李志强
新疆华澳能源化工股份有限公司 新疆克拉玛依市 834000
摘要：石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要工业。
关键词：常减压蒸馏技术；石油炼制；发展
石油炼制工业作为我国的支柱产业之一，为我国经济发展及人民生活的改善提供了强有力的保障。随着国民工业对石油产品及其下游产品需求的增加，国家对资源最大化利用及生态环境友好原则的要求不断加深，石油炼制工业不断壮大与升级。而蒸馏作为目前主要的化工分离技术，在石油炼制工业中起着重要作用。
一、石油的常减压蒸馏
1、精馏原理。精馏是分离液相混合物的有效手段。精馏塔内装有提供汽液两相接触的塔板或填料，塔顶送入轻组分浓度很高的液体，称为塔顶回流。通常把塔顶馏出物冷凝后，取其一部分作为塔顶回流，而其余部分作为塔顶产品。塔底有再沸器，加热塔底流出的液体以产生一定量的气相回流，塔底气相回流是轻组分含量很低而温度较高的蒸汽。由于塔顶回流和塔底气相回流的作用，沿着精馏塔高度建立了两个梯度：①温度梯度，即自塔底至塔顶温度逐级下降。②浓度梯度，即气液相物流的轻组分浓度自塔底至塔顶逐级增大。
2、常减压强化蒸馏技术。工艺流程即是一个生产装置的设备、机泵、工艺管线和控制仪表按生产的内在联系而形成的有机组合。原油由输油泵打入换热器，与蒸馏产品换热得到预热，然后进入脱盐罐脱除盐和水分，再经另一换热器与蒸馏产品换热。在加热炉升温至370℃后送入常压蒸馏塔，塔顶馏出C1～C4烷烃和低沸程的汽油馏分(或称石脑油)，塔侧由上至下分别引出不同沸程的馏分。汽提塔的作用是将各侧线产品中的轻馏分吹出，送回常压蒸馏塔中，以免影响各馏分的性质(如轻柴油的闪点)。常压塔出来的石脑油含有C5～C10烷烃和环烷烃及少量轻芳烃，轻石脑油的沸程为30～150℃，重石脑油的沸程为150～220℃，石脑油是汽油和催化重整的原料。煤油沸程175～275℃，含C9～C16烃类，煤油作喷气式飞机和拖拉机的燃料。轻柴油沸程200～300℃，含C15～C18烃类。沸程更高一些的馏分是重柴油。塔底流出的常压重油也称为拨顶原油，沸点高于350℃，其中大部分是瓦斯油和润滑油成分，但如果继续在常压下分离，则需将其加热至400℃以上，这会导致重油馏分中大分子化合物发生分解和缩合反应，产生许多气体和焦炭，降低油品产率和质量，结焦堵塞而缩短设备的生产周期。因此需减压以降低沸点，才能继续进行蒸馏。
常压重油经另一加热炉加热，温度限制在400℃以下，然后进入减压蒸馏塔，由塔顶真空系统造成负压，塔底压力8kPa，塔顶压力低于4kPa。通过减压蒸馏可从常压重油中蒸出正常沸点低于550℃的馏分，由减压塔不同高度塔板处可分别取出不同沸程馏分油，其中减压柴油(亦称减压瓦斯油)的量很多。这些馏分油可制取润滑油，也可作裂化原料。塔底减压渣油的正常沸点高于550℃，原油中大部分胶质、沥青质都留于其中，有机硫化物、有机氮化物和有机金属化合物含量高。减压渣油可作化工原料、锅炉燃料、焦化原料或经加工后生产高粘度润滑油和沥青。
二、常减压蒸馏装置工艺技术优化对策
1、原油性质影响与优化。在常减压装置处理的原材料中一般包括一种或两种不同性质的原油，这样的处理工作对原油的性质具有一定的要求，在进行原材料选择时一定要与设备相匹配，否则不但会增加能耗，还会影响产品质量，甚至会导致整个生产环节对设备的寿命带来损害，从而降低设备的使用年限与周期，以及经济效益产出比例。为了解决这个问题，原材料的质量需提前控制好。
首先，原油加工装置的石脑油收率提升时，相应的能耗就会上升，这是由于原油的低温热源效应较为明显所导致的热能损失较大，从而引起局部能耗较大问题，可通过对换热终温进行调整来减少燃料消耗量；其次，常减压蒸馏装置原油选择需在考虑沸点数据与装置的基本设计原则基础上进行选择，这是由于进行换热装置设计时是结合具体的原油数值进行的设置，当数值发生变换后，必然会导致换热公式发生变化，此时加工原油的各个组分间的回收率都不是最佳状态，会影响换热效率的提升；最后，原油在线调和系统的引入可提升原油性质的稳定性，同时也可避免后续对其工艺方面的转变带来的不适用，大幅提升了整个原油性质的调整效率与效果。
2、加工负荷率优化。装置加工负荷率是一种反映单日加工量与设计单日加工量比值的数值，该数值能在一定程度上反映一个企业的能源产出效率与综合投入产出率。在国外，大多数炼油企业的常减压蒸馏装置加工能力都能达到5Mt/a，而炼油厂的加工能力则一般在10Mt/a，此时的装置负荷率可达到90%左右，而国内的大多数装置目前也保持在6Mt/a以上。根据相关测算结果显示，只有装置的综合负荷率超过80%才能取得良好的能耗收益，低于这个值的负荷率会显著提升。在装置的大型化基础上，能耗的提升是必然的结果。所以，只有保持良好的负荷率，选择合适的功率进行匹配才能实现能源利用效率的最大化，这也是实现设备大型化前就需设计好的内容。
3、换热终温提升策略。换热终温的提升在常减压蒸馏装备的能耗控制中属于最关键的部分之一，同样也是设备先进性的一种主要指标。在原油类型、拔出深度相对比较固定的前提下，若换热终温提升，则整个体系的负荷也会有效降低，最终取得了相互的能源控制水平。目前国内的窄点技术优化后可将换热终温提升到310℃，此时的燃料消耗量也可降低40%左右，对整个常压炉的能源结构优化具有重要作用。首先，利用窄点技术进行优化，不过许多企业的实际网络建设情况存在问题，所以加工多种进口原油装置的调整成本较大，不一定能适应特殊需要；其次，利用新式换热设备，通过新式换热设备来提升换热效率最为直接，同时投资成本也相对较低，属于优先选择项；最后，装备的开工中后期的优化可采用高温重油的流程方面，通过确保高温换热设备的效率来实现其功能。
三、我国常减压蒸馏技术发展方向
1、装置联合化，流程简单化，馏分优质化。简化蒸馏装置流程、实现炼厂装置大联合是发展趋势。为了充分发挥装置大联合的经济优势，蒸馏装置将日趋简化。在高效率下按照总体规划要求的流程简化，在优化方案方面反而变得更加复杂，要将过去蒸馏装置自成一体而改变成炼厂一体化生产装置中的一个组成部分。此外，还需为催化裂化、加氢裂化、重油加工和化工(化纤)生产提供优质原料。
2、长周期运行是重要的经济技术指标。常减压装置的运行周期对炼厂的成本具有重要影响。随着炼厂规模化经营，长周期的运行对炼厂的影响更为显著。要求从工艺、设备、管线、选材、操作各方面系统考虑，形成长周期运行条件。
此外，加工含硫或含硫轻质原油将是今后我国蒸馏装置的重要课题。
3、采用新技术综合优化将是进一步提高常减压装置水平的重要途径。主要要优化工艺流程、优选脱盐脱水技术、优选塔内部件和在炼厂约束条件下综合利用装置的能量(蒸汽发生器的运用和低温热的利用)，以及开发进一步降低加工能耗和提高拔出率的新技术。另外，还需减少加工损失，因其是提高常减压水平的主要方面。
4、经济技术指标是衡量装置水平的根本。随着市场经济的发展，工艺装置的技术经济指标是衡量装置水平的根本，这已成为炼油工作者的共识。蒸馏装置要在炼厂优化的总约束条件下进行全面的技术经济分析，选择最经济合理的工艺方案、技术水平、技术指标，从而为炼厂获得最大的眼前和长远的经济效益。
总之，随着原油品质下降，原油资源越来越匮乏，重质原油、高硫高盐原油成为各炼油厂的主要加工对象，原油处理变得越来越困难。另外，人们对环境的要求日益突出，燃料油的品质标准也越来越高。为了达到要求，在原有的设备和技术基础上炼油厂的单位产品能耗与日俱增，庞大的石油产品需求量及巨大能量代价，给企业效益及国家效益带来巨大的冲击。而常减压蒸馏技术是原油提炼的第一道也是最重要的一道工序，其往往是炼油企业综合加工水平的集中反映之一。
参考文献：
[1]闵恩泽.环境友好石油炼制技术的进展[J].化学进展，2015(02)．
[2]马文泽.常减压蒸馏装置的节能策略[J].化工管理,2018(09).