煉油廠常減壓蒸餾裝置減壓系統(tǒng)一直采用蒸汽噴射泵抽真空。近年來(lái)隨著干式減壓蒸餾技術(shù)的發(fā)展和機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械式真空泵在常減壓蒸餾裝置上開(kāi)始應(yīng)用并取得了一定成果。但是,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,由于各項(xiàng)工藝參數(shù)沒(méi)有在線記錄,缺乏必要的評(píng)價(jià)手段和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),探索過(guò)程困難,所以有關(guān)機(jī)械式真空泵在常減壓蒸餾裝置上應(yīng)用的報(bào)道較少,影響了機(jī)械式真空泵在常減壓蒸餾裝置上的推廣應(yīng)用。中國(guó)石油蘭州石化分公司(簡(jiǎn)稱蘭州石化公司)在500萬(wàn)t/ a常減壓蒸餾裝置減壓塔上采用了液環(huán)式真空泵,解決了大處理量下機(jī)械抽真空系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題。

1、液環(huán)式真空泵在減壓塔上的應(yīng)用

1.1、液環(huán)式真空泵抽真空工藝流程

　　蘭州石化公司500萬(wàn)t/a常減壓蒸餾裝置減壓塔頂采用2級(jí)抽真空工藝流程,一級(jí)抽真空采用傳統(tǒng)蒸汽抽真空,二級(jí)采用液環(huán)式機(jī)械抽真空系統(tǒng)與傳統(tǒng)蒸汽抽真空并聯(lián)使用,工藝流程如圖1所示。

圖1　減壓塔頂抽真空系統(tǒng)工藝流程

1.2、液環(huán)式真空泵的性能參數(shù)

　　減壓塔頂二級(jí)抽真空系統(tǒng)采用納西姆工業(yè)(中國(guó))有限公司液環(huán)式真空泵壓縮機(jī)(組) ,型號(hào)為2BW4303-0HC2,系單級(jí)液環(huán)式真空設(shè)備。該泵的工作液為新鮮水,主要用于抽輸壓力低于大氣壓的氣體和蒸汽。在運(yùn)行過(guò)程中,真空泵將來(lái)自一級(jí)抽真空后的不凝氣、空氣、水蒸氣等吸入,被抽氣體攜帶泵內(nèi)的部分液環(huán)工作液,從排氣管線排至分離器,在分離器內(nèi)進(jìn)行氣- 液分離。未凝氣體被壓縮至排氣壓力,冷凝液在達(dá)到溢流液位后,分別排入減壓塔頂分液罐。在分離器中,工作液(新鮮水)被人為地控制在高低液位之間,同時(shí)工作液通過(guò)管線自分離器自流入換熱器,與循環(huán)水換熱后進(jìn)入泵體。在這一過(guò)程中,工作液不僅形成了液環(huán),而且攜帶壓縮氣體所產(chǎn)生的熱量,同時(shí)將葉輪與圓盤之間的間隙密封。

　　采用由蒸汽噴射泵和機(jī)械式真空泵組成的混合抽真空系統(tǒng),可使減壓塔頂?shù)牟僮鲏毫Ρ３衷?.25kPa以下,最低可達(dá)到2.50kPa。液環(huán)式真空泵的供水方式為自吸式,水壓為-4kPa,其他性能參數(shù)如表1所示。

表1　液環(huán)式真空泵的性能參數(shù)

2、生產(chǎn)工藝分析

　　標(biāo)定時(shí)裝置的處理量為15.0～15.2kt/d,塔頂一級(jí)抽真空系統(tǒng)只開(kāi)動(dòng)1臺(tái)蒸汽噴射真空泵,二級(jí)抽真空系統(tǒng)采用液環(huán)式真空泵。減壓塔塔頂設(shè)計(jì)操作壓力為6.25kPa,設(shè)計(jì)操作溫度為45.0℃。標(biāo)定結(jié)果顯示,塔頂實(shí)際操作壓力為4.50 kPa,操作溫度為45.2℃。減壓塔塔頂抽真空系統(tǒng)進(jìn)料為不凝氣、輕柴油組分、蒸汽及少量空氣,標(biāo)定情況分別如表2和表3所示。

表2　塔頂抽真空系統(tǒng)進(jìn)料標(biāo)定結(jié)果

　　計(jì)算二級(jí)抽真空泵雖缺少操作數(shù)據(jù),但可通過(guò)考察一級(jí)抽真空泵出口操作參數(shù)的變化情況間接反映二級(jí)抽真空泵進(jìn)料量的變化。由減壓塔塔頂抽真空系統(tǒng)進(jìn)料量可以看出,不凝氣、減冷油和蒸汽分別占設(shè)計(jì)量的20%, 43% , 70%。經(jīng)預(yù)濕空冷器冷卻后,物料達(dá)到的溫度為28℃,與設(shè)計(jì)指標(biāo)(30℃)相當(dāng),蒸汽和油氣被冷凝成液體。在設(shè)計(jì)壓力下,一級(jí)抽真空泵的蒸汽及油氣負(fù)荷與設(shè)計(jì)指標(biāo)相當(dāng)。鑒于塔頂操作壓力比設(shè)計(jì)指標(biāo)低1.75 kPa,如果將塔頂氣視為理想氣體,則可近似認(rèn)為一級(jí)抽真空泵入口處蒸汽及油氣的體積和溫度保持不變。欲維持體系壓力的穩(wěn)定,塔頂部分已冷凝的液相必然要增大揮發(fā)速率,以維持原來(lái)的壓力差。根據(jù)氣體狀態(tài)方程計(jì)算操作時(shí)油氣及蒸汽的實(shí)際流量,結(jié)果一級(jí)入口油氣流量為200.6kg/h,蒸汽流量為276.6kg/h。與設(shè)計(jì)指標(biāo)相比,實(shí)際操作時(shí)在一級(jí)抽真空泵入口,蒸汽流量增加111.3kg/h,油氣流量增加80.7kg/h,空氣流量保持不變,不凝氣流量減少150.45kg/h,物料總流量比設(shè)計(jì)指標(biāo)增加41.55kg/h。