机械抽真空技术在大型常减压蒸馏装置的应用

1、概况

　　中国石化镇海炼油化工股份有限公司(以下简称镇海炼化公司) Ⅱ套常减压蒸馏装置3.0Mt/a 扩能为6.0Mt/a 的改造中,采用三炉四塔(初馏塔、常压炉、常压塔、一级减压炉、一级减压塔、二级减压炉、二级减压塔) 四级蒸馏新工艺,其中一级减压塔为新增设备,其塔顶真空度要求不高,设计塔顶真空度为88kPa ,为节能其塔顶抽空系统选用了机械抽真空技术。该装置于2004年11月投产,2005 年8月装置通过考核验收,表明机械抽真空技术在大型常减压蒸馏装置应用取得成功。

2、抽真空方案选择

　　蒸汽喷射器因内部没有运行部件,具有结构简单、工作可靠、寿命长,安装维护方便、密封性能好、抽气量大等优点,因此蒸汽喷射器被广泛地应用于大型常减压蒸馏装置。但由于蒸汽喷射器是两股流体(蒸汽与被抽气体) 混合进行能量交换而工作,在混合过程中有较大的能量损失,因此效率低。机械抽真空技术所用设备为液环泵属于体积式泵,在不同压力下吸入的体积数基本一致,即在压力高时吸入的质量多因此在低真空时效率较高。目前国内个别大型常减压蒸馏装置减压塔抽真空系统在改造时采用混合机组,即液环真空泵代替最后一级蒸汽喷射器,取得了明显的经济效益。但国内大型常减压蒸馏装置减压塔中还没有单独采用机械抽真空技术的抽真空系统,系统设计与操作缺乏可借鉴经验。

　　改造装置一级减压塔顶抽空系统的设计参数如表1所示。机械抽真空技术与蒸汽抽真空技术比较,前者的设备少(数据见表2) ,且结构紧凑,因此占地面积也较小,能耗不及后者的1/5(数据见表3) 。考虑到节能特别节水的需要,因此决定在一级减压塔的抽真空系统单独采用机械抽真空技术。

表1 　抽真空系统设计参数

3、液环真空泵工作原理

　　液环真空泵叶轮偏心地装在泵气缸内。启动前在泵气缸内灌入规定高度的液体(工作液) 。当叶轮旋转时,由于离心力的作用,将液体甩至泵体壁,形成一个旋转的液体环。由于叶轮与气缸中心是偏心配置的,所以液环的内表面与叶轮轮毂之间形成一个月牙形空间,它被叶片分成若干容积不等的小室,每个小室的容积随叶轮转动作周期扩大和缩小,当小室容积逐渐扩大,气体由外界吸入,当小室容积逐渐缩小,使原先吸入的气体被压缩而排出。这样,叶轮每转一周,叶片与叶片间的小室容积改变一次。每两叶片间的液体好像液体活塞一样往复运动,连续不断地抽吸气体,达到抽真空的目的。