常减压装置设计中的方案对比

技术产品版Technology & Products

常减压蒸馏装置是一个工艺较成熟的装置，其技术进展大多是在工艺加工流程、设备结构的改进以及优化操作等方面，从而在满足生产方案和产品质量的前提下获得高拔出率、低能耗的效果。

为了达到上述目的，在进行常减压装置的工艺设计阶段，选择合理的流程方案是比较重要的。应该在同等条件下，将各方案经过优化后，再进行技术经济评价，最后综合技术及经济比较，从而确定最优的工艺流程方案。

以某大型原油处理工程项目为例，来说明方案比较在工程设计中的应用。该项目原油处理规模为１０００万吨／年，原油品种为沙特阿拉伯轻油。为回收轻烃，在常减压后续部分设置稳定塔，并设液化气脱硫脱硫醇系统。

１ 方案比较

在方案确定之初，我们采用了四种方案进行比较。一是初馏塔加压方案，此方案为电脱盐—初馏塔—常压塔—减压塔—稳定塔流程，并将初馏塔操作压力控制在表压１９６ｋＰａ，同时取消稳定塔前的压缩机；二是闪蒸塔方案，此方案为电脱盐—闪蒸塔—常压塔—减压塔—稳定塔流程，闪蒸塔为常压操作，在稳定塔前设有压缩机；三是常压塔加压方案，此方案不设初馏塔或闪蒸

塔，提高常压塔操作压力到表压为

１９６ｋＰａ，不设压缩机，流程为电脱

盐—常压塔—减压塔—稳定塔流

程；四是电脱盐—常压塔—减压

塔—稳定塔流程，常压塔在常压下

操作，稳定塔前设压缩机。

为增强装置的适应性和灵活性，

尤其使装置对含硫轻油的适应性提

高，常减压蒸馏工艺流程基本上有

两种选择。一是采用初馏塔提压方

案，使原油中的轻烃在稍加压力的

条件下尽可能多地溶在初顶油中，

初顶油经泵升压后送去稳定塔，回

收其中的轻烃。此方案的优点是整

个流程中不设压缩机，减少了机械

维修量，但也有其缺点，如小部分轻

烃会被带至常压塔，从常顶气损失

掉，并且初顶需增加一整套回流冷

却系统，流程较为复杂。二是采用闪

蒸塔方案，此方案原油中轻组分在

闪蒸塔中闪蒸出来进入常压塔的适

当部位，使得闪底油换热更合理，进

入常压炉的流量减少从而节约能量，

在常顶增设压缩机，可将常顶不凝

气进行压缩升压，常顶油经泵升压

后与升压后的常顶气一起被送去稳

定塔，回收轻烃。稳定塔顶不凝气由

于压力高可去脱硫系统进行脱硫处

理。此方法的优点是采用闪蒸塔可

使流程简单，进行脱硫处理保护环

境，其缺点是需设置压缩机，维护稍

困难。据了解，目前国外加工高硫轻

质原油大多采用闪蒸罐及常顶气设

压缩机方案。

比较方案需要注意的是各方案

的“基础面”应尽可能一致。如各方

案所使用的原油数据应一致，此次

比较我们用的是中国石化工程建设

公司所引进的ＨＩＳ原油数据库中的

Ｃｈｅｖｒｏｎ公司所做的１９９４年沙特阿

拉伯轻油出口样品的原油评价数据。

另外，各方案的常压拔出率、减压拔

出率以及总拔出率也应保持一致，

这样才能在能耗、产品收率等方面

有很好的可比性。

此外，各方案中相同的流程部

分条件尽可能保持一致也很重要。

如四个方案中的减压部分和稳定部

分的流程区别不大，因此，这两部分

的操作条件应基本保持一致。

此次方案比较是用流程模拟软

件ＰＲＯⅡ模拟四个方案，并用以窄

点技术为理论基础的换热流程模拟

软件对四个方案的换热状况进行优

化和预估。

２ 数据分析

为了方便比较，我们将四个方

案排列如下：方案一为初馏塔加压

方案；方案二为闪蒸塔常压方案；方

案三为常压塔加压方案；方案四为

常压方案。

四种方案的操作条件及取热情

况见表１。

３ 方案比较结果

从四个方案的操作条件比较可

常减压装置设计中的方案对比

李 宁

（中国石化工程建设公司，北京 １０００１１）

作者简介：李宁，１９６８年出生，现从事

石油加工装置工艺设计工作。

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Technology & Products 2004.4以得出以下结果。

（１）　由于四个方案的常压部分工艺上的不同，使得常压塔操作条件各不相同，其中方案三的塔压力高，塔顶温度变化较明显。常压炉负荷明显不同，最高为常压塔加压方案的３２２４３×１０７Ｊ・ｈ－１，最低为常压方案的２３６９７×１０７Ｊ・ｈ－１。炉子总负荷（常压炉＋减压炉）也有所不同，最高为常压塔加压方案的４４０７５×１０７Ｊ・ｈ－１，最低为闪蒸塔方案的３７８３６×１０７Ｊ・ｈ－１。四个方案中常压部分的取热各不相同，最多的为常压塔加压方案的３３２３５×１０７Ｊ・ｈ－１，最低为初馏塔方案的２０４０２×１０７Ｊ・ｈ－１。

（２）　减压部分和稳定塔部分大部分操作条件一致或相近。稳定塔塔顶冷却负荷和塔底加热负荷略有不同，这是由各方案轻烃回收情况不同引起的。减压部分中减压拔出物料的平均热容有所不同，最高为闪蒸塔方案的６．６６ｋＪ／ｋｇ・℃，最低为常压方案的５．５３ｋＪ／ｋｇ・℃。这说明方案二的轻组分在常压部分已拔得比较干净。

表２为Ｃ３、Ｃ４在常压各产品中的分布情况。

从表２可看出，除方案一外，其他方案的轻烃回收情况都比较理想，液化气收率以常压加压方案最高，初馏塔方案最低；石脑油收率除初馏塔方案较低以外，其他三方案基本相同。

４ 方案选择

对于方案的选择，从研究的角度讲，四个方案应进行完整的设计后，再进行技术经济评价，最后来确

表１ 操作条件对比表