專利名稱：一種原油深拔工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油煉制領(lǐng)域，具體地說涉及一種原油深拔工藝方法。
背景技術(shù)：
原油常減壓蒸餾工藝是石油煉制的第一道工序，是通過蒸餾的方法將原油分割成不同餾程范圍的組分，以適應(yīng)產(chǎn)品和下游裝置對原料的工藝要求。常規(guī)的原油常減壓蒸餾工藝多采用“二爐三塔”的流程原油預(yù)處理后進入初餾塔(或閃蒸塔)，然后經(jīng)常壓爐加熱進入常壓蒸餾塔，常壓蒸餾塔底油經(jīng)減壓爐加熱由減壓轉(zhuǎn)油線送到減壓蒸餾塔，完成對原油的常壓蒸餾和減壓蒸餾，獲得滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品和下游裝置的原料。通常以裝置輕餾分油的總拔出率及渣油中< 500°C餾分含量作為衡量裝置運行的指標。近年來，世界石油需求量隨世界經(jīng)濟的發(fā)展逐年增加。世界原油資源供應(yīng)中重油和超重油的供應(yīng)比例逐步增加，輕質(zhì)油、中質(zhì)油的供應(yīng)比例持續(xù)下降。因此，提高原油常減壓蒸餾中的輕油拔出率，降低常減壓裝置能耗，提高裝置經(jīng)濟效益成為全球煉化行業(yè)共同關(guān)注的課題。并且隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)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%。合理利用原油資源，優(yōu)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(shè)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(jié)約化、操作成本合理化、規(guī)模投資最佳化， 在實現(xiàn)我國石油化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。因此，新建原油加工裝置要求較高的切割深度，減壓渣油中500°C以下餾分含量要小于5% (質(zhì)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(guī)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”， 提高原油加工能力。為此，國內(nèi)外學(xué)者對原油常減壓裝置的減壓深拔、節(jié)能降耗、減少投資進行了比較深入的研究，取得了很大的進步。發(fā)展方向主要集中在以下幾個方面(1)優(yōu)化減壓抽真空系統(tǒng)，提高減壓分餾塔頂?shù)恼婵斩龋? 采用新型、高效填料和直接接觸式傳熱方式，減少塔總壓降，保持較高的閃蒸段真空度；(3)改進轉(zhuǎn)油線設(shè)計，降低轉(zhuǎn)油線壓降和溫降；(4) 優(yōu)化洗滌段設(shè)計和操作，強化洗滌段的分餾概念；( 開發(fā)新型高效的氣體和液體分布器；采用強化原油蒸餾法等。專利US717^586發(fā)表了一種提高原油蒸餾餾分油收率的方法，方法一是從塔內(nèi)側(cè)線抽出氣相物流，進行分離得到產(chǎn)品，一部分氣相返回塔內(nèi)；方法二是進料混合物按沸點高低加熱分離為輕餾分、中間餾分、重餾分，然后分別在不同的進料位置進入塔內(nèi)進行分餾， 從側(cè)線依次抽出輕、重餾分。方法一相當于側(cè)線加了一個汽提塔，改善了餾分油質(zhì)量。但一定程度增加了裝置投資和能耗；方法二實現(xiàn)了輕、重餾分分段進料，改善了原油蒸餾分餾塔的操作，有利于提高餾分油收率，但把已經(jīng)從混合進料中分離出來的輕餾分再次送入塔內(nèi)進行分餾，重復(fù)操作增加裝置能耗且沒有降低塔的負荷。專利CN2242892Y公開了一種復(fù)合原油蒸餾減壓蒸餾塔，塔底設(shè)有一個液封裝置與上部隔開，并有一個真空系統(tǒng)接口與塔頂真空系統(tǒng)相連。該實用新型通過液封裝置將減壓蒸餾塔的精餾段和下部的深拔段隔開，可以將油品質(zhì)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(zhì)量很難滿足下游裝置對原料的工藝要求，同時該實用新型的塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塔頂真空系統(tǒng)負荷高，裝置能耗相對會高。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(shù)根本上改變蒸餾技術(shù)，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(xué)試劑的操作難度。專利US4717468發(fā)表了一種利用最低的能耗獲得最大回收率的蒸餾工藝，是通過在進料中混入惰性氣體，從而最大幅度地降低進料在加熱爐中的停留時間和分壓，通過維持進料一定的過氣化率來優(yōu)化加熱爐出口溫度，保持最低的加熱爐出口溫度，從而降低能耗。該方法可以在避免油品裂解的前提下最大幅度地加熱進料，且降低其分壓提高進料氣化率，有利于提高拔出率。但注入惰性氣體增加了塔頂冷凝和抽真空系統(tǒng)的負荷及裝置運行成本，抵消其降低加熱爐能量消耗，其裝置的能耗水平尚有待研究。專利CN1287872A發(fā)表了一種帶有深度汽提過程的原油常減壓蒸餾方法，是在減壓蒸餾塔側(cè)并聯(lián)一個洗滌罐，減壓蒸餾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，取自減壓蒸餾塔減三線出料的吸收油經(jīng)冷卻后由洗滌罐上部進入向下噴淋與向上的油氣逆向傳質(zhì)傳熱，洗滌罐的罐頂油氣出料返回減壓蒸餾塔的上部，罐底出料作為洗滌油返回減壓蒸餾塔。該工藝通過增設(shè)洗滌罐使減壓蒸餾塔汽提段經(jīng)歷了一個深度汽提的過程，有利于提高減壓拔出率。但該方法只是對減壓蒸餾塔汽提段進行了優(yōu)化改進，用質(zhì)量較好的減三線油作為洗滌油，在經(jīng)濟效益上尚待研究。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(shè)備，是在常壓渣油入減壓爐前設(shè)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(cè)線產(chǎn)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。但常壓蒸餾塔底油入閃蒸塔，由于常壓蒸餾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蒸餾塔，相當于閃蒸后減壓蒸餾塔分段進料，沒有在根本上改變減壓蒸餾塔的分餾作用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種原油深拔工藝方法，可以明顯提高減壓蒸餾過程中的拔出率，降低裝置能耗，并減少裝置投資。本發(fā)明工藝技術(shù)先進合理，能耗水平低，設(shè)備投資少，減壓渣油收率低，用于舊裝置的改造，具有設(shè)備改造量少、投資低，改造工期短，裝置收益明顯快捷等優(yōu)點；用于新裝置的設(shè)計建設(shè)，具有工藝合理先進，能耗水平低， 規(guī)模投資小，設(shè)備占地少等特點。本發(fā)明原油深拔工藝方法包括如下內(nèi)容部分減壓渣油循環(huán)回到減壓爐前，和常壓蒸餾塔底重油(以下稱常底油)即常底油混合進入設(shè)置在減壓爐前的減壓閃蒸塔，在減壓閃蒸塔塔底引入占進料質(zhì)量 3%的高溫(380°C 400°C)氫氣或氮氣，或者過熱蒸汽(300°C 350°C )。減壓閃蒸塔頂氣相(以下稱閃頂氣)即閃頂氣經(jīng)換熱、冷凝為液相作為產(chǎn)品；減壓閃蒸塔底油(以下稱閃底油)即閃底油經(jīng)減壓爐加熱到390°C 420°C，由減壓轉(zhuǎn)油線引入減壓蒸餾塔閃蒸段進行減壓蒸餾，從減壓蒸餾塔側(cè)線抽出減壓餾分油，減壓蒸餾塔塔底抽出減壓渣油，減壓渣油一部分送出裝置，一部分循環(huán)返回減壓閃蒸塔進行回太東。本發(fā)明原油深拔工藝中，循環(huán)渣油的循環(huán)量根據(jù)裝置的處理負荷、加工原油的品種以及所要求切割深度等因素來確定，通常為減壓蒸餾塔塔底出料質(zhì)量的20% 70%。本發(fā)明原油深拔工藝中所述的減壓閃蒸塔，主要用于氣液分離和輕餾分的減壓閃蒸，塔中可以設(shè)置1 3塊塔板，也可以是空塔結(jié)構(gòu)。塔頂操作壓力通過閃頂氣冷凝后分液罐上的氣相出口控制，控制壓力比減壓蒸餾塔塔頂壓力高2kPa 15kPa。所述的減壓閃蒸塔塔底引入的高溫氫氣或惰性氣體或過熱蒸汽可以利用減壓爐輻射室或?qū)α魇业臒崃縼戆l(fā)生，不必再設(shè)加熱設(shè)備。所述的減壓閃蒸塔的閃頂氣與裝置內(nèi)需加熱物流換熱后冷凝為液相引出裝置，或者與減壓蒸餾塔的某一種或某幾種餾分混合引出裝置。本發(fā)明原油深拔工藝及裝置，預(yù)處理和常壓部分與常規(guī)常減壓蒸餾裝置相同，減壓部分主要包括減壓閃蒸塔、減壓爐、減壓蒸餾塔。常壓蒸餾塔、減壓閃蒸塔和減壓蒸餾塔分別有液位檢測顯示。所述的減壓蒸餾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；可以采用濕式操作，也可采用微濕式或干式操作；側(cè)線產(chǎn)品數(shù)目不限，根據(jù)產(chǎn)品需要和原油品種來確定。本發(fā)明原油深拔工藝中，其它技術(shù)內(nèi)容，如常壓爐、常壓蒸餾塔、減壓爐、減壓蒸餾塔是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)內(nèi)容。本發(fā)明減壓蒸餾塔和減壓閃蒸塔可以共用一套抽真空系統(tǒng)，設(shè)置控制裝置分別控制各自的真空度；也可以設(shè)置兩套抽真空系統(tǒng)，減壓蒸餾塔和減壓閃蒸塔分別抽真空操作。 減壓閃蒸塔的真空度控制設(shè)置在閃頂氣冷凝器之后的氣液分離罐上。常底油中輕餾分在減壓閃蒸塔中閃蒸出來，降低了減壓蒸餾塔抽真空負荷，雖然用兩套抽真空系統(tǒng)或一套抽真空系統(tǒng)供兩設(shè)備使用，但實際并沒有增加裝置總的抽真空負荷。減壓蒸餾塔和減壓閃蒸塔的抽真空操作可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法和設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)減壓渣油部分循環(huán)回?zé)?，顯著降低了減壓渣油收率，提高了減壓餾分油收率，提高了裝置的經(jīng)濟性。2)常底油和循環(huán)渣油混合入減壓閃蒸塔，利用高溫渣油加熱常底油，使其中較輕的餾分經(jīng)減壓閃蒸塔閃蒸出來不再進入減壓爐和減壓蒸餾塔，一方面充分利用了減壓渣油所攜帶的熱量；另一方面有利于降低減壓爐爐管內(nèi)氣速，從而可以降低減壓爐的負荷，降低裝置能耗；此外，減壓蒸餾塔氣相負荷減少，塔徑可以減小，有利于老裝置的擴能改造。同時，輕餾分的減少也有利于降低轉(zhuǎn)油線壓降。3)減壓爐前減壓閃蒸塔保持較高的真空度，使減壓爐內(nèi)壓力更低，常底油在減壓爐內(nèi)氣化點提前，在要求相同爐出口溫度的前提下，有利于降低減壓爐負荷，降低裝置能
^^ ο4)減壓閃蒸塔引入高溫氫氣或氮氣等，強化了閃蒸塔汽提作用，使常底油和渣油中更多的輕餾分油蒸發(fā)出來，提高輕油收率。5)利用閃頂氣和裝置內(nèi)需要加熱物流進行換熱，降低裝置能耗。6)本發(fā)明工藝技術(shù)先進合理，能耗水平低，設(shè)備投資少，減壓渣油收率低，對于舊裝置的改造，具有設(shè)備改造量少、投資低，改造工期短，裝置收益明顯快捷等優(yōu)點；對于新裝置的設(shè)計建設(shè)，具有工藝合理先進，能耗水平低，規(guī)模投資小，設(shè)備占地少等特點。


圖1為本發(fā)明一種原油深拔工藝的流程示意圖。其中1為預(yù)處理后原油，2為減壓爐，3為減壓蒸餾塔，4為減壓閃蒸塔，5為常壓蒸餾塔，6為常底油，7為汽提蒸汽，8為閃頂產(chǎn)品，9為抽真空系統(tǒng)，10為減壓餾分油，11為常頂產(chǎn)品，12為減壓渣油，13為閃底油，14為閃頂氣換熱器，15為閃頂氣冷凝器，16為常壓餾分油，17為閃頂氣分液罐，18為循環(huán)減壓渣油，19為常壓爐，20為閃頂氣，21為高溫氫氣。
具體實施例方式本發(fā)明方法在減壓爐2和常壓蒸餾塔5之間設(shè)置一個減壓閃蒸塔4。預(yù)處理后原油1經(jīng)常壓爐19加熱到350°C 370°C進入常壓蒸餾塔5進行常壓蒸餾。塔頂?shù)玫匠ｍ敭a(chǎn)品11，側(cè)線抽出常壓餾分油16，塔底抽出常底油6。常底油6和循環(huán)減壓渣油18 —起進入減壓閃蒸塔4。閃蒸塔4塔底注入高溫氫氣21。閃蒸塔4塔頂閃頂氣20由塔頂經(jīng)閃頂氣換熱器14與裝置內(nèi)冷物流換熱，再經(jīng)閃頂氣冷凝器15冷卻后進入閃頂氣分液罐17分液， 分液罐底液相作為閃頂產(chǎn)品8液相出料，分液罐氣相連接抽真空系統(tǒng)9控制減壓閃蒸塔壓力在5kPa 20kPa。閃底油13進入減壓爐2加熱升溫到390°C 420°C，經(jīng)減壓轉(zhuǎn)油線進入減壓蒸餾塔3閃蒸段。在汽提蒸汽7和減壓蒸餾塔頂抽真空系統(tǒng)9的作用下進行減壓蒸餾，得到塔中側(cè)線產(chǎn)品10出料。減壓渣油經(jīng)泵加壓，一部分作為減壓渣油12出料；另一部分作為循環(huán)渣油18返回減壓閃蒸塔4進行回?zé)?。本發(fā)明減壓渣油部分循環(huán)回減壓爐前帶有高溫氫氣汽提的閃蒸塔的原油深拔工藝及裝置，改進了原油常減壓蒸餾工藝，充分利用高溫循環(huán)減壓渣油所攜帶的熱量和高溫氫氣的汽提作用，在減壓閃蒸塔內(nèi)把常底油中較輕的餾分蒸發(fā)出來。不僅降低了減壓渣油的收率，而且降低了減壓爐的負荷。經(jīng)模擬計算證實，處理相同的原料本發(fā)明工藝方法較現(xiàn)有工藝路線的渣油收率少5 8個百分點(質(zhì)量)，減壓爐負荷降低10% 15%。本發(fā)明在裝置開工時，常壓部分按常規(guī)常減壓裝置開工進行，減壓部分先可以開大減壓爐負荷，加熱進料到390°C 400°C，保證減壓蒸餾正常操作。開工正常后，逐漸調(diào)整循環(huán)渣油量，同時調(diào)整減壓爐和減壓蒸餾塔抽真空負荷，保證減壓蒸餾塔操作正常，減壓餾分油質(zhì)量滿足要求后，按照要求的切割深度逐步加大循環(huán)渣油量，同時調(diào)整減壓爐和減壓蒸餾塔操作，直至設(shè)備運行穩(wěn)定、操作正常，產(chǎn)品質(zhì)量合格、切割深度符合要求。實施例1 本發(fā)明的方法用于某新建原油常減壓裝置的設(shè)計。預(yù)處理和常壓部分與常規(guī)常減壓裝置相同。減壓部分裝置的處理量為120萬噸/ 年，減壓流程包括減壓閃蒸塔、減壓爐、減壓蒸餾塔。減壓閃蒸塔內(nèi)設(shè)1 3塊塔板，塔頂操作壓力通過閃頂氣冷凝后分液罐上的氣相出口控制，控制壓力比減壓蒸餾塔塔頂壓力高2kPa 15kPa，塔底吹入占進料質(zhì)量 3%溫度為380°C 400°C的氫氣。減壓蒸餾塔為規(guī)整填料塔，采用濕式工藝操作，塔底吹汽量為塔進料的(質(zhì)量)，塔頂操作壓力為 1. 315kPa，全塔壓降為 600Pa 750Pa。常底油以150噸/小時進料入減壓部分，與370°C 390°C的循環(huán)渣油一起進入減壓閃蒸塔，在減壓閃蒸塔絕熱閃蒸后閃頂氣占常底油30% 40% (質(zhì)量)。閃底油經(jīng)減壓爐加熱升溫到392°C 420°C進入減壓蒸餾塔閃蒸段，從減壓蒸餾塔側(cè)線抽出產(chǎn)品。減壓渣油從塔底經(jīng)泵加壓出料。一部分出裝置，一部分循環(huán)回減壓閃蒸塔。塔頂油氣經(jīng)冷凝器冷卻，不凝氣由抽真空泵抽出，保持塔內(nèi)真空度。下表列出了采用本發(fā)明(方案A)和采用帶有減壓閃蒸塔的常減壓蒸餾方法及設(shè)備的專利CN101376068A(方案B)在減壓拔出率、裝置能耗、投資等方面進行模擬研究的數(shù)據(jù)對比。方案A與方案B對比情況
權(quán)利要求
1.一種原油深拔工藝方法，其特征在于包括如下內(nèi)容部分減壓渣油循環(huán)回到減壓爐前，和常壓蒸餾塔底重油即常底油混合進入設(shè)置在減壓爐前的減壓閃蒸塔，在減壓閃蒸塔塔底引入占進料質(zhì)量 3%的380°C 400°C氫氣或氮氣，或者300°C 350°C的過熱蒸汽；減壓閃蒸塔頂氣相即閃頂氣經(jīng)換熱、冷凝為液相作為產(chǎn)品；減壓閃蒸塔底油即閃底油經(jīng)減壓爐加熱到390°C 420°C，由減壓轉(zhuǎn)油線引入減壓蒸餾塔閃蒸段進行減壓蒸餾，從減壓蒸餾塔側(cè)線抽出減壓餾分油，減壓蒸餾塔塔底抽出減壓渣油，減壓渣油一部分送出裝置， 一部分循環(huán)返回減壓閃蒸塔進行回?zé)挕?br> 2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于循環(huán)返回減壓閃蒸塔的量為減壓蒸餾塔塔底出料質(zhì)量的20 % 70 %。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于減壓閃蒸塔中設(shè)置1 3塊塔板。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于減壓閃蒸塔壓力比減壓蒸餾塔塔頂壓力高2kPa 15kPa。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于減壓閃蒸塔塔底引入的氫氣或惰性氣體或過熱蒸汽利用減壓爐輻射室或?qū)α魇业臒崃縼戆l(fā)生。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于減壓閃蒸塔的閃頂氣與裝置內(nèi)需加熱物流換熱后冷凝為液相引出裝置，或者與減壓蒸餾塔的某一種或某幾種餾分混合引出裝置。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于減壓蒸餾塔是燃料型減壓蒸餾塔，或者是潤滑油型減壓蒸餾塔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種原油深拔工藝方法，部分減壓渣油循環(huán)回到減壓爐前，和常壓蒸餾塔底重油混合進入設(shè)置在減壓爐前的減壓閃蒸塔，在減壓閃蒸塔塔底引入占進料質(zhì)量1％～3％的高溫氫氣、氮氣或過熱蒸汽；減壓閃蒸塔頂氣相經(jīng)換熱、冷凝為液相作為產(chǎn)品；減壓閃蒸塔底油經(jīng)減壓爐加熱后引入減壓蒸餾塔進行減壓蒸餾，從減壓蒸餾塔側(cè)線抽出減壓餾分油，減壓蒸餾塔塔底抽出減壓渣油，減壓渣油一部分送出裝置，一部分循環(huán)返回減壓閃蒸塔進行回?zé)?。本發(fā)明方法充分利用高溫循環(huán)減壓渣油所攜帶的熱量和高溫氫氣的汽提作用，在減壓閃蒸塔內(nèi)把常底油中較輕的餾分蒸發(fā)出來。不僅降低了減壓渣油的收率，而且降低了減壓爐的負荷。
文檔編號C10G7/00GK102443407SQ201010509330
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者張龍 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