【正文】 ... 48 ......................................... 48 初餾塔之前的換熱流程 ............................. 48 常壓塔前換熱流程 ................................. 53 ....................................... 54 結(jié) 論 ..................................................... 56 致 謝 ..................................................... 57 附 錄 ..................................................... 58 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 前言 1 前 言 石油煉制工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是提供能源，尤其是交通運(yùn)輸燃料和有機(jī)化工原料的最重要的工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球需求的總能源 40%依賴于石油產(chǎn)品，我國近年來超過 50%原油需要進(jìn)口，石油能源 消費(fèi)比重仍占 25%左右，并且在未來 30 年依舊保持強(qiáng)勁的需求。我國煉油工業(yè)的單體產(chǎn)能不足、規(guī)模小，關(guān)鍵裝備技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平有一定能夠差距，是否做到石油煉制工業(yè)高效節(jié)能，適應(yīng)新時(shí)期全球石油資源日益緊張，能源需求量日益擴(kuò)大，原油輕餾分含量減少下的嚴(yán)峻形勢，努力提高產(chǎn)能，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益，提高原油時(shí)當(dāng)下我國和世界各國面臨的重要課題。 石油作為一種能流密度高，便于存儲、運(yùn)輸、使用的清潔能源已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的方方面面。 油品精制是一個(gè) 加工 煉制石油的過程。主要是通過化學(xué)或化學(xué) 物理方法除去石油粗制油品中所含的硫、氧 、氮的化合物及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等不理想成分及有害雜質(zhì) 。 經(jīng) 加工石油而獲得的各類石油產(chǎn)品，在不同的領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的、不同的用途。主要可分兩方面： 1）直接石油產(chǎn)品 石油產(chǎn)品 中的汽油 、 煤油 、 柴油等，已 不可替代地成為現(xiàn)今工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸以及軍事上使用的各種機(jī)械 “ 發(fā)動(dòng)機(jī)的糧食 ” 。沒有 “ 油料 ” 各種運(yùn)載工具都會癱瘓。 石油產(chǎn)品中的潤滑油、潤滑脂，是各類滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、滾動(dòng)的機(jī)械、儀器保證速率、減少磨損不可缺少的潤滑劑，起到潤滑、散熱、密封甚至絕緣的作用。潤滑劑品種多、規(guī)格復(fù)雜，用途各有不同。 石油產(chǎn)品中的石蠟，用途十分廣泛 。如照明用的蠟燭，繪畫用的彩色蠟筆，各種蠟紙，火柴桿涂料，蠟封瓶器，防潮，制作模具，用作合成橡膠，洗滌劑等的原料。與人們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)系密切 。 2）深加工石油產(chǎn)品 合成纖維（錦綸、滌綸、維尼綸和丙綸等），由于能夠織成各種花色的紡織品，沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 前言 2 因此擁有廣闊的市場。錦綸（聚酰胺纖維）也稱尼龍，由于結(jié)實(shí)耐磨、不怕蟲蛀、不發(fā)霉，因此是制繩索、漁網(wǎng)等的良好材料。滌綸（聚脂纖維）也叫的確良，具有耐磨不皺、干得快、不霉、蟲不蛀，既是好的制衣材料，又可做人造血管和電絕緣材料。腈綸（丙稀腈纖維），成線強(qiáng)度高，可編織各種毛衣等混紡織品， 其特點(diǎn)松軟且具彈性。丙綸（聚丙稀纖維）、維尼綸（聚乙稀醇纖維）在許多領(lǐng)域也均有廣泛用途。 以石油為原料制造的合成橡膠，既可制造汽車、飛機(jī)、拖拉機(jī)輪胎及一般橡膠產(chǎn)品 ,也可制造一些適應(yīng)特殊需要的橡膠，如耐酸堿腐蝕，耐油性能強(qiáng)的特種橡膠，如氯丁橡膠、丁腈橡膠等。 以石油為原料的多種多樣的塑料制品，是市場上最為普遍的商品之一。塑料重量小，強(qiáng)度高，耐磨并具良好的電絕緣性能，越來越多的代替金屬制品。 常 壓蒸餾是石油煉 制過程中的第一道工序，它擔(dān)負(fù)著將原油進(jìn)行初步分離的任務(wù)，通過常 壓蒸餾要盡可能多的從原油中得到餾出油，減少 渣油量，提高原油總撥出率，獲得更多的輕質(zhì)直餾油品，也可以二次加工、三次加工提供更多的原料油。其能耗、收率和分離精度對下游加工裝置影響很大。因此，本設(shè)計(jì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，雖然我國近年來在常減壓蒸餾技術(shù)以及管理創(chuàng)新，產(chǎn)能，能源高效利用，產(chǎn)品性能等方面有有顯著提高，但與國際先進(jìn)水平仍有一定差距，體現(xiàn)在規(guī)模小，關(guān)鍵技術(shù)落后，能耗過高等問題。本設(shè)計(jì)旨適應(yīng)高產(chǎn)能，高效節(jié)能，高原油拔出率，高油品質(zhì)量要求環(huán)保經(jīng)濟(jì)效益良好的新時(shí)期石油煉制工業(yè)要求。 石油工業(yè)大致經(jīng)歷四個(gè)階段的發(fā)展，（ 1） 、 初始階段 18611911）首座世界煉廠在美國出現(xiàn)，產(chǎn)品是煤油 ； （ 2） 、 初步發(fā)展階段（ 1911—— 1950）汽車工業(yè)塊數(shù)發(fā)展刺激煉油工業(yè)技術(shù)進(jìn)步，催化裂化，鉑重整技術(shù)大力開發(fā) ； (3)、 快速發(fā)展階段（ 1950— 1990）煉油工業(yè)從歐美發(fā)展到發(fā)展中國家，出現(xiàn)多重金屬重整催化技術(shù)等，煉油技術(shù)得到質(zhì)的飛躍 ； （ 4） 、 成熟階段（ 1990 至今）煉油技術(shù)未有重大發(fā)展，治理于煉廠規(guī)模，煉化裝置大型化，提高原油加工深度，改善原油產(chǎn)品收率和質(zhì)量，提高過程先進(jìn)控制 。 石油原油蒸餾是石油加工重要的第一環(huán) 節(jié)，當(dāng)下世界蒸餾能力靠前的國家有美國，俄羅斯，日本 ，中國等，常 壓蒸餾 技術(shù)通過一百多年的發(fā)展，至今已經(jīng)形成一整套比較完善的工藝體系 ，目前世界上主要國家均采用初餾塔，常壓塔，減壓塔，常壓爐組成的兩爐三塔工藝流程。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 前言 3 面臨問題 ： （ 1） 、 石油蒸餾煉廠產(chǎn)能小，拔出率有待提高，效益差，能耗高，不夠環(huán)保 ； (2） 、 裝備技術(shù)水平有待提高（尤其蒸餾塔設(shè)備），急需向大型化智能化先進(jìn)裝備發(fā)展，重質(zhì)油輕質(zhì)化等技術(shù)急需發(fā)展 ； （ 3） 、 原油拔出率油品質(zhì)量有待提高，能耗有待減少 。 當(dāng)下石油煉化工業(yè)的發(fā)展趨向 :（ 1） 、 規(guī)模大型化，裝置大型化，近幾年目前國內(nèi)以及國際的煉化項(xiàng)目都是年煉油一千噸居多 ； （ 2） 、 煉油化工一體化 ； (3)、 重質(zhì)油輕質(zhì)化技術(shù)將極大發(fā)展（ 4） 、 加氫催化裂化技術(shù)也會獲得重大進(jìn)步 ； （ 5） 、 環(huán)保節(jié)能，石油煉制過程能量高效利用和高品質(zhì)石油產(chǎn)品以滿足環(huán)境保護(hù)要求 ； （ 6） 、 計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和先進(jìn)過程裝備控制廣泛應(yīng)用于石油煉制工業(yè) 。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 產(chǎn)品方案及工藝流程 4 第一章 產(chǎn)品方案及工藝流程 產(chǎn)品方案 原油性質(zhì)： 卡賓達(dá)原油密度為 ／㎝ 179。， API度為 ，凝固點(diǎn)為 11℃， 50℃時(shí)的粘度為 ㎜178。／ s，酸值不高，為 ㎎ KOH／ g,殘?zhí)繛?％，硫含量為 ％ ,鹽含量為 36mgNaCL／ L,氮含量為 ％ ,金屬 Ni和 V含量分別為 。原油特性因數(shù)為 ，該原油屬低硫石蠟基原油。 該原油≤ 350℃的輕油收率為 ％ , ≤ 500℃的總拔為 ％。 該油屬低硫石蠟基原油。 初餾 140℃，不是好的重整料。 140190℃不宜作汽油料。 190240℃可以作烷基苯料，240300℃和 300350℃餾分是良好的 10﹟和 0柴油調(diào)合組分，蠟油是好的催化裂化原料，渣油可以作焦化原料 各直餾餾分油性質(zhì)： ⑴初餾 140℃重整料：收率為 ％，密度為 ／㎝179。，硫含量為 ％，溴價(jià)為 97㎎ Br／ 100g,芳潛含量為 ％ ,酸度為 ㎎ KOH／ 100 ml,該餾分不是好的重整原料。 ⑵ 140190℃汽油料：收率為 ％，密度為 ／㎝179。，硫含量為 ％，酸度為 ㎎ KOH／ 100 ml，溴價(jià)為 301㎎ Br／ 100g。 ⑶ 90240℃煤油料：收率為 ％，密度為 ／㎝179。，硫含量為 ％，酸度為 ㎎ KOH／ 100 ml，芳烴含量為 ％ ,煙點(diǎn)為 18mm,正構(gòu)烷烴為 ％，該餾分是性質(zhì)一般烷基苯原料。 ⑷ 240300℃輕柴油：收率為 ％，密度為 ／㎝179。，硫含量為 ％，酸度不高，為 ㎎ KOH／ 100 ml，柴油的凝固點(diǎn)為 20℃，十六烷值為 ，該餾分是良好的 10﹟和 0﹟柴油調(diào)合組分。 ⑸ 300350℃重柴油：收率為 ％，密度為 ／㎝179。，硫含量為 ％，酸度不高，為 ㎎ KOH／ 100 ml，柴油的凝固點(diǎn)為 6℃，十六烷值較高，為 ，該餾分是良好的 0﹟柴油調(diào)合組分。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 產(chǎn)品方案及工藝流程 5 ⑹ 350500℃蠟油 :收率為 ％ ,密度為 ／㎝179。 ,硫含量為 ％ ,凝固點(diǎn)為 35℃，殘?zhí)繛?％ , Cp％和 CA％分和為 6 16，金屬含量都很低，該蠟油是最好的催化裂化原料。 ⑺＞ 500℃渣油：收率為 ％ ,密度為 ／㎝179。 ,硫含量為 ％， 100℃時(shí)的粘度不高，為 178。／ s,殘?zhí)恐禐?％，飽合烴為 ％，芳烴為 ％ ,金屬 Ni和 V含量分別為 78ppm和 ，該渣油可作焦化原料。 確定原油加工方案是煉廠設(shè) 計(jì)和生產(chǎn)的首要任務(wù) 。 煉 油 廠根據(jù)所加工原油的性質(zhì) , 市場需求 ,加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的綜合考慮 ,進(jìn)行全面的 綜合 分析 ,研究對比 ,才能制定出合理的加工方案 . 根據(jù) 卡賓達(dá) 原油本身的特性 ,本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品為燃料型方案 .由于 卡賓達(dá) 原油輕組分含量較高 ,所以設(shè)計(jì)初餾塔拔出部分輕組分 ,再和常壓塔的塔頂產(chǎn)品調(diào)和為燃料汽油 . 圖 11 常壓 塔的工藝流程圖 方案： 初餾塔 :重整料 常壓塔頂 :汽油 常壓一線 :煤油 常壓二線 :輕柴油 常壓三線 :重柴油 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 產(chǎn)品方案及工藝流程 6 注解 ：初餾塔拔出重整料 ，常壓塔采取三側(cè)線，常壓塔塔 頂生產(chǎn)汽油，三個(gè)側(cè)線分別生產(chǎn)煤油，輕柴油，重柴油。設(shè)計(jì)了一個(gè)初餾塔 、 一個(gè)常壓塔 、 一段汽化蒸餾裝置，此裝置由一臺管式加熱爐、一個(gè)初餾塔，一個(gè)常壓塔以及若干臺換熱器（完善的換熱流程應(yīng)達(dá)到要求：充分利用各種余熱；換熱器的換熱強(qiáng)度較大；原油流動(dòng)壓力降較小。）冷凝冷卻器、機(jī)泵等組成，在常壓塔外側(cè)為側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔。流程簡單，投資和操作費(fèi)用較少。原油在這樣的蒸餾裝置下，可以得到 350360℃以前的幾個(gè)餾分，可以用作石腦油、汽油、煤油、輕柴油、重柴油產(chǎn)品，也可分別作為重整化工（如輕油裂解）等裝置的原料。蒸余的塔底重油可 作鋼鐵或其它工業(yè)的燃料。在某些特定的情況下也可以作催化裂化或加氫裂化裝置的原料。 工藝流程 原油進(jìn)入廠區(qū)后（溫度為 45℃ ），進(jìn)注緘后，由原油泵抽出，分為平衡的兩路進(jìn)行換熱。第一路原油與 初頂 油 、重柴（五次）換熱、輕柴（三次）換熱、常一中路（二次）換熱和重柴（四次）換熱，至此原油溫度升至 130℃ 左右，進(jìn)入電脫鹽罐，從電脫鹽罐出來的一路原油再次與輕柴（二次）換 熱、常一中路 （一次）換熱、重 柴 （三次）換熱、輕柴（一次 ） 換熱、 重柴（二次）換熱 和重柴（一次）換熱 至此原油溫度升至 250℃ 左右，與二路原油混合再次加熱 ；原油二路和 汽 油 （ 二 次）換熱、常二中段（四次）換熱、重油（五次）換熱、 汽 油 （ 一次）和常二中 （三次）換熱，原油溫度至此升為 128℃ 左右，進(jìn)入電脫鹽罐，從電脫鹽罐出來的二路原油與重油 （四次）換熱、煤油換熱 （一次）、常二中 （二次）換熱、重油（三次）換熱、 常二中（一 次）換熱和重油（二次）換熱， 至此原油溫度升至 250℃ 左右，同 一路原油混合 后同重油（一次）換熱， 溫度升至 300℃ 。進(jìn)入常壓加熱爐，加熱至 365℃ 左右 ， 從常壓爐出來的原油溫度在 365℃ 左右，自常壓塔的第 31 塊板 上 進(jìn)入常壓塔。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 工藝計(jì)算及說明 7 第二章 工藝計(jì)算及說明 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 已知數(shù)據(jù) 1)原油類型 :卡賓達(dá)原油 2)處理量 :100 萬噸 /年 3)操作時(shí)間 :8000 小時(shí) /年 4)汽提蒸汽： 420℃， (絕壓 ) 原油的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表 卡賓達(dá)原油的一般性質(zhì) 分析項(xiàng)目 性質(zhì) 分析項(xiàng)目 性質(zhì) API176。 鹽含量， mgNaCl/L 36 密度（ 20℃）， g/cm179。 C/H 粘度， mm17