【正文】 很強的 HC1Hs— H0 體系其腐蝕過程可用下列反應表示： 2HCl+ H 0 — 2HCI通常情況下， NaC1 是不水解 的，但是當原油中含有環(huán)烷酸和某些金屬元素時， NaC1 在 300oC 以前就開始水解 ，生成 HC1。 原油中的硫化物 隨著在常減壓蒸餾 的餾分切割，以各種形態(tài)分布到瓦斯氣、 腦油、煤油、柴油、蠟油和渣油中，會使一、二次加工裝置的各個部位產(chǎn)生不同程度的腐蝕 。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 27 裝 置的腐蝕原因和防腐措施 裝置的腐蝕原因 隨著加工進口含硫原油的增加，煉油廠特別是沿海沿江煉油廠將面臨日益嚴重硫腐蝕的威脅。 (5)保證減壓塔頂真空系統(tǒng)高壓蒸汽的品質(zhì)和壓力。國內(nèi)大多數(shù)常減壓蒸餾裝置二段換熱溫度僅達到 230℃左右，僅有個別裝置能達到300℃以上，所以這部分技改工作潛力很大，提高了初餾塔進料溫度，可以舒緩初頂空冷的壓力負荷。減壓塔底液位穩(wěn)定，是減壓塔產(chǎn)品收率穩(wěn)定的 前提，液位穩(wěn)定與減底泵運行狀態(tài)緊密相關。最后，還要考慮常底液位的因素。常壓塔產(chǎn)品包括常頂瓦斯、常頂汽油餾分、常一線煤油餾分、常二線輕柴油餾分和常三線重柴油餾分。應對這種問題，各個煉廠首選的處理手段就是增加常減壓裝置的總拔，盡可能減少減渣的外排量。 20世紀 80年代為了有效提高原油蒸餾的拔出率提出了“強化蒸餾”理遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 22 論，應用于工業(yè)裝置的強化蒸餾增收劑相繼問世，其主要是芳烴濃縮物、表面活性劑和復合活化劑等。一種相對低投資的方案就是改造減壓塔，把含 50％～ 60％或更多柴油的常壓瓦斯油直接送進減壓塔閃蒸，從減壓塔頂側線生產(chǎn)柴油。三環(huán)節(jié)理論把煉油過程用能歸結為能量的轉(zhuǎn)換和傳輸 、工藝利用及能量回收 3個環(huán)節(jié) [11]~ [14]，該方法以熱量和功作為兩大主線 ，將能耗分為反應熱、物流有效熱、泵機組功耗油品冷卻、氣體壓力能損失和散熱損失等 6 項來考慮。同時又增大減 —油系統(tǒng)的輸送能力和冷卻能力，使減一線收率上升 2％～ 3％選用原油蒸餾一渣油加氫預處理 催化裂化加氫裂化工藝為框架的重油加工工藝流程，煉油廠的綜合商品率達到 93% ；輕質(zhì)油收率為 81% ，比我國煉油廠平均水平高 7個百分點；汽油 、柴油產(chǎn)品質(zhì)量全部滿足歐Ⅲ排放標準要求、部分產(chǎn)品達到歐Ⅳ排放標準要求，經(jīng)濟效益顯著 [9]。 (2)充分利用變頻技術。 常減壓裝置主要能耗 常減壓裝置能耗主要有加熱、冷卻、設備散熱、抽真空及動力消耗構成則分別采用了 ① 選擇高性能換熱設備恰當?shù)剡x擇和使用高性能換熱設備，如螺紋管換熱器、波節(jié)管換熱器、螺旋管換熱器、鋁翅片式空冷器、板式空冷器等，以提高換熱效果 J。 (3)輕質(zhì) 油拔出率不高 [7] 現(xiàn)有常減壓蒸餾過程中輕質(zhì)油收率低于原油中應有的收率，這是因為采用目前這種過程，原油在三個塔中都是一次汽化進料，各塔都沒有提餾段，塔底液相受相平衡 限制，輕重組分不 完全分離，不可避免 的會使減壓餾分的餾程范圍寬， 這樣，不僅影響了減壓餾分的質(zhì)量，同時也降低了常壓部分輕質(zhì)油的收率?，F(xiàn)有原油的常減壓蒸餾過程存在如下幾個方面的問題。而根據(jù)新一輪全國油氣資源評價結果顯示， 20xx年至 2020年中國石油探明儲量將穩(wěn)步增長，年均探明 8億至 10億噸，石油產(chǎn)量持續(xù)上升將達十五年以上。 石油對于經(jīng)濟的推動作用使各國普遍的感到儲備石油的重要，而一些國家的經(jīng)濟騰飛最主要得益于石油的推動。因此一個生產(chǎn)裝置 否提高處理量擴大生產(chǎn)能力，首先要看加熱爐的熱負荷夠不夠 。加熱爐的重要性在于 [4] : (1)基建投資費用高。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 10 常減壓裝置介紹 常減壓蒸餾是煉油 廠加工原油的第一個工序，即原油的一次加工，在煉油廠加工總流程中有重要的作用，通過蒸餾的方法將原油分割成為不同沸點的組分，以適應產(chǎn)品和下游工藝裝置對原料的要求。煉油廠的加工力一般用原油常壓蒸餾裝置的加工能力來表示 ,因此世界原油加工的能力基本上 [1] 就是世界常壓蒸餾裝置的加工能力。參考同類裝置確定塔板數(shù)，進料及側線抽出位置，假設各主要部分的操作溫度及操作壓力，對全塔進行熱平衡計算，確定全塔回流熱。 塔板型式選用 F1型重閥浮閥塔板，依常壓塔內(nèi)最大汽相負荷處為 ，算得塔徑為 ，塔板間距為 ，對塔板流體力學性能進行核算，操作彈性為 ,塔的操作性能良好。常減壓塔主要設備是分餾塔，塔是整個常減壓裝置工藝過程的核心，原油在分餾塔中通過傳熱傳質(zhì)實現(xiàn)分餾作用，最終將原油分離成不同組分的產(chǎn)品。常減壓蒸餾一般包括初餾塔，常壓塔和減壓塔，為三塔流程。對于加工深度較淺的，中等的和較深的煉油廠，加熱爐消燃料分別占其處理原油能力的 3%～ 6% ， 4% ～ 8%和 8%～ 15%；其費用約占總操作費用的60%～ 70% 。如果爐子出現(xiàn)事故，如爐管結焦，爐管燒穿，爐襯燒塌，爐墻倒塌等，將使裝置被迫停工 ,成為影響生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)之一。由于我國對于石油的渴求很強，也由于國際上許多國家都把石油看作 經(jīng)濟發(fā)展的生命線，我國在國際上與其他國家爭奪石油資源的摩擦越來越多，東海問題、南海問題都是與石油密切相關的。未來我國成品油改革的趨勢是堅持市場化改革方向、漸進式改革方式，加強稅收調(diào)節(jié)作用，配套政策同步跟進。常壓爐出口溫度一般在 365℃～ 370℃，部分產(chǎn)品如汽油、煤油餾分沸點比較低，無需加熱到這樣溫度，這不僅增進增加了工藝用，而且 由于這些輕組分處于過熱狀遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 15 態(tài)，導致塔內(nèi)汽液分布不合理，塔頂溫度過高，對產(chǎn)品質(zhì)量也有一定影響。遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 16 造成眾多不合理的根本原因在于該過程采用了一 次閃蒸汽化、無再沸器、無提餾段的非完全塔結構，由于塔型及工藝流程的組織不當，造成了常減壓蒸餾目前的不合理狀況。⑤ 充分利用常壓的中段回流產(chǎn)生蒸汽降低裝置的蒸汽消耗量，例如：利用常一中生產(chǎn) 10 t／ h的 0． 35 MPa的蒸汽用于常壓塔底吹氣；利用常二中生產(chǎn) 15 t／ h的 1． 0 MPa蒸汽用于減壓塔的蒸 汽抽真空系統(tǒng) [7]。 (3)利用 APC技術?；跍y試數(shù)據(jù)對裝置各設備火用損失進行 了計算。分析時需根據(jù)有關要求現(xiàn)場測定或收集裝置運行數(shù)據(jù) ，部分數(shù)據(jù)需基于物料平衡和能量平衡等原則予以適當修正 。加工輕質(zhì)原油的煉油廠，減壓蒸餾裝置的進料易于汽化，一般減壓瓦斯油的切割點 和拔出率都較高，而加工重質(zhì)超重質(zhì)原油的煉油廠，減壓重瓦斯油的實沸點切割點通常都不大于510℃，焦化裝置的進料中含有占原油加工量多達 5％～ 7％ (體 )可回收的減壓瓦斯油，在焦化過程中 10％～ 15％ 的減壓瓦斯油轉(zhuǎn)化為焦炭，既浪費石油資源又浪費焦化裝置的加工能力。而GCD型增收劑是與原油或渣油組分具有化學強作用力的物質(zhì)，它通過部分改質(zhì)提高原油蒸餾拔出率，且使拔出率增加的幅度相對較大，柴油拔出率明顯提高。初餾塔的產(chǎn)品有初頂瓦斯和初頂汽油餾分，其產(chǎn)率與原油的組成有關系， 但是初餾系統(tǒng)操作不當，也會影響初餾塔頂?shù)漠a(chǎn)品收率，這樣就會增加常壓爐和常壓塔的負荷，進而會導致減壓進料中輕質(zhì)油比例升高，影響減壓真空度和減壓拔出率。由于常壓塔是精餾設備，塔頂參數(shù)的控制較初頂嚴格，故設置了常頂循環(huán)回流微調(diào)手段，使塔頂參數(shù)得以穩(wěn)定，避免大范圍波動。例如常二線有生產(chǎn)輕柴的方案，也有生產(chǎn)工業(yè)白油原料的方案，還有生產(chǎn)航空液壓油的方案，這些方案反應在常二線的餾程上有很大的區(qū)別，生產(chǎn)不同餾分，會影響到常 三線餾出量，進而影響到常壓塔總體收率。多次的實驗表明，強化蒸餾劑遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 25 與破乳劑的使用有相同特點，即原料不同，使用條件不同，使用效果也大不相同。初頂空冷主要完成相變?nèi)蝿?，即塔頂氣相變成液相，這樣就形成了空冷部位油氣管線真空，油氣從初頂?shù)娇绽洳课坏膲航怠?l0 的變化波動范圍內(nèi)；增設急冷油流程，注入點設在減底液位的 8O 處，急冷油的注入量和溫度根據(jù)減底縮徑和減渣的停留時間計算，避 免塔底結焦；在滿足延遲焦化裝置和催化裂化裝置所需原料要求的前提下，盡量提高塔底溫度，增大進料段的氣化率。山東石大科技集團公司勝華教學實驗廠北常減壓蒸餾裝置 1998 年建成投產(chǎn)，以加工孤島原油和勝利管輸油為主。突出腐蝕部位是 ：溫度越高，腐蝕速率越大。常減壓裝置減三、減四、減五二次換熱之前的設備管線常減壓轉(zhuǎn)油線，腐蝕速率高。FeS + 2HCl— }FeC1+ H S 生成的 FeCI!是溶解于水的， uJl 被水沖走 失去保護膜的金屬再次被 HS 和 HC1 腐蝕牛成 FeS 和 FeC1，而 FeS 又再次被 ItC1 分解失上防護作廠，如此反復循 環(huán) ，大大促進了金的腐蝕：這表示 HC1 氧化物等的作用，和 Hs相互促進形成 個俯環(huán)腐蝕 。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 31 裝置的防腐措施 前言近幾年，中國石化原油加工量和原油進口量迅速增長。引起化學腐蝕的主要物質(zhì)是環(huán)烷酸和硫化物。 $ a7 _: _ U : (1)搞好裝置的“一脫三注”工作 減緩常壓塔塔頂?shù)蜏馗g；定期對常壓塔塔頂回流罐進行拉空，盡可能避免垢物重 新進入常壓塔內(nèi)。 a 428 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 34 142 74 原油中的鹽類主要有無機鹽和有機鹽，目前運行一部常減壓裝置對原油中的無機鹽的脫除率基本達到《 90％，脫后原油平均含鹽量已經(jīng)達到≯3ms／ L，脫鹽合格率亦能達到 90％以上 [20]。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 36 設計內(nèi)容的說明 本 次設計主要是設計一年混合原油（遼河原油和米納斯原油）處理量能力為 800 萬噸的常減壓塔，其次為初餾 塔、 常壓塔塔板和加熱爐的設計。塔的各部位的操作壓力與汽油流徑塔盤時所造成的壓降有關。 （ 2）塔底溫度 根據(jù)經(jīng)驗原油蒸餾專職的初餾塔、常壓塔及減壓塔的塔底溫度一般比汽化段溫度 低 5－ 10℃ 。 常壓塔設計中的一些經(jīng)驗數(shù)據(jù) （ 1） 汽提蒸汽用量 參考石 油煉制工程 (第三版，石油工業(yè)出版社 )書中圖 752和 712，取汽提水蒸汽量 。 （ 2）我國油一氣聯(lián)合火嘴的標準化規(guī)格有 60— 100、 150、 200、 300kg/h； （ 3）過剩空氣系數(shù) a ① 液體燃料 a（ — ）； ② 自然引風式油火嘴 a（ — ）； （ 4）排煙溫度 t2與油品入爐溫度 τ 1的關系： 一般推薦 t2= τ 1+（ 100— 150℃ ）； 常壓原油加熱爐：輻射管表面熱強度 QR（ 29000— 34890） [w/m2]； 管內(nèi)油料質(zhì)量流速 GF（ 980— 1500） [kg/cm2 . 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 39 塔 板設計中的一些經(jīng)驗數(shù)據(jù) 本次設計選用 F1 型重閥（ 33 克）浮閥塔板，其經(jīng)驗數(shù)據(jù)為 : （ 1）壓力降 400— 600 巴； （ 2） 漏液量 10%； （ 3）板上液層高 度 hL,對 常壓塔一般 取 — ； （ 4）適宜空塔氣速與最大空塔氣速關系： u=(— )u max （ 5）常用標準塔徑： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ?? ； （ 6）塔板選型：凡直徑在 以下的浮閥塔，一般采用單溢流，直徑大于 的塔可采用雙溢流及階梯流； 本塔選用 雙溢流 。若 tm與 tm′ 相近，認為假設正確，否則，從新假設，直到達至要求。設計中按塔板上的氣、液兩相處于平衡狀 態(tài)計算。 在確定塔頂產(chǎn)品接受罐成回流罐的操作壓力后，加上塔頂餾出物流徑管線、管件、冷凝冷卻設備的壓降即可計算得塔頂?shù)牟僮鲏毫Α? (三 )塔頂水沖洗 注水可以使露點前移，保護設備。 (5)合理分配加工負荷 將能在初餾塔中拔出的組分要盡可能在初餾塔拔出；搞好常壓塔三個回流的比例，控制常壓塔頂回流不大于 150t 塔／ h；穩(wěn)定常 線拔出量，在常 線 kk 過高時，不可一味地降低常 線拔出量，加重常壓塔頂部的負荷，同時對于常壓塔的腐蝕也可以對常壓塔材質(zhì)進行更換并升級改造、在塔底進料段增加進料分配器，減少油氣側線進料對塔壁的偏流沖刷作用，改善油氣的進料分布、加強常頂系統(tǒng)“一脫三注”工藝防腐蝕管理，使亞F 鐵離子，氯離子及硫離子等控制在良好的范圍之、加強電脫鹽系統(tǒng)的操作，避免大的波動，使脫后鹽的質(zhì)量分數(shù)保持在不大于 3ug/g 的范圍、增加腐蝕在線監(jiān)控系統(tǒng)，在線監(jiān)測腐蝕速率。常減遼寧石油化工大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 32 壓裝置的“三 頂”部位幾乎都同時存在著電化學腐蝕的三個條件。 由于原油并非是純碳氫化合物，故在煉制過程中，經(jīng)歷了各種溫度、壓力、物 理化學變化等工藝操作條件后，生成 H 、 HC1 等一些非理想物對設備產(chǎn)生結垢、 腐蝕影響正常安全生產(chǎn)。 高 溫硫腐蝕 原油中的硫 ，一部分作為單體仔在 ，大部分則烴類結合 以不同類型的有機硫化物的形式存 的：硫化氫的發(fā)牛量除 原油中活性硫含量有關外，還隨溫度的不同而發(fā)生變化。原油加熱進行蒸餾時，生成 的 HC1 和 H， s 隨同輕組分一同揮發(fā)，在沒有液態(tài)水時 (氣相狀態(tài) )，它們對設備腐蝕很輕，或基本無腐蝕 (如