【正文】 第一章 校內(nèi)拆裝實習(xí)及中試基地參觀第一節(jié) 多極泵：離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)之前，泵殼內(nèi)先要灌滿液體，稱為灌泵。在灌滿液體的泵中，原動機(jī)通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片強(qiáng)迫液體隨之轉(zhuǎn)動，液體在離心力作用下向四周甩出至蝸殼，再沿排出管流出。與此同時在葉輪入口中心形成低壓，于是，在吸人罐液面與泵葉輪人口壓力差的推動下，從吸入管吸入罐中的液體流進(jìn)泵內(nèi)。這樣，泵軸不停地轉(zhuǎn)動，葉輪源源不斷地吸人和排出液體。： 葉輪是離心泵中唯一的能量傳遞元件。葉輪和軸以及固定于軸上的所有零件統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子。當(dāng)原動機(jī)帶動泵軸旋轉(zhuǎn)時，固定于軸上的葉輪也隨之旋轉(zhuǎn)，通過葉片把原動機(jī)的能量傳給液體，使液體提高壓力。通過泵后液體壓力的升高值△p（Pa)，與揚(yáng)程H(J/Kg)和液體的密度p(kg/m3)有關(guān)，即△p=pH(Mpa) 。 葉輪通常由輪盤、葉片和輪蓋三部分組成。根據(jù)三者的組合情況可有閉式、半開式、開式及雙吸葉輪等結(jié)構(gòu)，如圖38所示。葉輪多數(shù)情況下用鑄造或精密鑄造法整體制成。當(dāng)流道很窄不易鑄造時，可采用在輪盤上銑出葉片后與輪蓋焊接或鉚接的結(jié)構(gòu)。(a)閉式葉輪。〔b)半開式葉輪。(c)開式葉輪。(d)雙吸葉輪 吸人室位于葉輪人口之前，其作用是將吸人管中液體以最小的能t損失導(dǎo)人葉輪。吸人室一般有三種形式，如圖310所示。錐形吸人室用于小型單級懸臂式離心泵中。螺旋形吸人室目前多用于懸臂式離心油泵和中開式多級蝸殼泵中。環(huán)形吸人室常用于多級分段式離心泵中。泵體主要是壓液室，壓液室的作用是收集液體和轉(zhuǎn)換能量，即把從葉輪排出的液體收集起來導(dǎo)向排出管，同時降低液體的速度，使動能轉(zhuǎn)化為壓力能。壓液室是指葉輪出口到泵出口法蘭(對分段式多級泵是到下一級葉輪人口)的過流部分，常見的有蝸殼和導(dǎo)葉(也稱導(dǎo)輪)兩種型式。蝸殼因流道做成螺旋形而得名。液體沿螺旋線流動，隨著流道截面的增加而降低速度。螺殼后有一擴(kuò)壓段，在該段主要起降速擴(kuò)壓作用。對分段式多級泵，為了使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，每級葉輪和下一級葉輪之間的能量轉(zhuǎn)換采用導(dǎo)葉(導(dǎo)輪)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)葉有徑向?qū)~和流道式導(dǎo) 葉兩種。 蝸殼圖 離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子受到一個與軸心線平行的軸向力，其產(chǎn)生原因可作如下解釋:液體流經(jīng)葉輪后壓力升高，因此在葉輪前后兩側(cè)壓力的分布不同，如圖313所示。在輪蓋側(cè)r1范圍內(nèi)的壓力為P1，輪盤側(cè)r2范圍內(nèi)為P2且呈拋物線分布。顯然輪蓋側(cè)壓力低，掄盤側(cè)壓力高，這就是產(chǎn)生軸向力主要 原因。軸向力一般自葉輪背面指向葉輪人口。 第二節(jié) 閘板閥閘板閥是最常用的截斷閥之一，主要用來接通或截斷管路中的介質(zhì)，不運(yùn)用于調(diào)節(jié)介質(zhì)流量。運(yùn)用的壓力、溫度及直徑范圍很大，尤其運(yùn)用于中、大直徑的管道。閘板閥的主要特點 （1） 流體阻力小。閘體內(nèi)部介質(zhì)通孔是直通的，介質(zhì)流經(jīng)時不改變其流動方向，因而流動阻力較小。 　 （2）啟閉較省力。啟閉時閥板運(yùn)動方向與介質(zhì)流動方向相垂直。與相比，的啟閉較為省力。 　?。?）介質(zhì)流動方向一般不受限制。介質(zhì)可從兩側(cè)任意方向流過，均能達(dá)到接通或截斷的目的。便于安裝，運(yùn)用于介質(zhì)的流動方向可能改變的管路中。閘板閥的結(jié)構(gòu)型式 　　按閥桿結(jié)構(gòu)和運(yùn)動方式分為明桿和。明桿的閥桿帶動閥板一起升降，閥桿上的傳動內(nèi)螺紋在殼體外部，因此，可根據(jù)閥桿的運(yùn)動方向和位置直觀地判斷閥板的啟閉和位置，而且傳動內(nèi)螺紋便于潤滑和不受流體腐蝕，但它要求有較大的安裝空間。暗桿的傳動內(nèi)螺紋位于殼體內(nèi)部，在啟閉過程中，閥桿只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，閥板在殼體內(nèi)升降。因此，的高度尺寸小。暗桿閥閘，通常在上蓋上方裝設(shè)啟閉位置指示器，以運(yùn)用于船舶、管溝等空間較小和粉塵含量大的環(huán)境 第三節(jié) 單螺桿泵蛇泵也稱單螺桿泵，但與前面所講單螺桿泵的結(jié)構(gòu)和密封原理不同。這種泵是一種較新的水力機(jī)械，目前在石油鉆采及石油輸送中得到了越來越廣泛的應(yīng)用. 。這種單螺桿泵中最重要的元件是襯套2和螺桿3組成的襯套螺桿副。由于螺桿在襯套中進(jìn)行復(fù)雜的行星運(yùn)動，所以在螺桿與中間傳動軸之間有一個偏心聯(lián)軸節(jié)9，也可以用萬向聯(lián)軸節(jié)或撓性軸代替偏心聯(lián)軸節(jié)。這種泵也是靠一根螺桿的旋轉(zhuǎn)向前推擠液體。但是它的高、低壓腔并不相通，特殊結(jié)構(gòu)的螺桿和具有內(nèi)螺旋面的專門襯套相配合，螺桿與襯套把液體沿軸向分開，同時又在徑向把液流一分為二，形成一個個密封腔。所以，在每個螺桿襯套副中，螺桿是單螺旋面，即同為右旋或左旋。螺桿的任一斷面都是半徑為R的圖。，一邊按一定螺距t向前移動形成的螺旋面。 蛇泵的螺桿 襯套的材料是橡膠，它的斷面是由兩個半徑為R(等于螺桿斷面半徑)的半圓和兩條長度為4e的直線段組成的長圓形，=2t向前移動而產(chǎn)生的。 襯套橫斷面形狀及螺旋面的形成第四節(jié) 中試基地參觀中試基地，存在進(jìn)行中間試驗的專業(yè)實驗基地；通過必要的資金，裝備條件及技術(shù)支持，對科技成果經(jīng)行成熟化處理和工業(yè)化考驗。中試基地一般可分為專業(yè)中試基地配套基地和綜合性中試配套基地兩大類。專業(yè)中試配套基地是專門從事某個進(jìn)行項目的中試配套基地；綜合性中試配套基地是以生產(chǎn)加工一般性工業(yè)產(chǎn)品為主要經(jīng)營業(yè)務(wù)。同時承擔(dān)同類技術(shù)項目中試和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化配套協(xié)作的基地。中國石油大學(xué)（北京）中試基地屬于綜合性中試配套基地。參觀的主要工藝：重油催化裂化裝置；烷基化工藝流程裝置；CH4制油流程裝置以及重油催化裂化催化劑性能和分離測試裝置。重油催化裂化裝置主要是經(jīng)典三部分：反應(yīng)—再生系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收—穩(wěn)定系統(tǒng)。中試基地的重油催化裂化裝置測試的是較重的原料（主要VGO）在催化劑作用下在提升管中的催化裂化成輕質(zhì)汽，煤，柴的效率，它主要的部分為反應(yīng)—再生系統(tǒng)。烷基化裝置是使用異構(gòu)烷烴和輕烯烴生產(chǎn)高辛烷至汽油的裝置，所采用的方法是硫酸烷基化。CH4制油裝置主要是CH4裂解和CO,H2合成汽油的過程。除此以外，中試基地還有一些流化床性能測試實驗裝置，催化劑性能測試實驗裝置，旋風(fēng)分離器性能測試實驗裝置。第二章 煉油廠生產(chǎn)實習(xí)煉油廠簡介中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司，地處北京西南，是中國石化直屬的特大型石油化工聯(lián)合企業(yè)。目前擁有63套主要生產(chǎn)裝置、68套輔助生產(chǎn)裝置，原油加工能力超過1000萬噸/年，乙烯生產(chǎn)能力超過80萬噸/年，可生產(chǎn)94個品種、431個牌號的石油化工產(chǎn)品，是我國最大的合成橡膠、合成樹脂、苯酚丙酮和高品質(zhì)成品油生產(chǎn)基地之一。公司始建于1967年，1970年成為我國第一家煉化一體化企業(yè)，截至2011年底，生產(chǎn)乙烯1616萬噸，實現(xiàn)銷售收入8236億元，利稅989億元，為國家建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。燕山分公司是我國第一家生產(chǎn)歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)成品油的千萬噸級煉油基地，是保證首都能源安全的骨干企業(yè)，每年為市場提供汽油、柴油、航空煤油以及潤滑油基礎(chǔ)油、石蠟、硫磺等多種產(chǎn)品。公司致力于提供清潔能源，帶動了中國的油品質(zhì)量升級。從1997年率先實現(xiàn)汽油無鉛化，到2004年歐Ⅱ、2005年歐Ⅲ、2007年歐Ⅳ，在全國一路領(lǐng)跑，用10年時間走完了發(fā)達(dá)國家20多年的油品升級之路。公司不斷提升自主創(chuàng)新能力，積極承擔(dān)中國石化重大科研攻關(guān)項目，在清潔油品生產(chǎn)、節(jié)能減排、合成橡膠新膠種研發(fā)等關(guān)鍵領(lǐng)域達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平，形成了一批國內(nèi)“獨(dú)一無二”、“數(shù)一數(shù)二”的特色高端產(chǎn)品。合成樹脂包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、EVA、聚丙烯以及改性專用樹脂等產(chǎn)品，年產(chǎn)量超過100萬噸，專用料比例達(dá)82%以上，能夠充分滿足客戶需求。合成橡膠包括順丁橡膠、SBS、溶聚丁苯橡膠、丁基橡膠等，其中順丁橡膠處于國際先進(jìn)水平，榮獲國家科技進(jìn)步獎，連續(xù)三次獲得國家質(zhì)量金獎；丁基橡膠、溴化丁基橡膠填補(bǔ)國內(nèi)空白?；居袡C(jī)化工原料包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯酚、丙酮、苯、乙二醇、苯乙烯等多種產(chǎn)品，間苯二甲酸PIA、間二甲苯MX、1己烯等替代進(jìn)口、旺銷全國。第一節(jié) 原油的蒸餾 在某些條件下，原油常壓蒸餾也采用兩段汽化流程。在這種流程中，在常壓塔之前再設(shè)置一個初餾塔(亦稱預(yù)汽化塔)。原油經(jīng)換熱升振至一定溫度(約200~250℃)即進(jìn)人初溜塔，在初餾塔中分餾出原抽中的最輕餾分(國內(nèi)一般占原油的5％~10％),由初餾塔底抽出的液相部分再經(jīng)進(jìn)一步換熱和在加熱爐中加熱至規(guī)定的溫度，例如約370℃，再進(jìn)人常壓塔。通常在初餾塔只取出一個塔頂產(chǎn)品，即輕汽油溜分或重整原料。也有的初餾塔除塔頂產(chǎn)品外，還出一個側(cè)線產(chǎn)品。如果蒸餾裝置中還有減壓蒸餾部分，則此蒸餾流程即為三段汽化流程，即包括初餾塔、常壓塔和減壓塔。 燃料型常減壓蒸餾工藝流程圖(1)原油初餾。其主要作用是拔出原油中的輕汽油餾分。從罐區(qū)來的原油先經(jīng)過換熱(熱源一般是本裝置內(nèi)的熱源)，溫度達(dá)到80~120℃左右進(jìn)入電脫鹽罐進(jìn)行脫鹽、脫水。脫后原油再經(jīng)過換熱，溫度達(dá)到210~250℃，這時較輕的組分一起進(jìn)人初餾塔，塔頂出輕汽油餾分(初頂油)，塔底為拔頭原油。(2)常壓蒸餾。其主要作用是分出原油中沸點低于350℃輕質(zhì)餾分油。拔頭原油經(jīng)換熱、常壓爐加熱至360~370℃`，形成的氣液混合物進(jìn)人常壓塔，塔頂壓力一般為130~170kPa。塔頂出汽油(常頂油)，經(jīng)冷凝冷卻至40℃左右，一部分作塔頂回流，一部分作汽油餾分。各側(cè)線餾分油經(jīng)汽提塔汽提、換熱、冷卻后出裝置。各側(cè)線之間一般設(shè)1~2個中段循環(huán)回流。塔底是沸點高于350℃的常壓重油。 原油常壓蒸餾的流程示意圖(3)減壓蒸餾。其作用是從常壓重油中分出沸點低于500℃的高沸點餾分油和渣油。常壓重油(也叫常壓渣油)的溫度為350℃左右，用熱油泵從常壓塔底部抽出送到減壓爐加熱。溫度達(dá)390 } 400℃進(jìn)入減壓精餾塔。減壓塔頂?shù)膲毫σ话闶?~5kPa。為了減小管線壓力降和提高減壓塔頂?shù)恼婵斩龋瑴p壓塔頂一般不出產(chǎn)品或出少量產(chǎn)品(減頂油)，直接與抽真空設(shè)備聯(lián)接，并采用頂循環(huán)回流方式(即從塔頂以下幾塊塔板處或減一線抽出口引出一部分熱流，經(jīng)換熱或冷卻后返回到塔頂，這種回流方式可減小塔頂冷凝冷卻器負(fù)荷，降低塔頂管線壓力降等)。側(cè)線各餾分油經(jīng)換熱、冷卻后出裝置，作為二次加工的原料。各側(cè)線之間也設(shè)1~2個中段循環(huán)回流。塔底減壓渣油經(jīng)換熱、冷卻后出裝置，也可稍經(jīng)換熱或直接送至下道工序如焦化、溶劑脫瀝青等，作為熱進(jìn)料。第二節(jié) 催化裂化 催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過程之一，在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)中占有很重要的地位。 傳統(tǒng)的催化裂化原料是重質(zhì)餾分油，主要是直餾減壓餾分油(VGO )，也包括焦化重餾分油(CGO，通常須經(jīng)加氫精制)。由于對輕質(zhì)油品的需求不斷增長及技術(shù)進(jìn)步，近20年來，更重的油料也作為催化裂化的原料，例如減壓渣油、脫瀝青的減壓渣油、加氫處理重油等。一般都是在減壓餾分油中摻入上述重質(zhì)原料，其摻入的比例主要受制于原料的金屬含量和殘?zhí)贾?。對于一些金屬含量很低的石蠟基原油也可以直接用常壓重油作為原料。?dāng)減壓餾分油中摻人更重質(zhì)的原料時則通稱為重油催化裂化。 原料油在500℃左右、2 ~ 4atm及與裂化催化劑接觸的條件下，經(jīng)裂化反應(yīng)生成氣體、汽油、柴油、重質(zhì)油(可循環(huán)作原料)及焦炭。反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率與原料性質(zhì)、反應(yīng)條件及催化劑性能有密切的關(guān)系。在一般工業(yè)條件下，氣體產(chǎn)率約10％~20％ ,其中主要是CC4，且其中的烯烴含量可達(dá)50%左右。汽油產(chǎn)率約30％~60％，其研究法辛烷值約80~90，安定性也較好。柴油產(chǎn)率約0~40％，由于含有較多的芳香烴，其十六烷值較直餾柴油低，由重油催化裂化所得的柴油的十六烷值更低，而且其安定性也較差。焦炭產(chǎn)率約5％~7％,原料中摻人渣油時的焦炭產(chǎn)率則更高些，可達(dá)8%~10％。焦炭是裂化反應(yīng)的縮合產(chǎn)物，它的碳?xì)浔群芨?，其原子比約為1: (~1)，它沉積在催化劑的表面上，只能用空氣燒去而不能作為產(chǎn)品分離出。 催化裂化裝置工藝流程催化裂化裝置一般由三個部分組成，即:反應(yīng)一再生系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收一穩(wěn)定系統(tǒng)。在處理量較大、反應(yīng)壓力較高(例如0. 25MPa)的裝置，常常還有再生煙氣的能量回收系統(tǒng)。上圖是一個高低并列式提升管催化裂化裝置的工藝流程。 新鮮原料油經(jīng)換熱后與回?zé)捰突旌希?jīng)加熱爐加熱至200 ~400℃后至提升管反應(yīng)器下部的噴嘴，原料油由蒸汽霧化并噴人提升管內(nèi)，在其中與來自再生器的高溫催化劑( 600 ~750℃ )接觸，隨即汽化并進(jìn)行反應(yīng)。油氣在提升管內(nèi)的停留時間很短，一般只有幾秒鐘。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)旋風(fēng)分離器分離出夾帶的催化劑后離開反應(yīng)器去分餾塔?！偕到y(tǒng)的工藝流程圖。 催化裂化反應(yīng)—再生系統(tǒng)的工藝流程圖積有焦炭的催化劑(稱待生催化劑)由沉降器落人下面的氣提段。氣提段內(nèi)裝有多層人字形擋板并在底部通人過熱水蒸氣。待生催化劑上吸附的油氣和顆粒之間的空間的油氣被水蒸氣置換出而返回上部。經(jīng)氣提后的待生劑通過待生斜管進(jìn)人再生器。再生器的主要作用是燒去催化劑上因反應(yīng)而生成的積炭，使催化劑的活性得以恢復(fù)。再生用空氣由主風(fēng)機(jī)供給，空氣通過再生器下面的輔助燃燒室及分布管進(jìn)入流化床層。對于熱平衡式裝置，輔助燃燒室只是在開工升溫時才使用，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時并不燒燃燒油。再生后的催化劑(稱再生催化劑)落人淹流管，再經(jīng)再生斜管送回反應(yīng)器循環(huán)使用。再生煙氣經(jīng)旋風(fēng)分離器分離出夾帶的催化劑后，經(jīng)雙動滑閥排人大氣。在加工生焦率高的原料時，例如加工含渣油的原料時，因焦炭產(chǎn)率高，再生器的熱量過剩，須在再生器設(shè)取熱設(shè)施以取走過剩的熱量。再生煙氣的溫度很高，不少催化裂化裝置設(shè)有煙氣能量回收系統(tǒng)，利用煙氣的熱能和壓力能(當(dāng)設(shè)能量回收系統(tǒng)時，再生器的操作壓力應(yīng)較高些)做功，驅(qū)動主風(fēng)機(jī)以節(jié)約電能，甚至可對外輸出剩余電力。對一些不完全再生的裝置，再生煙氣中含有5%~10%的CO,可以設(shè)CO鍋爐使CO完全燃燒以回收能量。在生產(chǎn)過程中，催化劑會有損失及失活，為了維持