【正文】 ........................................................................................ 24 淹塔 ........................................................................................................................ 24 降液管超負荷 ....................................................................................................... 25 適宜操作區(qū)和操作線 ........................................................................................... 25 8 評述與體會 ................................................................................................................... 27 參 考文獻 ........................................................................................................................... 28 長江大學石油化工課程設計 第 1 頁 1 原料油性質及產品性質 原油的一般性質 原油含水量大于 %時先脫水。原油經脫水后，進行一般性質分析。 阿曼原油， 204d = ；特性因數 K= 含硫石蠟 中間基原油。原油是一種主要由碳氫化沸點從常溫到 500度以上，分子結構也是多種多樣合物組成的復雜混合物。不同油區(qū)所產的原由在性質上差別較大，不同組成的原油表現(xiàn)出的物理性質不同，而不同的化學組成及物理性質對原油的使用價值、經濟效益都有影 響。人們根據對所加工原油的性質、市場對產品的需求、加工技術的先進性和可靠性，以及經濟效益等諸方面的分析、制訂合理的加工方案。石油煉制加工方案大體可以分為三種類型： （ 1）燃料型：主要產品是用燃料的石油產品。 （ 2）燃料－潤滑油型：除了生產燃料的石油產品 外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還用于生產各種潤滑油產品。原油經過常壓蒸餾可分餾出汽油、煤油、柴油餾分。將常壓塔底油進行減壓蒸餾，等到的餾分視其原油性質或加工方案不同，可以作裂化（熱裂化、催化裂化、加氫裂化等）原料或潤滑油原料油原料，也可以作為乙烯裂解原料。 設計 方案 設計一套年處理量為 250 萬噸 的 阿曼原油加工裝置，由于原料中輕組分不多，所以原油蒸餾裝置采用二段汽化，設計常壓塔，減壓塔。 原油蒸餾在煉油廠是原油首先要通過的加工裝置。常壓蒸餾就是在常壓下對原油進行加熱、氣化、分餾和冷凝。常減壓蒸餾是指在常壓和 減壓條件下，根據原油中各組分的沸點不長江大學石油化工課程設計 第 3 頁 同，把原油“切割”成不同餾分的工藝過程。按年開工 8000 小時計，即處理量為 312500kg/h。 煤油具有相當好的揮發(fā)性能，比較高的閃點，適宜的粘度等特性，是一種優(yōu)良的有機溶劑，有著廣泛的應用前景，但是，直餾煤油和一般的加氫煤油芳烴含量都較 高 ，氮的非烴化合物也很多，致使在使用過程中，不僅使人感到有不舒服的臭味，還對人體有害。由于鋁軋制在冷卻、潤滑和改善鋁制品表面光潔度等方面都極其重要的作用，因此，隨著鋁加工業(yè)的迅猛發(fā)展，鋁軋制油的用量越來越大。煤油加氫工藝是生產高檔鋁軋制油最有效的工藝手段，該工藝主要是對其進行深度脫硫、脫氮和脫芳烴。首先是產品質量好，收率高，其中產品芳烴含量小于 %； 其次是不產生酸渣、堿渣等污染物， 屬于環(huán)境友好工藝。 工藝技術特點 由于裝置規(guī)模較小，在保證安全平衡生產的前提下，盡量簡化工藝流程和自動控制系統(tǒng)，以節(jié)省工程投資；反應部分采用冷高壓分離流程；分餾部分設置兩臺分餾塔，其中第二分餾塔為減壓操作，兩臺分餾塔產品側線抽出及塔底均設重沸器，塔內裝填高效規(guī)整填料，確保分餾精度 ；設置熱載體回執(zhí)系統(tǒng)，熱載體作為塔底重沸器熱源。 3 工藝流程設計 工藝流程 ① 原油換熱系統(tǒng) 原油從北山油罐靠靜位能壓送到原油泵進口，在原油泵進口前的過濾器注入利于保證電脫鹽 年加工 250 萬噸原油生產工藝設計 第 4 頁 效果的破乳化劑和水，經泵抽送后分東西兩路與油品換熱后進入電脫鹽罐脫鹽脫水。原油從電脫 鹽罐出來后，進料繼續(xù)與油品換熱進入常壓塔 。 初頂油氣從塔頂出來，分為四路進入冷凝器，冷凝冷卻到 30~40℃ 進入容器。未冷凝的氣體去加熱爐燒或氣炬放空。 初頂循環(huán)回流油從初餾塔集油箱提出，由泵送去換熱器與脫前原油換熱后發(fā)話初餾塔。從初餾塔 底出來的拔頭油由泵抽出，分兩路與高溫油品換熱，換熱到 300℃ 左右再合并分四路進入常壓爐進行加熱，加熱到 346℃ 或 350℃ 進入常壓塔。 常頂油汽、水蒸汽從塔頂揮發(fā)線出來，（在揮發(fā)線依次注有氨水，緩蝕劑和堿性水），先分八路進入空冷器冷卻到 60~75℃ 后，再分兩路冷卻到 40~45℃ ，冷后合并進入容罐作油、水、汽分離。常頂汽油由泵抽出，部份打回初餾塔頂作冷回流，部份經混合柱堿洗進入容沉降罐分離堿渣后出裝置或經脫砷后出裝置。 常壓二線餾出，進入汽提中段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵抽出后經冷卻至 50~70℃后與堿液混合進入柴油電離罐，在罐內約 ~ 萬伏高壓直流電的電場作用下 分出堿渣，常二經沉降后作輕柴裝置，若作 10軍柴則改進鹽罐后出裝置。 常壓三線抽出，經汽提下段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵抽出后經冷卻至 60~75℃ 作長江大學石油化工課程設計 第 5 頁 變壓器油原料出裝置，若作輕柴則與常二合并出裝置。常壓二中自餾出，由泵抽出后經換熱后經三通溫控調節(jié)閥返回初餾塔。 ④ 減壓系統(tǒng) 從減壓爐加熱出來的油 （約 385~395℃ ）進入減壓塔，在塔內 9197Kpa 真空度下進行減壓分餾。 減壓一線自常壓塔上段填料下集油箱餾出，由泵抽送去與爐用空氣換熱，換熱后再經換熱器與原油換熱，然后進入冷卻至 40～ 50℃ ，部份打回減壓塔作冷回流，另一部份作重柴或催化料出裝置。 冷卻器出口引一支路去泵進口以作重質封油用。減二中自常壓塔餾出，由泵 抽送先后經換熱后返回減壓塔。 設計中采用水蒸氣汽提方式，并確定汽提水蒸氣的用量；由于浮閥塔操作彈性大，本設計采用浮閥塔。 根據設計要求和實際情況，采用板式塔。 污染源分析 常壓加熱爐煙氣 減壓加熱爐煙氣 圖 32 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 2 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、減長江大學石油化工課程設計 第 7 頁 頂排水、常壓加熱爐煙氣、減壓加熱爐煙氣，所以環(huán)保工作應圍繞這些污染源采取相應措施。的排放量。 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，還有部分未被冷凝的油氣隨塔頂蒸汽放空進 入大 氣；檢修時，需將塔、容器等設備 的人孔打開，將殘存的油氣排入大氣 ；要制定停工方案并嚴格執(zhí)行，嚴格控制污染。含硫化氫廢氣經常泄漏的部 位是 在 “ 三頂 ” 回流罐脫水部位。輸送 輕質 油品管線、堿渣管線及閥門的泄漏會造成大氣污染，本裝置設計 常 壓塔頂減壓閥為緊急放空所用，放空氣體進入緊急放空罐。 另外，蒸餾裝置通常設 “ 三頂 ” 瓦斯回收系統(tǒng)，將初頂、常減頂不凝氣引入加熱爐作為燃料燒 掉或回收，這樣對節(jié)能、安全、環(huán)保均有利。此外，加入破乳劑 使原油在電場的作用 下 將其中的油和含鹽廢水分離。排水量與注水量有關，一般注入量為原油的 5％～ 8％。 ② 塔頂油水分離器排水 常減壓蒸餾裝置其初餾塔頂、常壓塔頂、減壓塔頂產物經 冷后均分別進入各自的油水分離器，進行油水分離并排水。由于這部分水與油品直接接觸，所以 污染 物質較多，排水中硫化物、氨、 COD 均較高。正常生產情況下，嚴格控制塔頂油水分離器油水界面是防止排重帶油的關鍵。另一部分是泵 端面密封冷卻 水 ，隨用隨排入含油廢水系統(tǒng)。如將泵端面密封改為波紋管式 密 封，可以減少漏油污染。該裝置有汽油、煤油、柴油等油品采樣口用于采集樣品進行質量檢測。這部分油品會污染排水。如果能在拆卸設備處，設專線將油抽至污油回收系統(tǒng) (或罐 )，可以減少污染。一般不允許用水沖洗的地面，通常用浸有少量煤油的棉紗插去油污。對控制排放廢水的污染較為有效。 表 41 產品產率及其性質 產 品 名 稱 沸點范圍 ℃ 產 率 %(重 ) 相對密度 204d 恩 氏 蒸 餾 數 據 , ℃ 初 10% 30% 50% 70% 90% 終 初頂油 62 74 87 104 117 132 常頂油 初 ~130 30 80 108 115 127 138 147 航空煤油 130~230 147 167 183 200 219 244 264 輕 柴 油 230~320 228 260 278 292 306 330 349 重 柴 油 320~350 244 297 333 345 356 381 402 常四線 350~420 295 313 366 398 408 434 497 重 油 420 表 42 原油平衡蒸發(fā)數據 累計餾出 , ％ (體 ) 初餾點 10 20 30 40 50 60 70 平衡蒸發(fā)溫度 , ℃ 長江大學石油化工課程設計 第 9 頁 體積平均沸點 初頂油： t 體 =（ 62 + 74 + 87 + 104 + 117） / 5=℃。 恩氏蒸餾 90%~10%斜率 初頂油 90%~10%斜率 =（ 11762） / 80=（℃ /%）。 立方平均沸點 與 中平均沸點 由《工藝計算圖表》圖 211 查得 表 43 油 品立方平均沸點與中平均沸點校正值 表 油品 立方平均沸點校正值 /℃ 校正后 t 體 /℃ 中平均沸點校正值 /℃ 校正后 t 中 /℃ 初頂油 4 常頂油 4 航空煤油 2 輕柴油 2 4 重柴油 常四線 2 特性因數 及 相對分子質量 依相對密度與中平均沸點查《工藝計算圖表》圖 212 可得： 表 44 油 品特性因素與相對分子量 油品 初頂油 常頂油 航空煤油 輕柴油 重柴油 常四線 特性因素 K 11 相對分子質量 95 109 152 219 265 321 平衡蒸發(fā)溫度 由恩氏蒸餾蒸餾的溫度算出恩氏蒸餾的溫差，依恩氏蒸餾曲線各段溫差查《石油化工工藝計算圖表》中圖 223 得平衡蒸發(fā)曲線相對應各段溫差溫差，后查《石油化工工藝計算圖表》中圖224 得出 50%點的平衡蒸發(fā)曲線與恩氏蒸餾曲線的溫差，從而得出平衡蒸發(fā)曲線中 50%點的溫度，依此溫度和各段的溫差可以推算出平和蒸發(fā)曲線各點的溫度，結果如下表： 表 45 平衡蒸發(fā)曲線各點的溫度匯總表 產品 溫度 /℃ 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100% 年加工 250 萬噸原油生產工藝設計 第 10 頁 初頂油 77 85 90 常頂油 102 105 110 航空煤油 195 輕 柴 油 269 283 293 300 306 318 重 柴 油 351 359 376 常四線 418 臨界溫度和臨界壓力 臨界溫度 tkp，依體積平均沸點和《石油化工工藝計算圖表》中圖 211查得校正值，從而算出重量平均沸點與分子平均沸點，再查《石油化工工藝計算圖表》中圖 237 可得真假臨界溫度如下表所示。 表 46 臨界溫度和壓力匯總表 產品 真臨界溫度 ℃ 假臨界溫度 ℃ 真臨界壓力 MPa 假臨界壓力 MPa 初頂油 262 256 常頂油 285 279 航空煤油 383 378 輕 柴 油 468 460 重 柴 油 510 502 常四線 544 536 焦點溫度和焦點壓力 焦點溫度 ， tF 由《石油化工工藝計算圖表》中圖 2219 查得 ， 汽焦點溫度為 ℃ 。汽提水蒸汽用量與需要汽提出來的輕組分含量有關。 表 51 汽提水蒸汽用量表 52 汽提蒸汽用量 (經驗值 ) 塔名稱 產品 蒸汽用量 ( t / h) 常壓塔 常一汽提蒸汽總量 常二汽提蒸汽總量 常三汽提蒸汽總量 常四汽提蒸汽總量