西安石油大学本科毕业设计(论文) 返回到第29层。油品经汽提、换热后精制,作为0#柴油出装置。 为使常压塔的负荷更均匀,此塔设两个中段回流。第一中段回流由常压塔第14 层(t=1986℃,P=0.64MPa)抽出,经换热后返回第12层(t=184.7℃,P=0.163MPa) 第二中段回流由第24层(t261.3℃,P=0.169MPa)抽出,经换热后返回常压塔第22 层(t=247.4℃,P=0.168MPa)。 塔底重油(t-342℃,P=0.176MPa)经换热一部分进入减压塔进行分馏,另一部 分掺入蜡油作为催化裂化原料,生产汽油和柴油。 冷原油(120℃)在加热炉上段换热至200℃;水蒸气(180℃,1.0MPa)在对流 室中段换热至(420℃,0.3MPa)进入汽提塔;对流室下段加热初底油 15国内外研究现状 1.51国外蒸馏装置技术现状及发展趋势 1.5.1.1国外蒸馏装置的技术现状 炼油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2004年1月底的统计,全世界共有717座炼油厂,总加工能力4103Mta。其 中加工能力在10Mta以上的炼厂126座,分散在34个国家和地区,其中美国30座 西欧33座、前苏联18座、亚洲地区32座。加工能力在20Mta以上的炼厂共有16 座。目前,世界上最大的炼厂是帕拉瓜纳炼油中心,加工能力为47Mta 随着炼厂规模的扩大,单套蒸馏装置的加工规模也日益大型化。在炼油技术发达 的国家,单套蒸馏装置的规模一般都在5Mta以上,不少装置已达到10Mt/a以上 目前,世界上最大的常减压装置为印度贾拉加炼油厂,其单套加工能力为15mt/a美 国 Exxonmobil公司贝汤炼油厂的一套蒸馏装置为13Mta,常压塔直径9.75m,2003 年对其进行改造,能力扩大为15Mta 5.1.2国外蒸馏装置的发展趋势 近几年来,国外蒸馏装置工艺和设备又有了新的进展。法国的ELF和 Technip公 司共同开发了一种渐次分馏技术,主要将汽、煤、柴油等各种产品逐渐分离,从而减 低工艺总用能,可以减低能耗30%左右。 壳牌石油公司提出的整体蒸馏装置( Shell Bull Crude distillationυπit,将蒸馏装 置、加氢脱硫装置、高真空减压蒸馏装置和减粘装置作为一个整体加以优化。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离岀为 煤油、轻、重柴油,常压渣油进入高真空减压蒸馏,分馏岀的蜡油作为催化裂化裝置 和加氢裂化装置的原料。整体蒸馏装置可以节省投资的30%左右 电脱盐方面,以 Petrolite和 Howe-Beaket二公司的专利技术较为先进 Howe- Beaket技术主要为低速脱盐。 Petrolite已在低速脱盐的基础上开发出了高速电 2
西安石油大学本科毕业设计(论文) 脱盐。 塔内件方面以 Koch-Glitysh、 SuperFRACV高效塔盘和 Gempak填料。 Sulzer在 原有 Mellapak填料的基础上开发了 Mellapakplus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:石脑油与煤油的脱空 度 ASTM D86(5%~95%)13℃;煤油和轻柴油的脱空度 ASTMD86(5%95%)8℃; 轻柴油和重柴油的脱空度 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。 152国内蒸馏装置技术现状及发展趋势 1.5.1.2国内蒸馏装置的技术现状 我国蒸馏装置规模较小,大部分装置处理能力为250×10·ta,仅有几套装置的加 工能力超过450×10ta。我国蒸馏装置的总体技术水平与国外的水平相比,在处理能 力、产品质量和拔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, 为缩短也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800104ta及西太平洋1000×104ta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镏程重叠超过10℃,最多重叠打86℃ 多数装置常二线以常三线恩氏蒸馏镏程重叠在15℃以上,实沸点重叠则超过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挥发 度及重质润滑油馏分的残炭、颜色和安定性等方面存在差距较大。 b.国内蒸馏装置的发展趋势 国内在加工装置节能方面投入大量资金研究,如在常、减压炉新型节能燃烧器的 应用研究:针对炼油厂常、諴压加热炉燃烧状况差、排烟温度上升。通过与中科院北 京科能中心联合攻关,对加热炉燃烧系统进行改造,选用外混式双旋流气动雾化喷嘴, 实施后效果良好,每年可创经济效益1万元。在常减压蒸馏装置中的应用:将某些 特定换热台位使用板式换热器代替常规管壳式换热器,既能降低设备投资,又能增加 热能回收,实现节能减排。间在组合式水热媒空预器提高常压加热炉热效率应用: 通过对常压蒸馏装里加热炉余热回收系统改造前后结果比较,宁夏炼化公司选择合适 的水热媒空预器提髙加热炉热效率,减少维护费用减少燃料用量,促进环境保护。 未来我国炼油工业将努力转变发展方式,通过调整结构、合理布局、优化配置资 源、促进科技创新、推进炼化一体化和基地化建设,在继续增大规模实力的同时,持续 提升盈利能力和国际竟争力,使我国真正实现由炼油大国向炼油强国的转变。今后要 加强行业的宏观调控,注意把握投资和投产节奏,确保我国炼油工业有序健康发展 3
西安石油大学本科毕业设计(论文) 1.5课题的意义 石油是沸程极宽的复杂烃类混合物。要从石油中提炼岀多种多样的燃料油、溶剂 油、润滑油和其他石油化工产品,必须将石油分割为不同沸程的馏分,然后按照油品 的使用要求,脱除这些馏分中的非理想组分,或者是经由化学转化形成所需要的组成 进而获得合格的石油产品。因此,炼油厂必须解决石油的分割和各种石油馏分在加工 过程中的分离问题。 蒸馏技术是复杂石油体系特征化最适宜的手段,也是石油加工最经济、最容易实 现的分离方法,炼油过程第一套加工裝置就是常减压蒸馏 按照所制定的原油加工方案,常减压蒸馏装置将原油分割成一次加工产品和二次 加工原料。一次加工产品包括:直馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油 馏分等,这些馏分油经过适当的精制和调配便成为合格的石油产品。二次加工原料包 括:重整原料、、催化裂化原料、加氢裂化原料、乙烯裂解料等,这些馏分油既可经 过二次加工提高轻质油的收率和产品质量,也可以作为石油化工装置的生产原料。因 此常减压蒸馏决定着整个石油加工过程的物料平衡,被誉为石油加工的“龙头”。[l 目前,由于我国炼油厂进行了大规模的装置结构调整(主要是增加了重油 催化裂化、催化重整、重油深加工及各类加氢装置),原油蒸馏装置消耗能量 由原来约占炼油厂总用能量的25%~30%降至15%左右,但由于原油蒸馏装置规 模及总量较大,因而降低原油蒸馏装置的能耗对炼油厂节能仍具有重要意义 **原油大多属于中间基或者环烷基原油,它们具有含硫量高、沥青质含量高 凝点低的特点,在加工中,设备腐蚀严重,因此在选择加工方案时需要特别注意倒 化工原料需求增长与油品生产的矛盾日益突出,因此对原油的加工和利用已成为当今 我国乃至世界炼油加工行业不可回避的课题。正是基于此,对**原油常压装置的设计 和计算也就具有极其深远的意义 另外,对原油常压蒸馏装置的工艺设计有利于我对石油化工行业有更深入的了 解,学习到更多的专业知识,甚至能掌握更多的学习方法,不但对以后走入这个行业 有极大的帮助,而且培养了各方面的能力
西安石油大学本科毕业设计(论文) 2原油加工方案及切割方案 2.1原油评价简述 **原油外观呈褐绿色,常温下流动性良好,有刺鼻气味,**原油为中质原油, 其20℃的密度为8538kg/m3:其酸度低,只有0090 mgKoH/g;其凝固点低为-13℃ 其硫含量较高为0.65%,;残炭、灰分、水分含量都不高;胶质(1.17%)、沥青质(0.70%) 较低,蜡含量一般(4.06%)。氮含量不高,金属中除钒含量稍高(7.74μgg)外,其 他金属元素含量不高。 根据“原油评价方法”中的原油关键馏分分类法分析,**原油基属分类为含硫中 间基原油。原油的一般性质见表2-1。 表2-1**原油的一般性质 分析项目 实验值 含盐, mgNacl/L 水分,% 0.15 密度20℃,kg/m3 8538 酸值, mgKoH/g 凝点,℃ 残炭 灰分,% 0.0224 硫含量,% 胶质,% 1.17 沥青质,% 蜡含量,% 4.06 Fe含量,g/g 3.93 N含量,μgg 1.71 Cu含量gg 0.25 Pb含量,gg 0.1l V含量,gg 7.74 按关键馏分对该原油特性进行分类,结果见表2-2
西安石油大学本科毕业设计(论文) 表2-2原油的关键馏分分析 分析项目 第一关键馏分 第二关键馏分 温度范围,℃ 250-275 395-425 密度(20℃),gcm3 839.5 901.1 特性因数K 11.70 11.83 比重指数AP 36.2 24.9 原油硫含量,% 原油基属 中质含硫中间基 作为中间基原油,**原油各窄馏分的特性因数均小于12,而相关指数较大,说 明各窄馏分的裂解性能都不好;此外,各燃料油段窄馏分的凝固点较低,到320~340℃ 馏分的凝固点仍小于0℃(为-2℃),说明其可生产低凝点的柴油和低结晶点的喷气燃 料。轻质油段酸度不高,但在200℃时有明显上升。窄馏分中的总硫和总氮含量,随 着馏分沸点的升高而规律性增大,480-500℃馏分的含量达到9400mgkg的最大值 280℃前的各馏分氮含量均<10mgkg,燃料油颜色稳定,半月内无变化。 IBP~145℃重整原料收率为14.30m%,硫含量很高,砷含量不高,饱和烃含量 较低。裂解性能较差。芳烃含量为33.98%,可获得较理想的芳烃收率。 135~240℃喷气燃料馏分收率为15.31m%,密度、粘度、芳烃、硫含量、镏程、 冰点均符合3号航煤标准要求,但硫醇硫含量远超过指标40倍以上,另外铜片腐蚀 没有达到标准要求,无法直接生产合格的航空煤油,必须经加氢精制才能达到产品质 量要求 220~315℃、285~360℃为柴油馏分,收率分别为13.23m%和11.62m%,两馏分 的硫含量远大于产品指标的要求,需要经过加氢精制脱硫,其他性质均满足-20#柴油 和0#柴油的指标要求 常压渣油(>325℃)占原油4555,密度为93173kgm3,常压渣油的残炭值适 中(593%),但重金属NiⅤ含量(57.87μgg)高,其属性介于二、三类渣油之间 可适量掺入蜡油中作为催化裂化原料 减压渣油(>500℃)占原油的17.56%,残炭值高(13.62%),重金属Ni+Ⅴ含量 (12302μgg)较大,其属性偏向三类渣油,沥青质不高(0.74%),说明该馏分不是 生产沥青的好原料,可作为焦化原料 22*原油的加工方案 根据原油评价报告,**原油的特点是轻质油收率高,其硫含量较高,蜡含量 般,凝点低和酸值低,按原油的硫含量及两个关键馏分的比重来分类,原油属含硫中 间基原油。 6