常减压蒸馏初馏塔的正常操作.docx

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常减压蒸馏初馏塔的正常操作

初馏塔的正常操作

黄烈基主讲

原油经过一次换热进入电脱盐罐,经过二次换热进入初馏塔,初馏塔也叫预分离塔其作用是在较低温度下,把原油中的轻组份汽油和C1—C4,及其含有的酸性物质HS,Cl＋,含有少量的水除掉,设置初馏塔的目的就是为了提高处理量。

初馏塔是一个简单塔对操作而言并不复杂,但是,如果操作不当很可能拿不出油,或者会出现出黑油的现象,对操作工而言,如果能利用好初馏塔设备,这样对装置的节能,减轻常压炉的负荷和常压塔顶的负荷,提高处理量搞好优化操作会有很大的好处。

初馏塔的控制参数主要有,塔顶压力,塔顶温度,塔顶冷回流量,循环回流量﹙温度仅供参巧﹚,初侧抽出量,初侧抽出温度,塔进料温度,塔底温度,塔底液面,﹙汽化段温度仅供参巧﹚等9个参数,在正常操作中这些参数都是可变的,如果不理顺好这些可变的参数,那么,生产出的这些产品质量则无法保证,尤其是影响收率问题,而且,因其参数的相互变化影响到其它的正常操作,所以我们说,操作工必须要具备“超前意识,拓展思维”的想象空间,每调节一个参数,不但要顾及前后还要考虑左右的立体思维,这样才能搞好操作平稳。

我们先从单个参数入手弄懂后,再从整体入手,1.初馏塔的进料温度,受到原油性质的变化,生产方案的变化会有所变化,而且,人为很难控制其温度,进料温度越高越好,如果想尽量地提高进料温度,就要平衡好原油冷进料和原油A,B路进料,常压炉和减压炉对流室过来的各一路的原油冷进料的出口温度应比初馏塔进料温度高一二度为宜,如果两路的冷进料温度低于塔进料温度,则浪

费了原油二次换热的热能,为什么这样说呢？

因为

冷进料的出口温度的调节是靠流量的大小来控制,

在处的理量不变情况下,冷进料大了,一,是会降低塔

常压炉冷进料

减压炉冷进料

二次换热A路

二次换热B路

进料的温度,二,由于冷进料量大会

造成原油与二次换热的量的减少;

原油A,B路塔进料的调节没有太

大的讲究,在操作上尽量保证原油

A,B路出口温差的减少,在调节A,B路的过程中始终要

关注原油系统的压力≮13㎏,如果＜13㎏压力会使

原油在系统管线内部份汽化,蓄热不够使塔进料温度降低,同时容易造成初顶瓦斯夹带液态烃。

2.初侧线的作用,初侧线的组份为C6—C9,有少量的C3—C5含汽油的组份多过煤油的组份,把初侧线的油直接打入常一中作回流,对减轻常压炉的负荷提高装置的处理量是有着促进的作用的,但是初侧线的拿量要有一个度,拿量太多会造成15层以下塔盘的内回流减少,使初侧油的颜色变深,还会影响到常一侧线的煤油闪点质量,初侧线的正常操作温度为140—150℃,流量为15—20m3／h,如果常一线的闪点不在质量的下限,需要拿大初侧量或者侧线温度超过150℃,则要到现场放样检查初侧线的油品颜色。

3.初循回流,初循回流量在正常操作下应保持在250m3／h,＜250m3

／h对原油一次换热的热量回收不利,如果＞250m3／h造成初顶质量偏重,而且会造成初顶的汽油收率减少,因为打得太大的初循回流往往会造成初顶夹带重组份的现象,而且较轻的组份给压住了不能从塔顶全部拿出来,在操作中确有些人见到初顶产品质量变轻,为了拿重初顶产品质量,降初循回流操作,这样的结果只能适而其反,使初顶产品质量变得更轻。

4.初顶冷回流,无论初馏塔操作是否正常,冷回流都要保持一定的流量,这样才能提高分馏效果,提高收率,在正常的操作情况下,冷回流控在3—5m3∕h,只要能调节到初顶产品的质量变化就行。

5.初顶压力,压力的设定是根据原油性质的不同而设定,我们现在炼的进口原油,如拉万,伊朗轻的压力控为1.4㎏,阿曼,沙中,伊朗重的压力控为1.1㎏,沙轻的压力控为1.2㎏,初馏塔顶的设定如果偏低,同样会造成初顶瓦斯夹带液态烃的情况发生。

由于,原油切换频繁往往会造成初馏塔的操作不正常,这就需要我们对操作及时的调整,现在先从每个操作参数变化的互动关系,来分析各参数的联动影响,因为大多数操作参数是可变的,这要求我们在分析中把一些参数作为定值,把另一些参数作为变值来分析,这样也能得到更好的效果,选取2003年10月7日7:

00时打印的图表分析,见下图—4处理量15000t∕d沙轻原油。

1.把初循量248m3,初顶压力1.2㎏,初底进料温度194℃,初侧流量19m3,作为定值,把初顶温度作为变值,初顶温度由原来的106℃↗108℃,

这时的初顶产品质量会变重,按常规操作温度提高1℃,恩氏蒸馏分析

会提高3℃,如果把初顶温度设定在108℃时产品质量已经变重,但是把初底进料作为变值由194℃↗196℃,则产品质量又会变轻。

2.如果把图—4各参数作为定值,塔顶P1.2㎏T106

压力作为变值,则塔顶压力升高初顶产248m3T74℃

品质量变轻。

T123℃

3.如果把图—4各参数作为定值,初侧

量作为变值,则初侧抽出量大,初顶产品质147℃19m3

量变重,初侧量变小,则初顶产品质量变轻194℃

4.如果把图—4各参数作为定值,初顶

循环量作为变值,则初循环量增加,初顶产

品质量变重,初顶循环量减少,初顶产品质192℃

量变轻,对于以上三点大家好理解,这一点

就不好理解了,为什么初顶循环量大,则产品质量会变重呢？

我们先看图—4初循环量是248m3,抽出温度是123℃返塔温度74℃,由于E—101∕1,﹙初顶循换热﹚的换热面积不变,当我们把初顶循环量加大到270m3,返塔温度首先升高,假设为78℃,抽出温度也随之升高,假设为126℃,这样整个塔顶的内回流温度都在升高,内回流的温度升高造成了整个塔的塔盘温度上移,原有的操作平衡被打破,重组份就会被夹带出来,使塔顶产品质量变重,当然,初顶产品质量变重并不意味着产品收率会提高,这是两码事,如果要提高初顶产品收率,不仅要保持一定的初循回流量,同时,要有适当初顶冷回流,初顶冷回流对初顶产品收率起着关建性的作用,如果加大了初循回流可以使初顶产品质量变重的同时,大量的初循回流也把部份轻组份压下去了,从来没有听说过循环回流会提高分馏效果的,初循回流的入口与初顶冷回流的入回设在上下只差一层塔盘上,如果单纯加大初循回流会使初顶产品质量变重,那么,在加大初顶循回流的同时,又加大初顶冷回流,这会使初顶产品质量变轻,这样的操作效果好不好呢？

初顶冷回流量太大会使低温位热值无法回收,装置第一周期的生产初顶循环回流量在290m

3／h,初顶冷回流量保持在15—20m3／h,初顶循环回流量的设计范围在250m3／h,超出了其设计的范围,初顶冷回流就要加大了。

初,常顶循环回流的抽出﹙汽相﹚温度与返塔﹙液相﹚温度的特点是,抽出温度高,返塔温度也高,而常压塔的两个中段回流的特点是,抽出﹙汽相﹚温度高,返塔﹙液相﹚温度低,这就是初,常顶循环回流与常压中段回流的区别,因为,初,常顶循环回流人口的上一层塔盘的顶部就是挥发线,塔顶冷回流进入上一层塔盘后形成的内回流往下流,在顶循环回流的入口的塔盘层与循环油混合再蒸发,循环油的组份馏程较窄,而常压两个中段回流入口的上方仍有大量内回流往下流,再说常压两个中段回流的的取热不会受到换热面积的限制,再多的热量都会经过高低,压汽包的软化水吸走而产生蒸汽,如果改变了中段回流的返塔温度使它变低,这样会使塔内回流油的组份改变,中段回流油的组份馏程变宽,为了保证常压塔各侧线质量和轻油收率,必须要减少中段回流量,回流量的减少所带出的热量也少,回流的抽出﹙汽相﹚温度相应上升,同时会造成塔内回流的减小,塔盘的液封减薄,使整塔的汽相温度升高,详情在《常压塔正常操作》部份中讲解。

前面介绍了初馏塔各个参数的变化及相互影响的关系,接下来要说的是初馏塔的操作及注意事顶,初馏塔的操作主要在原油较低温度下185—200℃拔出占原油总量6—10％的轻组份﹙初顶抽出﹢初侧抽出﹚由于这些轻组份能够在较低的温度下拔出,这样就不用经过加热炉的加热,节约了燃料油,如果经过加热炉加热,这部份轻组份就会把热量带到常顶经过挥发线后冷却下来,增加了循环水的冷却量,尤其在装置满负荷的操作下,初馏塔轻油抽出率偏低,那该从初馏塔抽出的轻油而没抽出的这部份,会经过常压炉加热后占据常压塔空间,引起常顶压力升高,塔顶负荷增大,而该从常压塔拿出的轻组份,会因初馏塔过来的轻油组份所取代,没有拿出的常压部份轻油组份,会经过减压炉进入减压塔,此时,在操作上显示出来的是,减压塔顶在串级温控的作用下,减顶回流自动增大,减二侧线来油多,这样就影响了轻油收率,增加了加热炉的负荷,所以,在装置满负荷的操作下,怎样保证初馏塔能够拿出足够的量,这是满足装置满负荷操作的前提。

一般地说,初馏塔主要控制好进料温度和塔顶温度就可以了,塔顶压力在切换原油品种,等到操作反应后慢慢的增加或减少,如果没有等到操作反应就增减,会对初顶的抽出有些影响,根据原油的性质设定好初顶压力后,初顶压力一般都作为定值,初馏塔进料温度的调节,主要靠调整换热器流程来实现,除了平衡好原油冷进料温度和原油A,B路进料温度外,如果是炼轻质原油需要控低进料温度,则关小E—115∕AB,CD,如果是炼重质原油需要控高进料温度,则开大E—115∕AB,CD,初顶温度的控制,一般采用初循环回流加初顶冷回流的方式,现在,二,三蒸馏对初顶的温控都采用较为一致的操作方法,既初顶冷回流保持在5M

3左右,基本上达到可以控制调节初顶产品质量即可。

四蒸馏装置的初顶循环回流一般控在250m3,初顶冷回流控在3m3,左右,有人会问,初顶冷回流大些,初顶循环量少些,这样可以提高分馏较果,问题是初馏塔下只有一条初侧线,不用控产品质量,所以谈不上分馏效果,如果初顶循环回流量减少,会直接影响电脱盐的进罐温度,也由于初顶冷回流的加大,而带出来的热量较多,不利于回收从而加大了循环水的用量,所以说要确保电脱盐进罐温度的稳定,在操作上一定要保证初顶循环回流,常顶循环回流和常一中量的稳定。

对于初侧线的拿量多少合适,这要看处理量的大小,原油性质的轻重,初塔进料温度的高低来决定,最主要一条就是不能影响常压塔的操作,以确保常一线的闪点合格为前提,一般来说,初侧线抽出温度不宜超过150℃高于150℃就要到现场放样,检查油品的颜色是不是变黄,二,三蒸馏炼的原油较重,初侧线拿大了油品颜色会变黄,四蒸馏装置目前仍没发现初侧线油品颜色变黄的现象,但初侧量过大造成常一线闪点偏低的现象却发生过。

初馏塔容易出的事及注意事项

1.在不同性质原油品种的切换过程中,往往会造成初馏塔顶的抽出量减少,这种情况多数出现在轻质原油切换成重质原油的操作过程中,也有少数次出现在重质原油切换成轻质原油的过程中,当然,重质原油在初顶的收率会比轻质原油的收率少,如果与同种原油的历史数据比较,偏差太大那就是操作问题了,所谓的拿不出油,并不是指初顶的产品质量偏轻,而是指产品质量的合格前提下,收率减少,要知道,初顶产品质量轻重与收率是不成正比关系,可以设想,如果初顶,常顶的产品质量都控在144

±6℃,当初顶的产品质量已拿到了上限,为什么常顶仍可调控出质量合格的产品,一般来说在换油过程中,初馏塔汽化段内的油汽蒸发量都会改变,这种改变如不及时的调整操作,很容易拿不出油,在换油过程中造成初顶拿不出油的原因,主要是塔盘的液封太厚,使油汽的轻组份不能沿塔高而上得到充分的置换,还有另一种造成拿不出油的原因是,调节初顶压力的动作太大,不管是提压还是降压,操作都应遵循间隔2—5分钟,对初顶压力仪表控的窗口显示的给定值作0.1㎏的升或降的调控,如果一步到位则会影响收率,假如出现同种原油的收率与历史的偏差太大,而初馏塔的进料温度变化不大的情况下,应采取以下的补救措施,打破初馏塔内原有的汽液平衡,建立一个新的汽液相平衡,具体的操作调整有二种方法,一种是在原来冷回流量的基础上,打大5—6倍的回流量,数秒后减少回原来的流量并保持着,间隔一二刻钟后又重复,反复多次,另一种方法是在原有的初循回流量的基础上,再增加10—20m3数秒后,减回原来的量并保持着,间隔一刻钟后又重复,但次数不宜多,否则,影响产品质量,这种操作方法有点象农村居家用的往复式提升水井的原理,把更多的轻组份提上来,因为采用间隔式的加大回流,可以破坏原有的塔盘液封使其油汽交换的组份改变,这种方法在处理量较少时效果不大,经过调整后如何判断初顶的轻油的收率会增加呢？

主要从几个测温点来判断,一是容101﹙初顶油回流罐﹚的抽出温度上升,二是初顶循环回流的抽出温度上升,三是初测线的抽出温度上升,虽然,前一点的温度可能只升高1

—2℃,后两点的会升高1—3℃,这三点温度上升了,则显示初顶的轻油收率增加了。

2.电脱盐脱水效果差,原油含有水带入初馏塔,其操作特点是,初馏塔进料温度与塔底温度温差大﹙正常温差2—4℃﹚,且两点的温度低过正常的操作温度,塔底液面低,塔顶压力高,在塔顶温控串级下泠回流量自动增大,如果原油含水量大则会造成初顶循环回流中断。

处理方法,发现这些操作特征后,首先把初顶冷回流的自控改为手动,降低处理量,电脱盐停注水,降低常压炉八路进料,仃用初侧线,防止塔内因水的剧烈突沸汽化夹带有黑油经初侧线进入常压塔,此时的初顶循环回流可能会中断,应提前减少初顶循环回流量,由于,水蒸汽上升至塔顶改手控的冷回流不宜打大,应让初顶的温度高些,有利于塔内的水蒸汽蒸发,如果仍保持原来的初顶温控自动操作,则冷回流自然加大,这时塔内的水蒸汽蒸不出,初顶的压力会升高,唯一的最好办法是,降处理量,初顶放空阀慢慢开大,但是不能明放防止水蒸汽和油汽夹带汽油,从框架顶上喷淋下来遇到高温管线着火。

3.初馏塔液面失灵,如何判断和维持操作,初底液面失灵我们可以从以下几个方面判断和维持操作,1.玻璃液面计,2.初底泵进口压力﹙受原油的性质和塔压的影响.泵进口压力会有变化平常要注意泵进口压力变化﹚3.汽化段温度与初底温度之差,﹙这两点温度越接近则失灵的可能性越大﹚,这1,2,3几个数据都可以判断,如果1,2失灵则从3判断,如果2,3失灵则从1判断,如果1,3失灵则从2判断,从1,2,3三个检测的任何一个数据,我们都可以用来作操作的参巧。

4.在操作过程中发现初顶的质量较难调控,即是初顶的温度变化几度,但初顶产品质量的分析结果不是上限,就是下限,例如,现在的初顶产品质量要控144

±6℃合格,初顶的温度在109℃,产品质量为150℃,当你调节操作把初顶温度控低到105℃,产品质量仍为150℃,这种情况的出现有以下两种原因造成。

a.因初馏塔顶负荷大,造成了塔内分馏效果混乱,使操作调节不能很好地起作用,这种情况的出现多数是原油含水,时间一长会造成初顶的产品的颜色变深。

b.在装置长周期运行后,塔内的塔盘上的浮阀会卡死,吹开或脱落,这样造成塔盘流液,汽液相交换的效果差,也会出现向a一样产品质量难以控制的情况。

c.初顶循环回流可能被人开了副线,使返塔温度升高,﹙这种情况类似于前面提到的加大初顶循环回流一样﹚正常的操作被打乱,应关回副线重新调整操作。

5.如果在正常操作中各参数都比较正常,初顶温度在串级自控的作用下,初顶冷回流慢慢加大,初顶温度或在手控的情况下,初顶温度慢慢升高,遇到这种情况很有可能有人开了初顶循环换热器的热油副线,原则上换热器就是为了换热,开了副线就失去了意义,开了副线不仅影响产品质量,还要造成生产波动。

6.关于初底液面串级问题,初底液面自控主要是靠原油A,B路进料的其中一路与初底液面控的串级控制实现,现在一蒸馏已实现串级控制效果很好,但是,其电脱盐的界面是手控操作,手控排水工作量大,且界面不易控制容易跑油,二蒸馏初底液面和电脱盐界面均采用手动控制,三蒸馏过去采用初底液面串级自控和电脱盐界面自控,但是,因两面自控,如遇到初底液面高和电脱盐界面低时,调节阀同时作用关小,会造成电脱盐罐安全阀跳,最后把初底液面控改手动,目前,四蒸馏电

脱盐界面采用自动控制,由于,原油系统要保持一定的压力,所以,初底液面改串级控制是很难做到的。

2004.11.14

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