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1、常减压蒸馏装置大幅度 扩容改造的 “四塔流程”Zc（中国石化股份有限公司金陵分公司，南京 !“#$）摘要：本文介绍了 “四塔流程” 工艺技术在常减压蒸馏装置大幅度扩容改造设计中的应用，全面论述了该技术的优点及设计中的注意事项及工程实施情况。生产实践证明该技术路线是理想的，具有广泛推广应用的前景。采用该技术进行扩容时，作者建议扩容幅度控制在 %#&s 复杂的混合馏分油料在蒸馏分离过程中采用多效精馏或微分精馏对工艺用能的降低将起到一定作用，原油 “四塔” 蒸馏较 “三塔” 蒸馏显然更趋于多效精馏。就宏观而言， “四塔流程”中的汽、煤油馏分油汽进常压塔的过热度比 “三塔流程” 有明显的降低，这就意味
2、着常压炉工艺热负荷的相对减少，它在一定程度上降低了原油蒸馏中的工艺用能。现以金陵炼厂 !9蒸馏装置 ,0“1(2 “三塔流程” 和 $0“1(2 扩容改造后 “四塔流程” 为例，在原油换后温度和总拔相当的情况下，对比加热炉燃料单耗，不论是设计电算值还是现场生产标定值， “四塔” 工艺均为 “三塔” 的 /!4左右，降低原油蒸馏工艺燃料用能 “0,%& 标油 ( 原油。由此可见， “四塔流程” 的原油蒸馏降低了炉用燃料的工艺用能。!5!四塔流程” 扩容改造设计及实践中的几点认识中石化金陵分公司的 !“常减压蒸馏装置由 #$%&() 扩容至 *$%&() 的项目改造设计工作由金陵石化设计院完成，其
3、中新增的主设备之一的浅减压塔内件工艺结构及机械方面的设计工作由北京某公司承担并负责供货。在这工程设计及实施过程中，对以下诸方面的认识有所深化，在此提出供同行借鉴、参考。!“#zNKODJ|sO!r“ 国内原油蒸馏工艺的减压塔内件若按板式和填料两大类来分，在上世纪主要是以板式塔为主，但随着原油深拔的要求、技术的进步，在近十多年的实践里，我国的减压塔不论是内件更新还是新塔的建设项目，绝大多数都采用了填料式的内件，其中尤以规整全填料居多，其目的就是为了降低全塔的压降，它可以使板式全塔压降由 !% + ,%-./ 下降为全填料式的0%+ 1#-./，从而提高了减压塔蒸发层的真空度，相应提高了原油蒸馏切
4、割点 1% + #%2， 达到深拔目的，增加了炼厂的经济效益。但规整全填料的应用所付出的代价也是巨大的，一是建设期间塔设备的投资比板式的要大，二是因为制作规整填料的金属板只有 %$0 + %$1-厚，在减压塔高温操作工况下，特别是当炼制进口的含硫原油时，即使采用高等级耐腐材料，如 !034 等制作，实践证明仍抵抗不了长周期操作的腐蚀，再加上填料金属板很薄，一旦受腐蚀就影响机械强度以至变形、坍塌，轻者影响正常生产，重者在检修时总要局部、整段甚至花费巨额资金进行全塔填料更新，这实是无奈之举。对于浅减压塔，它所分离的油品不是高沸点的重质蜡油，而是重柴油、轻蜡等，因此对蒸发层操作温度和真空度的要求都不
5、是很苛刻，如操作绝压一般控制在 0*% + !%-./ 范围即可，即使全塔压降在 *% + 0%-./，塔顶仍有 0% + 1%-./ 的绝压值，这对于抽真空系统是容易实现的。换言之，对于浅减压工艺是 “不怕” 压降的，*% + 0%-./ 的允许压降完全可以满足板式塔压降的工艺要求。此外，因为板式塔金属内件厚度均在 !5- 以上，只要材质选择合适，它能满足抗腐和长周期操作的需求。综上所述，在该 “四塔流程” 工艺中的浅减压塔内件设计的选型推荐以板式为宜，不必凡是减压塔就都用填料，因为它在满足工艺要求的前提下不仅节省了建设投资，而且还可平稳操作及免除检修中经常更换填料所需巨额费用。!“$zNK
6、Ojk#$G 目前全国按 “四塔流程” 扩容改造的三个项目中，扬子 1“、镇炼 1“的浅减压塔采用了规整全填料内件，金陵石化 !“采用的是板式塔。中石化金陵分公司 !“常减压装置扩容改造工程于 1%5 年 3 月 0 日切断原油正式进入停工检修期，经一个多月的施工并于七月上旬进油试车，但在开工试运行中浅减压塔出现异常以至不能转入正常运行。经分析，个人认为主要原因是在塔内件设计中疏忽了浅减压塔顶基本上不出物料的工艺特点，没有注意吸取 1% 世纪五六十年代以来板式减压塔的设计经验，在塔顶循环取热段处少设了集油箱；其次是顶循处 0“、1“板开孔率偏大也有一定影响，最终导致开工期间无法建立顶循操作而不
7、能转入正常运行。后经工程技术人员共同分析、讨论，采取了增设油箱、同时认为浅减压塔 !6 层塔板中顶循的 5 块板式换热板由于操作适应性不如填料的好，故将顶循换热段改为填料式的等整改措施。后在有关领导及人员共同努力下，用了整整一周时间对塔内件进行整改、抢修，于 1%5 年 , 月下旬再次投运并转入了正常生产，同年 * 月进行了全面标定，一切达到了设计的预期效果。5,!“#rbGN|=V7z(%w&vy- $%!r“ 该流程经三个扩容改造项目的实施，实践证明其加工能力在原有基础上提高幅度在“#! $ %#!是合适的，最多控制在 &#!以内为宜，通常在国内的三塔流程设备系列现状下， 不推荐大于 #!
8、的改造，因为这将导致原有设备的动改难度增加、工作量变大以及影响原三塔的平稳操作。!“!#$NKOQRSJ(p! 装置加工能力的大幅增加，而在 “四塔流程” 中虽原减压塔的拔出量基本维持不变，但因轻馏分蜡油已提前在浅减压塔蒸出，所以此时深减压塔深拔的高沸点馏出物因缺少轻蜡馏分油蒸汽对它降低分压的作用，这就要求有更高的蒸发层的温度或真空度才能将其拔出，而这对深拔的老装置而言，几乎早已被挖尽，为了维持原有切割点，在设计中可以采用塔底吹汽或炉管适当注汽的措施能达到目的，同时这还可抑制炉管或塔底因油质变重而结焦的趋势。!“&JKOMLw(p!G()m%O* “四塔流程” 中常压塔由于蒸出物的变轻，通常切
9、至轻柴油即可，因此其常压炉出口即油料进塔温度相对有所降低，汽、煤油馏分油汽过热度下降，使得分馏塔余热 （回流热） 相应地有所减少，在塔板数不变情况下一定程度上影响了油品的分馏精度，经电算及生产实践证明了 “四塔流程” 设计中除中段取热比应稍降低外，常压塔各段油品分馏的塔板数较常规的 “三塔流程” 时要适当地增加。若需要更高的分馏精度，认为可以将进塔的加热炉取消，在常压塔底增设重沸加热炉能予以满足。!“zNKO+Md|w(G* “四塔流程” 中的浅减压塔由于有产品柴油和轻蜡分离的要求，故与常规 “三塔流程” 中燃料型的减压塔不同，除中段循环冷凝换热段之外，还应该有传热传质的分馏段，它与常压塔或润
10、滑油型的减压塔有所类似，这在设计中也应予以注意。!“(zNKL3jk(s+,- 在该工艺技术路线中增设的浅减压系统是整体改造项目成败的关键，它身处承前 （常压系统） 启后 （深减压系统） 的工艺衔接地位，具有对原有前后塔、炉设备负荷相互转移、调剂的良好功能，它是动改中惟一的又是新增的系统，所以在设计中有很大自由度和灵活性，为此在项目动改设计中务必充分注意原三塔流程中塔、炉设备在生产运行中的实际情况，针对存在的问题或不足，一定要抓住浅减压系统设计的机会，一并予以改善、解决，这应作为该系统设计的指导原则之一，具体来说就是推荐该系统的新炉新塔的设计在条件允许情况下应尽可能地留有较大的余量，这对提高动
11、改后全装置的生产可靠性及可操作性大有好处。&展望“四塔流程” 是对老装置大幅度扩容改造过程中被 “逼” 出来的， “四塔流程” 工艺技术路线从 (# 年提出至今仅几年时间，先后就有 ) 套工业化装置进行了扩容改造，生产实践证明都取得预期效果，显示出具有强大的生命力，相信该技术在国内今后蒸馏装置改造中将被继续广泛推广应用。由于该流程无论从理论或实践结果都证明了在扩容改造中的明显优势，在降低工艺用能、节能降耗、操作的灵活性以及对油种变化的适应性等诸多方面优于传统的三塔流程，完全可与其媲美， “四塔流程” 是当今常减压蒸馏较为理想的工艺路线，纵观全文，认为该流程不仅适用于老装置的扩容改造，进而还认为
12、对新装置的建设有直接采用 “四塔流程” 方案的可能性，至少应对 “三塔” 和 “四塔” 两种大方案作全面对比之后再行抉择何种工艺*%)路线的工作是必要的。!结论（!）对常减压蒸馏装置进行 “#$ % &#$范围内的大幅提量扩容，改造工程采取在常压和减压系统之间增设一个新的浅减压系统的 “四塔流程” 经理论和实践证明是理想的，具有广泛推广应用的前景。（） “四塔流程” 在降低工艺用能及灵活的可操作性方面具有明显优势，该流程不仅适用于老装置的改造，并认为在新装置的建设设计中也应加以重视考虑，作好对比工作。（(）浅减压塔内件推荐用板式塔盘为宜，但在具体设计中务必注意减压塔塔顶不出物料的工艺特点。（)） “四塔流程” 在老装置改造工程中对检修周期的缩短具有明显的优势，一般可控制在(* % *# 天内完成。参考文献!张世文 + 炼油设计， #!， (! （)） ： , % -“,(
