【正文】 ................................................................................................ 24 淹塔 ........................................................................................................................ 24 降液管超負(fù)荷 ....................................................................................................... 25 適宜操作區(qū)和操作線 ........................................................................................... 25 8 評述與體會 ................................................................................................................... 27 參 考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 28 長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 原料油性質(zhì)及產(chǎn)品性質(zhì) 原油的一般性質(zhì) 原油含水量大于 %時(shí)先脫水。原油經(jīng)脫水后，進(jìn)行一般性質(zhì)分析。 阿曼原油， 204d = ；特性因數(shù) K= 含硫石蠟 中間基原油。原油是一種主要由碳?xì)浠悬c(diǎn)從常溫到 500度以上，分子結(jié)構(gòu)也是多種多樣合物組成的復(fù)雜混合物。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(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益都有影響。人們根據(jù)對所加工原油的性質(zhì)、市場對產(chǎn)品的需求、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(chǎn)品是用燃料的石油產(chǎn)品。 （ 2）燃料－潤滑油型：除了生產(chǎn)燃料的石油產(chǎn)品外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還用于生產(chǎn)各種潤滑油產(chǎn)品。原油經(jīng)過常壓蒸餾可分餾出汽油、煤油、柴油餾分。將常壓塔底油進(jìn)行減壓蒸餾，等到的餾分視其原油性質(zhì)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(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jìn)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(jù)原油中各組分的沸點(diǎn)不長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 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(shí)計(jì)，即處理量為 312500kg/h。 煤油具有相當(dāng)好的揮發(fā)性能，比較高的閃點(diǎn)，適宜的粘度等特性，是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，有著廣泛的應(yīng)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(chǎn)高檔鋁軋制油最有效的工藝手段，該工藝主要是對其進(jìn)行深度脫硫、脫氮和脫芳烴。首先是產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，其中產(chǎn)品芳烴含量小于 %； 其次是不產(chǎn)生酸渣、堿渣等污染物，屬于環(huán)境友好工藝。 工藝技術(shù)特點(diǎn) 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。 3 工藝流程設(shè)計(jì) 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(jìn)口，在原油泵進(jìn)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(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 4 頁 效果的破乳化劑和水，經(jīng)泵抽送后分東西兩路與油品換熱后進(jìn)入電脫鹽罐脫鹽脫水。原油從電脫鹽罐出來后，進(jìn)料繼續(xù)與油品換熱進(jìn)入常壓塔 。 初頂油氣從塔頂出來，分為四路進(jìn)入冷凝器，冷凝冷卻到 30~40℃ 進(jìn)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(jìn)入常壓爐進(jìn)行加熱，加熱到 346℃ 或 350℃ 進(jìn)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(jìn)入空冷器冷卻到 60~75℃ 后，再分兩路冷卻到 40~45℃ ，冷后合并進(jìn)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(jīng)混合柱堿洗進(jìn)入容沉降罐分離堿渣后出裝置或經(jīng)脫砷后出裝置。 常壓二線餾出，進(jìn)入汽提中段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵抽出 后經(jīng)冷卻至 50~70℃后與堿液混合進(jìn)入柴油電離罐，在罐內(nèi)約 ~ 萬伏高壓直流電的電場作用下分出堿渣，常二經(jīng)沉降后作輕柴裝置，若作 10軍柴則改進(jìn)鹽罐后出裝置。 常壓三線抽出，經(jīng)汽提下段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵抽出后經(jīng)冷卻至 60~75℃ 作長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 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(jīng)換熱后經(jīng)三通溫控調(diào)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(jìn)入減壓塔，在塔內(nèi) 9197Kpa 真空度下進(jìn)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(jīng)換熱器與原油換熱，然后進(jìn)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(jìn)口以作重質(zhì)封油用。減二中自常壓塔餾出，由泵 抽送先后經(jīng)換熱后返回減壓塔。 設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)采用浮閥塔。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)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(jī)泵冷卻水、常頂排水、減長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 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(yīng)圍繞這些污染源采取相應(yīng)措施。的排放量。 ② 停工排放廢氣 裝置在停工時(shí)，需對塔、容器、管線進(jìn)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(jìn) 入大 氣；檢修時(shí)，需將塔、容器等設(shè)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(yán) 格執(zhí)行，嚴(yán)格控制污染。含硫化氫廢氣經(jīng)常泄漏的部 位是 在 “ 三頂 ” 回流罐脫水部位。輸送 輕質(zhì) 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(shè)計(jì) 常 壓塔頂減壓閥為緊急放空所用，放空氣體進(jìn)入緊急放空罐。 另外，蒸餾裝置通常設(shè) “ 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(guān)，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(chǎn)物經(jīng)冷后均分別進(jìn)入各自的油水分離器，進(jìn)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(zhì)較多，排水中硫化物、氨、 COD 均較高。正常生產(chǎn)情況下，嚴(yán)格控制塔頂油水分離器油水界面是防止排重帶油的關(guān)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(jìn)行質(zhì)量檢測。這部分油品會污染排水。如果能在拆卸設(shè)備處，設(shè)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(chǎn)品產(chǎn)率及其性質(zhì) 產(chǎn) 品 名 稱 沸點(diǎn)范圍 ℃ 產(chǎn) 率 %(重 ) 相對密度 204d 恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù) , ℃ 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(shù)據(jù) 累計(jì)餾出 , ％ (體 ) 初餾點(diǎn) 10 20 30 40 50 60 70 平衡蒸發(fā)溫度 , ℃ 長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 第 9 頁 體積平均沸點(diǎn) 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(diǎn) 與 中平均沸點(diǎn) 由《工藝計(jì)算圖表》圖 211 查得 表 43 油 品立方平均沸點(diǎn)與中平均沸點(diǎn)校正值 表 油品 立方平均沸點(diǎn)校正值 /℃ 校正后 t 體 /℃ 中平均沸點(diǎn)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(shù) 及 相對分子質(zhì)量 依相對密度與中平均沸點(diǎn)查《工藝計(jì)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(zhì)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(jì)算圖表》中圖 223 得平衡蒸發(fā)曲線相對應(yīng)各段溫差溫差，后查《石油化工工藝計(jì)算圖表》中圖224 得出 50%點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的溫度，結(jié)果如下表： 表 45 平衡蒸發(fā)曲線各點(diǎn)的溫度匯總表 產(chǎn)品 溫度 /℃ 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100% 年加工 250 萬噸原油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 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(diǎn)和《石油化工工藝計(jì)算圖表》中圖 211 查得校正值，從而算出重量平均沸點(diǎn)與分子平均沸點(diǎn)，再查《石油 化工工藝計(jì)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(chǎn)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(diǎn)溫度和焦點(diǎn)壓力 焦點(diǎn)溫度 ， tF由《石油化工工藝計(jì)算圖表》中圖 2219 查得 ， 汽焦點(diǎn)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(guān)。 表 51 汽提水蒸汽用量表 52 汽提蒸汽用量 (經(jīng)驗(yàn)值 ) 塔名稱 產(chǎn)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