吕保磊
江苏新海石化有限公司 江苏省连云港市 222113
摘要:在石油化工企业的生产发展过程中,不可缺少的设备就是常减压装置,它是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称,因为这样的两个装置通常情况下在一起进行运行,共同作用发挥合力,所以叫做常减压装置,它对于整体石油化工产业的发展有着至关重要的作用。结合这样的情况,本文重点分析石油化工常减压装置的运行原理以及相对应的结构设备应用情况等相关内容,希望本文的分析能够为相关从业者提供一定的启示。
关键词:石油化工,常减压装置,运行原理,结构分析
一、引言
常减压装置所涉及的组成部分主要包括常压蒸馏和减压蒸馏,它也是这两个装置的总称,因为这两个装置大多数时候都是在一起运行的。在实际的运营情况中,主要包括三个方面的工序,分别是原油的脱盐、脱水;常压蒸馏;减压蒸馏。从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氧化物)带水(溶于油或呈乳化状态),可能在很大程度上腐蚀设备,因此在设备内壁结垢和影响成品油的组成,在加工之前要对其进行相对应的脱除。
二、石油化工常减压装置运行原理
在石油化工的常减压装置运行过程中,主要包括三个流程,也就是对于原油的脱盐和脱水,以及长压蒸馏和减压蒸馏等等,具体的运行原理主要体现在以下几个方面:
1.电脱盐基本原理
为了确保原油中的盐分能够得到切实有效的清除和脱掉,要注入相对应的新鲜水,按照既定的比例进行融入,这样能够确保原油中的盐分在水中进行溶解,以此有效形成石油和水的乳化液,在强弱电场以及破乳剂的联合作用之下,可以对乳化液的保护膜进行相对应的破坏和溶解,这样能够确保水滴从小变大,进而聚合成为比较大的水滴,然后通过电场和重力的作用,使其和油进行脱离。因为盐在水中可以溶解,所以针对脱水过程而言,其实也就是脱盐的过程。
2常压蒸馏和减压蒸馏原理
常压蒸馏和减压蒸馏所涉及的过程都是一个比较典型的物理过程,在具体的操作过程中主要是通过脱盐、脱水的混合原料油进行加热之后在蒸馏塔内部进行反应,然后结合沸点的差异性,从塔顶一直到塔底分成不同油品,也就是我们所称之为的馏分,这些馏分油通过相对应的添加剂和调和之后,通过产品的形式进行出厂,形成相应产品,同时也有很多作为二次加工装置原料对其进行加工利用,所以通常情况下也把常减压蒸馏叫做原油的一次加工。
常压蒸馏原理:精馏又称分馏,它是在精馏塔内同时进行的液体多次部分汽化和汽体多次部分冷凝的过程。原油通过分馏的方式来展开分离,主要是因为原油内部的相关组分有着不同的沸点,针对原油加工工作而言,可以把原油加热到360~370℃,使其进入常压分馏塔,在汽化段进行部分汽化,其中汽油、煤油、轻柴油、重柴油这些较低沸点的馏分优先汽化成为气体,而蜡油、渣油仍为液体。
减压蒸馏原理:要想确保液体达到沸腾的状态就需要蒸汽压和外界的压力相等,降低外界压力需要对液体的沸点进行降低,压力越小的话,沸点降的就会越低,如果蒸馏过程的压力比大气压低,在这样的情况下这种过程称为减压蒸馏。
三、石油化工常减压装置结构分析
在常减压装置的结构和设备中,包括多种类型,具体来说体现为以下几点:
1电脱盐罐
其主要部件为原油分配器与电极板。原油分配器的功能主要体现在可以确保底部进入的原油通过分配器后垂直向上流动,并且确保流动的均衡性,在这个过程中通常情况下采取的是低速槽型分配器。电极板包括两种形式,分别是水平形式和垂直形式。交流电脱盐罐常用水平电极板,交直流脱盐罐用垂直电极板。水平电极板正常情况下有2~3层。
2防爆高阻抗变压器变压器是电脱盐设备的关键设备。
3混合设施。
油、水、破乳剂进脱盐罐之前,要对其进行有效混合,使其得到科学合理的配比,然后确保水分和破乳剂在原油中尽可能分散,对其浓度要进行科学合理的控制,在合适的范围之内,通常情况下,分散细,脱盐率高;但分散过细的情况下会形成比较稳定的乳化液,在这样的情况下会降低脱盐率。脱盐设备通常情况下要应用静态混合器与可调差压的混合阀串联的形式,这样才能呈现出良好的效果。
4常减压装置的主要设备
从整体情况来看,针对常减压装置设备而言,主要包括两方面内容,分别是塔 和 炉。塔在整个装置和工艺过程中是核心所在,原油在分馏塔中通过传质传热实现分馏作用,最终将原油分离成不同组分的产品。比较常见的常减压装置流程主要是“两炉三塔流程”,常减压中的塔包括:初馏塔或闪蒸塔、常压塔、减压塔。
a、蒸馏塔的结构
塔体:塔体是由直圆柱型桶体,高度在35~40米左右,材质一般为A3R或16MnR,对于处理高含硫原油的装置,塔内壁还有不锈钢衬里。塔体封头:一般为椭圆形或半圆形。塔底支座:塔底支座对于高度有比较严格的要求,只有具备足够的高度,这样才能充分确保塔底泵有足够的灌注压头。塔板或填料:是塔内介质接触的载体,传质过程的三大要素之一。开口及管嘴:这个部件能够把塔体和其他部件进行充分的连接,通常情况下其具体结构主要包括不同口径的无缝钢管加上法兰和塔体,然后通过焊接的方式使其成为一个整体。人孔:是进入塔内安装检修和检查塔内设备状况之用,一般为直径450~500的圆型或椭圆型孔。进料口:由于进料气速高,流体这些有很大的冲刷力,为了有效避免它的内部受到损害,通常情况下要对其进行相对应的防护。液体分布器:使回流液体在填料上方可以分布更加均匀,针对常减压装置而已,应用更多的是管孔式液体分布器和喷淋型液体分布器。气体分布器:气体分布器一般应用在汽提蒸汽入塔处,通过该结构可以使蒸汽分布更加均匀。
b、加热炉
一般为管式加热炉,主要是通过燃料在炉膛内部进行燃烧而生成比较高温的火焰或者烟气,把它作为热源,这样能够对炉中高速流动的物料进行加热燃烧,使其达到后续工艺所要求的温度。管式加热炉通常情况下包括5个部分,分别是辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧及通风系统。
辐射室:辐射室是加热炉进行热交换的主要场所,其热负荷占全炉的70~80%。辐射室内的炉管,在对其进行加热的过程中,主要是利用高温烟气或者火焰,辐射为主,所以也叫做辐射管。
对流室:对流室是辐射室排出的高温烟气进行对流传热来加热物料。烟气以较高的速度冲刷炉管管壁,进行有效的对流传热其热负荷占全炉的20~30%。对流室通常情况下是在辐射室上部进行布置,也有的时候是在地面单独放置,为了在更大程度上提升传热效果,通常情况下要应用钉头管和翅片管。
余热回收系统:余热回收系统用以回收加热炉的排烟余热。
燃烧及通风系统:通风系统能够把燃烧所用的空气导入到燃烧器中,然后把废气引出炉子内部。
结语
综上所述,通过上面的分析,我们能够充分看出,针对石油化工企业而言,在实际的生产过程中要进一步优化和完善相对应的常减压装置。对此,要匹配与之相对应的技术和措施,同时要充分明确该装置的运行原理以及相关结构的运行性能和主要特点,在实践的过程中把握相关方面的技术内容,这样才能确保相应的装置和结构呈现出应有的效能和作用,并且严格按照相对应的石油化工发展需求,在更大程度上提升相关装置和结构的运行质量和效能,对于石油化工企业的常减压技术措施要不断的创新和完善,以此针对各类资源能源进行更科学合理的利用,提升能源的使用质量,有效呈现出节能环保、高质高效的效果,在最大程度上提升石油化工企业的生产质量和生产效率,从根本上有效规避相关安全事故或者风险因素。
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