一種減壓深拔蒸餾裝置的製作方法

2023-06-01 22:32:06

專利名稱：一種減壓深拔蒸餾裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油煉製領域，具體的說涉及一種減壓蒸餾裝置，更具體的說涉 及一種中型試驗用途的減壓深拔蒸餾裝置。
背景技術：
世界石油需求量隨世界經濟的發展逐年增加。而且從全球目前已探明的石油資源 來看，世界原油有日益變重的趨勢。在未來的原油資源供應中重質原油的比例將不斷增加， 中質和輕質原油的比例將持續下降。而且隨著我國國民經濟的發展，我國石油消費總量在 2020年將突破6. 5億噸，原油的對外依存度將達到50% 60%。因此，作為石油煉製「龍 頭」裝置的原油常減壓蒸餾工藝，提高其原油一次蒸餾中的拔出率獲得更多的直餾餾分油， 以取得石油加工最大的經濟效益成為中國石化乃至全球煉化行業共同發展的方向。但我國常減壓裝置減壓渣油的產率一般都在50%以上，減壓蠟油實沸點切割點大 都在540°C以下，有的還在520°C以下，與國外相比還存在較大的差距；並且減壓渣油的加 工還以延遲焦化為主，在延遲焦化過程中有10% 15%的減壓蠟油轉化為焦炭。而對原油 進行減壓深拔不僅可以提高減壓餾分油的拔出率，有效提高輕質油收率；而且可以降低焦 化裝置的負荷，減少煉廠焦炭的產率，是煉廠現有提高輕質油收率的主要方法之一。因此， 以提高減壓拔出率為目的原油減壓深拔技術研究對21世紀新型煉廠能源的節約利用和裝 置的經濟效益都有著非常重要的現實意義。為此，國內外煉油工作者對原油減壓深拔技術進行了廣泛而深入的研究，一些研 究成果已成功地應用到了實際生產中，並取得了較好的經濟效益。發展方向主要集中在以 下幾個方面1、採用低壓降和低溫降的轉油線；2、優化減壓抽真空系統，維持塔頂高真空 度；3、採用低壓降的新型塔填料和內件；4、採用新型的進料分布器和液體分布器；5、採用 直接接觸式傳熱，減少減壓塔填料床層高度；6、優化洗滌段設計和操作，強化洗滌段的分餾 概念；7、採用強化原油蒸餾法等。目前，國際上擁有獨立減壓深拔技術的公司有SHELL和美國的KBC公司。SHELL 石油公司的減壓深拔技術採用深度閃蒸高真空裝置(HUV)技術，減壓塔空塔設計，壓降較 小，全塔壓降只有400Pa，實沸點切割溫度可達到585°C，但沒有考慮汽提段對減壓拔出率 的作用，塔的拔出率僅取決於高真空度下的一次氣化分離。美國KBC公司的減壓深拔技術 則是通過其軟體模擬計算功能對減壓蒸餾裝置進行模擬，根據測試數據，給出不同原油的 結焦曲線，從而提高常壓塔/減壓塔的切割點，使減壓蒸餾切割點達到607-621°C。實際上 是對減壓爐進行油品結焦溫度的卡邊操作，操作難度和風險極大。而且需要得出不同油品 的結焦曲線，不適合裝置進料混兌、油料切換頻繁的操作。專利CN1454965A公開了一種石 油常減壓蒸餾工藝及裝置，減壓蒸餾部分採用二級減壓蒸餾，即採用初餾塔_常壓爐_常壓 塔_ 一級減壓爐_ 一級減壓塔_ 二級減壓爐_ 二級減壓塔的「三爐、四塔」多級減壓蒸餾工 藝。該方法操作彈性較大，有利於提高拔出率，特別適用於利用主體設備對舊裝置進行擴能 改造。但新增二級減壓爐和減壓塔使裝置投資、能耗增加，不符合常減壓裝置「低能耗、高拔出率」的設計思想。若利用現有工業生產裝置進行原油減壓深拔技術研究，易造成本裝置和下遊裝置 生產波動大，影響產品的質量。而且對現有常減壓蒸餾裝置的減壓塔進行深拔技術改造難 度大，投資高，操作不易控制，不利於進行試驗研究。專利CN2614781Y公開了一種實驗室用 途減壓蒸餾塔，其特徵是在塔體內填料上方安裝有水冷凝器，冷凝器下方有液體收集器。該 結構不需塔頂回流噴淋取熱冷凝，由水冷器來取熱冷凝。但結構相對複雜，製作、施工難度 較大；塔內油氣會對冷凝器盤管造成嚴重腐蝕，冷凝器易洩漏；且該結構達不到深拔的要 求。
發明內容針對減壓深拔技術研究的現實價值和現有減壓深拔蒸餾技術的不足，本實用新型 提供了一種用於中型試驗用途的減壓深拔蒸餾裝置。本實用新型提供的減壓深拔蒸餾裝置包括減壓爐、減壓塔、塔頂冷凝抽真空系統、 側線出料系統塔底出料系統和容器抽真空_破真空系統。其特徵在於，所述容器抽真空系 統分別與側線出料系統和塔底出料系統相連。本裝置通過採取先進的工藝技術，合理的工 藝流程，滿足實驗室條件下對原油減壓深拔的研究和原油分析表徵。本實用新型所述的減壓爐採用盤管式加熱爐，即爐芯為盤管(下進料上出料)、外 設成立式圓筒的遠紅外加熱爐套，爐套內裝填巖棉，上下設端蓋，採用絕熱控制。在減壓爐 入口進料混入擾動蒸汽，防止爐管內高溫造成進料油品裂解結焦，從而保持較高的爐出口 溫度。本實用新型所述的減壓塔包括冷凝段、分餾段、洗滌段、進料段和汽提段，採用直 接接觸式傳熱，保證全塔壓降在400Pa 600Pa，同時在汽提段設置填料，以提高蠟油拔出 率，降低渣油中< 500°C的餾分含量。在汽提段下部塔底引入蒸汽，以實現進料一次閃蒸後 的再次蒸出及防止塔底渣油結焦。塔外保溫採用直纏式電爐絲加熱保溫，在外面加巖棉保 溫材料。整個塔共採用六段壁溫控制。本實用新型所述的減壓塔塔頂冷凝抽真空系統採用二級冷卻冷凝-抽真空方式， 塔頂出料首先經套管冷卻器，再進入放在冷浴器內的冷凝器。冷卻到5°c以下，進入塔頂液 位罐，罐頂氣進入抽真空系統。抽真空系統採用機械真空泵。本實用新型所述的側線出料系統，分別包括側線出料冷卻器、出料緩衝罐、出料 罐、側線產品罐。為實現從高真空度的塔中順利側線出料，在出料緩衝罐頂和塔側線出料口 上部設置氣相平衡線。出料罐分A/B罐，罐頂有抽真空線和破真空線。破真空採用從破真 空線引氮氣入罐。A/B罐交替進行抽真空-進料，破真空-出料操作。根據中試試驗的特 點，所述的側線出料系統一般包括兩路側線，分別為減壓輕餾分油側線和減壓重餾分油側 線，兩路側線出料系統的構成基本相同。本實用新型所述的塔底出料系統包括出料冷卻器、出料罐、塔底渣油罐。出料罐分 A/B罐，罐頂有抽真空線和破真空線。破真空採用從破真空線引氮氣入罐。A/B罐交替進行 抽真空_進料，破真空_出料操作。本實用新型的減壓深拔試驗裝置，能夠保持減壓塔進料溫度達到390°C 400°C， 維持塔頂殘壓為1. 2kPa 1. 4kPa，全塔壓降在400Pa 700Pa，保證進料段「高溫、高真空度」閃蒸條件。從而使減壓蠟油的切割點達到580°C以上，實現深拔的目的。同時針對實驗 室空間位置的限制，採用科學合理的工藝流程，滿足試驗順利進行，得到合格的試驗產品。與現有技術相比較，本實用新型的減壓深拔試驗裝置具有以下特點1、工藝技術先進，工藝流程簡單、合理。2、操作簡易、可靠性強，試驗安全程度高，滿足試驗要求。3、在低能耗的前提下，可提高減壓拔出率，使減壓切割點達到580°C以上。4、針對實驗室空間的限制，特別增設一套容器抽真空系統，其與側線出料系統和 塔底出料系統中的出料罐相連通後，通過出料罐的切換操作，可以順利地完成側線出料和 塔底出料的抽出，從而可以充分利用實驗室的空間高度，而不必將減壓塔建在10米左右高 的底座上，極大的方便了裝置的建設和操作。

圖1為本實用新型減壓深拔試驗裝置流程圖；圖2為本實用新型減壓爐示意圖；圖3為本實用新型減壓深拔蒸餾塔結構示意圖。其中1為原料儲罐；2為新鮮水；3為蒸汽發生器；4為減壓爐；5為減壓塔；6為塔 頂冷卻器；7為冷浴；8為塔頂真空泵；9為側線一出料緩衝罐；10為側線二出料緩衝罐；11 為容器抽真空泵；12為破真空線；13為側線一出料罐；14為側線二出料罐；15為塔頂冷凝 液接收罐；16為側線產品罐；17為塔底渣油罐；18為渣油出料罐；19為塔冷凝段；20為塔 分餾段；21為塔洗滌段；22為塔進料段；23為塔汽提段；24為塔頂出料；25為塔底出料；26 為側線出料；27為氣相平衡線；28為減壓爐進料口 ；29為減壓爐出料口 ；30為熱電偶；31 為減壓爐體；32為爐保溫層；33為爐加熱器。
具體實施方式
以下結合附圖對本作進一步描述。如圖1所示，本實用新型的減壓深拔試驗裝置包括減壓爐、減壓塔、塔頂冷凝抽真 空系統、側線出料系統、塔底出料系統和容器抽真空-破真空系統。與傳統的減壓蒸餾裝置 相比，本實用新型的減壓塔的閃蒸段溫度更高、壓力更低，能夠保證蒸餾切割點達到580°C 以上。同時為了實現實驗室進行減壓深拔的要求，本實用新型還專設有容器抽真空和破真 空設施。如圖1所示，常壓塔底油從原料儲罐1由泵抽送到減壓爐4加熱，升溫到390°C 4000C由減壓塔5的進料段22進入塔內。新鮮水2由泵送到蒸汽發生器3產生高溫蒸汽， 一路進入減壓塔5塔底作為汽提蒸汽，另一路在減壓爐4入口和進料原料混合，作為減壓爐 擾動蒸汽。在減壓塔5中高溫進料油氣經進料段22閃蒸，氣相上升依次經過洗滌段21、冷 凝段19和分餾段20和塔頂回流的液相進行傳質、傳熱，從塔中側線出料26採出產品。進 料段液相下降在塔汽提段23和蒸汽汽提上來的氣相進行量和熱的交換。減壓塔頂油氣經塔頂冷卻器6及冷浴7中的塔頂冷凝罐冷卻到5°C左右，冷凝液 進入塔頂液位計罐，定時排到塔頂冷凝液接收罐15中。不凝氣從塔頂液位計罐罐頂由真空 泵8抽出，形成塔內負壓。塔底渣油經冷卻器冷卻降溫後進入渣油出料罐18中，由泵送或用氮氣壓入塔底渣油罐17。 側線出料和塔底出料方式偵_出料和塔底出料採用A/B罐交替抽真空-進料，破 真空-出料操作。假定A罐在進料，B罐進料結束要出料，首先關閉B罐抽真空線閥門，打 開其破真空線閥門引氮氣充壓，待其壓力升到高於常壓後，打開其罐底出料口往產品罐送 料。送料結束後，關閉出料口和破真空線氮氣入口，打開抽真空線閥門，給容器抽真空，準備 進料。然後等A罐液位到設定值，切換到B罐進料。A罐開始出料。反覆交替操作，完成側 線出料和塔底出料的正常進行。
權利要求一種減壓深拔蒸餾裝置，所述裝置包括減壓爐、減壓塔、塔頂冷凝抽真空系統、側線出料系統和塔底出料系統，其特徵在於，所述蒸餾裝置還包括容器抽真空系統，所述容器抽真空系統分別與側線出料系統和塔底出料系統相連。
2.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述減壓蒸餾塔包括冷凝段、分餾 段、洗滌段、進料段和汽提段。
3.按照權利要求2所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述汽提段設置規整填料。
4.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述的分餾段包括輕減壓餾分油分 餾段和重減壓餾分油分餾段；所述的冷凝段包括輕減壓餾分油冷凝段和重減壓餾分油冷凝 段。
5.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，在所述的冷凝段的側線出料口上方 設置和液相採出出料緩衝罐連通的氣相平衡線。
6.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，在汽提段下部塔底引入蒸汽。
7.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述的減壓爐為盤管式加熱爐，採用 絕熱控制。
8.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述的塔頂冷凝抽真空系統採用二 級冷卻冷凝-抽真空方式。
9.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述的側線出料系統為兩個，分別包 括側線出料冷卻器、出料緩衝罐、出料罐和側線產品罐。
10.按照權利要求1所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述的塔底出料系統包括出料冷卻 器、出料罐和塔底渣油罐。
11.按照權利要求8或9所述的蒸餾裝置，其特徵在於，所述的出料罐為兩個，罐頂 有抽真空線和破真空線，破真空採用從破真空線引氮氣入罐，兩個出料罐罐交替進行抽真 空-進料，破真空-出料操作。
專利摘要本實用新型公開了一種試驗用途減壓深拔蒸餾裝置。所述裝置包括減壓爐、減壓塔、塔頂冷凝抽真空系統、側線出料系統、塔底出料系統和容器抽真空系統，所述容器抽真空系統分別與側線出料系統和塔底出料系統相連。本實用新型的減壓深拔蒸餾裝置通過增加一套容器抽真空系統，並採取先進的工藝技術，合理的工藝流程，可以保證減壓切割點達到580℃以上，從而滿足實驗室條件下對原油減壓深拔的研究和原油分析表徵的需要。
文檔編號B01D3/10GK201710986SQ20102025340
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月7日 優先權日2010年7月7日
發明者姜陽, 張龍, 李欣 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