【文章內(nèi)容簡介】 7 — 24 — — 6 257~289 — 9 125 — 7 289~313 — 4 — — 8 313~335 13 157 — 9 335~355 — 22 — — 10 355~374 — 29 184 — 11 374~394 — 34 — — 12 394~415 — 38 206 — 13 415~435 — 43 — — 14 435~456 — 45 238 — 15 456~475 — — 48 — — 16 475~500 — — 52 282 — 17 500~525 — — 55 — — 渣油 525 — — — 41① — — — 產(chǎn)品方案及產(chǎn)品性質(zhì) 表 2 產(chǎn) 品 產(chǎn) 率 及 其 性 質(zhì) 產(chǎn) 品 沸點范圍 產(chǎn) 率 相對密度 恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù) , ℃ 名 稱 ℃ %(重 ) 204d 初 10% 30% 50% 70% 90% 終 重整原料 初 ~130 52 75 84 96 112 136 150 航空煤油 130~230 142 162 180 192 205 228 243 輕 柴 油 230~320 225 238 255 262 270 288 312 重 柴 油 320~350 307 324 329 331 339 348 360 重 油 350 4. 設(shè)計處理量 : 250+學(xué)號 10 萬噸 /年 , 開工： 8000 小時 /年。 5. 汽提水蒸汽采用過熱水蒸汽 : 420℃ , (表 ) 6. 可采用二段汽化流程，設(shè) 3 個中段循環(huán)回流 。 過汽化油為 2~4％ (重 )。 7. 按時完成設(shè)計，交電子版和紙質(zhì)版以及手稿。 第一 章 總論 設(shè)計基礎(chǔ) 石油從外觀看來是一種暗色的 ,從褐色以至黑色的流動和半流動的粘稠液體。石油的相對密度大約在 , 一般都小于 。石油組成相當復(fù)雜 ,有分子量很小的氣態(tài)烴 ,也有分子量大 1500至 2020的烴類。 石油主要由 C、 H 、 S 、 N 、 O等元素組成 , 其中 C占 83~87％ ,H占 11~14 ％。石油中還含有多種微量元素 , 其中金屬量元素有 釩、鎳、鐵、銅、鈣等，非金屬元素有 氯、硅、磷、砷等。石油主要由烴類和非烴類組成 , 其中烴有：烷烴、環(huán)烷烴、芳烴 ,非烴類有 : 含硫、含氮、含氧化合物以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。非烴類的危害 :影響產(chǎn)品的質(zhì)量 。腐蝕設(shè)備 。污染環(huán)境 。污染催化劑。 石油煉制工業(yè)生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等燃料和化學(xué)工業(yè)原料，是國民經(jīng)濟最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，關(guān)系國家的經(jīng)濟命脈和能源安全，在國民經(jīng)濟、國防和社會發(fā)展中具有極其重要的地位和作用。不同油區(qū)所產(chǎn)的原由在性質(zhì)上差別較大，不同組成的原油表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同，而不同的化學(xué)組成及物理性質(zhì)對原油的使用價值、經(jīng)濟效益都有影響。大慶原油屬低硫石蠟基原油。主要特點是含蠟量高、凝點高、瀝青質(zhì)含量低、重金屬含量低、硫含量低 。直餾汽油餾分含量較少，辛烷值低 :。直餾柴油的十六烷值高。 350~500℃餾分是生產(chǎn)潤滑油的良好原料。減壓渣油瀝青質(zhì)和膠質(zhì)少而蠟含量較高，難以生產(chǎn)高質(zhì)量瀝青產(chǎn)品，可生產(chǎn)殘渣潤滑油。勝利原油屬于含硫中間基原油。主要特點是密度較大、含硫較多、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量較多。直餾汽油餾分含量較少，辛烷值高。直餾柴油的柴油指數(shù)較高、凝點不高。減壓餾分油生產(chǎn)潤滑油不夠理想。減壓渣油不宜生產(chǎn)潤滑油，可生產(chǎn)瀝青產(chǎn)品。原油蒸餾在煉油廠是原油首先要通過的加工裝置。一般包括預(yù)處理系統(tǒng)（原油電脫鹽）、常壓分餾系統(tǒng)、減壓分餾系統(tǒng)、注劑系統(tǒng)、輕 烴回收系統(tǒng)（加工輕質(zhì)原油且達到經(jīng)濟規(guī)模時一般設(shè)置輕烴回收系統(tǒng)）等。常壓蒸餾就是在常壓下對原油進行加熱、氣化、分餾和冷凝。如此得到各種不同沸點范圍的石油餾分。常減壓蒸餾是指在常壓和減壓條件下，根據(jù)原油中各組分的沸點不同，把原油“切割”成不同餾分的工藝過程。 設(shè)計方案 設(shè)計一套年處理量為 700萬噸大港原油加工裝置，由于大慶原油中輕組分不多，所以原油蒸餾裝置采用二段汽化，設(shè)計常壓塔和減壓塔。設(shè)計中采用水蒸氣汽提方式 , 并確定汽提水蒸汽用量 。由于浮閥塔操作彈性大，本設(shè)計采用浮閥塔。 生產(chǎn)規(guī)模 規(guī)模 原 油處理量 ： 700 萬 噸 /年。 按年開工 8000 小時計，即處理量為 875000kg/h。 工藝技術(shù)路線 大慶原油屬低硫石蠟基原油。主要特點是含蠟量高、凝點高、瀝青質(zhì)含量低、重金屬含量低、硫含量低。直餾汽油餾分含量較少，辛烷值低，直餾柴油的十六烷值高。 工藝技術(shù)特點 由于裝置規(guī)模較小，在保證安全平衡生產(chǎn)的前提下，盡量簡化工藝流程和自動控制系統(tǒng)，以節(jié)省工程投資。 反應(yīng)部分采用冷高壓分離流程。分餾部分設(shè)置兩臺分餾塔，其中第二分餾塔為減壓操作，兩臺分餾塔產(chǎn)品側(cè)線抽出及塔底均設(shè)重沸器，塔內(nèi)裝填高 效規(guī)整填料，確保分餾精度。 設(shè)置熱載體回執(zhí)系統(tǒng)，熱載體作為塔底重沸器熱源。 常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀 (1)國外蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 煉油廠的大型化是提高其勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，降低能耗和物耗的一項重要措施。按 2020 年一月底的統(tǒng)計，全世界共有 717 座煉油廠，總加工能力 4103Mt/a。其中加工能力在 10Mt/a 以上的煉油廠 126 座，分散在 34 個國家和地區(qū)，有 16 座加工能力在 20Mt/a以上。現(xiàn)在單套蒸餾裝置一般都在 5Mt/a 以上，不少裝置已達到 10Mt/a。現(xiàn)在最大的單套蒸餾裝置處理量為 15Mt/a。 整體蒸餾裝置將原油分為：常壓渣油、含蠟餾分油、中間餾分油和石腦油組分。常壓部分出常壓渣油、中間餾分和石腦油以下的餾分。中間餾分在加氫脫硫分餾塔中分餾煤油、輕、重柴油，常壓渣油進入高真空減壓蒸餾，分餾出的蠟油作為催化裂化裝置和加氫裂化裝置的原料。整體蒸餾裝置可以節(jié)省投資 30％左右。 電脫鹽方面：以 Petrolite 和 HoweBeaket 二公司的專利技術(shù)較為先進。 HoweBeaket技術(shù)主要為低速脫鹽， Petrolite 已在低速脫鹽的基礎(chǔ)上開發(fā)了高速電脫鹽。 塔內(nèi)件方面：以 KochGlitcsh、 Sulzer 和 Norton 為代表，擁有較先進的專利技術(shù)，公司開發(fā)出了 SuperFRAC 高效塔盤和 Gempak 填料， Sulzer 在原有 Mellapak填料的基礎(chǔ)上開發(fā)了 Mllapakplus 和 Optiflow 高效填料。 產(chǎn)品質(zhì)量方面：國外蒸餾裝置典型的產(chǎn)品分餾精度一般為：石腦油和煤油的脫空度ASTM D86(5%95%)13℃；煤油和輕柴油的脫空度 ASTM D86(5%95%)20℃；輕蠟油與重蠟油的脫空度 ASTM D1160(5%95%)5℃，潤滑油基礎(chǔ)油也基本 滿足窄餾分、淺顏色。 (2)國內(nèi)蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀 我國蒸餾裝置規(guī)模較小，大部分裝置處理能力為 ，僅有幾套裝置的加工能力超國 。我國蒸餾裝置的總體技術(shù)水平與國外水平相比，在處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量和撥出率方面存在較大的差距。最近幾年，隨著我國煉油工業(yè)的發(fā)展，為縮短與世界先進煉油廠的差距，我國新建蒸餾裝置正向大型化方向發(fā)展，陸續(xù)建成了鎮(zhèn)海、高橋 8Mt/a 及西太平洋 10Mt/a 等大型化的蒸餾裝置等，其中高橋為潤滑油型大型蒸餾裝置，擬建的大型蒸餾裝置也基本為燃料型。 我國蒸餾裝置側(cè)線產(chǎn)品分離精度差 別較大，如中石化有些煉油廠常頂和常一線能夠脫空，但尚有 40%的裝置常頂與常一線恩氏蒸餾餾程重疊超過 10℃，最多重疊達 86℃。多數(shù)裝置常二線與常三線恩氏蒸餾餾程重疊 15℃以上，實沸點重疊則超出 25℃。潤滑油餾分切割也同國外先進水平存在一定差距，主要表現(xiàn)在輕質(zhì)潤滑油餾分的發(fā)揮及中質(zhì)潤滑油餾分的殘?zhí)?、顏色和安定性等方面存在差距較大。 設(shè)計任務(wù)以課程設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)。 主要原材料是 大慶原油，屬低硫石蠟基原油。 原料油直接由海運到港口，再由輸送管道直接輸送到廠區(qū)儲罐內(nèi)，產(chǎn)品則可通 過公路，鐵路和水路銷往各地市場。項目的水、電、風(fēng)等公用工程均由石化工業(yè)園區(qū)管道輸送。三廢排放也均可在石化工業(yè)園區(qū)的三廢處理中心處理。 第二章工藝流程設(shè)計 原油一般性質(zhì) 大慶原油， 204d = ；特性因數(shù) K= 原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 餾 分 號 沸點范圍/℃ 占原油 (質(zhì) )/% 密度 (20℃ ) /gcm3 運動粘度 / mm2s1 凝點/℃ 閃點(開 )/℃ 折射率 每餾分 累計 20℃ 50℃ 100℃ 20Dn 70Dn 1 初 ~112 — — — — — — 2 112~156 — — — — 3 156~195 — 65 — — 4 195~225 — 41 78 — 5 225~257 — 24 — — 6 257~289 — 9 125 — 7 289~313 — 4 — — 8 313~335 13 157 — 9 335~355 — 22 — — 10 355~374 — 29 184 — 11 374~394 — 34 — — 12 394~415 — 38 206 — 13 415~435 — 43 — — 14 435~456 — 45 238 — 15 456~475 — — 48 — — 16 475~500 — — 52 282 — 17 500~525 — — 55 — — 渣油 525 — — — 41① — — — 產(chǎn)品性質(zhì) 產(chǎn) 品 沸點范圍 產(chǎn) 率 相對密度 恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù) , ℃ 名 稱 ℃ %(重 ) 204d 初 10% 30% 50% 70% 90% 終 重整原料 初 ~130 52 75 84 96 112 136 150 航空煤油 130~230 142 162 180 192 205 228 243 輕 柴 油 230~320 225 238 255 262 270 288 312 重 柴 油 320~350 307 324 329 331 339 348 360 重 油 350 本設(shè)計采用二段汽化的常減壓蒸餾裝置技術(shù)（雙塔流程）。設(shè)有常壓塔、減壓塔和附屬的汽提塔。原油在進入常壓塔前經(jīng)過電脫鹽系統(tǒng)的脫鹽、脫水后，換熱到 240℃ ,再經(jīng)常壓爐加熱到 370℃進入常壓塔，經(jīng)過分餾，塔頂分餾出重整原料，側(cè)線自上而下分別出航空煤油、 輕柴油、重柴油，塔底分餾出重油。重油經(jīng)減壓爐加熱至 400℃左右 ,進入減壓塔 ,塔頂抽真空 ,經(jīng)分餾 ,減一線出重柴油 ,減二、三線出蠟油 ,減四線出潤滑油 ,塔底出減壓渣油。工藝流程圖如下所示： 塔器結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計要求和實際情況采用板式塔。各種板式塔有關(guān)結(jié)構(gòu)性能比較如下表： 表 25 各種塔板比較 塔板 優(yōu)點 缺點 泡罩塔板 不容易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性， 對臟物不敏感 結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高，塔板壓降大，霧末夾帶現(xiàn)象嚴重．塔板效率均勻 篩板 結(jié)構(gòu)簡單，造價低，氣體，壓降小 操 作彈性地，篩孔小，易堵 塞 浮閥塔板 生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降小，結(jié)構(gòu)簡單，造價低 不宜處理易結(jié)焦，或黏度大 噴射型塔板 開孔率較大，可采用較高的空塔氣速，生產(chǎn)能力大，塔板效率高 操作彈性大．氣相夾帶 由上表比較可知，應(yīng)選擇浮閥塔板作為本次設(shè)計所需的塔板。 污染源分析 常壓加熱爐煙氣 減壓加熱爐煙氣 圖 22 常減壓蒸餾裝置的工藝流程及污染源分布 1－ 電脫鹽罐； 2 一初餾塔； 3 常壓爐； 4 常壓塔； 5 汽提塔； 6穩(wěn)定塔； 7 分餾塔； 8－ 減壓加熱爐 ； 9－ 減壓塔 由圖 22可知，常減壓蒸餾裝置污染源有電脫鹽排水、初頂排水、機泵冷卻水、常頂排水、減頂排水、常壓加熱爐煙氣、減壓加熱爐煙氣，所以環(huán)保工作應(yīng)圍繞這些污染源采取相應(yīng)措施。 廢氣處理 1） 加熱爐煙氣 煙氣中的 SO2 與燃料中硫含量有關(guān)，使用燃料氣及低硫燃制能有效降低 SO2。的排放量。 NO2 的排放與燃料中的 N2含量及燃 燒火 嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。 2） 停工排放廢氣 裝置在停工時，需對塔、容器、管線進行蒸汽吹掃，大部分 存油 隨蒸汽冷凝水排出，還有部分未被冷凝