《常压原油处理工艺-课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常压原油处理工艺-课程设计（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大大 连连 大大 学学课程设计课程设计题题 目目 ： 常压原油处理工艺专专业业班班级级 ： 过控 122学学生生姓姓名名 ： 曹桂彬学学 号号 ： 124140272 20 01 15 5 年年 1 10 0 月月 2 22 2 日日1目录目录一 总论 31.1 概述31.2 世界原油现状41.3 原油常压蒸馏及其特点5二 常压原油处理工艺 52.1 常压原油处理流程.52.2 原油的预处理72.3 原油的常压加热炉82.3.1 影响加热炉效率的因素影响加热炉效率的因素.82.3.2 提高加热炉的效率途径提高加热炉的效率途径.102.3.3 加热炉优化控制技术加热炉优化控制技术.102.4 腐
2、蚀的监测和防护方法11三 车间布置设计 123.1 车间平面布置方案123.2 车间平面布置图图纸说明133.2.1 设备布置满足工艺流程和工艺条件要求设备布置满足工艺流程和工艺条件要求.133.2.2 设备集中布置设备集中布置.143.2.3 安全性安全性.1423.2.4 经济性经济性.143.2.5 安装与维修安装与维修.153.2.6 外观外观.15参考文献 153一 总论1.1 概述石油是一个国家经济发展国家稳定的命脉。 在石油、化工生产中，塔设备是非常重要的设备之一，塔设备的性能，对于整个化工和炼油装置的产品质量及其生产能力和消耗额等均有较大影响。据相光关资料报道，塔设备的投资和金
3、属用量，在整个工艺装置中均占较大比例，因此塔设备的设计和研究，始终受到很大的重视。塔设备广泛应用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、 增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置的生产，产品产量，质量，成本以及环境保护， “三废”处理等都有较大的影响。近些年来，国内外对它的研究也比较多，但主要是集中在常压塔的结构和性能方面，例如：如何提高塔的稳定性、如何利用理论曲线解决常压塔在性能方面存在的问题等。在原油的一次加工过程中，常压蒸馏装置是每个正规炼厂都必须具备的，而其核心设备常压塔的性能状况将直接影响炼厂的经济效益，由于在原油加工的第一步中，它可以将原油分割成相应的直馏汽油，煤油，轻柴
4、油或重柴油馏分及各种润滑油馏分等。同时，也为原油的二次加工提供各种原料.在进一步提高轻质油的产率或改善产品的质量方面，都有着举足轻重的地位.考虑到常压塔在实际应用方面的价值和意义，如何实现这样一种最经济、最容易的分离手段，是本次毕业设计选4题的重要依据。近年来，由于石油、化工企业不断向大型化的生产发展，因此塔设备的单台规模也随之增大。例如：有的板式塔的直径可达 10m以上，塔的总高度可达到 80m，而填料塔更有直径为 15m ,塔高为100m 的大塔已经投产。应当指出，设备大型化后，必须保证它在全负荷下运转，否则经济损失将是非常巨大的。对于大型设备的设计、制造、操作和维修等，应提出更高、更严格
5、的要求。常压塔的研究也趋向于结构材料的探索，提高设备的使用周期，主要体现在所选择材料的防腐性和一些防腐材料的研究，同时也着眼于设备的安去性和环保性，以上这些都成为了当今常压塔研究的热门课题。1.2 世界原油现状原油是目前世界上最重要的一次能源之一，原油产品复杂多样，其不仅是能源的主要供应者，与现代交通工业发展和燃料能源供应息息相关，同时也是材料工业的重要支柱，原油产品基本渗透了工业生产的各个部门。另外原油产品还促进了农业的发展，也是新兴材料的主要原材料。目前 88%的开采原油被用作燃料，主要用于制作汽油，燃料油，取暖油等，支持交通工业发展和人类日常取暖。另外的 12%做为化工业的原料，用于生产
6、诸如溶剂、化肥、杀虫剂、化肥和塑料等化学工业产品的原料。严格来说，原油产品可以划分为石油燃料、石5油溶剂、化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等六类。同为一次非可再生资源，有着明显的稀缺性，由于原油比煤炭、天然气等其他一次能源有着更广的应用范围和分布不均衡性，被誉为“工业的血液“的原油成为重要的战略资源。BP 年度统计报告称 2009 年全球探明石油储量为 1.33 万亿(兆)桶，去年全球石油日消費量減减少 120 万桶，为 1982 年以来最大降幅，2009 年全球石油日产量减少 200 万桶，亦为 1982 年以来最大降幅。按照目前的生产速度，全球拥有的石油储量足够开采 40 年。1.
7、3 原油常压蒸馏及其特点所谓原油的常压蒸馏，即为原油在常压（或稍高于常压）在复合塔下进行的蒸馏。在塔的侧部开若干侧线以得到如汽、煤、柴等轻质馏分和常压重油等多个产品。常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔，侧线产品从常压塔中部抽出送入汽提塔上部，从汽提塔和复合塔下部注入水蒸气进行汽提。以降低油气分压使更多的轻组分从塔底蒸出。原油是不同沸点的复杂组分组成的混合物，我们所说的常减压蒸馏就是指在常压状态下和真空状态下，根据原油中各组分的沸点不同，将原油切割成不同馏出物的过程。不同沸点范围的馏出物称之为“馏分” ，在一定温度下蒸馏出来的馏分也是混合物。6二 常压原油处理工艺2.1 常压原油处理流程原油蒸
8、馏工艺流程，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。将此种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。原油经过严格脱盐脱水的原油换热到 230240 ，进入初馏塔，从初馏塔塔顶分出轻汽油或催化重整原料油，其中一部分返回塔顶作顶回流。初馏塔侧线不出产品，但可抽出组成与重汽油馏分相似的馏分，经换热后，一部分打入常压塔中段回流入口处（常压塔侧一线、侧二线之间） ， 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作循环回流。初馏塔底油称作拔头原油（初底油） 经一系列换热后，再经常压炉加热到 360
9、370进入常压塔，它是原油的主分馏塔，在塔顶冷回流和中段循环回流作用下，从汽化段至塔顶温度逐渐降低，组分越来越轻，塔顶蒸出汽油。常压塔通常开 35 根侧线，煤油（喷汽燃料与灯煤） 、轻柴油、重柴油和变压器原料油等组分则呈液相按轻重依次馏出，这些侧线馏分经汽提塔汽提出轻组分后，经泵抽出，与原油换热，回收一部分热量后经冷却到一定温度才送出装置。 常压塔底重油又称常压渣油，用泵抽出送至减压炉，加热至 400左右进入减压塔。塔顶分出不凝气和水蒸气，进入冷凝器。经冷凝冷却后，用二至三级蒸气抽空7器抽出不凝气，维持塔内残压 0.0270.1MPa，以利于馏分油充分蒸出。减压塔一般设有 45 根侧线和对应的
10、汽提塔。经汽提后与原油换热并冷却到适当温度送出装置。减压塔底油又称减压渣油， 经泵升压后送出与原油换热回收热量，再经适当冷却后送出装置。润滑油型减压塔在塔底吹入过热蒸汽汽提，对侧线馏出油也设置汽提塔，因为塔内有水蒸气而称为湿式操作。对塔底不吹过热蒸汽、侧线油也不设汽提塔的燃料型减压塔，因塔内无水蒸气而称为干式操作。它的优点是降低能耗和减少含油污水量，它的缺点是失去了水蒸气汽提降低油气分压的作用，对减少减压渣油500馏分含量和提高拔出率不利，对这一点即使采用提高塔顶真空度和以全填料层取代塔盘降低全塔压降也难以完全弥补，所以还要保留一些蒸汽。近年来有些炼油厂对燃料型减压塔采用微湿汽提的操作方式，即
11、在减压加热炉入口注入一些过热蒸汽，以提高油在炉管内的流速，对粘度大、残炭值高的原油可起到提高传热效率、防止炉管结焦、延长操作周期的作用，在塔底也吹入少量过热蒸汽，有助于渣油中轻组分的挥发，将渣油中500含量降到 5以下。炉管注汽和塔底吹汽两者总和不超过1，此量大大低于常规的塔底 23的汽提量。2.2 原油的预处理在油田脱过水后的原油,仍然含有一定量的盐和水,所含盐类除有一小部分以结晶状态悬浮于油中外,绝大部分溶于水中,并以微粒状态8分散在油中,形成较稳定的油包水型乳化液。 原油含盐和水对后续的加工工序带来不利影响。在进入炼油装置前,要将原油中的盐含量脱除至小于 3mg/L,水含量小于 0.2%
12、。由于原油形成的是一种比较稳定的乳化液,炼油厂广泛采用的是加破乳剂和高压电场联合作用的脱盐方法, 在电脱盐罐内,在破乳剂和高压电场(强电场梯度 5001000 v/cm,弱电场梯度为 150300 v/cm)的共同作用下,乳化液被破坏,小水滴聚生成大水滴,通过沉降分离,排出污水，即所谓电脱盐脱水。传统的原油电脱盐采用添加化学破乳剂电脱盐组合技术方式，技术原理是注水后的原油，利用添加化学破乳剂的表面化学作用方式，降低油水界面张力，破坏油水乳化结构，增强油水在电场与重力的作用下的分离能力。具有生产成本高、适应性差、对后续加工过程不利等缺陷。为了降低装置生产运行费用、增强电脱盐操作随原油性质变化的适
13、应性、减轻添加化学剂对后续加工的不利影响，可采用新型超声波电脱盐组合技术方式。2.3 原油的常压加热炉加热炉是炼厂生产中的主要能耗设备，其提供了炼油工艺过程中所需的大部分能量。其能耗占全装置能耗 70-80左右。在正常生产条件下影响加热炉热效率的因素主要有过剩空气系数和排烟温度。92.3.1 影响加热炉效率的因素影响加热炉效率的因素影响加热炉热效率的因素十分复杂，主要有加热炉的结构，型号，形状，大小，如常见的炉管是圆筒式加热炉的主要构件之一，其受热、结焦和腐蚀等状况影响加热炉的热效率外；另外在保证燃料完全燃烧和炉壁保温正常情况下，影响加热炉热效率的关键是取决于降低排烟温度，降低过剩空气系数即烟
14、气中的氧含量，减少不完全燃烧的损失，减少散热损失等。加热炉的烟气氧含量是监测加热炉热效率的重要指标，其烟气氧含量主要通过过剩空气系数来衡量，在工业炉中燃料不可能在化学平衡的空气量(理论空气量)下完全热烧，总要在一定过剩空气量的条件下才能完全热烧，燃烧所用的实际空气量与理论空气量之比叫做过剩空气系数。过剩空气系数过大会对加热炉的热效率造成一系列的影响：（1)造成加热炉热效率下降：烟气氧含量增加表明进入炉内的过剩空气多，大量的过剩空气会随烟气将热量从烟囱带走排人大气，增加了炉子的热损失，使热效率下降。排烟温度越高，过剩空气带走的热量越多，对热效率影响越大。（2)使燃烧温度下降：在加热炉内，燃料燃烧
15、温度越高，火焰和高温烟气传给辐射炉管的热量也越多。过剩空气系数增大后，降低了燃烧温度，使辐射室炉管热强度下降，吸热量减少，这时必然增加燃料用量才能维持恒定的加热炉热负荷即保持稳定的加热炉出口温度，从而使热效率下降。10（3)过剩空气系数越大，必将造成露点腐蚀温度越高：为避免空气预热系统遭受露点腐蚀的影响，只能限制排烟温度的降低，因此，降低过剩空气系数可使排烟温度有下降的余地。过大的过剩空气系数还会加剧炉管的氧化，影响加热炉的寿命，并使 NOx 化合物增加，从而会对大气环境质量造成一定的影响。加热炉的烟气氧含量与过剩空气系数的关系。烟气氧含量与过剩空气系数的关系基本呈直线关系，即不管是那种烟气中
16、的氧的含量都将随着过剩空气系数的增加而增多。若过剩空气系数过大，势必烟气中氧含量过大，将造成上面分析所说的各种危害。2.3.2 提高加热炉的效率途径提高加热炉的效率途径要使加热炉高效正常运转，除采用新型结构的加热炉，改善炉管的受热状况，预防结焦，减少腐蚀外；从改善排烟状况，维持较低排烟温度；减少烟气氧含量，确定最佳过剩空气系数等均是行之有效的措施。我们应从以下几方面提高加热炉热效率。（1）降低排烟温度（2）降低加热炉过剩空气系数(3）减少炉壁散热损失(4）设置和改进控制系统2.3.3 加热炉优化控制技术加热炉优化控制技术加热炉又是一个较为复杂的系统，其运行热效率受到诸多因素11的影响。比如加热炉设计、设备状况、燃烧调整、工艺操作、运行负荷等。加强管理提高现场操作技能，是提高热效率重要途径，但最后仍需要立足于新装备、新技术、新工艺的应用，才能进一步长周期、比较稳定的提高效率、实现节能降耗的目标。加热炉的操作，很大程度上依赖于现场管理和现场操作，比如燃烧器的
