料性质进行针对性的动态模拟和分析，计算并形成加热炉的生焦曲线，结合KBC生焦曲线的最终结果，对加热炉的出口温度进行调整。根据计算结果，可以把减压炉的出口温度从基础的383℃适当提升到390℃，进而优化减压装置的拔出率。

2新型节能看火门

节能型看火门钢结构外敷1层新型轻质耐磨浇筑耐火材料，新型轻质耐磨浇筑耐火材料导热系数＜0.2W/（m·k），有效隔离开高温区与钢结构热传导。门盖内层采用纳米材料作为内层保温，外层保温为新型轻质耐磨浇筑耐火材料。通过看火门楔形保温与边框的配合方式来达到密封空气的目的，并且采用快压阀做为门盖的锁紧装置，操作便捷，锁紧性能好。节能型看火门已经成功进行节能改造，减小了门盖与底座之间的缝隙，避免了严重漏风现象的发生，减小了烟气氧含量，提高了加热炉热效率。新型节能看火门主要有4个特点。（1）防止漏风。阻止冷空气由看火门缝隙进入炉内，降低了加热炉的氧含量，对提高加热炉热效率有很好效果；（2）降低热损。看火门表面及边框炉壁的温度可达到40℃，大幅减小散热损耗；（3）操作简便。看火门开关动作简单，门盖关闭后用快压阀锁紧；（4）使用期长。门盖内采用新型轻质耐磨衬里耐火材料，不易坠落及断裂，且热传导率低。

3减压塔塔底封油的更改

减压塔塔底泵用蜡油作为封油，若是量太大，则会导致减压渣油500℃馏分超量，若是封油的性质相对较轻，则容易致使减压塔的塔底泵出现抽空状态。与此同时，若是进一步减少封油的注入总量，则会对机泵的稳定运转带来负面影响，导致密封出现明显泄漏，甚至严重时会出现火灾问题。因此在进行系统的改造升级过程中，可以在其中适当增加渣油回注系统，并运用冷后渣油，将其作为渣油泵的封油，以进一步降低封油系统在500℃时馏出量。

4常顶馏出线出现泄漏管理

安全阀所在平台横管段出现漏点的主要原因是焊口质量与要求不符，加之焊口距离注剂点较近，漏点附近极易残留盐类或其他腐蚀产物，进而造成垢下腐蚀的问题，随着时间的推移，可能导致设备及管道泄漏。检修人员及时更换了横管段，采取了一系列消除应力的方法，降低了焊口再次出现漏点的概率。现场所采取的消除应力的方法如下：（1）采用合适的焊接工艺和焊接材料，确保焊缝的质量和强度，减少应力集中的可能性。（2）采用适当的预热和后热处理工艺，有效消除焊接过程中产生的残余应力，提高焊缝的稳定性、耐久性。（3）在设计还有安装过程中，考虑应力分布的均匀性，采取合适的支撑和补偿措施，减少设备、焊缝所承受的应力。（4）定期进行设备的检测与维护，及时发现并修复可能存在的焊缝问题，确保设备的安全运行和长期稳定性。在消除该隐患后，该装置定期进行侧厚检测，焊口壁厚均在13mm以上，满足安全运行要求。

5优化洗涤段

想要确保洗涤段的底部填料始终保持在湿润状态，则需要运用喷淋设施，并提高喷淋密度，以优化总拔出率，并改善减压馏分油的综合质量。要求洗涤段有较为良好的操作效果，可以进一步减少过汽化率，并基于相同的蜡油质量条件下，改善其综合拔出率。一般情况下，3套常减压需要将洗涤油维持在20t·h-1左右，若是洗涤油太大，则会导致渣油500℃馏出量超过标准。可以升高减压炉出口温度、向着减压炉管内部注入一定的蒸汽，以优化减压塔塔底泵的封油水平。同时在其中增设冷油系统，可以优化前减压拔出率。

6做好装备防腐工作

随着时间的推移，常减压设备在使用过程中会出现不同程度的材质老化现象以及腐蚀泄露现象，当常减压装备在生产过程中出现以上问题时，相关人员需要对常减压装置开展防腐工作。常见的常减压装置设备腐蚀包括为塔顶的冷凝系统腐蚀、高温下的硫腐蚀、高温下的环烷酸腐蚀以及烟气底露点腐蚀。针对以上常减压装置设备的腐蚀情况，相关人员要采取必要的防护措施，常见的有工艺防护、耐腐蚀材料的防护以及腐蚀监控。工艺防护通常指业内人士所说的“一脱三注”工艺，“一脱”是指脱盐，“三注”是指注碱、注氨、注蚀剂。在脱盐环节，相关人员需要将原油中的所有氯化物过滤掉，通过减少氯的成分来达到降低腐蚀的目的。另外，在常减压装置设备中的高温部位中添加耐腐蚀材料也可以在一定程度上达到防腐的效果。这种防护方法主要通过对装置进行技术改造、设备更新的方式，使常减压装置设备达到国家的相关标准，从而改善设备腐蚀现象。除此以外，在进行防腐工作时，部分企业还采用了腐蚀监控系统，将该系统安装在常减压装置的常顶换热器的出口处，结合日常检测数据对设备的腐蚀情况进行分析，并采取适当的防腐措施。

结语

综上所述，对影响减压深拔的各项因素进行了全面分析，结合实际，对减压深拔率带来影响的重要因素为进料段的油气分压水平和温度情况。与此同时，提出了改善减压深拔率的各项措施，其中包括提升减压的出口温度、在减压炉管中注入适当的蒸汽、在炉底吹入蒸汽、更改减压塔底的封油、在其中增设急冷油系统、适当改善前减压拔率、优化洗涤段。目前我国在减压蒸馏装置上，已经实现了工艺技术水平的全面发展，但是作为炼油过程中的主要工序之一，仍然需要有关工作人员加强进一步的探讨和研究，改善技术水平，优化装备结构。

参考文献

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