缩短俄油常减压装置开工时间_王万军.pdf

石油石化节能 https:/王万军：缩短俄油常减压装置开工时间 第 13卷第 1期（2023-01）辽阳石化分公司炼油厂 550104t/a 常减压装置是全国首套全加工俄罗斯原油装置，由中国石化工程建设公司（SEI）设计，2005 年 10 月由中国石油第七建设公司承建，2006 年 12 月建成投产。设缩短俄油常减压装置开工时间王万军（中国石油辽阳石化分公司炼油部）摘要：全国首套全加工俄罗斯原油的 550104t/a 常减压装置实施优化开工操作规程后，通过热源集中与原油换热，使换热热源的热量前移，有效提高了原油入初馏塔的温度，缩短了装置开工脱水时间。同时因常压炉进料温度的升高，减少了加热炉燃料用量，降低了开工能耗。其操作是增加脱水阶段切泵次数及提高脱水标准，有利于积存在泵体和管线内的存水尽快脱除，在及时判断脱水合格后顺利转入下一阶段操作，缩短了装置总开工时间。尽早投用电脱盐罐系统脱水送电，在达到工艺条件温度后及时投入破乳剂及注水，提高电脱盐系统的脱水效能，避免了因原油脱水不净造成常压塔带水发生事故，影响装置开工进程等问题，实现了装置顺利开工，使开工时间缩短到 32 h，节省了开工能耗和开工费用。关键词：俄油；常减压装置；开工能耗DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2023.01.010Shorten the start-up time of Russian crude oil atmospheric and vacuum distillation unitWANG WanjunRefining Department of Liaoyang Petrochemical Company，CNPCAbstract：After the implementation of the optimized start-up operation procedures for the first set of550104t/a atmospheric and vacuum distillation unit that fully processes Russian crude oil in China，the heat of the heat transfer source is moved forward through the heat source concentration and the heattransfer with crude oil，which effectively improves the temerature of crude oil entering the primary dis-tillation tower and shortens the start-up dehydration time of the unitAt the same time，due to theincrease of the feed temperature of atmospheric furnace，the fuel consumption of the heating furnace isreduced and energy consumption for start-up is reducedThe operation is to increase the number ofpump cuts in the dehydration stage and improve the dehydration standard，which is conducive to theaccumulation of stored water in the pump body and pipeline to be removed as soon as possible，and af-ter the dehydration is judged to be qualified in time，it is successfully transferred to the next stage of op-eration，which shortens the total start-up time of the deviceHence，the dehydration and power de-livery of the electric desalting tank system should be put into operation as soon as possibleAfter reach-ing the temperature of the process conditions，demulsifier and water injection are put into operation intime to improve the dehydration efficiency of the electric desalting system，avoid the accident of watercarrying in the atmospheric tower due to the incomplete dehydration of crude oil and affect the start-upprocess of the unitThe successful start-up of the device is realized and the start-up time is shortenedto 32 hours，which saves the start-up energy consumption and start-up costsKeywords：Russian crude oil；atmospheric and vacuum distillation unit；start-up energy consumption作者简介：王万军，高级技师，2012年毕业于辽宁石油化工大学（化学工艺与工程），从事石油炼制工作，13804197168，辽宁省辽阳市宏伟区西环路 10#，111003。引文：王万军缩短俄油常减压装置开工时间J石油石化节能，2023，13（1）：44-48.WANG Wanjun Shorten the start-up time of Russian crude oil atmospheric and vacuum distillation unitJ EnergyConservation in Petroleum&PetroChemical Industry，2023，13（1）：44-48.44设备产品/Equipment&Product石油石化节能 https:/表 2俄罗斯原油实沸点蒸馏及各窄馏分性质Tab.2 Real boiling point distillation of Russian crude oil and properties of each narrow fraction沸点范围/气体(初，65(65，80(80，100(100，120(120，150(150，180(180，200(200，230(230，250(250，275(275，300(300，320(320，350(350，395(395，425(425，460(460，480(480，500(500，530(530，560560损失占原油/%(质量分数)每馏份1.013.401.602.882.744.524.722.884.953.564.784.683.985.663.418.376.943.682.034.203.4416.540.04总收率1.014.416.018.8911.6316.1520.8723.7528.7032.2637.0441.7245.7051.3654.7663.1370.0773.7575.7879.9883.4399.96100占原油/%(体积分数)每馏份1.444.481.953.393.165.095.163.095.183.674.854.673.965.523.257.926.483.411.873.843.12总收率1.445.927.8711.2614.4219.5124.6727.7632.9536.6141.4646.1350.0955.6158.8666.7873.2776.6878.5582.3985.51密度/(kgm-3)20 640.5692.1715.7731.2749.9771.3786.7804.9818.6831.3845.1848.4864.5883.8890.8902.3910.6916.1922.9929.3凝点/-35-28-22-1406131824303845折光率/201.389 31.400 51.408 91.419 61.431 31.439 31.448 71.456 51.463 71.471 31.472 81.482 1701.4711.4751.4811.4861.4901.4941.499API/87.971.765.160.956.251.147.643.640.738.135.334.731.628.026.824.823.422.421.320.2K12.312.112.012.011.911.911.811.811.811.811.911.911.812.012.012.112.112.112.2相关指数13.818.218.519.521.422.525.727.329.331.830.034.238.737.940.141.442.443.544.6计型式为燃料化工型原油一次加工装置1，采用初馏、常压蒸馏、减压蒸馏三级蒸馏方案，设计原油加工能力 550104t/a，设计年开工 8 400 h，装置自建成投产至今一直以俄罗斯原油（含硫原油）为原料，2009年扩能改造，加工能力提升至650104t/a。文中针对常减压装置存在的问题提出了优化常减压装置开工操作规程，缩短装置开工时间和开工能耗的方法，有效节省了开工时间。1原工艺技术状况1.1俄罗斯原油性质俄罗斯原油属于低硫中间基原油，芳烃含量高，轻组分含量高，重组分含量相对较低。俄罗斯原油一般性质见表 1。装置开工时作为原油换热热源的蜡油和渣油含量较低2。俄罗斯原油实沸点蒸馏及各窄馏分性质见表 2，数据表明：小于或等于 200 馏分收率为 23.75%，小于或等于 350 馏分收率为 51.36%，小于或等于560 馏分收率为 83.43%。从表 2 分析该原油分布均 匀，轻 油 收 率 和 总 拔 出 率 都 很 高，渣 油 收 率较低。表 1俄罗斯原油一般性质Tab.1 General properties of Russian crude oil分析项目密度(20)/(kgm-3)黏度(50)/(mm2s-1)硫醇硫/%(质量分数)凝点/残炭/%(质量分数)硫含量/%(质量分数)氮含量/%(质量分数)水分/%(体积分数)盐含量/(mgL-1)灰分/%(质量分数)金属含量/(ugg-1)酸值(KOH)/(mgg-1)CaCuFeNaNiPbV数值843.54.8570.009-202.3700.4860.1200.05012.2600.0204.610.052.542.374.340.024.100.11分析项目蜡含量/%(质量分数)胶质+沥青质/%(质量分数)沥青质/%(质量分数)初馏点温度/100 馏出体积/%120馏出体积/%140 馏出体积/%160 馏出体积/%180 馏出体积/%200 馏出体积/%220 馏出体积/%240 馏出体积/%260 馏出体积/%280 馏出体积/%300 馏出体积/%全馏出体积/%API/数值2.43.10.1454.05.08.011.514.517.520.023.026.029.033.036.037.535.6注：原油类别为低硫中间基原油45石油石化节能 https:/王万军：缩短俄油常减压装置开工时间 第 13卷第 1期（2023-01）1.2传统的常减压装置开工规程按传统的常减压装置开工规程3：为先引油冷循环阶段；然后进入恒温脱水阶段，步骤为：1）升温到 160 时，过热蒸汽放空。2）切换塔底备用泵。3）投用电脱盐系统。4）检查塔顶油水分离器排水情况。5）恒温热紧阶段：升温到 260 时，高温部位法兰、螺栓进行热紧，各塔顶打回流。6）开侧线阶段：常压炉升温到 300，常压塔开侧线及中段回流；减压炉升温到 360，减压塔抽真空，开减压侧线。7）最后到调整操作阶段。常减压炉开工升温曲线见图 1，国内常减压蒸馏装置开工一般需要 72 h的开工时间4。1.3存在的问题装置自投产以来一直加工俄罗斯原油，由于俄油中轻组分含量高而蜡油及渣油含量较低，与原油和初底油换热的热源量小，开工时原油温升比较缓慢。在装置各塔侧线投用前，与原油换热的热源只有初底油，温位低换热效果差，导致原油入电脱盐罐温度及初馏塔的温度较低，原油中的水无法在电脱盐罐和初馏塔中有效脱除，致使大量的水被带到常压塔，容易发生常压塔带水事故，严重时会造成塔盘翻板，装置被迫转入退守状态。由于上述原因延长了装置开工总时长5，装置开工常常超过传统的 72 h开工时间，严重影响安全运行，增加了开工能耗和费用。2优化开工方案经过多次的装置开工摸索，我们提出依据俄油性质和装置的实际现况，通过热源集中与原油换热，使换热热源热量前移，提高原油入初馏塔的温度，缩短了脱水时间6。同时增加脱水阶段切泵次数及提高脱水标准，以便积存在备用泵及管线内的存水及早脱除，并及时判断脱水合格，来缩短开工时间。2.1优化开工操作节点1）进油冷循环：联系启原油泵，装置进油三塔液见液位，建立起开路循环，循环量控制大于或等于 200 t/h，建立循环供需 1 000 t原油。2）点 火 后 两 炉 出 口 温 度 以 20/h 升 温 至160/h 恒温脱水，脱水期间联系返输蜡油进减压塔减二、减三线集油箱（中液位后关回流控制阀及后截止阀）7，向封油系统引蜡油，建立封油罐返输平衡。3）两炉出口温度继续以 20/h升温至 260/h恒温热紧，热紧期间汽提吹汽在吹汽控制阀低点导淋排净存水后投常底吹汽，两汽包上水，视顶温投初、常顶冷回流，投塔顶三注。4）两炉出口温度继续以 20/h升温至 300/h停开路循环，渣油改出装置，常一中、常二中泵出口低点导淋、回流流控低点导淋排净存水后缓慢投用，开 常 压 侧 线，根 据 物 料 平 衡 情 况 相 应 提 进料量。5）两炉出口温度继续以 20/h 升温，确认常图 1常减压炉开工升温曲线Fig.1 Temperature rise and start-up curve of atmospheric and vacuum furnace46设备产品/Equipment&Product石油石化节能 https:/压侧线开正常后再投用减压抽真空系统，减压塔开侧线，根据物料平衡情况相应提进料量。6）继续升温，常炉出口达到 364，减炉出口达到 382，装置转入正常生产。2.2优化开工流程2.2.1引油冷循环阶段1）要求开工用原油在罐区严格脱水，控制原油含水不大于 2进装置8。2）原油冷循环建立后要尽快投用电脱盐系统，以发挥其沉降脱水功能。3）初底换热器渣油侧改走副线，以利于升温循环过程中减底渣油的热量全部传给脱后原油，提高初馏塔进料温度，尽量将原油中的水份在初馏塔顶脱除。2.2.2恒温脱水阶段1）增加了切换塔底泵次数，以便积存在备用泵及管线内的存水及早脱除。塔底升温到 90、110、160 时，分别切换各塔底泵；恒温脱水结束系统继系统升温到 260，恒温热紧时再次切换各塔底泵续升温前塔底泵再各切换一次。2）加强脱水标准的确认。建立恒温脱水状态后，联系分析部门每隔 1 h 采样、分析脱后、初底、常底油中的水含量，直至脱后、初底、常底、减底油水含量小于 0.5%为合格。务必确认三塔底油含水小于 0.5后方可继续升温。防止因脱水不净，造成常压塔冲塔，同时及早判断出脱水合格后再顺利转入下一阶段操作9。3）严禁不按规定的升温曲线大幅度快速升温，以防因水分大量蒸发造成系统内压力骤升，引发泄漏、塔盘吹翻等事故。期间注意控制各塔顶温度恒定在 110，以使原油中的水份从塔顶充分逸出。4）蜡油返输（收封油）。恒温脱水期间联系调度、罐区倒引蜡油自减二线、减三线进装置，进装置低点导淋排净存水，继续向减压塔倒引蜡油至减二、减三中液位，关闭减一中、减二中轻洗回流流控及后截止阀，同时打开减二线流控处封油抽出根阀，将管蜡引入封油罐，待封油罐建立中液位后，启动封油泵，建立封油系统的循环，根据实际需要联系调度和罐区停蜡油返输。各重油泵封油注入点针阀前断口，用小桶接放封油管线内的存水，确认排净后恢复断口。向各重油泵注入封油，注意调整封油注入压力，避免机泵密封腔内油品反串入封油管线，封油的投用有利于防止机泵因带水抽空，拖延开工时间。返输的蜡油通过减二线、减三线流程引入减压塔内，建立减二线、减三线液面，当开减压系统后能快速外送减二线、减三线油，提供与原油换热热源，提高换热终温，节省开工时间及燃料消耗。2.2.3开侧线阶段1）随着常压开侧线，原油入电脱盐温度逐渐升高，达到 100 时电脱盐开始送电，使原油中未乳化的水可以在电脱盐罐中被脱除，减少后续流程水的含量。2）当入电脱盐温度达到 130 时，再投注破乳剂及注水系统，避免了电脱盐由于温度低，脱水效果差，使得大量注水不能脱除带到后面流程中。3）投用中段回流前必须要对流程中的设备和管线进行排水检查，防止将大量水份带入塔内。投用时，流量先控制小一些，防止流程内的存水大量进入塔内，导致塔压突增吹翻塔板。4）严格控制各回流、产品罐及减顶油水分离罐液、界位，防止回流带水或液位控制过高导致油品进入压缩机入口分液罐。5）注意常压和减压系统开工过程中塔底泵能力的匹配，在恒温热紧后，常压炉升温速度应快于减压炉，将常压系统开正常后再开减压，以免受减底泵能力限制影响装置物料平衡。6）开工过程中，常压塔侧线未正常前禁止投用减顶抽空器，防止减顶罐冒罐。常减压炉按规定升温曲线进行操作，当常减压操作正常时，要适当控制常减压拔出率，控制减压渣油黏度10。3应用效果自改进的开工规程实施后，在历年的装置大检修后开工过程中，通过热源集中与原油换热，使换热热源热量前移，切实提高了原油入初馏塔的温度。增加脱水阶段切泵次数后，每次切泵均能在泵出口导淋处排出大量集聚在泵体及泵入口管线内的存水。原油入电脱盐罐温度达到 100 时送电，现场排出了一定量的水，避免了这部分水带到后面流程中。当电脱盐温度达到 130 后再投入破乳剂及注水，避免了电脱盐由于温度低，脱水效果差，使得大量注水不能脱除带到后面流程中，未再发生因原油脱水不净，造成常压塔带水影响开工进程的问题，实现了装置顺利开工，使开工时间缩短到 40 h以内（国内常减压装置开工时间一般在 72 h），节省了开工时间 32 h 和开工费用 89 945.86 万元。节约开工费用明细见表 3。47石油石化节能 https:/王万军：缩短俄油常减压装置开工时间 第 13卷第 1期（2023-01）4结论1）优化后的开工规程，是依据俄罗斯原油性质和装置的实际现况，通过热源集中与原油换热，使换热热源热量前移，提高原油入初馏塔的温度，缩短了脱水时间。同时常压炉的进料温度升高，减少了常压炉的燃料用量，降低了开工总时长和开工能耗。2）增加脱水阶段切泵次数及提高脱水标准，以便积存在备用泵及管线内的存水及早脱除，并及时判断脱水合格，缩短了开工时间。3）向减压塔内返输蜡油有助于加速减压侧线外送，提供原油换热热源，提高换热终温，节省开工时间及燃料消耗。4）电脱盐罐提前送电及达到温度后再投入破乳剂及注水，也为减少脱水时间及避免引发原油带水事故提供了保障。5）装置开工过程中加热炉一定要严格按照操作规程升温曲线进行升温，防止因升温过快造成事故被迫转入退守状态，影响开工进度。参考文献：1 赵建国，吴飞，李学，等俄罗斯原油性质变化趋势及加工设想J当代化工，2015（7）：1566-1569.ZHAO Jianguo，WU Fei，LI Xue，et al.The changingtrend and processing ideas of iof Russian crude oil propertiesJ ContemporaryChemicalIndustry，2015（7）：1566-1569.2 徐延勤俄罗斯原油腐蚀性相关性质浅析J石油化工应用，2017（1）：67-69.XU Yanqin Analysis of corrosive related properties ofRussian crude oilJ Petrochemical Applications，2017（1）：67-69.3 王燎原常减压蒸馏装置减压系统开工难点及对策J化工管理，2014（23）：192.WANG Liaoyuan The start-up difficulties and counter-measuresof atmospheric and vacuum distillation unitJChemical Enterprise Management，2014（23）：192.4 王怡炼油与石化工业技术进展M北京：中国石化出版社，2019：487.WANGYiTechnicalprogressofoilrefiningandpetrochemical industryM Beijing：China PetrochemicalPress，2019：487.5 王伟，杨晓莉，王若琨探讨常减压装置的安全生产措施J化工管理，2015（23）：268-269.WANG Wei，YANG Xiaoli，WANG Ruokun Discussionon safety production measures for atmospheric and vacuumdistillation unitsJChemical Enterprise Management，2015（23）：268-269.6 李大凯常减压蒸馏装置节能对策探究J石化技术，2021（3）：36-37.LI Dakai Research on energy saving countermeasures ofatmospheric and vacuum distillation unitJ PetrochemicalIndustry Technology，2021（3）：36-37.7 范云龙，郑向周管式加热炉温度模糊控制分析J信息技术与信息化，2021（10）：37-40.FAN Yunlong，ZHENG Xiangzhou Control analysis oftemperature fuzzy for tube heating furnaceJ InformationTechnology and Informatization，2021（10）：37-40.8 王燎原关于常减压蒸馏装置电脱盐排水石油类指标的影响因素分析J化工设计，2022（2）：24-26.WANGLiaoyuan AnalysisofinfluencingfactorsonpetroleumindicatorsofelectricdesaltingdrainageofatmosphericandvacuumdistillationunitJ ChemicalEngineering Design，2022（2）：24-26.9袁 伟 权 常 减压 装 置 电 脱 盐 工 艺 优 化J 化 工 管理，2016（33）：146.YUAN WeiquanOptimization of electric desalting process ofatmosphericandvacuumdistillationunitJ ChemicalEnterprise Management，2016（33）：146.10 张亮，侯广宇，张弛常减压装置腐蚀检查与分析J石化技术，2022（10）：155-156ZHANG Liang，HOU Guangyu，ZHANG Chi CorrosioninspectionandanalysisofatmosphericandvacuumdistillationunitJ PetrochemicalIndustryTechnology，2022（10）：155-156收稿日期2022-05-12（编辑冷静）表 3节约开工费用明细Tab.3 Details of saving on start-up costs物料名称蒸汽仪表风电燃料气用量1.00 t/h180.00 m3/h1 179.00 kWh/h3.21 t/h单价/元60.00元/t0.17元/m30.41元/kWh696.83元/t节约时间/h32323232节约费用/元1 920.00979.0015 468.4871 578.38备注开工时蒸汽放空量塔底泵、塔顶回流泵单烧燃料气48