常減壓精餾概念與原理

趙靜

【摘要】常壓蒸餾是石油加工的“龍頭裝置”，后續二次加工裝置的原料，及產品都是由常減壓蒸餾裝置提供。

【關鍵詞】蒸餾? 常壓蒸餾? 減壓蒸餾

1、原油常壓蒸餾

1.1 原油分餾塔的工藝特征

原油分餾塔的原理與一般精餾塔相同，但由于石油及其產品的組成比較復雜，其產品只是符合一定要求沸程的餾分，因此它又有不同的特點。原油通過常壓蒸餾要切割成汽油、煤油、輕柴油、重柴油和重油等四五種產品。按照一般的多元精餾方法，需要有N-1個精餾塔才能把原料分割成N個產品。當要分成五種產品時就需要四個精餾塔串聯或采用其它方式排列。但是在石油精餾中，各種產品本身也還是一種復雜混合物，它們之間的分離精確度并不要求很高，兩種產品之間需要的塔板數并不高，因此，可以把這幾個塔結合成一個塔。這樣的塔稱為復合塔或復雜塔。

在二元精餾塔中，塔底一般采用重沸器，向塔內提供氣相回流，使塔底產品中輕組分被氣化出來，以保證塔底產品質量。而在原油精餾塔中，塔底溫度一般較高，常壓塔為330～350℃，減壓塔為390℃左右，如果采用重沸器很難找到合適的熱源，同時溫度再升高也會使油品分解、結焦。因此，常壓蒸餾塔塔底不用再沸器產生氣相回流，而是通入一定量的過熱水蒸汽，降低塔內油氣分壓，使一部分帶下來的輕餾分蒸發，回到精餾段，這種方式稱為汽提。因此，原油分餾塔的提餾段習慣上稱為汽提段。

原油精餾所需要的熱量，主要依靠原油本身帶入，因此原油在進入分餾塔入口處的氣化率應略高于塔頂和各側線產品收率的總和。這個過量的氣化百分比稱為過氣化率。過氣化的目的是使分餾塔最低側線以下的幾層塔板有一定的內回流，以保證其分流效果。

1.2 常壓分餾塔主要工藝參數

常壓分餾塔操作其塔頂壓力、進料溫度、塔頂及側線抽出溫度是主要控制參數。 （1）壓力。常壓蒸餾塔頂產品通常是汽油餾分或重整原料。當用水作為冷卻介質、產品冷至40 ℃左右，回流罐在0.11-0.3MPa壓力下操作時油品基本全部冷凝。因此原油蒸餾一般在稍高于常壓的壓力條件下操作，常壓塔的名稱由此而來。（2）進料溫度。確定進料段溫度的方法主要是用在石油蒸餾塔設計中，了解此計算原理可有助于現場的核算和塔的操作分析。（3）塔頂溫度。塔頂溫度是指塔頂產品在其本身油氣分壓下的露點溫度。塔頂餾出物包括塔頂產品，塔頂回流油氣以及不凝氣和水蒸汽。如果能準確知道不凝氣數量，在塔頂壓力一定的條件下很容易求得塔頂產品及回流總和的油氣分壓，進一步求得塔頂溫度。當塔頂不凝氣很少時，可忽略不計。（4）側線抽出溫度。側線抽出溫度指的是未經氣提產品在該處油氣分壓下的泡點溫度。 而大多數側線都設置汽提塔，根據原油評價得到的數據以及現場采樣的數據相當于汽提以后的數據，為此求出側線抽出溫度不得不采取一些半經驗的方法。對于不設汽提塔的抽出側線，產品平衡汽化數據是準確的，考慮到以內回流在混合氣體中真正的分壓作為油氣分壓其數據偏低，為接近實際情況，在求取內回流蒸氣在氣相中摩爾分率時，氣相的總摩爾數將相鄰上一側線忽略，內回流計算出來的分壓比較接近塔內的油氣分壓，所求得的泡點溫度與現場側線抽出溫度比較接近。

2、原油減壓蒸餾

油品在加熱條件下容易受熱分解而使油品顏色變深、膠質增加。根據油品沸點隨系統壓力降低而降低的原理，可以采用降低蒸餾塔壓力（2.67～8.0KPa）的方法進行蒸餾，在較低的溫度（380～400 ℃）下將這些重質餾分油可蒸出，故一般煉油裝置在常壓蒸餾之后都繼之配備減壓蒸餾過程。

2.1減壓蒸餾塔的特征。減壓蒸餾塔與常壓蒸餾塔相同，關鍵是采用了抽真空設施，使塔內壓力降到幾十毫米、甚至小于10mmHg。減壓蒸餾根據任務不同，分為兩種類型：燃料型減壓塔和潤滑油型減壓塔。燃料型減壓塔主要是生產二次加工原料，對分餾精度要求不高，在控制產品質量的前提下希望盡可能提高拔出率。潤滑油型減壓塔以生產潤滑油為主，要求得到顏色淺、殘炭值低、鎦程較窄、安定性好的減壓餾分油，不僅應有較高的拔出率，還應具有較高的分餾精度。與常壓蒸餾塔相比，減壓蒸餾塔具有高真空、低壓降、塔徑大、板數少的特點。

2.2干式減壓蒸餾。實現干式減壓蒸餾的措施有使用增壓噴射器;以提高塔的真空度;利用填料代替塔板，達到降低汽化段到塔頂壓降的目的;采用低速轉油線，降低減壓爐出口到塔入口之間的壓降;為減少氣相攜帶雜質，塔內設洗滌段和液體分配器。使用干式減壓蒸餾的效益有：提高了拔出率和處理量;減壓爐的負荷減小，節省燃料;減少冷凝冷卻器負荷，減少含油污水量;能耗下降;操作靈活等。

2.3減壓分餾塔的主要工藝參數

減壓分餾塔工藝參數主要有塔頂壓力、進料溫度和側線抽出溫度等。

（1）壓力 。減壓塔主要是利用抽真空的方法來降低塔的操作壓力，從而獲得潤滑油餾分和催化裂化的原料，塔壓的高低直接關系到產品質量的好壞和能耗的高低。對于生產催化裂化原料的減壓塔，為了節約能耗多數煉廠都改造成干式減壓蒸餾裝置。一方面采用阻力降小的填料，另一方面塔頂采用1.3～2.6KPa低的殘壓，為此只能采取三級抽真空的方式才能實現。提高減壓塔的真空度既有好的效果，也帶來一些不利的因素。因此減壓塔最佳壓力的選擇，必須通過不同方案的經濟效益的比較才能求得。

（2）溫度。由于在設計中一般無法提供常底油的平衡氣化數據，減壓塔進料段溫度只好根據經驗選擇，一般在生產潤滑油時不得超過395 ℃，燃料型減壓塔由于對油品的分解反應限制不如潤滑油型的嚴格，進料溫度可提高至410 ℃～420 ℃。

減壓塔側線抽出溫度，和其他蒸餾過程一樣，側線抽出溫度也應該是該處油氣分壓下液相的泡點溫度。確定側線抽出溫度時，一般可根據經驗，取抽出板上總壓的30%～50%近似作為該處的油氣分壓，計算該分壓下的油品的泡點。

減壓塔頂一般均采用惰性回流，塔頂不出產品，塔頂溫度主要是水蒸氣和不凝氣體離開塔頂的溫度，這個溫度比循環回流進塔溫度高20～40 ℃

干式減壓塔塔底溫度接近于氣化段的溫度，濕式減壓塔塔底溫度較氣化段溫度低5～10℃，有時可以相差17℃之多。

參考文獻：

[1]唐孟海、胡兆靈主編：《原油工程》，中國石化出版社，2007年版.

[2]孫玉良、閔祥祿主編：《常減壓蒸餾裝置安全運行與管理》，中國石化出版社，2006年版.

[3]彭光勤、胡兆靈主編：《常減壓蒸餾裝置應急知識問答》，中國石化出版社，2010年版.