炼油厂蒸馏装置节能技术探讨

于庆

大庆中蓝石化有限公司

摘要：炼油化工企业在国民经济发展中发挥重要作用，它既是能源的生产者，也是能耗大户。蒸馏是原油加工的第一道工序，也是能耗最大的工序。依靠技术进步, 深人开展节能技术改造, 加强节能综合治理, 降低蒸馏过程中的能耗，对降低炼油生产成本、提高企业效益具有重要意义。

关键词：炼油厂；蒸馏；节能

1前言

炼油化工在我国国民经济中发挥重要作用，通过加工原油生产多种高附加值产品，为各种生活必需品加工提供重要的原材料。石油化工企业既是能源的生产者，也是能耗大户，在炼油化工个生产工序中，蒸馏是原油加工的第一道工序，通过蒸馏将原油中各种成分分离，为下游加工提供原料。蒸馏是耗能最大的工序，能够占炼油能耗的40%~70%，降低蒸馏过程中的能耗对降低炼油生产成本、提高生产效率具有重要意义。

2 蒸馏过程中节能技术现状

2.1 过滤法对原油脱盐。

原油常减压蒸馏装置是蒸馏工艺的关键装置, 电脱盐是常减压蒸馏的第一道工序, 其电脱盐工艺是炼油厂降低能耗、减轻设备结垢和腐蚀、减少催化剂消耗及改善产品质量的重要工艺过程, 并直接关系到炼油厂的经济效益。通过过滤技术对原油进行深度脱盐脱水, 是一种对乳化原油破乳的新手段。选择一种良好的固体吸附剂作为过滤材料, 并制成破乳过滤柱。用这种过滤材料对原油进行脱盐脱水, 其过滤脱盐工艺效果更佳, 并且具有明显的节电、节水、节省破乳剂的效果。

2.2 强化技术提高拔出率

常减压渣油中含有5 %～ 7 %的轻组分油, 通过常减压蒸馏装置将其拔出的效率是衡量其技术水平的一个重要指标。提高拔出率的技术手段有许多, 如优化塔的操作、改进抽真空系统、改进塔内构件、优化加热炉内两相流动状态等。除此之外, 采用强化蒸馏新工艺提高原油蒸馏拔出率近年来受到人们广泛关注。加入活化剂强化原油蒸馏, 从根本上提高轻质油的拔出率, 从而更加合理的利用宝贵石油资源, 为炼油企业带来效益。用气相色谱模拟蒸馏技术进行了轻质原油混炼油加剂强化蒸馏实验, 在试验中考察了活化剂种类、添加量对混炼油粘度对拔出率的影响。结果表明, 加剂强化蒸馏可以提高轻质原油混炼油的拔出率, 经色谱模拟蒸馏筛选出的活化剂及其适宜的添加量下, 混炼油的拔出率净增值可达2 %～ 3 %。常减压蒸馏装置采用强化技术, 不必改动原有工艺和操作条件, 只需增加添加剂的加入混合装置, 投入少, 见效快,效益高, 对设备、产品及环保无不良影响, 具有工业化应用价值和广阔的市场, 是一项适合我国国情的重油加工新技术。

2.3 提高热回收率

原油蒸馏过程中需要回收大量余热, 并对低温热量进行冷凝。换热器和冷凝冷却器的选用对节能至关重要, 提高冷换设备的换热效率、减少换热面积能够有效提高热量使用效率。另一方面, 冷热交换仪器耗费的钢材也占工艺设备钢材总用量的20 %～ 30%, 改进装置对节约钢材和投资、减少能耗具有重要意义。因此近几年我国原油蒸馏主要采用螺纹管换热器, 它应用在原油蒸馏装置中, 可有效地节省建设投资, 使装置在换热器的投资上降低了25 %。

2.4 提高柴汽比

柴汽比是衡量炼油厂产品是否满足市场需求结构的重要指标之一, 经测算数据显示,

柴汽比每提高0 .1, 汽柴油消费量可减少l %以上, 因此, 提高柴汽比具有较高的经济效益和社会效益。我国是发展中国家, 应鼓励多消费柴油。提高柴汽比的重点在炼油厂提高常减压蒸馏装置的分离精度, 尽可能多地将柴油拨出来。将柴油馏份尽可能全部从常压塔拔出, 不仅可以降低减压炉负荷, 改善减压塔操作,对提高装置平稳率和节能降耗起到了至关重要的作用, 而且与目前石化行业调整油品结构提高柴汽比的大方向相契合, 在节能事业上具有深远的意义。

2.5 提高加热炉效率

加热炉是主要的能源转换设备, 通过加热炉进行转换和消耗的能量大约占到炼油厂综合能耗的30 %以上。提高加热炉热效率和热负荷已成为挖潜增效的主要措施应及时采取, 例如开发应用各种型式的空气预热器, 加强烟气热回收, 减少排烟热损失, 配置余热锅炉;采用高效监测仪表, 实现微机控制管理;广泛应用陶纤衬里等隔热材料, 减少散热损失;开发和应用高效率大能量燃烧器, 采用降低过剩空气系数和减少雾化蒸汽量的技术措施;采用多种型式的扩面管和各种除灰技术等。

3 蒸馏节能技术发展趋势

3.1 积极开发节能新技术、新工艺、新能源

为了未来的节能策略, 需要开发并推广多种新型蒸馏节能的理论和技术, 从能量的转换、传递、回收和利用环节出发, 搞好总体优化用能, 提高能源利用效率。①推广窄点分析技术在常减压蒸馏装置上的应用, 已成为过程用能优化组合的核心技术。窄点分析可在设计开始阶段确定所能达到的最好能量与换热面积策略, 采用窄点技术的节能率平均可达20 %～ 40 %。应用窄点技术也可进行项目改造, 达到比传统方法要明显短的投资回收期, 实现增加炼油厂生产能力与降低能量消耗的目标。②利用常减压梯级蒸馏节能技术对旧常减压装置进行改造, 主体设备基本可利旧不变或移位使用, 设备利旧率高, 显著提高装置的原油加工能力, 设备投资小, 施工周期短, 节能效果相当可观。如用于新装置设计, 则可减小主体设备规模, 节约投资, 经济效益显著。③努力开发和利用节能新工艺, 如热泵蒸馏、热耦蒸馏、多效蒸馏、催化蒸馏等。在炼油厂烯烃转化方案中选用推广新型催化蒸馏技术, 加快新催化剂、新化合溶剂的开发, 减少工艺过程耗能, 提高工艺过程能量利用率。差压热耦合蒸馏节能新技术则是通过将常规蒸馏过程分割为常规分馏和降压分馏两个塔, 可以实现塔顶蒸汽与塔底再沸器的热量耦合匹配, 大幅度降低蒸馏过程的能耗。④加强现代节能理论和方法的研究和应用, 积极开发和应用能源从逐级利用技术和热电联产联供技术, 提高燃料化学能、物流热能和压力能的利用率, 突破燃机-加热炉联合系统。研制和采用高效、节能的新机械、新设备, 如新型节能塔器、反应器、加热炉、分离器、换热器和阀门、机泵等。

3.2 常减压设备大型化

蒸馏过程的大型化是炼油工业分离过程发展的必然趋势。开展蒸馏过程的大型化研究、过程节能及工程化应用, 并以此理论和节能策略为基础, 开发低液面梯度技术、气液均匀分布技术、抗堵塞技术以及与此配套的一系列塔内件技术, 能够形成关键技术的系统集成, 显著降低过程能耗, 极大地提高设备效率、显著降低能耗、大量减少废物排放,对提升行业的技术水平、实现国际先进水平的规模效应具有显著的推动作用。

3.3 建设综合节能系统

全厂节能系统综合优化, 利用过程能量组合, 即把工艺过程作为整体进行优化。如原油蒸馏和流化催化裂化的联合, 在直接利用油浆时,其增加的面积大约为用蒸汽( 间接利用) 时需增加的面积的一半, 并且具有有利的投资回收期。在节能改造中, 对挖掘降低工艺总用能、增加全系统回收热量潜力和提高部分单元设备的热转换效率, 必须进行综合考虑, 才能取得应有的效果。例如对于填料塔, 有了性能良好的填料, 还必须有综合性能优良的气液分布器与之匹配, 才能保证放大效应不明显。在工业装置改造中, 改造加热炉, 增加回收烟气热量的换热面积时也要同时关注提高加热炉的效率, 充分研究工艺过程节能措施。否则节能措施与生产能力不匹配, 就会影响

参考文献：

[1]郑世桂. 进一步降低炼油企业的能耗[J]. 炼油技术与工程，2003,33(8):50~54.

[2]宋平,周红梅,张黎鹏,杨玉霞. 高效热管技术在常减压蒸馏装置加热炉上的应用[J].节能技术,2003,21(119):39~41.

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