減壓深拔是國內外煉油企業公認的節能降耗和提高綜合效益的有效措施。如何在盡可能多拔出原油中輕餾分的同時實現輕重不同餾分的精準分離，一直是煉油業亟待破解的世界性難題。西安石油大學、中國石油大學(華東)、陜西延長石油(集團)有限責任公司延安煉油廠等單位經過20多年持續攻關，開發出“基于節能降耗的原油蒸餾精準分離關鍵技術及其應用”成果，首創常減壓清晰切割深拔技術及其配套設備，通過工藝設備一體化協同發力，促進煉化企業節能降耗提質增效。前不久，該成果獲陜西省科技獎科學技術進步獎一等獎。

　　多個技術“攔路虎”并存

　　作為煉化的龍頭環節，原油常減壓蒸餾技術成熟，但由于處理量大，且需要在較高溫度下操作，一直是耗能大戶。此外，原油常減壓蒸餾的目的是在盡可能多拔出原油中輕餾分的同時實現輕重不同餾分的精準分離，但因該裝置內各塔均為汽液混相進料，實際閃蒸效率不到75%，且汽提段國內外尚無高效提餾專用設備，造成塔底油切割不清晰。因此，減壓深拔度不足、深拔蠟油質量差、高附加值輕質油收率低、常減壓能耗高成為煉化企業的共性難題。

　　西安石油大學化學化工學院教授張君濤告訴記者，由他和中國石油大學(華東)重質油全國重點實驗室主任、西安石油大學特聘教授田原宇牽頭組成的研究團隊，多年來圍繞原油蒸餾精準分離與節能深拔技術及其配套設備持續攻關，早在1996年就率先研發國際首例NS導向提餾專用塔板原創技術。

　　但科研道路并不平坦。國內外學界基于氣相分散和液相分散傳質模式提出的傳統蒸餾傳質理論，按照相界面積最大化理念，僅關注毫米以上尺度氣液相界面積，尚未考慮界面更新的影響，難以為新型高效分離塔內件開發提供理論指導。此外，現有常減壓裝置存在的塔底油切割不清晰、在降低優質餾分油收率的同時增加蒸餾能耗等問題，也是需要攻克的“攔路虎”。

　　目前，代表國際先進水平的深拔技術僅有荷蘭殼牌公司基于空塔噴淋取熱和美國KBC公司基于提高減壓爐出口溫度的減壓深拔技術，但均存在提高蠟油收率卻增加能耗和蠟油質量變差的共性缺陷，渣油制瀝青關鍵指標調控困難且使用時存在因輕組分過多產生的“發煙現象”。

　　協同創新“一石三鳥”

　　針對這些技術難點和傳統傳質理論的局限性，團隊從基礎研究做起，提出了液相分散—聚并傳質新模式，創建以塔內件立體空間動量傳遞調控、微納尺度氣液相界面更新傳質模型、氣液相分散傳質調控強化方法和塔板與填料體系高效立體耦合方法為基礎的氣液相界面微納尺度更新傳質理論，為塔器原創分離設備研發和選型提供依據。

　　同時，研究團隊發明了NS提餾深拔器、除沫整流進料器、高效減壓穿流復合塔板及系列配套塔內件，使氣液傳質由毫米尺度提升到微納尺度，傳質面積、時間和更新速率提高2至3個數量級，為原油蒸餾實現精準分離和節能深拔提供了有力保障。技術創新方面，團隊通過工藝設備一體化協同整體統籌原油蒸餾裝置，提高原油蒸餾各塔底油切割清晰度和減壓塔閃蒸段真空度，開發了基于節能降耗的原油精準分離成套技術，首次將蠟油質量較差的減壓耗能深拔提升到確保油品質量的常減壓節能深拔。

　　張君濤介紹，這套協同創新的“組合拳”達到了常減壓裝置蒸餾深拔、精細分離與能耗降低“一石三鳥”的效果。與國外同類技術相比，柴油、蠟油收率分別提高3個和4~6個百分點，系統能耗降低20%。

　　科研攻關期間，這些設備和工藝累計獲授權發明專利36件。2021年5月，陜西省化工學會組織科技成果鑒定，專家認為該成果在常減壓深拔成套技術及其關鍵裝備方面創新性顯著，達到國際領先水平。

　　工業應用降耗增效

　　據了解，該成果已在中國石油、中國石化、中國海油、延長石油所屬企業等43套常減壓/常壓蒸餾系統使用，配套塔內件在茂名石化、上海石化、燕山石化等企業的420座不同類型塔器上成功應用，節能降耗和提質增效效果顯著。與目前國內普遍使用的F1高效浮閥塔板技術相比，NS穿流復合塔板處理能力提高1倍以上，塔板壓降僅為1/6，板效率提高35%以上。

　　據統計，近3年來，該成果在延長石油延安煉油廠、中海瀝青(營口)有限責任公司、山東華星石油化工集團有限公司3家企業總計1000萬噸/年常減壓裝置應用后，凈增銷售額33.7億元、利稅8.5億元。

　　田原宇表示，研究團隊將繼續完善非平衡級模型塔板計算應用設計軟件和分離耦合流程模擬軟件開發，構建原油蒸餾精準分離與節能深拔強化技術的評價選型標準體系和使用導則，加大原油常減壓精準分離與節能深拔技術推廣應用力度，為煉化企業節能降耗、提質增效和“油轉特”轉型升級提供技術支撐。