原油常减压蒸馏装置工艺设计课程设计(编辑修改稿)

原油常减压蒸馏装置工艺设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

冷却、润滑和改善铝制品表面光洁度等方面都极其重要的作用，因此，随着铝加工业的迅猛发展，铝轧制油的用量越来越大。 铝轧制油除应用具有馏分范围窄、饱和烃含量高、闪点高的特点外，还要求具有较低的硫含量和芳烃含量。 煤油加氢工艺是生产高档铝轧制油最有效的工艺手段，该工艺主要是对其进行 深度脱硫、脱氮和脱芳烃。 采用加氢法生产无味煤油、铝轧制油，有着其它方法无法比拟的优点。 首先是产品质量好，收率高，其中产品芳烃含量小于 %；其次是不产生酸渣、碱渣等污染物，属于环境友好工艺。 特种油品精馏与一般的炼油装置不同，馏分窄分馏精度要求高，产品的种类繁多，生产操作完全由市场决定，操作灵活要求非常高，根据产品方案要求，分馏部分采用双分馏塔多侧线抽出，其中第二分馏塔为减压操作，满足不同产品分割及质量要求。 由于装置规模较小，在保证安全平衡生产的前提下，尽量简化工艺流程和自动控制系统，以节省工程投资。 反应部分采用冷高压分离流程。 分馏部分设置两台分馏塔，其中第二分馏塔为减压操作，两台分馏塔产品侧线抽出及塔底均设重沸器，塔内装填高效规整填料，确保分馏精度。 设置热载体回执系统，热载体作为塔底重沸器热源。 2 文献综述 8 (1)国外蒸馏装置技术现状及发展趋势 石油炼制工业的发展是伴随着石油及石油产品的开发利用发展起来的，石油的发现、开采和直接利用由来已久，加工利用并、逐步形成石油炼制工业。 始于19 世纪 30 年代，到 20 世纪 40~50 年代形成的现代炼油工业，是最大的加工工业之一。 炼油传厂的大型化是提高其劳动生产率和经济效益，降低能耗和物耗的一项重要措施。 按 2020 年一月底的统计，全世界共有 717 座炼油厂，总加工能力4103Mt/a。 其中加工能力在 10Mt/a 以上的炼油厂 126 座，分散在 34 个国家和地区，有 16 座加工能力在 20Mt/a 以上。 现在单套蒸馏装置一般都在 5Mt/a 以上，不少装置已达到 10Mt/a。 现在最大的单套蒸馏装置处理量为 15Mt/a。 整体蒸馏装置将原油分为：常压渣油、含蜡馏分油、中间馏分油和石脑油组分。 常压部分出常压渣油、中间馏分和石脑油以下的馏分。 中间馏分在加氢脱 硫分馏塔中分馏煤油、轻、重柴油，常压渣油进入高真空减压蒸馏，分馏出的蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置的原料。 整体蒸馏装置可以节省投资 30％左右。 电脱盐方面：以 Petrolite 和 HoweBeaket 二公司的专利技术较为先进。 HoweBeaket 技术主要为低速脱盐， Petrolite 已在低速脱盐的基础上开发了高速电脱盐。 塔内件方面：以 KochGlitcsh、 Sulzer 和 Norton 为代表，拥有较先进的专利技术，公司开发出了 SuperFRAC 高效塔盘和 Gempak 填料， Sulzer在原有 Mellapak 填料的基础上开发了 Mllapakplus 和 Optiflow 高效填料。 产品质量方面，国外蒸馏装置典型的产品分馏精度一般为：石脑油和煤油的脱空度 ASTM D86(5%95%)13 ℃ ； 煤 油 和 轻 柴 油 的 脱 空 度 ASTM D86(5%95%)20℃；轻蜡油与重蜡油的脱空度 ASTM D1160(5%95%)5℃，润滑油基础油也基本满足窄馏分、浅颜色。 (2)国内蒸馏装置技术现状 我国蒸馏装置规模较小，大部分装置处理能力为 ，仅有几套装置的加工能力超国。 我国蒸馏装置的总体技术水平与国外水平相比，在处理能力、产品质量和拨出率方面存在较大的差距。 最近几年，随着我国炼油工业的发展，为缩短与世界先进炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展，陆续建成了镇海、高桥 8Mt/a 及西太平洋 10Mt/a 等大型化的蒸馏装置等，其中高桥为润滑油型大型蒸馏装置，拟建的大型蒸馏装置也基本为燃料型。 我国蒸馏装置侧线产品分离精度差别较大，如中石化有些炼油厂常顶和常一线能够脱空，但尚有 40%的装置常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过 10℃，最 9 多重叠达 86℃。 多数装置常二线与常三线恩 氏蒸馏馏程重叠 15℃以上，实沸点重叠则超出 25℃。 润滑油馏分切割也同国外先进水平存在一定差距，主要表现在轻质润滑油馏分的发挥及中质润滑油馏分的残碳、颜色和安定性等方面存在差距较大。 原油蒸馏流程，就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。 将此内在的联系用简单的示意图表达出来，即成为原油蒸馏的流程图。 原油蒸馏过程中，在一个塔内分裂一次称一段汽化。 原油经过加热 汽化的次数，称为汽化段数。 汽化段数一般取决于原油性质、产品方案和处理量 等。 原油蒸馏装置汽化段数可分为以下几种：一段汽化式：常压。 二段汽化式：初馏 — 常压；二段汽化式：常压 — 减压；三段汽化式：初馏 — 常压 — 减压；三段汽化式：常压 — 一级减压 —二级减压；四段汽化式：初馏 — 常压 — 一级减压 — 二级减压； 原油蒸馏中，常见的是三段汽化。 1 生产技术 原油在蒸馏前必须严格进行脱盐脱水，其目的是降低换热器或常压炉的热负荷和压力降，稳定常压分馏的操作以及减轻设备的腐蚀和结垢，一般要求原油含水〈 %，含盐〈 20 毫克 /升。 脱盐、脱水后的原油换热到 230~240℃，进入预汽化塔（也称初馏塔 ），从预汽化塔顶抽出轻汽油或重整原料油，其中一部分返回塔顶作塔顶回流。 侧线一般不出产品，也可抽出组成似重汽油的馏分，经换热后，一部分打入常压塔中段回流入口处（在常压塔侧一、二线之间），这样可以减轻常压炉和常压塔的负荷，另一部分则送回初馏塔侧作本塔的循环回流。 塔底拔头原油，经常压炉加热到 360~370℃，进入常压塔，塔顶部打入冷回流，使塔顶温度约为 90~100℃左右，由于塔顶到进料段温度逐渐上升，利用汽油、煤油、柴油等馏分的沸点范围不同，塔顶蒸出汽油蒸汽，煤油、轻柴油则呈液相依次从侧一线、侧二线、侧三线蒸出， 这些侧线馏分经汽提塔、吹出重迭的轻组分后，与原油换热，回收一部分热量，然后分别经冷却到一定温度后送出装置。 塔底则为未汽化的重油，经过热水蒸汽汽提，吹出未被蒸出的轻组分后，作减压塔进料油。 为了使塔内上、下段汽液相负荷比较均匀，并充分利用回流热，一般在塔各侧线抽出口之间，打入 1~2 个中段循环回流。 常压塔底重油，用泵送入减压炉，加热到 410℃左右送入减压塔。 塔顶分出不凝汽和水蒸汽，进入大气冷凝器，经冷凝冷却后，用二至三级蒸汽抽空器抽出不凝气，维持塔内残压 20~80 毫米汞柱，以利于油品充分蒸出，塔侧从第一、二、三侧线，抽出轻重不同的润滑油馏分或催化裂化原料油，它们分别经汽提、换热、 10 冷却后，一部分可以返回塔侧作循环回流，一部分送出装置。 塔底渣油经水蒸汽汽提提高拔出率，然后用泵抽出经换热、冷却出装置，如渣油用作丙烷脱沥青、氧化沥青或作为焦化原料时，也可以经换热，不经冷却，直接送入下一工序。 3 设计任务依据 指导老师指定课题 4 主要原材料 大港原油 、水源、电、气 1 原油性质、来源 原油含水量大于 %时先脱水。 原油经脱水后，进行一般的性质分析。 包含相对密度、粘度、凝点或倾点、含硫量、含氮量、含蜡量、胶质、沥青质、残炭、水分、含盐量、灰分、机械杂质、元素分析、微量金属、馏程、闪点及原油基属等 原油的一般性质 大港 原油， 204d = ；特性因数 K= 原油实沸点蒸馏数据： 表 1 大庆原油实沸点蒸馏及窄馏分性质数据 馏 分 号 沸点范围/℃ 占原油 (质 )/% 密度 (20℃ ) /gcm3 运动粘度 / mm2s 1 凝点/℃ 闪点(开 )/℃ 折射率 每馏分 累计 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 — 11 17 500~525 — — 55 — — 渣油 525 — — — 41① — — — 5 其他 1 交通运输 及综合运用 原料大港原油直接由海运到茂名水东港口，再由输送管道直接输送到厂区储罐内，产品则可通过公路，铁路和水路销往各地市场。 本项目的水、电、风等公用工程均有茂石化工业园区管道输送。 三废排放也均可依托茂石化工业园区的三废处理中心处理。 12 第二章 工艺流程设计 1 原料油性质及产品性质 1 产品性能及用途 产品方案及产品性质： 表 2 产 品 产 率 及 其 性 质 产 品 沸点范围 产 率 相对密度 恩 氏 蒸 馏 数 据 , ℃ 名 称 ℃ %(重 ) 204d 初 10% 30% 50% 70% 90% 终 重整原料 初 ~130 42 67 74 86 102 114 127 航空煤油 130~230 138 158 167 177 191 215 226 轻 柴 油 230~320 238 245 252 270 285 291 313 重 柴 油 320~360 326 331 333 336 339 344 353 重 油 360 2 原油性质、来源 原油实沸点蒸馏数据： 表 1 大庆原油实沸点蒸馏及窄馏分性质数据 馏 分 号 沸点范围/℃ 占原油 (质 )/% 密度 (20℃ ) /gcm3 运动粘度 / mm2s 1 凝点/℃ 闪点(开 )/℃ 折射率 每馏分 累计 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 — — 13 渣油 525 — — — 41① — — — 原油平衡蒸发数据： 2 工艺流程 1 原油换热系统 原油从北山油罐靠静位能压送到原油泵进口，在原油泵进口前的过滤器注入利于保证电脱盐效果的破乳化剂和水，经泵抽送后分东西两路与油品换热后进入电脱盐罐脱盐脱水。 在电脱盐罐内 12020～ 24000 伏高压 交 流电所产生的电场力和破乳化剂的作用下，微小的水滴聚集成大水滴沉降下来与原油分离，因原油中的盐份绝大部分溶于水中，故脱水包括了脱盐。 原油从电脱盐罐出来后，进料继续与油品换热进入常压塔第 31 层 2 常压系统 从炉 1 加热出来的油进入塔 1 汽化段后，汽相进入精馏段，在精馏段分离切割出五个产品，液相进入提馏段，在塔底液面上方吹入过热蒸汽作汽提用。 常顶油汽、水蒸汽从塔顶挥发线出来，（在挥发线依次注有氨水，缓蚀剂和碱性水），先分八路进入 8 片空冷器冷却到 60～。