7.3.3　主要操作条件

7.2.2.4　常减压蒸馏系统的换热网络及节能措施

提高热回收率是原油蒸馏设备节能的关键。通常采用下列措施来提高原油换热终温:

①分馏塔取热合理分配,增加高温热源的热量。

在保证产品收率和质量的前提下,适当减少塔顶回流,尽量多从塔的中下部取出高温位热源,使其在换热系统中得到充分利用。

②充分利用中、低温热源。

塔顶或经换热后温度小于130℃的低温热源还可用于加热锅炉给水、电脱盐用水、油罐保温用水等,有效提高全系统的总热量利用率。

③优化换热流程。

换热流程的最优合成是目前国际上广泛研究的热门课题。应用夹点设计技术可使整个换热系统达到平均温差合理、传热系数高、热流密度大、压降低等优化技术指标,使系统接近最优操作条件。用计算机计算优化的换热系统可使原油换热后的终温由过去的230～240℃提高到285～310℃,减少常压炉的热负荷,燃料消耗量降低36%～48%。

此外,选用新型高效换热器、换热网络与催化裂化装置或焦化装置热源联合考虑等措施,都可提高整体热量利用率,达到可观的节能效果。

7.3　渣油热加工

7.3.1　基本原理和工艺简介

绝大多数原油经过常减压蒸馏后,只能提供30%左右的汽油、煤油和柴油等轻质油品,其余是重质馏分油和残渣油,若不经过二次加工,它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。但国民经济和国防上大量需要的是汽油、煤油、柴油等轻质油品。此外,直馏汽油辛烷值很低,通常仅40～50,远不能满足汽油发动机对汽油辛烷值的要求。辛烷值是表示汽油在汽油发动机中燃烧时的抗爆性指标。将汽油试样与由异辛烷（辛烷值规定为100)和正庚烷（辛烷值规定为0)配成的混合液在标准试验汽油机中进行比较,当油样的抗爆性和某一混合液相当时,该混合液中异辛烷的体积分数即为该油样的辛烷值。此值越大,汽油的抗爆性越好。因此应当大力发展改变分子结构的化学加工方法来提高油品的质量。根据化学加工过程中有无催化剂的存在,原油蒸馏后的加工可分为热加工过程和催化加工过程。

热加工过程有热裂化、减粘裂化和延迟焦化等工艺,主要用于加工重质原料油,生产轻质原油产品,以提高轻质油的收率。但热裂化所得产品由于含烯烃多,安定性很差,目前一般仅用于生产三烯三苯的石油化工工艺中。延迟焦化可处理减压渣油等重质贫氢油料,除可生成轻质油品和石油焦外,还可为催化裂化提供原料,因此现在仍然是原油深度加工的重要方法,为大多数炼油厂所采用。

延迟焦化是将渣油以高流速流过加热炉管,加热到反应所需的温度500～505℃,然后进入焦炭塔,在焦炭塔里靠自身带入的热量进行裂化、缩合反应,使渣油深度反应转化为气体、汽油、柴油、蜡油和固体产品焦炭的过程。热渣油在炉管里虽然已达到反应温度,但由于焦油的流速很快,停留时间很短,裂化和缩合反应来不及发生就离开了加热炉,而把反应推迟到焦炭塔中进行,所以称为延迟焦化。

减压渣油是各族烃类的复杂混合物,在裂化温度下主要发生两类反应:一类是裂解反应,为吸热反应;另一类是缩合反应,为放热反应。裂解产生较小的分子,而缩合则生成较大的分子。但总的来说,裂解反应是主要的,因此由渣油可转化为气体、汽油、柴油、蜡油和石油焦等产品。

7.3.2　工艺流程

延迟焦化的工艺流程如图7.5所示。