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C

1

—

C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

4,

＋

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

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;

减压炉冷进料

二次换热A路

原油A,B路塔进料的调节没有太

二次换热B路

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C—C有少量的CC含汽油

69,35

—

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—20m／h,如果常一线的闪点不在质

3

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250m／h,＜250m

33

／h对原油一次换热的热量回收不利,如果＞250m／h造成初顶质量偏

3

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—5m∕h,只要能调节到初顶产品的质量变化就行。

3

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248m,初顶压力1.2㎏,初底进料温度194℃,初侧流量

3

19m,作为定值,把初顶温度作为变值,初顶温度由原来的106℃↗108℃,

3

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

248mT74℃

3

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℃ 19m

3

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248m,抽出温度是123℃返塔温度74℃,由于E—101∕1,

3

﹙初顶循换热﹚的换热面积不变,当我们把初顶循环量加大到270m,返塔温

3

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／h,初顶冷回流量保持在15—20 m／h,初顶循环回

33

流量的设计范围在250m／h,超出了其设计的范围,初顶冷回流就要加大了。

3

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左右,基本

3

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250m,初顶冷回流控在

3

3m,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

3

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—20m数秒后,减回原来的量并保持着,间隔一刻钟后

3

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