本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种降低加热炉燃料消耗的溶剂脱沥青工艺。
背景技术：
溶剂脱沥青（简称“溶脱”）主要以常减压装置生产的减压塔底渣油（简称“减渣”）为原料，应用萃取原理，选用适当的溶剂，在一定的温度和压力下，利用溶剂对原料中的饱和烃和芳烃有较大的溶解性，而对胶质和沥青质几乎不溶的特性，达到分离沥青、生产脱沥青油的目的。脱除胶质和沥青后的脱沥青油通常做催化裂化原料。
溶脱一般用丁烷或戊烷做溶剂，由于它们对脱沥青油的溶解度随温度升高而降低，临界状态时溶解度最小，故常采用超临界法回收溶剂（即将脱沥青油相加热到临界状态，然后分离出脱沥青油），自然其加工工艺中，要设置脱沥青油相加热炉和沥青相加热炉。但受制于超临界状态和装置内无合适热源（脱沥青油做催化料，需热出料；沥青相产率不高（通常15%）、且粘度大，也不合适加热其他物料），两座加热炉的进料和出料温度通常不高。以戊烷溶剂脱沥青工艺为例，脱沥青油相加热炉的进料160℃、出口235℃；沥青相加热炉的进料125℃、出口270℃。因此，如何选择合适的热输入，用以预热加热炉进料，从而减少加热炉的燃料消耗，是本领域研究的方向。
技术实现要素：
为解决现有溶剂脱沥青工艺中加热炉进料温度低，导致加热炉燃料消耗多、能耗高的缺点，本发明的目的在于提供一种降低加热炉燃料消耗的溶剂脱沥青工艺。该工艺与上游常减压装置热集成，从而提高溶剂脱沥青装置加热炉进料温度，降低其燃料消耗。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种降低加热炉燃料消耗的溶剂脱沥青工艺，包括如下步骤：
来自常减压装置的250℃原料减渣依次与脱沥青油相加热炉的进料、沥青相加热炉进料和脱沥青油换热后进缓冲罐，经泵提压后与沥青沉降相和高压溶剂混合进抽提器，经沉降分离得到一次抽提油和沥青相，一次抽提油从抽提器顶部排出进沥青沉降罐，经二次沉降得到二次抽提油和沥青沉降相，二次抽提油从沥青沉降罐顶部排出依次与高压溶剂和原料减渣换热至180℃，然后进入脱沥青油相加热炉被加热到235℃后，进高压溶剂分离器进行溶剂和脱沥青油分离，分离后的高压溶剂从顶部排出，依次与二次抽提油、一次抽提油和热水换热后回抽提器循环使用，脱沥青油则从高压溶剂分离器的底部排出进脱沥青油汽提塔，汽提出的低压溶剂经换热、冷却后返回抽提器循环利用，汽提后的脱沥青油从塔底馏出，经换热和冷却后出装置（送罐区或催化裂化装置）；从抽提器底部排出的沥青相则经沥青混合器均相混合后，与原料减渣换热至160℃，再进沥青相加热炉被加热到269.1℃进沥青汽提塔，脱除的脱沥青油和溶剂进入脱沥青油汽提塔，产品沥青从塔底馏出出装置。
本发明采用250℃的来自常减压装置的原料减渣。在常减压装置，160℃～250℃的减渣热通常用于加热脱前原油，以保证其进电脱盐的温度在140℃左右。然而，在常减压能担当脱前原油加热任务的相对低温的热物流有很多，如初、常顶油气，常顶循，常一中二次，常一线，常二线二次等，而且热负荷较大，故基本没有必要用低温减渣，否则将导致上述物流热过剩、冷却负荷增加。同时，低温减渣密度大、粘度大、传热膜系数低，加热脱前原油需布置较多的换热器，其流动压降和表面散热均增加。所以，对常减压来说，减渣较高温度出装置是有利的，不但可以减少装置的冷却负荷和渣油泵功耗，还可以降低渣油换热器的投资。
本发明采用来自常减压装置250℃的原料减渣先预热脱沥青油相加热炉进料，再加热沥青相加热炉进料，然后160℃进溶脱原料流程。
由于只在加热炉前设置进料换热器，且被加热物流出加热炉的温度保持不变，故溶脱的生产工艺和主要工艺单元（如萃取和分馏）的操作条件并不会因此改变，且新增的进料换热器也可以利旧常减压装置关停的低温减渣～脱前原油换热器，而无需新增投资。
本发明的原理是：
1、通过上、下游装置间热集成，升级原料减渣热，并经现有流程将其巧妙的转移到下游装置，以等量减少溶脱的高等级燃料化学能消耗。因此，既是热力学第一定律原理下的用能优化---减少溶脱装置的燃料消耗和常减压装置的冷却负荷，也是热力学第二定律意义上的用能优化---用上游装置低能级（ε≈0.48）的减渣热等量置换下游装置高能级（ε=1）的燃料化学热。
2、以下游装置的原料为载热体，简化了上、下游装置间热集成的复杂度，使上游装置的过剩热（250℃～160℃的减渣热）能方便的进入下游装置，从而无需新的载热体和新的热交换工艺。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
（1）大幅度提高了溶脱装置脱沥青油相加热炉和沥青相加热炉的进料温度，有利于减少其燃料消耗；
（2）减少了常减压装置的冷却负荷和渣油泵功耗，同时简化了渣油换热流程（减渣可从脱后原油换热段出装置）；
（3）不改变常减压装置和溶脱装置的原则工艺，对其产品分布和质量没有影响；且流程变动小、基本不新增设备，无论是新建项目还是改造项目，均易于实施。
附图说明
图1为本发明对比例的溶剂脱沥青工艺流程图（某年处理减渣100万吨/年的溶剂脱沥青装置）。
图2为本发明实施例的溶剂脱沥青工艺流程图（某年处理减渣100万吨/年的溶剂脱沥青装置）。
图中编号说明如下：1-换热器（减渣～脱沥青油）；2-缓冲罐；3-减渣泵；4-换热器（高压溶剂～热水）；5-换热器（高压溶剂～一次抽提油）；6-抽提器；7-换热器（高压溶剂～二次抽提油）；8-沥青沉降罐；9-脱沥青油相加热炉；10-高压溶剂分离器；11-溶剂泵；12-分液罐；13-空气冷却器；14-换热器（低压溶剂～热水）；15-沥青混合器；16-沥青相加热炉；17-沥青汽提塔；18-脱沥青油汽提塔；19-脱沥青油泵；20-脱沥青油冷却器；21-换热器（减渣～脱沥青油相加热炉进料）；22-换热器（减渣～沥青相加热炉进料）；沥青汽提塔和脱沥青油汽提塔内数字表示塔板层数。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
对比例
本对比例的一种溶剂脱沥青工艺，其工艺流程图如图1所示，具体步骤如下：
来自常减压装置的原料减渣（160℃、110.0t/h）经与来自脱沥青油汽提塔18塔底的脱沥青油（199.1℃、91.8t/h）换热（换热器1）后163.5℃进缓冲罐2，经减渣泵3提压，与来自沥青沉降罐8的沥青沉降相（128℃、14.3t/h）和经换热后的来自高压溶剂分离器10的高压溶剂（3.9MPa、110.9℃、250t/h）混合进抽提器6，根据溶解过程分子相似原理，渣油中的饱和烃和芳烃溶于溶剂，形成脱沥青油相，而胶质和沥青质则不溶于溶剂，形成沥青相。经沉降分离，较轻的脱沥青油相从抽提器6顶部排出进沥青沉降罐8，经二次沉降进一步脱除沥青沉降相后（128℃、380t/h）与高压溶剂（4.5MPa、235℃、250t/h）换热（换热器7）到156℃进脱沥青油相加热炉9，被加热到235℃（对应有效热负荷15549.5kw），以达到溶剂临界回收条件（235℃、3.76MPa），然后进高压溶剂分离器10进行溶剂和脱沥青油分离。分离后的溶剂（又称“高压溶剂”）从顶部排出，依次经换热器7、换热器5、换热器4与二次抽提油、一次抽提油和热水换热，以降温到110.9℃回抽提器6循环使用；脱沥青油则从10的底部排出进脱沥青油汽提塔18（塔顶操作压力0.68MPa），在汽提出所随夹带的低压溶剂后从塔底馏出，经脱沥青油泵19送至换热器1与减渣换热，然后经脱沥青油冷却器20冷却后出装置（送罐区或催化裂化装置），汽提出的低压溶剂经热水换热（换热器14）、空气冷却器13冷却到40℃、分液罐12分液后经溶剂泵11返回抽提器6循环利用。从抽提器6底部排出的沥青相（124.2℃、35t/h）则经沥青混合器15均相混合后，进沥青相加热炉16，被加热到269.1℃（对应有效热负荷为5186.3kw）进沥青汽提塔17（塔顶操作压力0.72MPa），在脱除所随带的脱沥青油和溶剂后，产品沥青（263℃、18.2t/h）从塔底馏出出装置。
实施例
本实施例的一种溶剂脱沥青工艺，其工艺流程图如图2所示，相比对比例流程实施了如下改进：
1、将常减压装置的减渣出装置温度从160℃提高到250℃；
2、在脱沥青油相加热炉、沥青相加热炉前分别设置进料换热器21和22，来自常减压装置250℃的原料减渣依次经过它们，先加热脱沥青油相加热炉9的进料，再加热沥青相加热炉16的进料，然后在160℃进脱沥青油换热器1；
3、溶脱装置其他流程不变，主要工艺单元如抽提器6、高压溶剂分离器10、沥青汽提塔17和脱沥青油汽提塔18的操作条件不变，因此装置的产品分布和质量不受影响；为了节省投资，新增的加热炉进料换热器21和22可以利旧常减压装置关停的脱前原油段减渣换热器。因此，与对比例相比，本实施例的溶脱装置仅增设了脱沥青油相加热炉进料换热器21和沥青相加热炉进料换热器22，其他工艺和流程均没有变化。本实施例的一种溶剂脱沥青工艺的具体工艺流程如下：
来自常减压装置的250℃原料减渣依次与脱沥青油相加热炉的进料（换热器21）、沥青相加热炉进料（换热器22）和脱沥青油（换热器1）换热后进缓冲罐2，经减渣泵3提压后与沥青沉降相和高压溶剂混合进抽提器6，经沉降分离得到一次抽提油和沥青相，一次抽提油从抽提器顶部排出进沥青沉降罐8，经二次沉降得到二次抽提油和沥青沉降相，二次抽提油从沥青沉降罐顶部排出依次与高压溶剂（换热器7）和原料减渣（换热器21）换热至180℃，然后进入脱沥青油相加热炉9被加热到235℃后，进高压溶剂分离器10进行溶剂和脱沥青油分离，分离后的高压溶剂从顶部排出，依次与二次抽提油（换热器7）、一次抽提油（换热器5）和热水（换热器4）换热后回抽提器循环使用，脱沥青油则从高压溶剂分离器的底部排出进脱沥青油汽提塔18，汽提出的低压溶剂经热水换热（换热器14）、空气冷却器13冷却、分液罐12分液后经溶剂泵11返回抽提器6循环利用，汽提后的脱沥青油从塔底馏出，经脱沥青油泵19送至换热器1与减渣换热，然后经脱沥青油冷却器20冷却后出装置（送罐区或催化裂化装置）；从抽提器6底部排出的沥青相则经沥青混合器15均相混合后，与原料减渣（换热器22）换热至160℃，再进沥青相加热炉16被加热到269.1℃进沥青汽提塔17，脱除的脱沥青油和溶剂进入脱沥青油汽提塔，产品沥青从塔底馏出出装置。
本实施例与对比例相比，脱沥青油相加热炉9的进料温度从改前的156℃提高到180℃，增加24℃（处理量不变），对应炉子的有效热负荷从15549.5kw降低到9728.8kw，减少5820.7kw，降幅37.4%；沥青相加热炉16的进料温度从改前的124.2℃提高到160℃，增加35.8℃（处理量不变），对应炉子的有效热负荷从5186.3kw降低到4483.1kw，减少703.2kw，降幅13.6%；而原料减渣出换热器21和22的温度分别为176℃和160℃。鉴于减渣进换热器1的温度不变，故下游各工艺单元的操作参数除加热炉外均不受影响。
另外，在上游常减压装置，由于减渣深度热出料，腾出了热阱给初、常顶油气等低温热物流，其负荷为换热器21和22的热交换量，合计6523.9kw。故新流程的总体效果可以概括为：常减压装置6523.9kw低温、需被冷却的热量经原料减渣被转移到了溶脱装置，升级为能级等于1的燃料化学能，用以替代等热值的燃料消耗（按溶脱加热炉平均热效率85%计，折省标准燃料油659.3kg/h）。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。