一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法及裝置的製作方法

2023-06-10 21:27:31

專利名稱：一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於石油煉製領域，涉及一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法及裝置，具體地說涉及一種在原油減壓蒸餾過程提高拔出率、降低渣油收率、減少裝置能耗、增加原油減壓蒸餾裝置經濟效益的方法及裝置。
背景技術：
煉油廠原油常減壓蒸餾工藝是石油煉製的第一道工序，是通過蒸餾的方法將原油分割成不同餾程範圍的組分，以適應產品和下遊裝置對原料的工藝要求。其輕油收率的高低和能耗的大小直接影響石油煉製的經濟效益。減壓蒸餾工藝就是利用減壓蒸餾原理，通過抽真空使液體表面的壓力降低，從而降低液體的沸點使液體混合物中相對較輕的組分汽化，達到分餾的目的。減壓蒸餾工藝要求在儘量避免油料發生裂解的條件下儘可能多地拔出減壓餾分油，使減壓餾分油的切割點達到560°C甚至更高，使減壓渣油中500°C前餾出
<3%甚至更低。隨著全球經濟的快速發展和社會生活消費的不斷增長，世界石油需求量隨著世界經濟的發展逐年增加，原油資源供應中重油和超重油的供應比例逐步增加，輕質油、中質油的供應比例持續下降，原油成本佔煉油工業總成本的80%以上。因此，提高原油常減壓蒸餾中的拔出率，獲得更多的輕油餾分油，降低常減壓裝置能耗，提高裝置經濟效益成為全球煉化行業共同關注的課題。並且隨著我國國民經濟的快速發展，我國石油消費總量在2020年預計將突破6.5億噸，原油的對外依存度將達到50% 60%。合理利用原油資源，優化加工工藝已是我國石油化工勢在必行之舉。在裝置大型化及煉化一體化新型煉廠設計中，身為「龍頭」的原油常減壓蒸餾裝置在資源利用最大化、能源利用節約化、操作成本合理化、規模投資最佳化，實現我國石油化工產業的可持續發展中具有舉足輕重的地位。因此，新建原油蒸餾裝置要求更高的切割深度，減壓渣油中500°C以下餾分含量要小於5% (質量)，甚至更低；許多老的常減壓裝置在·要求更高切割點的同時，面臨加工規模不能滿足處理量要求和原油品種不斷變化的情況，需要對裝置進行擴能改造，消除「瓶頸」，提高原油蒸餾能力。為此，國內外學者對減壓蒸餾技術進行了比較深入的研究，為提高減壓分餾塔的拔出率，得出了一系列的經驗，可以歸結為:(I)採用先進的真空系統，提高減壓分餾塔頂的真空度；(2)採用新型、高效填料，減少塔內壓降，使得塔底閃蒸區保持較高真空度；(3)改進轉油線設計，降低轉油線壓力降和溫度降；(4)優化洗滌段設計和操作，強化洗滌段的分餾概念；(5)採用新型高效的氣體和液體分布器等。專利CN2242892Y公開了一種複合原油蒸餾減壓塔，塔底設有一個液封裝置與上部隔開，並有一個真空系統接口與塔頂真空系統相連。該實用新型通過液封裝置將減壓塔的精餾段和下部的深拔段隔開，可以將油品質量和拔出率分別予以考慮，可以相對地提高減壓拔出率，但深拔的油品質量很難滿足下遊裝置對原料的工藝要求，同時該實用新型的塔結構複雜，塔頂真空系統負荷高，裝置能耗相對會高。專利CN1287872A發表了一種帶有深度汽提過程的原油常減壓蒸餾方法，是在減壓塔側並聯一個洗滌罐，減壓塔的進料段與汽提段由液封隔離分布器隔開，汽提段的油氣通過連通管進入洗滌罐的下部，取自減壓塔減三線出料的吸收油經冷卻後由洗滌罐上部進入向下噴淋與向上的油氣逆向傳質傳熱，洗滌罐的罐頂油氣出料返回減壓塔的上部，罐底出料作為洗滌油返回減壓塔。該工藝通過增設洗滌罐使減壓塔汽提段經歷了一個深度汽提的過程，有利於提高減壓拔出率。但該方法只是對減壓塔汽提段進行了優化改進，用質量較好的減三線油作為洗滌油，在經濟效益上尚待研究。專利CN1884441A公開了提高石油常減壓蒸餾輕油收率的方法，將含松脂的添加劑加到石油常減壓蒸餾塔的原油中，通過改變原油分子間的作用力而提高常減壓蒸餾的輕油收率。但該方法沒有在工藝技術根本上改變蒸餾技術，而且要消耗大量的添加劑，增加了裝置運行成本和添加化學試劑的操作難度。專利CN101376068A公開了一種帶有減壓閃蒸塔的常減壓蒸餾方法和設備，是在常壓渣油入減壓爐前設置一個減壓閃蒸塔。閃蒸塔底油進減壓加熱爐，閃蒸塔頂氣進入與閃蒸塔頂氣餾分相近的某個側線產品抽出口的上方或下方。該方法通過增加減壓閃蒸塔改進常減壓裝置的流程，達到提高處理量，提高拔出率，降低能耗的目的。但常壓塔底油入閃蒸塔，由於常 壓塔底油的溫度相對較低，再加上爐前閃蒸塔的真空度相對不高，閃蒸塔閃蒸氣化的作用有限，而且閃蒸塔頂氣相入減壓塔，相當於閃蒸後減壓塔分段進料，沒有在根本上改變減壓塔的分餾作用。減壓轉油線是減壓爐和減壓塔之間的連接管線，管內流體屬於變溫汽液兩相流動過程。在高溫、高真空操作條件下，減壓轉油線內流體的溫度、壓力和流速沿轉油線截面的變化對轉油線內流體的平衡汽化率有著重要的影響，進而直接影響減壓塔閃蒸段的汽化過程，對減壓拔出率起著至關重要的作用。近些年來，減壓蒸餾裝置中以大直徑(一般直徑可以達到2m以上)低速減壓轉油線技術逐漸取代了以往的高速轉油線，其目的是在保證減壓塔進料段汽化分率的條件下，儘可能降低減壓爐出口溫度，以防止爐管結焦。或者說，是在規定的爐出口溫度下，儘可能提高塔進料段汽化率，以提高產品分率。為達到這一目的，只有儘可能降低爐管和轉油線壓降，使油品汽化點提前。由於轉油線必須採用15m以上(以保證氣液相有一定的分層時間，有利於提高產品質量和減壓塔拔出率)，因此大直徑長距離的轉油線佔減壓蒸餾裝置投資的較大比例，同時熱量損失和壓降增加等因素均不利於減壓蒸餾塔的操作，且形成的熱應力、熱位移在安全性上給設計和安裝造成一定的難度。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法及裝置，可以明顯提高原油減壓蒸餾過程中的拔出率，提高減壓餾分油的切割點，降低渣油收率，實現原油的深拔操作，增加原油減壓蒸餾的經濟效益，並降低裝置能耗。本發明原油減壓蒸餾方法取消了常規的減壓轉油線；設置漸次氣化爐和漸次減壓閃蒸罐對常壓塔塔底油(以下稱常底油)進行漸次氣化和漸次減壓工藝；減壓蒸餾塔塔底抽出減壓渣油部分循環返回到各級減壓閃蒸罐。本發明的降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法，具體包括以下內容:
(I)由常壓蒸餾來的常壓塔底油首先進入一級氣化爐，加熱到370°c 380°C後進入一級減壓閃蒸罐，一級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔上部分餾段；(2)從步驟(I)來的一級閃蒸液相進入二級氣化爐，加熱到390°C 400°C後。C進入二級減壓閃蒸罐，二級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔中部分餾段；
(3)從步驟(2)來的二級閃蒸液相進入三級氣化爐，加熱到410 420°C後進入三級減壓閃蒸罐，三級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔下部分餾段；
(4)從步驟(3)來的三級閃蒸液相進入減壓蒸餾塔閃蒸段；
(5)各段進料在減壓蒸餾塔中進行減壓蒸餾，減壓蒸餾塔塔頂連接抽真空系統，從塔各側線抽出產品，塔底抽出減壓渣油；
(6)從步驟(5)來的一部分減壓渣油分三路分別引入上述過程中的一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐和三級減壓閃蒸罐；
其中所述的一級閃蒸罐、二級閃蒸罐和三級閃蒸罐具有以下結構:減壓閃蒸罐包括罐體，罐體內包括上部氣相區和下部液相區，在上部氣相區設置至少兩個旋轉蒸發盤，旋轉蒸發盤固定在設置在罐體縱向軸心位置的轉軸上。根據本發明的原油減壓蒸餾方法，所述的減壓閃蒸罐中優選在同一轉軸上設置2 4個旋轉蒸發盤。旋轉蒸發盤為圓盤結構或者為圓環盤結構，旋轉蒸發盤的直徑為減壓閃蒸罐內徑的20% 80%。最下端的旋轉蒸發圓盤距閃蒸罐下部液相區有200mm 600mm的高度。設置兩個或兩個以上旋轉蒸發盤時，旋轉蒸發盤的直徑大小從上往下依次遞增或大小相等。在每 兩個旋轉蒸發盤之間的罐壁上設置防止壁流的擋流板。擋流板為固定在罐壁上與罐壁成15° 45°的封閉圓扇形結構，扇形的上邊固定在罐壁上，下邊圓的直徑為下層旋轉蒸發盤直徑的30% 90%,優選50% 80%。擋流板扇形結構朝向罐壁的面設置3 6筋板，沿罐徑向均布固定擋流板在罐壁上。擋流板將上層旋轉蒸發盤甩至罐壁上的液相收集起來並引流至下一層旋轉蒸發盤上。蒸發盤固定在一個伸入到閃蒸罐內的轉軸上，轉軸採用電機驅動或磁力驅動。減壓閃蒸罐的罐體上設置減壓渣油進料口、氣化爐物料進口、閃蒸氣相出口和閃蒸液相出口，減壓渣油進料口設置在最上端旋轉蒸發盤的上方，氣化爐物料進口設置在最下端旋轉蒸發盤的上方，通過入口分布器將進料引至旋轉蒸發盤上，閃蒸氣相出口設置在罐體的頂部，閃蒸液相出口設置在罐體的底部。在閃蒸氣出料口也可以設置除沫網。旋轉蒸發盤的轉速可以根據進料的性質、裝置的規模及操作要求確定，一般可以為30 600轉/分鐘。本發明的原油減壓蒸餾方法中，步驟(I)所述的一級減壓閃蒸罐採用本發明上述的減壓閃蒸罐。罐頂操作壓力通過閃蒸氣相出口控制，氣相出口連接減壓蒸餾塔上部分餾段，由氣相出口上的控制閥控制一級減壓閃蒸罐壓力為8 kPa 40 kPa，優選為10 kPa 20 kPa。步驟(2)所述的二級減壓閃蒸罐採用本發明上述的減壓閃蒸罐，。罐頂操作壓力通過閃蒸氣相出口控制，氣相出口連接減壓蒸餾塔中部分餾段，由氣相出口上的控制閥控制二級減壓閃蒸罐壓力為5 kPa 30 kPa，優選為6 kPa 15 kPa。步驟(3)所述的三級減壓閃蒸罐採用本發明上述的減壓閃蒸罐。罐頂操作壓力通過閃蒸氣相出口控制，氣相出口連接減壓蒸餾塔下部分餾段，由氣相出口上的控制閥控制三級閃蒸罐壓力為2 kPa 20 kPa，優選為3 kPa 10 kPa。步驟(6)中，步驟(5)所得的部分減壓渣油循環返回各級減壓閃蒸罐，所述減壓渣油的進料口高於其對應的氣化爐出料入口。對於各級減壓閃蒸罐，減壓渣油從各級減壓閃蒸罐最上面旋轉蒸發盤的上方進入，各級氣化爐出口物流從各級減壓閃蒸罐最下面旋轉蒸發盤的上方進入。所述的循環回各級減壓閃蒸罐的減壓渣油的量佔全部減壓渣油的比例為5wt% 50 wt %,其中進入一級、二級和三級閃蒸罐的減壓洛油的比例一般為1.5 3:1
1.5:1。本發明原油減壓蒸餾方法中，各級減壓閃蒸罐的循環返回減壓渣油進入減壓閃蒸罐最上面旋轉蒸發盤的上方，由一個初始分布器進行氣液分離分布，氣相上升由罐頂氣相出料口排出，液相分配到旋轉蒸發盤上，靠離心力的作用在旋轉蒸發盤上擴散成較薄、分布均勻的液膜，液膜在高真空、高溫的條件下在很短的時間內蒸發。未蒸發的液相由擋流板收集，下降到下一層旋轉蒸發盤上。各級氣化爐出料進入減壓閃蒸罐最下面旋轉蒸發盤的上方，由一個入口分布器進行氣液分離分布，氣相上升由罐頂氣相出料口排出，液相分配到旋轉蒸發盤上，靠離心力的作用在旋轉蒸發盤上擴散成較薄、分布均勻的液膜，液膜在高真空、高溫的條件下在很短的時間內蒸發。上升氣相和從上層旋轉蒸發盤落下的液相進行傳質、傳熱。一方面使進料中的氣相得到完全分離，另一方面使渣油中更多的輕組分蒸發出來，提高減壓蒸餾的拔出率。本發明的原油減壓蒸餾方法中，所述的減壓蒸餾塔塔頂進行抽真空操作，控制塔頂壓力為I kPa IOkPa,優選為IkPa 5 kPa。抽真空操作可以採用本領域常規的方法和設備。本發明要解決的另一個技術問題是提供一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾裝置，所述裝置包括減壓蒸餾塔(以下稱減壓塔)、塔頂抽真空系統，其特徵在於，在常壓塔和減壓塔之間設置若干氣化爐和若干閃蒸罐，其中常壓塔塔底油管線同一級氣化爐入口相連，一級氣化爐出口同一級減壓閃蒸罐入口相連，一級減壓閃蒸罐的液相出口同二級氣化爐入口相連，二級氣化爐的出口同二級減壓閃蒸罐入口相連，二級減壓閃蒸罐的液相出口同三級氣化爐的入口相連， 三級氣化爐的出口同三級閃蒸罐的入口相連，三級閃蒸罐的液相出口同減壓塔閃蒸段相連，其中一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐和三級閃蒸罐的氣相出口分別同減壓塔的上部分餾段、中部分餾段和下部分餾段相連，減壓塔底油的出口分別通過管線同一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐和三級閃蒸罐相連；
所述各級減壓閃蒸罐為本發明上述的帶有內構件結構減壓閃蒸罐，即減壓閃蒸罐包括罐體，罐體內包括上部的氣相區和下部液相區，在上部氣相區設置至少兩個旋轉蒸發盤，旋轉蒸發盤固定在設置在罐體縱向軸心位置的轉軸上。本發明的原油減壓蒸餾裝置中，取消了常規減壓轉油線的設置，在常壓塔和減壓塔之間設置漸次氣化爐和具有特殊罐內構件的漸次閃蒸罐，各級氣化爐和閃蒸罐之間用管道連接，可以緊湊設置，無需考慮常規減壓轉油線不小於15米的轉油線設置。本發明的原油減壓蒸餾裝置中，所述的減壓塔可以是燃料型減壓蒸餾塔，也可以是潤滑油型減壓蒸餾塔；減壓塔可以採用溼式操作，也可採用微溼式或乾式操作；側線產品數目一般為3 5個，根據產品需要和原油品種來確定。本發明的原油減壓蒸餾裝置中，所述的減壓塔通常包括冷凝段、分餾段、洗滌段和閃蒸段等部分。冷凝段可以設置塔板或填料，也可以不設塔板或填料，以空塔形式布置；分餾段設置高通量、低壓降的填料或塔板，數目一般為3 5個，根據產品需要和原油品種來確定。洗滌段設置不易堵塞的填料或塔板，用減壓塔最底端側線出料打到洗滌段填料或塔板上方進行淨洗；閃蒸段安裝壓降較小的進料分布器。本發明的原油減壓蒸餾裝置中，所述的一級氣化爐、二級氣化爐、三級氣化爐可以是各自獨立的、也可以是三合一加熱爐，三級進料分別設置在三合一加熱爐中不同的輻射段。本發明一種原油減壓蒸餾裝置中，所述的一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐、三級減壓閃蒸罐可以獨立布置，也可以依據壓力高低從上往下依次重疊布置，減少裝置佔地。本發明一種原油減壓蒸餾裝置中，為了避免壓降過大，漸次氣化和漸次減壓設備間或設備內的管道可以採取擴徑處理。本發明一種原油減壓蒸餾方法，通過在減壓蒸餾過程中採用漸次氣化和漸次減壓工藝，漸次氣化是指對常底油漸次加熱，並利用分離設備及時將氣化後的物料分離出去；漸次減壓是指對漸次氣化後進入分離設備的物料在分離設備中漸次降壓，在更低的壓力下實現氣化。從而大幅降低加熱和冷卻的不可逆性，使常底油中的輕餾分最大量地減壓蒸餾出來，有助於提高減壓蒸餾的拔出率；並及時將氣化的輕餾分分離出去，減少各級氣化爐的負荷，從而降低了裝置的·能耗。同時，採用帶有旋轉蒸發盤的減壓閃蒸罐，使部分循環返回的減壓渣油和各級氣化爐出口物料進入減壓閃蒸罐的不同旋轉蒸發盤的上部。與現有技術相比，本發明具有以下優點:
I)採用結構適宜的減壓閃蒸罐，減壓渣油循環返回減壓閃蒸罐，一方面可以提高氣液分離效果，另一方面使減壓渣油中的輕組分儘可能地蒸發出來，有利於降低減壓渣油的收率。2)各級氣化爐出口直接連通減壓閃蒸罐，閃蒸罐頂部氣相引入減壓蒸餾塔，使各級氣化爐內壓力更低，常底油和各級閃蒸罐液相在氣化爐內氣化點提前，爐出口氣化率高，保證較高的總氣化率。從而有利於提高減壓拔出率。3)通過各級分離及時將漸次氣化的輕餾分分離出去，氣化爐只加熱相對重的液相餾分，較常規減壓蒸餾工藝中全餾分都加熱到減壓蒸餾臨界溫度，大幅降低裝置能耗。4)閃蒸後液相單獨進入減壓蒸餾塔，避免了氣液混合進料所造成的氣相夾帶，保證了減壓側線產品質量。5)各級分離後的氣相進入減壓蒸餾塔中上部，降低減壓蒸餾塔的全塔壓降，降低了抽真空負荷，從而降低裝置能耗。6)各級分離後的氣相分段進入減壓蒸餾塔的不同位置，避免了減壓蒸餾塔內氣相負荷分布不均，同時相對輕的餾分進入減壓蒸餾塔中上部，經減壓分餾冷凝後及時從各側線抽出，降低減壓蒸餾塔的負荷，有利於減壓蒸餾裝置的擴能升級。7)漸次氣化爐和漸次分離設備緊湊布置。取消減壓轉油線，避免了粗管徑、大管長轉油線低速段所造成的轉油線熱位移，優化了減壓蒸餾工藝設計。且設備結構簡單、裝置操作彈性好。8)減壓渣油部分循環回煉，由各級減壓閃蒸罐的上部進入，利用氣化爐出料一定氣化率的高溫物流對減壓渣油進行減壓汽提，一方面儘可能使減壓渣油中< 500°C餾分隨上升氣相攜帶出來；另一方面減少氣化爐氣液混合物流中氣相的霧沫夾帶，從而顯著降低了減壓渣油收率，提高了餾分油的收率，保證減壓餾分油的質量。
9)本發明工藝技術先進合理，能耗水平低，減壓渣油收率低，裝置組成簡單，便於設計，且操作彈性好。對於舊裝置的改造，具有設備改造量少、設備利舊率高、投資低、施工周期短、裝置收益明顯快捷等優點；對於新裝置的設計建設，具有工藝合理先進、能耗水平低、減壓餾分油收率高，且在同等規模的前提下，可減少主體設備規模，節省裝置投資等特點。


圖1為本發明原油減壓蒸餾方法及裝置的工藝流程示意圖。圖2為本發明減壓閃蒸罐結構示意圖。圖3為本發明減壓閃蒸罐內擋流板結構示意圖。其中I為常底油；2為一級氣化爐；3為一級減壓閃蒸罐；4為二級氣化爐；5為二級減壓閃蒸罐；6為三級氣化爐；7為三級閃蒸罐；8為減壓蒸餾塔；9為抽真空系統；10為減壓塔側線產品減壓餾分油出料；11為汽提蒸汽；12為減壓渣油出裝置；13為返回一級減壓閃蒸罐減壓渣油；14為返回二級減壓閃蒸罐減壓渣油；15為返回三級閃蒸罐減壓渣油；16為擋流板；17為轉軸；18為減壓渣油入口分布器；19為旋轉蒸發盤；20為各級氣化爐物料入口分布器；21為除沫網；22減壓閃蒸罐氣相出口 ；23為減壓閃蒸罐液相出口 ；24為擋流板下邊，25為罐壁，26為筋板，27為擋流板上邊。
具體實施例方式本發明方法採用帶有旋轉蒸發盤的減壓閃蒸罐，並使減壓渣油部分循環回減壓閃蒸罐，採取對常壓蒸餾後的重油進行漸次氣化和漸次減壓，減壓渣油部分循環返回的工藝，使氣化、減壓閃蒸出來的氣相分別進入減壓蒸餾塔不同分餾段，剩餘的液相進入減壓蒸餾塔的閃蒸段進行減壓蒸餾，從減壓蒸餾塔側線抽出不同餾分的側線產品，減壓渣油從塔底抽出。該方法取消常規減壓蒸餾工藝中的減壓轉油線，採用漸次加熱和增加分離設備的方法氣化常底油，並及時將氣化後的`物料分離出去，減少輕餾分過熱裂解，降低了加熱的不可逆性；同時採用漸次減壓技術，逐步將輕餾分分離出去，一定程度降低了物料的油氣分壓，使剩餘的物料可以在更低的壓力下實現氣化，從而逐步減少了物料的加熱負荷，在油品的臨界加熱溫度下可以使更多的組分氣化出來，從而大大提高減壓拔出率。同時使循環返回的減壓渣油和各級氣化爐加熱的物料進入減壓閃蒸罐的不同旋轉蒸發盤，利用氣化爐出口一定氣化率的物料對減壓渣油進行汽提，儘可能地減少減壓渣油中< 500°C餾分和
<538°C餾分的含量，達到減壓蒸餾深度切割的要求。本方法對舊裝置的擴能改造，在主體設備利舊的情況下，可以大大提高設備的利用率，降低裝置能耗，提高裝置處理量；對新建裝置，優化了減壓蒸餾工藝設計，節省裝置投資，增加裝置的噸油利潤。結合附圖1對本發明一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法及裝置進行描述:常底油I進入一級氣化爐2，加熱到370°C 380°C後的一定氣化率的混合物料和由減壓蒸餾塔8塔底返回的減壓渣油13 —起進入一級減壓閃蒸罐3，罐頂連接減壓蒸餾塔8上部分餾段使罐內具有一定的真空度條件下進行減壓閃蒸分離，氣相由罐頂送往減壓蒸餾塔上部分餾段，罐底液相進入二級氣化爐4。在二級氣化爐4內物料被加熱到390°C 400°C後具有一定氣化率的混合物料和由減壓蒸餾塔8塔底返回的減壓渣油14進入二級減壓閃蒸罐5，二級閃蒸氣相由罐頂送往減壓蒸餾塔8中部分餾段，液相從罐底進入三級氣化爐6。在三級氣化爐6內物料被再次加熱到410°C 420°C後和由減壓蒸餾塔8塔底返回的減壓渣油15一起進入三級閃蒸罐7，罐頂氣相進入減壓蒸餾塔8下部的分餾段，罐底液相進入減壓蒸餾塔閃蒸段。各段進料在減壓蒸餾塔8中，在塔頂抽真空系統9和塔底汽提蒸汽11的作用下進行減壓蒸餾，依次從塔各冷凝段集油箱中抽出減壓餾分油10送出裝置，減壓渣油從減壓蒸餾塔8塔底抽出，一部分減壓渣油外送出裝置12，另一部分分三路循環返回各級漸次減壓閃蒸罐。結合附圖2，循環返回各級減壓閃蒸罐的減壓渣油13、14、15由減壓渣油入口分布器18進入各級減壓閃蒸罐3、5、7，汽提閃蒸出來的氣相經除沫網21從各級減壓閃蒸罐氣相出口 22排出，液相下降到旋轉蒸發盤19上，在旋轉產生離心力的作用下旋轉擴散成極薄、分布均勻的液膜，液膜在高真空、高溫的條件下在極短的時間內受熱蒸發，使渣油中的輕餾分充分蒸發為氣相，經與下降的洛油液相進行傳質、傳熱後，從閃蒸罐氣相出口 22排出。未被蒸發的液相則甩出蒸發盤，由防壁流擋流板16的再次分布到二級旋轉蒸發盤，進行再次蒸發。經各級氣化爐加熱升溫後的物料由各級氣化爐物料入口分布器20進入各級減壓閃蒸罐3、5、7，氣相上升和上層旋轉蒸發盤落下來的液相進行傳質、傳熱後繼續上升，最終從閃蒸罐氣相出口 22排出；液相下降到旋轉蒸發盤19上，在旋轉產生離心力的作用下旋轉擴散成極薄、分布均勻的液膜，液膜在高真空、高溫的條件下在極短的時間內實現氣液充分分離和輕餾分的蒸發，分離和蒸發出來的氣相上升和下降的液相進行傳質、傳熱後，繼續上升完成和上層旋轉蒸發盤落下來的液相進行傳質、傳熱，最終從閃蒸罐氣相出口 22排出。最終的液相物料沉降到閃蒸罐底，從減壓閃蒸罐液相出口 23送出。本發明中的減壓閃蒸罐的減壓渣油或氣化爐物料入口分布器為環管狀孔式分布器，也可以採用其他性能良好的進料分布器。結合附圖3，擋流板20的上邊27與罐壁25用密封焊連接，整體與罐壁成15° 45°夾角，下邊24圓的直徑為下層旋轉蒸發盤直徑的309Γ90%，擋流板的背面有筋板26固定擋流板在罐壁25上。 上層蒸發盤上甩出的液相沿罐壁流下，經擋流板收集、均布到下層旋轉蒸發盤上。本發明一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法，採用帶有旋轉蒸發盤的減壓閃蒸罐，改善了減壓閃蒸罐氣液分離及閃蒸效果；採取漸次加熱和漸次減壓及渣油部分循環的工藝方法，改進了原油減壓蒸餾工藝，使減壓進料在更低的壓力和更高的加熱溫度下氣化、閃蒸，保證了減壓進料更高的氣化率，從而提高減壓蒸餾的拔出率，增加裝置的經濟效益，而且及時把氣化的氣相分離出來，採取不同餾分範圍的閃蒸氣相進行減壓蒸餾塔不同的部位，不僅降低了減壓進料的加熱負荷，而且降低了減壓蒸餾塔及抽真空負荷，大幅降低減壓蒸餾裝置能耗；另外，減壓渣油循環返回漸次減壓閃蒸罐，利用氣化爐出料一定氣化率的高溫物流對減壓渣油進行減壓汽提，大幅降低減壓渣油中< 500°C餾分和< 538°C餾分含量，一定程度上提高減壓餾分油收率。經Aspen流程模擬軟體模擬計算證實，處理相同的原料本發明工藝方法較現有工藝路線的減壓渣油收率少2% 5% (重量百分比)，裝置能耗降低10% 30%ο實施例1
本發明的方法用於某新建1000萬噸/年原油常減壓蒸餾裝置的設計，減壓部分工藝流程與附圖1所示相同。減壓裝置的處理量為500萬噸/年，減壓流程包括一級氣化爐、一級減壓閃蒸罐、二級氣化爐、二級減壓閃蒸罐、三級氣化爐、三級減壓閃蒸罐、減壓蒸餾塔。減壓蒸餾塔為規整填料塔，採用溼式工藝操作，塔底吹汽量為塔進料的I%，塔頂操作壓力為1.315 kPa，全塔壓降為685Pa。各級減壓閃蒸罐採用本發明上述結構的減壓閃蒸罐，為一種帶有兩個旋轉蒸發盤的減壓閃蒸罐，旋轉蒸發盤為圓盤結構結構，上方旋轉蒸發盤的直徑dl為減壓閃蒸罐內徑D的40% ;下方旋轉蒸發盤的直徑d2為減壓閃蒸罐內徑D的70%。最下端的旋轉蒸發圓盤距閃蒸罐下部液相區有600_的高度。在兩個旋轉蒸發盤間設置防止壁流的圓扇形擋流板。擋流板固定在罐壁上，與罐壁間的角度Θ為30°，扇形下邊圓的直徑Φ為下層旋轉蒸發盤直徑d2的70%，擋流板扇形結構朝向罐壁的面設置6塊筋板，沿罐徑向均布固定擋流板在罐壁上。常底油I以550噸/小時進料入減壓蒸餾裝置，經一級氣化爐2加熱到370°C後進入一級減壓閃蒸罐3，從減壓蒸餾塔8塔底返回的減壓渣油13進入一級減壓閃蒸罐上部，兩股進料在減壓閃蒸罐內進行薄膜閃蒸和氣液分離。罐頂氣相進入減壓蒸餾塔8上部分餾段，控制罐頂氣相保證一級減壓閃蒸罐壓力為10 kPa ;罐底液相進入二級氣化爐4，加熱升溫到390°C後進入二級減壓閃蒸罐5，從減壓蒸餾塔8塔底返回的減壓渣油14進入二級減壓閃蒸罐上部，兩股進料在減壓閃蒸罐內進行薄膜閃蒸和氣液分離。二級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔8中部分餾段，控制罐頂壓力為6 kPa ;二級閃蒸液相進入三級氣化爐6，加熱升溫到410°C後進入三級閃蒸罐7，從減壓蒸餾塔8塔底返回的減壓渣油15進入三級閃蒸罐上部，兩股進料在減壓閃蒸罐內進行薄膜閃蒸和氣液分離。三級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔8下部分餾段，控制三級閃蒸壓力為3 kPa，三級閃蒸液相進入減壓蒸餾塔8閃蒸段。各段進料在減壓蒸餾塔8中進行減壓蒸餾，從側線抽出減壓產品10，減壓渣油12從塔底抽出。循環返回各級閃蒸 罐的減壓渣油佔減壓塔底全部減渣的比例為15%，返回一級、二級、三級閃蒸罐的減壓渣油的比例為5: 3: 2。比較例I
涉及實施例1中一套新建1000萬噸/年原油常減壓蒸餾裝置的設計。減壓裝置的處理量為500萬噸/年，採用CN101376068A中公開的帶有減壓閃蒸塔的常減壓蒸餾方法。在相同進料、工藝條件下，表I中列出了採用本發明實施例1與比較例I在減壓拔出率、裝置能耗、投資等方面，應用Aspen流程模擬軟體進行模擬研究的數據對比。表I
權利要求
1.一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法，包括以下內容: (1)由常壓蒸餾來的常壓塔底油首先進入一級氣化爐，加熱到370°c 380°C後進入一級減壓閃蒸罐，一級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔上部分餾段； (2)從步驟(I)來的一級閃蒸液相進入二級氣化爐，加熱到390°C 400°C後。C進入二級減壓閃蒸罐，二級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔中部分餾段； (3)從步驟(2)來的二級閃蒸液相進入三級氣化爐，加熱到410 420°C後進入三級減壓閃蒸罐，三級閃蒸氣相進入減壓蒸餾塔下部分餾段； (4)從步驟(3)來的三級閃蒸液相進入減壓蒸餾塔閃蒸段； (5)各段進料在減壓蒸餾塔中進行減壓蒸餾，減壓蒸餾塔塔頂連接抽真空系統，從塔各側線抽出產品，塔底抽出減壓渣油； (6)從步驟(5)來的一部分減壓渣油分三路分別引入上述過程中的一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐和三級減壓閃蒸罐； 其中所述的一級閃蒸罐、二級閃蒸罐和三級閃蒸罐具有以下結構:減壓閃蒸罐包括罐體，罐體內包括上部氣 相區和下部液相區，在上部氣相區設置至少兩個旋轉蒸發盤，旋轉蒸發盤固定在設置在罐體縱向軸心位置的轉軸上。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述具有罐內構件的減壓閃蒸罐中在同一轉軸上設置2 4個旋轉蒸發盤。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，旋轉蒸發盤為圓盤結構或者為圓環盤結構，旋轉蒸發盤的直徑為減壓閃蒸罐內徑的20% 80%。
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，設置兩個或兩個以上旋轉蒸發盤時，旋轉蒸發盤的直徑大小從上往下依次遞增或大小相等。
5.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，在每兩個旋轉蒸發盤之間的罐壁上設置防止壁流的擋流板，擋流板為固定在罐壁上與罐壁成15° 45°的封閉圓扇形結構,扇形的上邊固定在罐壁上，下邊圓的直徑為下層旋轉蒸發盤直徑的30% 90%，用於將上層旋轉蒸發盤甩至罐壁上的液相收集起來並引流至下一層旋轉蒸發盤上。
6.按照按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述減壓閃蒸罐的罐體上設置減壓渣油進料口、氣化爐物料進口、閃蒸氣相出口和閃蒸液相出口，減壓渣油進料口設置在最上端旋轉蒸發盤的上方，氣化爐物料進口設置在最下端旋轉蒸發盤的上方，將進料引至旋轉蒸發盤上，閃蒸氣相出口設置在罐體的頂部，閃蒸液相出口設置在罐體的底部。
7.按照權利要求6所述的方法，其特徵在於，減壓渣油從最上面旋轉蒸發盤的上方進入，氣化爐出口物流從最下面旋轉蒸發盤的上方進入。
8.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的減壓蒸餾塔塔頂進行抽真空操作，控制塔頂壓力為I kPa IOkPa ;所述一級減壓閃蒸罐由其氣相出口上的控制閥控制壓力為8 kPa 40 kPa ;所述二級減壓閃蒸罐由其氣相出口上的控制閥控制壓力為5 kPa 30kPa ;所述三級減壓閃蒸罐由其氣相出口上的控制閥控制壓力為2 kPa 20 kPa。
9.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述循環回各級減壓閃蒸罐的減壓渣油的數量佔全部減壓渣油的比例為5重％ 50重％，其中進入一級、二級和三級閃蒸罐的減壓渣油的比例一般為1.5 3:1 1.5:1。
10.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的一級氣化爐、二級氣化爐、三級氣化爐各自獨立設置，或者為三合一加熱爐，三級進料分別設置在三合一加熱爐中不同的輻射段。
11.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐、三級減壓閃蒸罐獨立布置，或者依據壓力高低從上往下依次重疊布置。
12.—種降低渣油收率的原油減壓蒸餾裝置，包括減壓蒸餾塔、塔頂抽真空系統，其特徵在於，在常壓塔和減壓塔之間設置若干氣化爐和若干閃蒸罐，其中常壓塔塔底油管線同一級氣化爐入口相連，一級氣化爐出口同一級減壓閃蒸罐入口相連，一級減壓閃蒸罐的液相出口同二級氣化爐入口相連，二級氣化爐的出口同二級減壓閃蒸罐入口相連，二級減壓閃蒸罐的液相出口同三級氣化爐的入口相連，三級氣化爐的出口同三級閃蒸罐的入口相連，三級閃蒸罐的液相出口同減壓塔閃蒸段相連，其中一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐和三級閃蒸罐的氣相出口分別同減壓塔的上部分餾段、中部分餾段和下部分餾段相連，減壓塔底油的出口分別通過管線同一級減壓閃蒸罐、二級減壓閃蒸罐和三級閃蒸罐相連； 所述各級減壓閃蒸罐包括罐體，罐體內包括上部的氣相區和下部液相區，在上部氣相區設置至少兩個旋轉蒸發盤，·旋轉蒸發盤固定在設置在罐體縱向軸心位置的轉軸上。
全文摘要
本發明公開了一種降低渣油收率的原油減壓蒸餾方法。常底油進入一級氣化爐加熱後進入一級閃蒸罐分離，液相進入二級氣化爐，經加熱後進入二級閃蒸罐，液相進入三級氣化爐經加熱後進入三級閃蒸罐，液相進入減壓塔閃蒸段，各級所得氣相分別進入減壓塔的上部、中部和下部分餾段；在減壓塔側線抽出側線產品，塔底所得減渣的一部分引入各級閃蒸罐中；其中所述減壓閃蒸罐在罐內上部氣相區設置至少兩個旋轉蒸發盤，在每兩個旋轉蒸發盤之間的罐壁上設置防止壁流的擋流板，旋轉蒸發盤固定在設置在罐體縱向軸心位置的轉軸上。本發明方法可以明顯降低減壓渣油的收率，增加裝置經濟效益，降低裝置能耗並節省裝置投資。
文檔編號C10G7/06GK103242887SQ201210024898
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月6日 優先權日2012年2月6日
發明者方向晨, 張龍, 齊慧敏, 王海波, 李經偉, 王巖, 姜陽 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院