常减压讲义

常减压讲义

FV2102 E-101/1.2

E-102

E-103/1.2

原油自罐区来 FT2101

FV2103

E-105/1.2

E-106

E-107

E-104

FT2102

FT2104 HV2101

D-101/1.2.3

E-108 FT2103 FT2105 HV2102

E-109/1.2 E-110 E-111/1.2 E-112/1.2 E-113

C-101

E-114 E-115 E-116/1.2 E-117 E-118/1.2 E-119

FT2116 HV2103 E-120 E-121 E-122/1.2

P-103/1.2

FT2117 HV2104 E-123 E-124 E-125/1.2

FV2401

FV2401/1 FV2403

E-126/1. 2 FV2402 F-101 C-102 P-112/1.2

FV2402/1 FV2404

F-102 C-104 P-122/1.2 E-126/1.2 E-122/1.2 E-112/1.2

E-117 E-109/1.2 E-140/1.2 渣油罐区

重污油线

常减压蒸馏是原油加工的第一道工序，原油通过常减压蒸馏分离成各种油品和下游加工装置的原料。

常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程。分馏原理:利用石油中各组成成分沸点的不同进行蒸馏,所以是物理方法;由于进行多次蒸馏,故称分馏;得到的不同沸点范围的产物称馏分,但仍是多种烃的混合物.

原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。包括三个工序：原油预处理（脱盐、脱水） ；常压蒸馏；减压蒸馏。

首先将原油换热至90～130℃加入水和破乳剂，经混合后进入电脱盐罐进行脱盐、脱水。经脱盐脱水后的原油换热至～230℃，进入初馏塔，塔顶拔出轻汽油，塔底拔顶原油经换热和常压炉加热到360～370℃进入常压分馏塔，分出汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分，经电化学精制后作成品出厂。常压塔底重油经减压炉加热至380～400℃进入减压分馏塔，在残压为2～8kPa下，分馏出各种减压馏分，作催化或润滑油原料。减压渣油经换热冷却后作燃料油或经换热后作焦化、催化裂化，氧化沥青原料。

1. 原油预处理

㈠ 预处理的目的

原油中含有水及NaC1、CaC12、MgC12等无机盐类等各种杂质，在加工过程中会对设备及产品质量造成危害。原油含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时甚至造成冲塔事故。原油含水多增加了热能消耗，同时也增大了冷凝冷却器和蒸馏塔的负荷，冷却水消耗量也随之增大。

原油中的盐类一般是溶解在原油所含的水中，有时也会有一部分以微细颗粒状态悬浮于原油中。各种原油所含盐分的组成是不同的，主要是钠、钙、镁的氯化物，而以NaC1的含量为最多。这些盐类的存在对加工过程危害很大，主要表现在：

（1）在换热器和加热炉中，随着水分的蒸发，盐类沉积在管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动压降，严重时甚至会堵塞管路导致被迫停工；

（2）造成设备腐蚀。CaC12、MgC12能水解生成具有强腐蚀性的HC1，尤其是在低温设备部分由于水的存在而形成盐酸时更为严重。

CaC12+2H2O=Ca(OH)2+2HC1

MgC12+2H2O=Mg(OH)2+2HC1

在加工含硫原油时，含硫化合物会分解出H2S，对设备有腐蚀作用，但生成的腐蚀物FeS附着在金属表面上能对金属起保护作用。可是，当同时有HC1存在时，HC1能与FeS反应而破坏保护层，而放出的H2S，又会进一步与铁反应，从而加剧腐蚀。

FeS+2HC1=FeC12+H2S

（3）原油中的盐类大多残留在渣油和重馏分中，这将直接影响某些产品的质量，例如使石油焦的灰分增加、沥青的延伸度降低等。同时也使二次加工原料中金属含量增加，加剧催化剂的污染和中毒。

㈡ 基本原理

绝大多数的盐可溶于水，形成乳化液，要脱盐就必须脱水，脱水就必须破乳。

为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水(注入量一般为5%)，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使原油中处于分散状态下的含盐水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分离，再通过切水系统将其除去，达到脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。

原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。

水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。

交直流电脱盐成套设备由正负垂挂式电极板沿罐体轴线方向依次排列，自下而上形成交流弱电场、直流弱电场、直流强电场。原油、水、破乳剂组成的乳化液在水相中进入电脱盐罐体，通过水层的冲洗后，首先进入交流弱电场，在交流弱电场中，电极上的电荷每秒变化若干次，这就会引起水滴的形状和电荷极性的相应变化，这种振荡使包围水滴的乳化膜破裂，从而使水滴能够互相结合成为较大水滴从油相中沉降下来，介质的导电率大大降低，这为进入上面的直流强电场提供了有利的电场条件，避免了极板击穿或短路事故的发生；在直流电场中，极化后两端带不同极性的小水滴发生电泳现象，聚结在电极板上，同时水平方向电泳的水滴与垂直沉降的水滴碰撞几率大大增加，又增进水滴的聚结沉降。

㈢ 工艺过程

本装置采用三级脱盐脱水流程。

原油先与水、破乳剂按比例混合，经加热到规定温度，送入一级脱盐罐，一级电脱盐的脱盐率在90%～95%之间，在进入二级脱盐之前，仍需注水，一级注水是为了溶解悬浮的盐粒，二级注水是为了增大原油中的水量，以增大水滴的偶极聚结力。

根据产品的用途不同，可将原油蒸馏工艺流程分为以下三种类型：

1、 燃料型 这类加工方案的目的产品基本上都是燃料。

从罐区来的原油经过换热，温度达到80℃～120℃左右进电脱盐脱水罐进行脱盐、脱水。经这样预处理后的原油再经换热到210℃～250℃进入初馏塔，塔顶出轻汽油馏分，塔底为拔头原油，拔头原油经换热进常压加热炉至360℃～370℃，形成的气液混合物进入常压塔，塔顶出汽油馏分，经冷凝冷却至40℃左右，一部分作塔顶回流，一部分作汽油馏分。各侧线馏分油经汽提塔汽提出装置，塔底是沸点高于350℃的常压重油。用热油泵从常压塔底部抽出送到减压炉加热，温度达到390℃～400℃进入减压精馏塔，减压塔顶一般不出产品，直接与抽真空设备连接。侧线各馏分油经换热冷却后出装置作为二次加工的原料。塔底减压渣油经换热、冷却后出装置作为下道工序如焦化、溶剂脱沥青等的进料。

2、燃料-润滑油型

⑴ 常压系统在原油和产品要求与燃料型相同时，其流程亦相同。

⑵ 减压系统流程较燃料型复杂，减压塔要出各种润滑油原料组分，故一般设4～5个侧线，而且要有侧线汽提塔以满足对润滑油原料馏分的闪点要求，并改善各馏分的馏程范围。

⑶ 控制减压炉出口最高油温不大于395℃，以免油料因局部过热而裂解，进而影响润滑油质量。

⑷ 减压蒸馏系统一般采用在减压炉管和减压塔底注入水蒸汽的操作工艺。注入水蒸汽的目的在于改善炉管内油的流动情况，避免油料因局部过热裂解，降低减压塔内油汽分压，提高减压馏分油的拔出率。

3、化工型

化工型原油蒸馏工艺的特点是：

⑴ 化工型流程是三类流程中最简单的。常压蒸馏系统一般不设初馏塔而设闪蒸塔(闪蒸塔与初馏塔的差别在于前者不出塔顶产品，塔顶蒸汽进入常压塔中上部，无冷凝和回流设施)。

⑵ 常压塔设2～3个侧线，产品作裂解原料，分离精确度要求低，塔板数可减少，不设汽提塔。

⑶ 减压蒸馏系统与燃料型基本相同。

2. 常压蒸馏

脱盐后的原油经换热进入初馏塔进行预分馏，以减少进入常压塔的轻组分，并使原油中所含的水在初馏塔汽化，避免对常压塔操作造成大的冲击。初馏塔底油经常压炉加热至370℃左右，使其部分汽化后进入常压塔，在常压塔内平衡汽化后气相经塔盘上升，在塔盘上与液相回流发生传质热作用，通过回流调整塔内的温度梯度和汽液相负荷的分布，利用塔盘的分离作用，在塔的不同高度处抽出液相，就可以得到所需的各种馏分的产品了。

3. 减压蒸馏

常底重油在常压下必须加热到400℃以上才能继续分馏，但高温度造成油品裂解和结焦，影响产品质量和长周期生产。根据油品的沸点随压力降低而降低的原理，利用喷射式蒸汽抽空器和机械抽真空的方法使减压塔内保持负压状态，使高沸点组分在低于其常压沸点的温度下汽化蒸汽，从而避免了温度过高造成的渣油热裂化和结焦，保证油品质量和分馏效果。

减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器或机械真空泵。蒸汽喷射器的结构简单，使用可靠而无需动力机械，水蒸汽来源充足、安全，因此，得到广泛应用。而机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中采用。

与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比，减压精馏塔有如下几个特点：

⑴ 根据生产任务不同，减压精馏塔分燃料型与润滑油型两种。润滑油型减压塔以生产润滑油料为主，这些馏分经过进一步加工，制取各种润滑油。燃料型减压塔主要生产二次加工的原料，如催化裂化或加氢裂化原料。

⑵ 减压精馏塔的塔板数少，压降小，真空度高，塔径大。为了尽量提高拔出深度而又避免分解，要求减压塔在经济合理的条件下尽可能提高汽化段的真空度。因此，一方面要在塔顶配备强有力的抽真空设备，同时要减小塔板的压力降。减压塔内应采用压降较小的塔板，常用的有舌型塔板、网孔塔板等。减压馏分之间的分馏精确度要求一般比常压蒸馏的要求低，因此通常在减压塔的两个侧线馏分之间只设3~5块精馏塔板。在减压下，塔内的油汽、水蒸汽、不凝气的体积变大，减压塔径变大。

⑶ 缩短渣油在减压塔内的停留时间 塔底减压渣油是最重的物料，如果在高温下停留时间过长，则其分解、缩合等反应会进行得比较显著，导致不凝气增加，使塔的真空度下降，塔底部分结焦，影响塔的正常操作。因此，减压塔底部的直径常常缩小以缩短渣油在塔内的停留时间。另外，减压塔顶不出产品，减压塔的上部汽相负荷小，通常也采用缩径的办法，使减压塔成为一个中间粗、两头细的精馏塔。

4. 产品精制

是用烧碱水溶液处理油品，如汽油、柴油、润滑油，可除去含氧化合物和硫化物