30万吨年催化重整车间脱水工段的初步设计_毕业设计(编辑修改稿)

30万吨年催化重整车间脱水工段的初步设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

学工业就建立在石油、煤炭、天然气等资源的综合利用之上。 从石油中可提取几百种有用物质，其经济价值远远超过作为燃料燃烧的经济意义。 石油化工可生产出成百上千种化工产品，如塑料、合成纤维，合成橡胶、合成洗涤剂、染料、医药、农药、炸药和化肥等等。 石油产品不仅在民用中占有重要地位，现代化的工业、农业、国防都需要石油及石油产品 ，尤其对工业意义重大 [2]。 由于石油具有优越的物理、化学性质，作为能源，有很高的发热量 ； 作为原料，不仅产量大，而且广泛用于国民经济和各个部门。 石油化工产品几乎能用于所有的工业部门中，是促进国民经济和工业现代化的重要物质基础，现代化的工业离不开石油，就像人体离不开血液一样。 因此，石油被称为 ―工业的血液 ‖[3]。 催化重整是以石脑油为原料，在催化剂的作用下，烃类分子重新排列成新分子结构的工艺过程。 其主要目的：一是生产高辛烷值汽油组分；二是为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供原料（苯、甲苯、二甲苯，简称 BTX 等芳 烃） [4]。 除此之外，催化重整过程还生产化工过程所需的溶剂、油品加氢所需高纯度廉价氢气（ 75%～ 95%）和民用燃料液化气等副产品 [5]。 由于环保和节能要求，世界范围内对汽油总的要求趋势是高辛烷值和清洁。 在发达国家的车用汽油组分中，催化重整汽油约占 25%～ 30%。 我国已在 2020 年实现了汽油无铅化，汽油辛烷值在 90(RON) 以上，汽油中有害物质的控制指标为：烯烃含量 ≯ 35%，芳烃含量 ≯ 40％，苯含量 ≯ %， 硫含量 ≯ %[6]。 而目前我国汽油以催化裂化汽油 齐齐哈尔大学毕业设计 （论文） 2 组分为主，烯烃和硫含量较高。 降低烯烃和 硫含量并保持较高的辛烷值是我国炼油厂生产清洁汽油所面临的主要问题，在解决这个矛盾中催化重整将发挥重要作用。 石油是不可再生资源，其最佳应用是达到效益最大化和再循环利用。 石油化工是目前最重要的发展方向， BTX 是一级基本化工原料，全世界所需的 BTX 有一半以上是来自催化重整 [7]。 催化重整是石油加工和石油化工的重要工艺之一，受到了广泛重视 [8]。 据统计， 2020年世界主要国家和地区原油总加工能力为 4090Mt/a，其中催化重整处理能力 488Mt/a，约占原油加工能力的 %。 景 1940 年工业上第一次出现了催化重整，使用的是氧化钼一氧化铝 (MoO3AI2O3)催化剂，以重汽油为原料，在 480～ 530℃ 、 1～ 2 MPa(氢压 )的条件下，通过环烷烃脱氢和烷烃环化脱氢生成芳香烃，通过加氢裂化反应生成小分子烷烃等，所得汽油的辛烷值可高达 80 左右，这一过程也称为临氢重整 [9]。 但是这个过程有较大的缺点：催化剂的活性不高，汽油收率和辛烷值都不理想，在第二次世界大战以后临氢重整停止发展。 1949 年以后，出现了贵金属铂催化剂，催化重整重新得到迅速发展，并成为石油工业中一个重要过程 [10]。 2020年世界主要国家和地区总计有炼厂 756座，原油总加工能力为 ， 其中催化重整总加工能力为 ， 占原油总加工能力的 %， 与 1999年相比仅下降 %。 在世界主要国家和地区的催化重整加工能力中 ， 美国仍居世界第一位 ， 为 151. 65Mt/a， 占世界催化重整总加工能力的 %。 其次为独联体、日本、德国和加拿大等国 , 加工能力分别为 ； ； 14. 62M t/a[11]。 我国 (不包括台湾省在内 )排行列为第 16位。 据预测 ， 在今后 10 年中 , 世界催化重整加工能力将有所增加 ， 其中北美、欧洲、独联体、日本、中东和非洲等地的年增长率为 1%～ 2%， 而亚洲 (除日本外 ， 但包括中国 )、拉丁美洲等地的生产能力增长率较高 ， 年增长率约为 4%。 新增能力将由新增加的半再生装置和改造现有半再生装置 (增加具有连续再生的新反应器 ) 以及新建连续再生催化重整装置来实现 [12]。 至 2020 年 5 月 ,我国实际运转的催化重整装置为 53 套 ， 其中半再生装置 35 套 ，总加工能力为 Mt/a。 连续再生装置 18 套 ， 总加工能力为 ；生产芳烃的装置 11 套 ， 总加 工能力 ， 生产汽油的装置 34 套 ， 总加工能力为 ； 既生产芳烃又生产汽油的装置有 8 套 ， 总加工能力为 M t/a；装置处理能力低于或等于 Mt/a 规模的有 13 套 ， ～ Mt/a 规模的有 21 套 ， ～ t/a 规模的有19 套 [7]。 目前 ， 世界上和我国最大的半再生重整装置分别在美国 Exxon2Mobil 公司贝汤炼油厂和大连西太平洋石油化工有限公司 ， 加工能力分别为 Mt/a 和。 世 齐齐哈尔大学毕业设计 （论文） 3 界上和我国的最大的连续再生重整装 置分别在韩国 LG2Caltex 公司丽水炼油厂和扬子 石化公司炼油厂 ， 加工能力分别是 [13]。 2020 年世界各地建设项目统计世界催化重整装置新增生产能力为 Mt/a,其中通过装置改造而增加能力为 Mt/a， 占新增生产能力的 %， 半再生式重整装置加工能力均占 1/2 以上 ， 其地位是不可动摇的 [14]。 据统计 ,2020 年世界催化重整加工能力中 ， 半再生型式的加工能力为 ， 占总加工能力的 %， 居各种再生型式的首位。 连续再生的加工能力为 ， 占总加工能力的 %。 在各地区中除亚洲以外的世界各地区的半再生型式加工能力占总加工能力的 %～ %[15]。 产品的性质与特点 催化重整脱水工段的目的主要是对重整原料进行一次脱水，使重整反应原料中所含有的水分很少 ， 几乎不会影响到重整反应。 所以脱水工段的产品主要是重整反应的原料，而合格的重整原料油经过预处理除去原料油中的微量砷、铅、铜、汞、铁、硫、氮、氯、水、烯烃等杂质。 脱水工段的作用不仅是脱除原料油中的水，同时他还脱除原料油里的不合格的烯烃 [16]。 重整进料要求见表 11： 表 11 重整进料要求 项目 砷 （ ppb） 铅 (ppb) 硫 (ppm) 水 (ppm) 氮 (ppm) 铜、汞 (ppb) 要求 ＜ 1 ＜ 10 ＜ ＜ 5 ＜ ＜ 10 厂址选择 格尔木地处青藏高原腹地，市区位于柴达木盆地中南部，海拔 2780 米。 辖区总面积 万平方公里，市区建成区面积 26 平方公里，人口 20 万 (含暂住人口 )。 气候 格尔木属高原大陆性气候，夏无酷署，冬无严寒，昼夜温差大。 年均气温 ℃ ，极端高 温 35℃ ，极端低温 ℃。 年均风速 ；年均降雨量 — 毫米。 格尔木地处素有 ―聚宝盆 ‖之称的柴达木盆地，矿产资源极为富集。 现已探明各种盐类、石油天然气、有色金属和非金属资源矿种 50 余种，有 30 余种储量居全国前 10 位，其中钾、钠、理、镁四种矿产资源储量居全国之首。 主要矿产资源潜在经济价值约 万亿元，占青海省矿产潜在经济价值总量的 %，人均占有潜在价值居全国各县市之冠。 其中氯化钾保有储量 4． 4 亿吨，占全国总储量的 97％的 氯化钠保有储量 3263亿 吨，占全国总储量的 81％；钾矿保有储量 1392 万吨，占全国总储量的 83%：氯化 镁 齐齐哈尔大学毕业设计 （论文） 4 保有储量 31 亿吨，占全国总储量的 %。 己探明石油地质储量 2 亿多吨，天然气储量 1500 亿立方米。 天然气储量占全国已探明储量的第 4 位。 格尔木的锑、铁、黄金、宝玉石等金属、非家属资源的储量也十分丰富。 此外，格尔木还有丰富的水利、土地、野生动植物和旅游资源。 格尔木不仅地处青藏高原和我国西部中心，也处于亚欧大陆中心。 它南通西藏、印度、尼伯尔及南亚诸国，西接新疆、中亚、东欧诸国，北 与兰新铁路仅一山之隔，东连青海省会西宁。 在以格尔木为轴心的这片方圆 500 多万平方公里的广柔区域内，均为生产力水平正日益提高、商品生产正快速发展的少数民族地区。 青、新、甘、藏及川、陕、宁夏等地的工业品、农牧产品在这里集散，成交规模迅速扩大。 资源富集、区位优越、交通便利、基础条件较好的格尔木市，现已成为西北内陆腹地的一个重要商流中心和信息交流中心。 交通：己成为我国西部一个重要交通枢纽。 由国道 10 31 215 及专用公路构成的骨干公路网已经形成。 青藏铁路西宁一格尔木 段己于 1984 年通车。 格尔木军民两用机场曾于 1996 年复航。 电力：现有水、火和天然气电站 4 座，总装机 万千瓦。 龙羊峡至格尔木 330 干伏送变电工程正在建设，将于明年建成使用。 管道运输：已建成青海油田至格尔木年输原油 100 万吨的输油管线一条，涩北天然气田至格尔木年输气 9 亿立方米的输气管线一条，格尔木至拉萨成品泊输油管线一条。 通讯：先后建成西宁至格尔木 480 路数字微波线路和 C3长途自动交控中心，兰州一格尔木一拉萨国家一级光缆已建成，格尔木至南 疆库尔勒光缆正在建设。 供水：建有水库 3 座、自流引水渠 38 条，城市自来水管道 102 公里，日供水能力已达 10 万立方米。 经济基础 目前青海钾肥一期工程，格尔木炼油厂、格尔木钾镁厂等一批国家和地方重点项目已建成投产，形成年产氯化钾 40多万吨、原盐 100多万吨、加工原油 100万吨的能力。 一批以盐湖、石油天然气为依托的现代化大中型项目正在进行前期工作。 科技、教育、文化、卫生等社会事业蓬勃发展。 设计依据 大庆石化公司炼油厂催化重整车间，老师下达的任务书。 齐齐哈尔大学毕业设计 （论文） 5 《 年产 30 万吨 催化重整苯脱水工段初步设计》设计应遵循的主要标准，规范及规定如 下： 设计中涉及的国家标准见表 12： 表 12 设计中涉及的国家标准 国家标准号 具体名称 GBJ 161987（ 2020 年版） 建筑设计防火规范 GB501601992（ 1999 年版） 石油化工企业设计防火规范 TJ 361979 工业企业设计卫生标准 GBJ 871985 工业企业噪声控制设计规范 GBJ 123481990 工业企业厂界噪声标准 GB500581992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB89781996 污水综合排放标准 GB184842020 危险废物焚烧污染控制标准 GB184852020 生活垃圾焚烧污染控制标准 设计规模与生产制度 生产规模 全装置采用连续操作方式，年处理量为 30 万吨 /年 催化重整车间脱水工段。 生产制度 化工生产企业属于高危生产 ,所以设计生产一线要求连续安全运转，采用 四 班三倒制，每班 8 小时工作制，其他部门采用每天每班 8 小时工作制。 表 13 车间人员组成 序号 职能名称 人数 人员配备班制 1 车间主任 1 八小时工作 制 2 班长 3 四班三倒制 3 技术员 3 四班三倒制 4 分析检验员 3 四班三倒制 5 中控室操作员 3 四班三倒制 6 操作工 12 四班三倒制 7 维修工 3 四班三倒制 原料与产品规格 主要原料指标及规格 原料油的规格见表 14 齐齐哈尔大学毕业设计 （论文） 6 表 14 原料油性质及其恩氏蒸馏温度 过渡期原料 初顶石脑油 加氢裂化石脑油 常顶加氢汽油 相对密度 d204 初馏点 10% 30% 50% 70% 90% 干点 原料油具体组成表 15: 表 15 原料油具体组成 原料 加氢裂化石脑油 初顶石脑油 常顶加氢汽油 烷烃 C35 C6 C7 C8 C9 C10 — C11 — — 环烷烃 C35 C6 C7 C8 C9 C10 — — 芳烃 C6 — C7 C8 C9 — C10 — — 辅助材料的规格：辅助材料主要有四氯化碳， 1， 2 二氯乙烷，二硫化碳，二甲基二 硫，乙醇，单乙醇胺，白土和四乙二醇醚等组成。 辅助材料的具体组成见 16： 齐齐哈尔大学毕业设计 （论文） 7 表 16 辅助材料的具体组成 名称 分子式 比重 d420 沸点 ℃ 凝点 ℃ 闪点 ℃ 自然点 ℃ 在水中 20℃ 溶解度 wt% 四氯化碳 CCl4 不燃 — 1， 2 二氯乙烷 CH2Cl2 12 — 二硫化碳 CS2 124 乙醇 C2H5OH 11 470 ∞ 单乙醇胺 NH2CH2CH2OH 93 — 全溶 颗粒白土的化学性质见表 17： 表 17 颗粒白土的化学性质 游离酸 %（ wt） SiO2 %（ wt） Al2O3 %（ wt） Fe2O3 %（。