原油常减压工艺是石油炼制过程中最基础、最重要的工艺之一。其核心作用是将来自油田的原油,通过加热和分离,按照沸点高低切割成不同用途的馏分油,为后续的炼油工艺提供合格的原料。该工艺流程图展示了原油从进入炼厂到产出各种馏分油的整个过程,包括预处理、加热、常压蒸馏、减压蒸馏以及后续的稳定和收集等环节。常减压蒸馏是利用原油中各组分沸点不同的特性,在常压和减压条件下,通过蒸馏的方式将原油分离成汽油、煤油、柴油、蜡油和渣油等馏分。常压蒸馏主要分离沸点较低的馏分,而减压蒸馏则用于分离沸点较高的重质油,以避免高温裂解。最终得到的各种馏分油,经过进一步的加工和处理,才能成为我们日常生活中使用的汽油、柴油、航空煤油等燃料,以及其他化工产品的原料。

原油从油田开采出来后,通常含有一定量的水、盐、泥沙等杂质。这些杂质不仅会影响原油的加工性能,还会腐蚀炼油设备,降低产品的质量。原油在进入常减压蒸馏装置之前,必须进行预处理,最关键的步骤是脱盐。脱盐的原理是利用水溶性盐类易溶于水的特性,通过加入一定量的淡水与原油充分混合,使盐类溶解在水中,然后利用电脱盐器或化学脱盐器将油水混合物分离。电脱盐器利用高压电场破坏油水乳化液的稳定性,促使水滴聚结沉降;化学脱盐器则通过加入破乳剂破坏乳化液,加速油水分离。经过脱盐处理后的原油,含盐量大大降低,可以满足后续加工的要求。预处理还包括脱水、脱砂等步骤,进一步去除原油中的杂质。
常压蒸馏是原油常减压工艺的核心环节之一。经过预处理的原油,首先进入换热器,利用塔顶回流油、各侧线采出油以及塔底残渣油等热流体进行预热,提高原油的温度。预热后的原油进入原油炉进行进一步加热,使其达到蒸馏所需的温度(通常在350-400℃之间)。加热后的原油进入常压蒸馏塔,塔内设置有多个塔盘或填料,用于气液两相的接触和分离。在塔内,原油中的轻组分汽化上升,重组分则液化下降。随着塔高的增加,温度逐渐降低,不同沸点的组分在相应的塔盘上凝结并采出。从塔顶采出的是汽油馏分,从塔侧采出的是煤油和柴油馏分,塔底则留下常压渣油。常压蒸馏塔的设计需要根据原油的性质和产品需求进行优化,以保证产品的质量和收率。
常压渣油中仍然含有大量的重质油,这些重质油的沸点很高,如果在常压下进行蒸馏,需要很高的温度,容易发生裂解反应,导致产品质量下降。为了避免这种情况,通常采用减压蒸馏的方式来分离这些重质油。减压蒸馏的原理是在降低压力的情况下,降低液体的沸点,从而在较低的温度下实现重质油的分离。常压渣油首先进入减压炉进行加热,然后进入减压蒸馏塔。减压蒸馏塔的压力通常在5-15kPa之间。在减压条件下,常压渣油中的重质油汽化上升,在塔内凝结并采出,得到不同沸点的蜡油馏分。塔底则留下减压渣油,它是沥青、焦炭等产品的原料。减压蒸馏塔的设计和操作需要特别注意,以保证减压度的稳定和馏分油的质量。
从常压蒸馏塔和减压蒸馏塔采出的各种馏分油,通常含有少量溶解的气体和轻组分,这些气体和轻组分会影响馏分油的储存和运输,甚至造成安全隐患。需要对这些馏分油进行稳定处理。稳定处理的方法通常是采用稳定塔,通过加热和减压的方式,将馏分油中的气体和轻组分分离出来。分离出来的气体和轻组分可以回收利用,作为燃料气或化工原料。经过稳定处理后的馏分油,可以进行进一步的精制和调合,最终成为合格的汽油、柴油、航空煤油等产品。各种馏分油经过冷却后,进入相应的储罐进行储存,等待下一步的加工或销售。
原油常减压工艺是一个能量消耗较大的工艺过程。为了提高能源利用率,降低生产成本,通常采用多种能量回收措施。例如,利用塔顶回流油、各侧线采出油以及塔底残渣油等热流体预热原油,可以回收大量的热能。还可以利用烟气余热回收装置回收烟气中的热能。在环境保护方面,原油常减压工艺会产生一定的废气、废水和废渣。废气主要包括烟气、硫化氢、氨气等,需要经过处理后才能排放。废水主要包括含油污水、冷却水等,需要经过油水分离、生化处理等工艺才能排放。废渣主要包括脱盐渣、塔底残渣等,需要进行资源化利用或安全处置。通过采用先进的能量回收技术和环保措施,可以降低原油常减压工艺对环境的影响,实现可持续发展。