蒸馏工艺路线

1 .工艺路线

1.1 本装置的工艺路线特点与国内外先进水平对比

（1） 本装置所加工的几种进口原油（俄罗斯、阿曼及沙轻）含盐量一般不超过60mgNaCl/l，装置设计采用长江（扬中）电脱盐设备公司吸收国外先进技术开发的二级高速电脱盐技术。确保原油脱后含盐≯3mgNaCl/l，含水≯0.2%，排水含油≯100ppm；

（2） 初馏塔共有26层塔板，初侧与常一中返塔一起进常压塔34层，初馏塔采用提压方案，将原油中的轻烃在稍加压力的条件下溶于初顶油中，初顶油经泵升压后去稳定塔回收其中的轻烃，石脑油去作重整料，干气、液化气去焦化装置脱硫；

（3） 常压塔选用板式塔，塔内件采用国内先进高效导向浮阀塔盘。常压塔内设50层塔板，抽出3条侧线，承担着石脑油、航空煤油、柴油的分离任务，设计常压拔出率为50.99％；

（4） 根据生产方案要求，减压塔选用全填料内件。减压塔内设5段填料及相应的汽、液分布系统，设计减压拔出率为27.44％。全部采用国内最新技术，并配以重力型组合式液体分布器及气体分布器。为满足加氢裂化装置对原料中重金属含量、残炭、C7不溶物等指标的限制要求，优化了洗涤段液体分布器、洗涤油的喷淋量、洗涤段集油箱的设计。减压塔的进料段采用技术先进、性能优良的双切环向进料分布器，以减少减压塔进料段的雾沫夹带量，保证减压侧线产品质量，提高减压拔出率。减一线作柴油加氢料或与减二、三线合并去蜡油加氢。减压塔顶采用高效喷射式蒸汽抽真空+机械抽真空混合抽真空系统，在保证减顶真空度的前提下，降低装置能耗。减压塔顶的操作压力设计值为12mmHg（绝）；

（5） 通过系统化的减压蒸馏技术（干式减压塔、减压炉、低压降减压转油线和高效抽真空系统），使装置在生产高质量馏份油的同时，达到深拔节能的目的。采用“窄点”技术，对原油换热网络进行优化设计，充分利用装置余热，使原油换热终温达到295℃。并在不影响换热终温的前提下，利用合适温位的物流发生蒸汽供装置自用，回收低温余热，降低能耗。在初馏塔顶、常压塔顶和减压塔顶设置了注氨、注缓蚀剂、注水等防腐设施。加热炉采用热管式空气预热器，尽量降低加热炉排烟温度，使加热炉热效率达90%以上。采用大直径低速转油线及100%炉管吸收转油线热膨胀技术，减小减压转油线的压降及温降，从而降低减压炉的出口温度，延长减压炉的操作周期；

（6） 本装置能耗为407.7MJ/t原油，国内常减压装置平均能耗在461～502MJ/t左右。国外常减压装置从文献上得到的资料来看最先进的能耗大约在440 MJ/t左右。因此本装置的能耗较低，在国内处于领先水平。

1.2 基本原理

1.2.1 概述

常减压蒸馏装置是原油加工的第一道工序，它一般包括电脱盐、初馏、常压蒸馏和减压蒸馏四部分。常压蒸馏一般可以切割出石脑油、煤油（或航空煤油）、柴油等产品；在减压蒸馏中可以切割出几个润滑油馏份或催化裂化或加氢裂化原料。剩下的减压渣油根据生产总流程的安排可有不同用途，如用做溶剂脱沥青原料、焦化原料、减粘裂化原料或直接出厂做燃料油。

根据目的产品的不同，常减压蒸馏装置可分为燃料型、燃料—润滑油型和燃料—化工型三种类型。这三者在工艺过程上并无本质区别，只是在侧线数目和分馏精度上有些差异。燃料-润滑油型常减压蒸馏装置因侧线数目多且产品都需要汽提，流程比较复杂；而燃料型、燃料—化工型则较简单。

1.2.1.1 常减压蒸馏装置的工艺原理

加热混合物使其沸点较低的轻组份汽化和冷凝，进行粗略分离的操作称为蒸馏。蒸馏所得的冷凝物称为馏出物。水是纯物质，馏出物就是蒸馏水，而原油是不同沸点的复杂组份组成的混合物，馏出同样体积的馏出物可以有不同的沸点范围，不同沸点范围的馏出物称为馏份。一定温度下蒸馏出来的馏份就表示石油产品的馏程。

常减压蒸馏是指在常压和负压条件下，根据原油中各组份的沸点不同，把原油“切割”

成不同馏份的工艺过程。

1.2.1.2 脱水脱盐原理

原油中的盐大部分是溶于所含的水中，所以脱盐和脱水是同时进行的。由于含水的原油是一种比较稳定的油包水型的乳状液，因此脱盐、脱水过程的实质就是要破坏这种状态，使水聚结，达到油、水分离的目的。

电脱盐是通过在原油中注水，使原油中的盐份溶于水中，再通过注破乳剂，破坏油水界面和油中固体盐颗粒表面的吸附膜，然后借助高压电场的作用，使水滴感应极化而带电，通过高变电场的作用，带不同电荷的水滴互相吸收，融合成较大的水滴，原油和水的分离是靠油水两种互不相容液体密度不同进行沉降分离，它们的分离基本符合球形粒子在静止流体中自由沉降斯托克斯公式。

u=

其中： d2(ρ1-ρ2)18νρ2g

u——水滴沉降速度m/s

d——水滴直径m

ρ1——水的密度差kg/m3

ρ2——油的密度差kg/m3

ν——原油运动粘度m2/s

g——重力加速度 m/s2

1.2.1.3 精馏原理及条件

加热混合物使其沸点较低的轻组份气化和冷凝，进行粗略分离的操作称为蒸馏。同时并多次运用部分气化和部分冷凝，使各组份达到精确分离的操作称为精馏。

按被加工介质的形态，精馏可分为液体精馏和气体精馏两类。常减压蒸馏装置是将原油分离为汽油、煤油、柴油、润滑油原料、化工原料和渣油，是属于分离馏份的液体精馏。

精馏的依据是液体混合物中各组份的挥发度（挥发度是指液体混合物中任一组份气化倾向的大小）有明显差异，即各组份的沸点不同。精馏的实质是气相多次冷凝，液相多次气化进行传热传质。

精馏过程必须具备的条件是：

（1） 必须有气液两相充分接触的场所，即塔板或填料；

（2） 必须提供给精馏塔气相回流和液相回流；

（3） 接触的气液两相必须存在温度差和浓度差。即液相必须温度低，轻组份含量高；气相必须温度高，重组份含量高；

（4） 每层塔板上气液两相必须同时存在，而且充分接触。

1.2.1.4 减压蒸馏原理

液体沸腾的必要条件是蒸汽压必须等于或大于外界压力，因此，降低外界压力就相当于降低液体沸腾时所需要的蒸汽压，也就是降低了液体的沸点，压力愈低，沸点降的愈低。如果采用抽真空的办法使蒸馏过程在压力低于大气压条件下进行，降低油品的沸点，把原油中的较高沸点组份，在低于其裂解温度的条件下，气化分馏出来，这就叫减压蒸馏。

（1）蒸汽喷射泵：

蒸汽喷射泵作用原理是静压能和动压能的转换。工作蒸汽经过拉阀尔型（扩缩）喷嘴时流速不断增加，压力能转换为动能。蒸汽在喷嘴出口处可达到极高的速度(1000～1400m/s)，因而压力急剧下降，在喷嘴周围形成高度真空。在真空部位，不凝气进入混合器与蒸汽混合并进行能量交换，然后一起进入扩压管。工作蒸汽减速，不凝汽加速，最后两者速度一致。在扩压管后部动能又转变为压力能，混合气体的流速降低，压力升高直至出口。

（2）机械真空泵：

本装置机械真空泵是液环真空泵，属于容积变化式设计。叶轮在泵壳内偏心安装，叶轮

的转动会迫使工作液沿泵壳内壁形成一个与其同方向放置的液环。此时，会在两相邻叶片、叶轮轮毂和液环内表面之间形成一个被工作液密闭的“气腔”。随着叶轮的旋转，此气腔在泵的吸气区体积逐渐增大，其内部压力下降，从而将气体吸入泵内；与此相反，气腔在排气区体积逐渐减小，其内部压力上升，从而将气体排出泵外。

由于叶轮相对于旋转的液环是偏心的，液体在叶片之间的空间内往复运动，对泵送介质产生抽吸和压缩的作用。在吸气阶段，液环逐渐远离轮毂，将泵送介质沿轴向从吸气口吸入；在排气阶段，液环逐渐逼近轮毂，将泵送介质沿轴向从排气口排出。

1.2.1.5 传质传热原理

气液两相充分接触时，高温气相中的重组份被冷凝放热，而下降的液相回流中的轻组份被加热气化，结果上升的气相被下降的液相冷却，气相中重组份不断被冷凝除去，液相轻组份不断气化而提浓，这就是传质传热过程。

1.2.2 注剂的原理

原油中主要含有：碳（C）、氢（H）两种元素，约占原油的95～99%，还有部分氧、硫、氮及一些微量金属元素和非金属元素，如氯（Cl）、砷（As），它们是以化合物的形式存在于原油中的。

原油中的氯化物和硫化物在原油被蒸馏过程中受热分解或水解，产生氯化氢和硫化氢，还有有机酸（如：环烷酸）等腐蚀介质，造成设备和管线的腐蚀。在常减压蒸馏装置中，腐蚀可以发生在高温的重油部分，如：减压炉管、塔底等；也可以发生在低温轻油部位，如常减压塔顶冷凝冷却系统。为了减轻塔顶冷凝冷却系统的腐蚀，目前炼厂普遍采用“一脱三注”的防腐措施。其中“一脱”是指脱盐脱水，即原油电脱盐又叫原油蒸馏前的预处理；“三注”就是原油塔顶挥发线注氨、注缓蚀剂和注水。氨、缓蚀剂、破乳剂、脱盐剂统称为常减压蒸馏的辅助材料。

1.2.2.1 注破乳剂的作用

原油电脱盐加入破乳剂的作用是破坏其乳化状态，在电场力作用下，使微小水滴聚成大水滴，使油水分离。因为含水原油多数以乳化液的形式存在，乳化液是一种非均相体系，就是一种液体（水）以极小的液滴分散在另一种液体（原油）之中，形成的胶体状态。在乳化液中，加入少量的化学破乳剂时，就能改变水滴表面保护膜的稳定性，使微小的水滴聚成较大的水滴，从而提高水滴的沉降速度，加速分离。

1.2.2.2 注氨的作用

经脱盐的原油，可大大降低对装置的腐蚀程度，但是还有残余的氯化氢和原油中硫化物在蒸馏过程中分解生成的硫化氢存在，仍会造成较严重的腐蚀。因此，需要在塔顶挥发线上注氨。因为氨是碱性物质，可以中和冷凝之前的氯化氢和硫化氢等酸性物质，所以能够大大缓解设备的腐蚀。

1.2.2.3 注缓蚀剂的作用

对原油采取了脱盐、注氨、注水措施后，塔顶系统的腐蚀基本上被控制了。但是氯化氢还不能在水冷凝前全部中和，况且还有硫化氢存在，所以在冷凝区仍有局部酸腐蚀，同时有氯化铵溶液存在，氯离子会破坏金属表面保护膜，加重腐蚀。由于缓蚀剂具有表面活性，吸附于金属表面形成一层抗水性保护膜，遮蔽金属同腐蚀介质的接触，能够使金属免受腐蚀。另外，缓蚀剂的表面活性作用能减小沉积物与金属表面的结合力，使沉积物疏松，为清洗带来了方便。

1.2.2.4 注水的作用

注水可以洗去注氨时生成的氯化铵，防止氯化铵（固相）沉积在塔顶冷凝冷却设备中造成积垢堵塞。同时，注水可以降低常压塔顶馏出物中氯化氢和硫化氢的浓度。一般炼厂都注碱性水。注碱性水还可以起部分中和作用，减少腐蚀、减少氨用量。

1.3 流程说明

1.3.1 初馏系统

原油自装置外原油罐区来，经原油泵（P-1001/1.2）后，分两路送入脱前原油换热系统。 换热一路原油先后进入E-1001/1.2、E-1101、E-1102/1.2、E-1103/1.2、E-1104，分别与初顶油气、常三线油（六）、常二线油（三）、常顶循（一）、常三线油（五）换热；换热二路原油先后进入E-1001/3.4、E-1201/1.2、E-1202/1.2、E-1203、E-1204/1.2，分别与初顶油气、常顶循油（二）、常一线油（二）、减一线及减顶回流油、常二线油（二）换热。两路原油合并混合后进入电脱盐系统，混合后温度为124℃。

合并原油经过一级电脱盐、二级电脱盐后，温度降至120℃，分两路进入脱后换热系统。 换热一路脱盐原油先后进入E-1105、E-1106/1.2、E-1107/1.2、E-1108/1.2、E-1109/1.2、E-1110、E-1111/1.2、E-1112/1.2、E-1113/1～3、 E-1114/1.2，分别与减三线油（二）、减渣（五）、常一线油（一）、常一中油、减渣（四）、减三线油（一）、常二线油（一）、常三线油（三）、减二中油（三）、减二中油（二）换热；换热二路脱盐原油先后进入 E-1205/1.2、E-1206、E-1207/1～3、E-1208/1～3、E-1209/1～3、E-1210 、E-1211/1.2，分别与减二线油、常三线油（四）、减一中油、减渣（三）、常二中油（二）、常三线油（二）、减渣（二）换热。两路脱盐原油换热后合并进入初馏塔（C-1001），混合后的脱盐原油为253℃（按纯液相计）。

初馏塔共26层塔盘。合并后的脱盐原油从初馏塔（C-1001）第4层塔板送入塔内蒸馏。初馏塔顶部的油气进入E-1001/1～4与原油换热到87℃，进入初顶空冷器（A-1001/1～10）冷凝冷却到60℃，再经初顶水冷器（E-1510/1～4）冷凝冷却到40℃后，进入初顶回流及产品罐（D-1002）进行气液分离。初顶不凝气从D-1002顶部送至初顶气分液罐（D-1009）作为常压加热炉（F-1001）的燃料，初顶气也可进入D-1007经压缩机升压后，去焦化装置脱硫；初顶油用初顶回流及产品泵（P-1002/1.2）从D-1002中抽出，一部分打回初馏塔顶作回流，另一部分送至轻烃回收部分回收其中的轻烃；D-1002中的水相与常顶回流及产品罐（D-1003）的水相一起作为含硫污水由常顶含硫污水泵（P-1023/1.2）送出装置。初侧线油从初馏塔的第16层（或第12层）塔板抽出，由初侧泵（P-1003/1.2）送到常压塔与常一中返塔线合并送入常压塔（C-1002）。初底油从初馏塔底抽出，经初底泵（P-1004/1.2）送入初底油换热系统换热。

初底油在换热前先分成两路，一路经E-1115/1.2与减二中油（一）换热；二路经E-1212/1.2、E-1213换热器分别与常二中油（一）、常三线油（一）换热；两路换热后的初底油合并进入E-1116/1～3与减渣（一）换热至295℃，再分八路送入常压炉（F-1001）加热，升温至358℃，进入常压塔第6层塔盘。

1.3.2 常压系统

常压塔共50层塔盘，加热后初底油作为进料从第6层塔盘进入，汽提蒸汽由塔底通入。常压塔顶油气经常顶空冷器（A-1002/1～12）冷却冷凝至60℃，再经常顶水冷器（E-1511/1～

4）冷凝冷却到40℃后送入常顶回流及产品罐（D-1003），在此进行气液分离。常顶不凝气从D-1003顶部送出，与自减顶分水罐来的减顶气混合后一起经压缩机入口分液罐（D-1007）分液并经常减顶气压缩机（K-1001/1.2）升压后送出装置，至焦化装置作进一步处理。需要时常减顶气可由压缩机入口分液罐（D-1007）直接去常减顶燃料气分液罐（D-1010），作为常压炉（F-1001）的燃料；常顶回流及产品泵（P-1005/1.2）将常顶油从D-1003中抽出，送出装置。必要时，部分常顶油还可打回常压塔顶部，与常顶循油合并进入常压塔作回流；常一线从常压塔第36层塔盘抽出，进入常压汽提塔（C-1003）上段，经以常三线为热源的重沸器（E-1501）重沸汽提蒸出轻组份后，由常一线泵（P-1006/1.2）抽出，经E-1107/1.2、E-1202/1.2换热器，分别与原油换热，并经常一线空冷器（A-1003/1.2）、常一线水冷器（E-1512）冷却到45℃后送出装置作航煤馏份；常二线从常压塔第24层塔盘抽出，进入常压汽提塔（C-1003）中段，经低压蒸汽汽提后，由常二线泵（P-1007）抽出，经E-1111/1.2、E-1204/1.2、E-1102/1.2换热器，分别与原油换热，再经常二线空冷器（A-1004/1.2）冷却至60℃后送出装置作柴油馏份；常三线从常压塔第16层塔盘抽出，去常压汽提塔（C-1003）下段，从C-1003下段底部由常三线泵（P-1008/1.2）抽出后，先经常一线重沸器（E-1501）为常一线重沸器提供热源，再先后进入E-1213、E-1210、E-1112/1.2、E-1206、E-1104、E-1101换热器，分

别与初底油、原油换热，然后进入常三线空冷器（A-1005/1.2）冷却至60℃，与减顶油合并出装置。

常压塔共设三个中段循环回流。常顶循从第48层塔盘抽出，由常顶循环回流泵（P-1009/1.2）送至换热区，经换热器E-1103/1.2、E-1201/1.2，分别与原油换热至104℃返塔至第50层塔盘，必要时，常顶回流及产品泵打回的回流汇入常顶循返塔线，与其共同送入常压塔；常一中从第32层塔盘抽出，经常一中泵（P-1010）送至轻烃回收部分为稳定塔重沸器（E-1506）提供热源，然后进入换热区经E-1108/1.2与原油换热，再经常一中蒸汽发生器（E-1503）发生0.3MPa蒸汽后温度降至159℃，与初侧线合并返回常压塔第34层塔盘处；常二中从第20层塔盘抽出，由常二中泵（P-1011/1.2）送入换热区经E-1212/1.2、E-1209/1～3换热器，分别与初底油及原油换热，然后进入常二中蒸汽发生器（E-1504）发生1.0MPa蒸汽后温度降至204℃，返回常压塔第22层塔盘处。

常底油经常底泵（P-1012/1.2）抽出，分八路进入减压炉（F-1002）加热至394℃，送入减压塔进行减压蒸馏。

1.3.3 减压系统

减压塔为全填料干式减压塔。减压塔顶油气被减顶一级抽空器（EJ-1001/1.2）抽出；一级抽空器排出的不凝气、水蒸汽和油气进入减顶一级湿空冷器（A-1007/1～10）冷凝，冷凝的液相流入D-1004，气相被减顶二级抽空器（EJ-1002/1.2）抽出；二级抽空器排出的不凝气、水蒸汽和油气进入减顶二级湿空冷器（A-1008/1～6）冷凝，冷凝的液相流入D-1004，气相被机械抽空器（EJ-1004）抽出，进入液封罐，不凝气与减顶分水罐出来的减顶瓦斯合并后与常顶气一起进入压缩机入口分液罐（D-1007），分液后经常减顶气压缩机升压后送出装置。当机械抽空器不能正常工作时，减顶二级湿空冷器出来的气相由减顶三级抽空器（EJ-1003/1.2）抽出后，进入减顶三级湿空冷器（A-1009/1.2）冷凝至40℃，送入减顶分水罐（D-1004）分液。D-1004中的不凝气从顶部送出；减顶油由减顶油泵（P-1013/1.2）抽出与常三线合并出装置；分水罐分出的水由减顶含硫污水泵（P-1024/1.2）抽出与初常顶含硫污水一起送至新区三废处理装置进行处理。

减压塔设四条侧线。减一线由减顶回流及减一线泵（P-1014/1.2）从第Ⅰ段填料下集油箱抽出，一部分作为内回流进入第Ⅱ段填料上方，剩余部分经原油－减一线换热器（E-1203）换热后一路作为减一线出装置作加氢裂化原料，另一路经减顶回流空冷器（A-1006/1～4）、减顶回流水冷器（E-1513）冷却至50℃后返回第I段填料上作为减顶回流。减二线由减二线及减一中泵（P-1015/1.2）从减压塔第Ⅲ段下集油箱抽出，经E-1207/1～3换热至189℃后分两路，一路作为减一中返回减压塔第Ⅲ段上方；另一路经E-1205/1.2换热至132℃热出料去加氢裂化装置，或经E-1514冷却至90℃去加氢裂化罐区。减三线由减三线及减二中泵（P-1016/1.2）从减压塔第Ⅳ段填料下集油箱抽出，一部分作为洗涤油（也可由减压洗涤油泵（P-1034）抽出）返回至第V段填料上方，另一部分经E-1115/1.2、E-1114/1.2、E-1113/1～3换热，温度降至226℃后分两路，一路作为减二中返回减压塔第Ⅳ段填料上方，另一路经E-1110、E-1105换热至145℃去加氢裂化装置，或经E-1515冷却至90℃去加氢裂化罐区。减四线为减压过汽化油，从第V填料下集油箱自流进入减压过汽化油罐（D-1005）中，由减压过汽化油泵（P-1017/1.2）抽出循环至减压炉入口。

减渣从减压塔底部由减渣泵（P-1018/1.2）抽出，经E-1116/1～3、E-1211/1.2、E-1208/1～

3、E-1109/1.2、E-1106/1.2换热降温至152℃去焦化装置作原料，或经E-1516/1～4冷却至95℃去罐区。

1.3.4 轻烃回收系统

为了回收原油中的轻烃组份，本装置设置了轻烃回收部分。自初顶回流及产品泵来的初顶油经与稳定塔底石脑油换热至139℃后进入稳定塔（C-1005）第26层板（或第24层板、第28层板）。

稳定塔顶油气经稳定塔顶湿空冷器（A-1010/1.2.3）冷至40℃后进入稳定塔顶回流及产品罐（D-1006），罐顶分出的不凝气自压至常减顶压缩机出口，与升压后的常减顶气一起去焦化装置进行脱硫。稳定干气也可直接进入高压瓦斯分液罐（D-1008），分液后与高压瓦斯一起作为常、减炉的燃料；冷凝的液体由稳定塔顶回流及产品泵（P-1019/1.2）抽出分为两路，一路送至稳定塔顶作回流，另一路作为液化气送出装置。

稳定塔底重沸器（E-1506）由常一中作热源。

稳定塔底石脑油经稳定塔进料-塔底换热器（E-1505/1～4）与稳定塔进料换热至70℃再经稳定石脑油水冷器（E-1519/1.2）冷却至40℃后出装置。

1.3.5 一脱三注系统

为了减少设备的腐蚀，设计采用“一脱三注”措施，除了二级电脱盐外，在初馏、常压和减压塔顶馏出线上分别注入缓蚀剂、氨水和水，在稳定塔顶注缓蚀剂，装置内设置了破乳剂、缓蚀剂和氨水的配制系统。