常减压装置工艺技术和设备PPT课件

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1、 常减压装置工艺技术和设备 镇海炼化分公司沈华明2013 07 主要内容 一 装置概况二 装置工艺流程三 原料和产品四 主要工艺指标和技术经济指标五 电脱盐工艺六 装置设备七 安全环保健康 一 装置概况 常减压蒸馏是炼油加工的重要工序 常减压蒸馏装置是炼油厂和许多石化企业的龙头 装置的处理量即原油一次加工能力 常被用作衡量企业发展进度的标志 原油经过蒸馏分离成各种油品和下游装置的原料 常减压蒸馏装置由于加工原油的数量巨大 因而常减压蒸馏装置的规模及能量消耗巨大 其能耗一般约占炼厂总能耗的20 30 左右 一 装置概况 原油电脱盐作为原油预处理工艺 脱除原油中的无机盐 水和机械杂质 不仅对本装置

2、的平稳操作 降低能耗 设备防腐等有十分重要的作用 而且对下游装置的原料性质 产品质量和分布 防止设备腐蚀 堵塞等起着很重要的作用 常减压蒸馏装置通常由电脱盐部分 初馏部分 常压部分 减压部分 原油换热网络部分 轻烃回收部分等六部分组成 一 装置概况 镇海炼化分公司共3套常减压装置 加工能力分别为800 600和900万吨 年 总加工能力为2300万吨 年 套常减压装置1977年建成并试车 1978年投产 加工能力250万吨 年 设计加工原油为胜利原油 1987年扩大到300万吨 年 1997年装置加工中东含硫原油扩能改造 加工能力达到500万吨 年 2008年技术改造 加工能力达到800万吨

3、年 一 蒸馏装置概况 2009年末世界原油加工能力 原油常压蒸馏能力 达4361 2Mt a 减压蒸馏能力达1538 3Mt a 2010年中石化共有59套装置 分布在33个炼油厂 初建设计能力为17769万吨 年 改造后实际加工能力为23570万吨 年 2010年实际加工量为20139 29万吨 年 天津三套和青岛炼化为1000万吨 年 常压炉 典型三段汽化常减压蒸馏流程 初馏塔 汽油 电脱盐 原油 常压塔 常压炉 减压塔 蜡油 煤油 柴油 减压渣油 减四 减三 减二 减一 减顶油 原油换热至220 240 初馏塔底油经常压炉加热至370 常压塔底油经常压炉加热至385 回流罐 汽提塔 电脱

4、盐罐 二 工艺流程 汽油 二 工艺流程 二段闪蒸 常压 减压流程图 二 工艺流程 初馏 闪蒸 常压 减压流程图 二 工艺流程 四级蒸馏流程 二 工艺流程 燃料 润滑油型工艺流程图 初馏塔 进料 吹汽 初底油 冷回流 初顶油 原油经换热至原油换热至220 240 左右 进入初馏塔或闪蒸塔 流入塔底的液相部分送至常压炉 气相上升至塔顶 在初馏塔顶分馏出重整原料或轻汽油 也称作石脑油 二 工艺流程 常压塔 柴油 常三线 煤油 常一线 柴油 常二线 常压塔的作用是在接近常压状态下分离出原油中的部分组分 获得汽油煤油些油 为了使堂压侧线产品初馏点和闪点合格 在常压塔侧还设有一汽提塔 采用水蒸汽蒸馏的方式

5、分离出常压侧线产品中的部分组分 一般常一线常结线需设汽提塔 常压汽提塔是各侧线汽提塔连接起来的组合塔 冷回流 初顶油 常底油 进料 常二中线 常一中线 顶循 二 工艺流程 减压塔 减压渣油 减二线 进料 去抽真空 减一线 减三线 减四线 减压塔的作用是在减压状态下 对经常压塔分馏后的常底油继续进行分馏获得重柴蜡油等产品 二 工艺流程 回流的方式 常压塔顶回流如同初馏塔一样属于冷回流方式 不同于初馏塔的是常压塔顶的气相负荷要远高于初馏塔 根据塔顶一次和二次冷凝的优缺点 大型常减压装置选择二次冷凝回流方式为宜 中间部分采用循环回流方式 循环回流的作用首先是可以从下部高温位取出回流热 这部分回流热几

6、乎可以全部用于满足装置本身加热的需求 二 工艺流程 回流的方式 常压塔顶回流如同初馏塔一样属于冷回流方式 不同于初馏塔的是常压塔顶的气相负荷要远高于初馏塔 根据塔顶一次和二次冷凝的优缺点 大型常减压装置选择二次冷凝回流方式为宜 中间部分采用循环回流方式 循环回流的作用首先是可以从下部高温位取出回流热 这部分回流热几乎可以全部用于满足装置本身加热的需求 二 工艺流程 关于中段循环回流的数目 一般而言中段循环回流的数目越多 气液负荷越均衡 可回收的热量也越多 但一次投资也相应提高 因此 应有一定的适宜数目 对有三个到四个侧线的常压塔 一般采用两个中段回流 对有两个侧线的常压塔一般采用一个中段回流为

7、宜 理论上 中段回流数愈多 对换热越有利 当然 采用循环回流后 将随之减少抽出点上方各塔板的内回流量 在塔板数不变的情况下 对塔的分离效果会有一定的影响 二 工艺流程 原油是指地下开采出来的未经加工的石油 通常是淡黄色到黑色的 流动或半流动的 带有浓烈气味的粘稠液体 密度一般都小于1000kg m3 一般0 85 0 95kg m3 但世界各地所产原油性质都有不同程度的差异 比如我国沈北混合原油凝点54 而新疆克拉玛依原油则低于 50 三 原料和产品 原油的组成不仅是多种烃类和非烃类化合物组成的混合体 并且是多种不同沸点的组分的混合体 分子量比较轻的 沸点较低易于挥发的称为轻馏份 分子量比较重

8、的 沸点较高不易挥发的称为重馏份 通过加热蒸馏 可切割成不同沸点范围的馏出物的组成 沸点500 C36为渣油馏份 三 原料和产品 三 原料和产品 1 原油的元素组成原油主要有碳 氢两种元素组成 另外含有一定数量的氮 氧 硫等元素 其中原油的碳 氢含量一般占94 以上 其中C占原油83 87 H占10 14 其它元素在6 以下 一般硫占0 05 6 氮占0 02 2 氧占0 05 2 金属元素一般在1 以下 尽管这些元素含量不大 但它们和碳氢结合在一切形成的非烃化合物对石油加工影响非常巨大 三 原料和产品 国内外几种常减压原油的元素组成 三 原料和产品 2 原油的馏分组成原油是由各种类型的烃类和

9、非烃类化合物所组成的复杂混合物 其分子量从几十到几千 因而其沸点范围也很宽 从常温到500 以上 在对原油进行研究和加工利用之前 要采用分馏的方法将其按沸点的高低分割成若干部分 即馏分 每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程 馏分并不代表石油产品 只是从沸程上看有可能作为生产汽油 煤油 柴油 润滑油的原料 它们往往需要经过适当加工才能生产出符合相应的质量规格要求的产品 三 原料和产品 国内外几种常减压原油的馏分组成 三 原料和产品 3 原油的烃类组成原油最主要的部分是烃类 按其结构不同可分为烷烃 环烷烃 芳香烃以及由这三种组合而成的烃类 轻质馏分中富含烷烃 环烷烃 而芳香烃含量较低 重馏分中多含固

10、态的长链烃 而且环状烃特别是多环环烷烃 环烷芳香烃含量增大 三 原料和产品 常减压蒸馏装置可以从原油中分离出各种沸点范围的产品和二次加工装置原料 采用初馏塔时 塔顶可以分出窄馏分重整原料或者汽油组分 常压塔能生产的产品有 塔顶生产汽油组分 重整原料 石脑油 常一线出喷气燃料 航空煤油 灯用煤油 溶剂油 乙烯裂解原料 常二线出轻柴油 裂解原料 常三线出重柴油或润滑油基础油 常压塔底出常渣 三 原料和产品 减压塔能生产的产品有 减一线可出重柴油 其余各侧线油视原油性质和使用要求可作为催化裂化原料 加氢裂化原料 润滑油基础油原料和石蜡的原料 减压渣油可作为延迟焦化 溶剂脱沥青 氧化沥青和减粘裂化原料

11、 也可以直接生产沥青或燃料油调和组分 另外 初常顶气经过轻烃回收吸收 稳定 脱硫后还可以生产液化石油气或者直接作为乙烯裂解气体炉原料 三 原料和产品 产品名称技术指标常顶油ASTMD86EP 170 常一线ASTMD86EP 280 比重 20 0 775 0 830冰点 47 常二线不控制常三线ASTMD86 95 370 减一线ASTMD86 95 365 减二线不控制减三线蜡油CCR 1 0wt ASTMD1160 atm 95 560 洗涤油减压渣油小于530 含量 5V 三 原料和产品 三 原料和产品 三 原料和产品 四 工艺指标和技术经济指标 四 工艺指标和技术经济指标 公用工程指

12、标 四 工艺指标和技术经济指标 四 工艺指标和技术经济指标 四 工艺指标和技术经济指标 装置能耗 四 工艺指标和技术经济指标 选择合适的原油 用蒸馏法直接生产沥青是最简便 最经济的方法 环烷基和低蜡的中间基富含胶质的原油 最适宜生产沥青 含硫原油多为低蜡的中间基原油 是生产道路沥青的优质资源 2009年首次生产出A级50 沥青 2010年 沥青产量1178Kt 占全国总产量的7 21 A级沥青占总量的36 7 缓解了公司加工原油重质化后焦化装置能力不足和渣油平衡困难的瓶颈问题 蒸馏工艺生产高等级道路沥青 四 工艺指标和技术经济指标 轻烃回收初 常顶瓦斯收率高 含有大量的C3 C4组份 伊朗轻油

13、常顶瓦斯中C3 C4组份70 2 H2S含量高0 36 造成烟气SO2含量高和加热炉炉体设备的腐蚀 轻烃组份在罐区容易散发 特别是夏天 重整原料罐顶出现冒 白气 现象 不安全又不环保 增加了加工损失 四 工艺指标和技术经济指标 四 工艺指标和技术经济指标 四 工艺指标和技术经济指标 3 航煤生产采用UOP公司的航煤无碱脱臭Merox工艺 设计流量为75 年设计负荷为600K 航煤无碱脱臭Merox以常一线油为原料 经脱硫醇反应和精制后可直接生产出合格直馏的3 航煤 脱臭反应式为 4RSH O2 2RSSR 2H2O 航煤无碱脱臭Merox工艺应用 四 工艺指标和技术经济指标 四 工艺指标和技术

14、经济指标 五 电脱盐 原油脱盐是原油预处理重要工艺 原油电脱盐不仅仅是一种单纯的防腐手段 它已变成为下游装置提供优质原料所必不可少的原油预处理工艺 是炼油厂降低能耗 减轻设备结垢和腐蚀 防止催化剂中毒 减少催化剂消耗的重要工艺过程 五 电脱盐 电脱盐是原油在破乳剂和高压电场的作用下 使小水滴聚结成为大水滴 然后在电场的作用下 依靠油水密度差将水分离出来的过程 因原油中的盐主要溶解在水中 故脱水的过程也就是脱盐的过程 电脱盐能够脱除水溶性的金属盐 但对于油溶性的金属盐 电脱盐的难度较大 五 电脱盐 电脱盐的基本原理 五 电脱盐 1 增加原油储存和运输负荷2 影响原油蒸馏平稳操作3 增加原油蒸馏过

15、程中的能量消耗4 造成设备和管道的结垢或堵塞5 造成设备和管道腐蚀6 造成后续加工过程催化剂中毒7 影响产品质量 五 电脱盐 1984年前 脱后原油的含盐量 10mg l 含水量在0 1 0 2 1985年开始 原油脱后含盐 5mg l 主要是为了防止原油蒸馏装置的腐蚀及长周期运行 之后 随着重油深加工技术的发展 对原油脱后含盐提出了更高要求 现在脱后原油含盐量不大于3mg l 脱后原油含水量不大于0 2 wt 脱盐排水的含油量不大于200ppm 一般规定原油开采出来后 需要在油田就地进行脱盐脱水 达到含盐量 50mg l 含水量 0 5 后外输到炼油厂 但实际上 受油田条件的限制 在油田对原

16、油的处理是以脱水为主 对原油脱盐的处理则主要在炼厂进行 电脱盐技术指标要求 五 电脱盐 原油电脱盐的基本流程 五 电脱盐 目前国内外电脱盐技术主要有以下几种 交流电脱盐 传统电脱盐 全阻抗交流变压器 水平电极板 水相进料 高速电脱盐 全阻抗交流变压器 水平电极板 专用分布器 极板间油相进料 美国Petrico公司专利技术 交直流电脱盐 美国Natco公司技术 全阻抗双频交直流变压器 垂直电极板 水相进料 SEI 扬中电脱盐公司技术 全阻抗交直流变压器 垂直电极板 水相进料 脉冲电脱盐 全阻抗脉冲变压器 水平电极板 水相进料 其他原油电脱盐技术 双极电脱盐 Natco技术 鼠笼式电脱盐 双进油双电场电脱盐 原油电脱盐技术 五 电脱盐 五 电脱盐 高强电场 强电场 弱电场 五 电脱盐 注水量和水质 一级脱盐一般为原油量的4 10 通常为5 左右 第二级脱盐一般为原油量的3 5 通常为3 左右 油水混合强度 混合强度因原油品种和脱盐罐内部结构的不同而各异 较高比重原油 APIl5 API24 的混合阀压差 P采用30 80kPa 较低比重原油 API25 API45 的混合阀压差 P采用50