常減壓裝置培訓(xùn)課件資料

提綱裝置概述工藝特點工藝原理原料及產(chǎn)品工藝流程第一頁第二頁，共34頁。裝置概述石家莊煉化分公司常減壓裝置是由北京設(shè)計院初步設(shè)計，于1978年3月正式破土動工，1980年初具規(guī)模。1981年在國民經(jīng)濟調(diào)整中，列為緩建項目，1982年1月按緩建維護工程準(zhǔn)備生產(chǎn)，北京設(shè)計院負(fù)責(zé)維護方案改造設(shè)計，1983年3月常減壓裝置按維護工程方案開始試車生產(chǎn)。裝置由原油電脫鹽、初餾部分、常壓蒸餾部分、減壓蒸餾部分、產(chǎn)品精制幾部分組成。原設(shè)計加工華北任丘原油，初餾塔生產(chǎn)重整原料，常壓塔生產(chǎn)汽油（或重整料）、燈煤（或航煤）、輕柴、重柴、蠟油，減壓塔提供催化裂化原料（蠟油）。

第二頁第三頁，共34頁。1989年北京設(shè)計院負(fù)責(zé)常減壓蒸餾220萬噸/年節(jié)能改造設(shè)計，由本廠設(shè)計院負(fù)責(zé)產(chǎn)品精制部分按250萬噸/年配套改造設(shè)計。節(jié)能改造按減壓部分只生產(chǎn)催化裂化原料及部分常壓重油原料直接供催化裂化原料（140℃），常壓部分以燈煤方案為主，并兼顧生產(chǎn)航煤方案，精制部分以完善精制措施、提高操作自動化水平及加工各種原油的適應(yīng)能力進行改造。第三頁第四頁，共34頁。1992年考慮∮377輸油管線的投用，結(jié)合加熱爐現(xiàn)狀，恢復(fù)原常減壓爐，并對其進行改造，以解決常壓爐大處理量卡脖子問題，常壓爐由原設(shè)計三臺控制閥六路進料改為四臺控制閥四路進料。常壓爐輻射室由原設(shè)計六路180根爐管改為四路176根爐管，常壓爐出口轉(zhuǎn)油線由原設(shè)計U型布管改為水平布管。減壓爐由原設(shè)計四路120根爐管改為兩路80根爐管，爐出口采用∮152－∮219－∮273－∮325逐級擴徑技術(shù)。減壓爐出口轉(zhuǎn)油線采用爐管100%吸收熱膨脹新技術(shù)。加熱爐對流室過熱蒸汽管由3路36根改為3路30根，解決過熱蒸汽超溫現(xiàn)象，常壓塔底重油仍保持經(jīng)對流室后進入減壓爐輻射室流程，常壓塔增加200#溶劑油方案及相應(yīng)工藝流程和設(shè)備。第四頁第五頁，共34頁。1994年由本廠設(shè)計院設(shè)計，常減壓蒸餾系統(tǒng)恢復(fù)250萬噸/年加工能力，常壓塔13～41層原重型浮閥更換為船型浮閥（石油大學(xué)），并對換熱流程進行了局部調(diào)整，新增初餾塔頂循環(huán)水冷卻器、減頂回流冷卻器、航煤脫硫醇塔等設(shè)備。隨著所加工原油的日趨劣質(zhì)化，原油硫含量的上升，1999年5月份裝置停工檢修，主要考慮常壓爐出口分支轉(zhuǎn)油線管線加粗及材質(zhì)升級，減壓爐出口褲式三通減薄更換，減渣系統(tǒng)部分管線材質(zhì)升級為Cr5Mo，為了防止換熱器結(jié)焦積垢，減渣系統(tǒng)增加注阻垢劑系統(tǒng)；另外初餾塔14～20層塔盤采用新型導(dǎo)向浮閥，材質(zhì)升級為0Cr13；增加容005含硫水回收系統(tǒng)；初餾塔增開初側(cè)線，以降低常壓爐熱負(fù)荷，適應(yīng)裝置大處理量生產(chǎn)。第五頁第六頁，共34頁。2002年3月，由北京設(shè)計院設(shè)計對常減壓裝置進行350萬噸/年加工含硫原油改造，實現(xiàn)了DCS操作。重點對換熱流程進行了調(diào)整，原油換熱改為四路換熱；常壓塔增開常三線出重柴油組份；減壓塔盤更換10層清華大學(xué)開發(fā)研制的斜孔塔盤，減壓增開減三線，提高減壓拔出率，以降低減渣500℃前餾分；介質(zhì)溫度大于280℃的管線材質(zhì)升級為Cr5Mo。為進一步擴大裝置加工量，在2004年05月進行短期改造，增設(shè)常壓爐001/2，利舊原催化爐201，進料由四路調(diào)整為六路。常壓塔塔盤開孔率進行調(diào)整。第六頁第七頁，共34頁。2005年5月為進一步擴大裝置加工能力，進行了擴容改造，設(shè)計加工量為500萬噸/年。主要改造內(nèi)容包括，初餾塔、常壓塔、常壓汽提塔、減壓塔全部更新，常壓塔增設(shè)一條抽出側(cè)線。初餾塔、常壓塔、常壓汽提塔采用石油大學(xué)船形浮閥，減壓塔采用天津大學(xué)全填料技術(shù)；優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)，增加新?lián)Q熱器及強化換熱器；增加或更換部分不能滿足要求的機泵；介質(zhì)溫度大于240°的管線更換材質(zhì)，對不能滿足工藝要求的管線、閥門也進行更換；減頂抽空器，提高減壓塔真空度；初頂空冷器更換1臺新形板式空冷；電脫鹽容001/1、2進行改造，由交流電脫鹽改為交直流電脫鹽，并對混合器及脫水形式進行改進。常壓爐進料由六路調(diào)整為八路，減壓爐由兩路調(diào)整為四路。爐001/1利舊原常壓爐，輻射室不動，對流室改造，余熱回收系統(tǒng)原位更換空氣預(yù)熱器，增加空氣跨線。爐001/2利舊原催化爐，輻射室由2路改為4路，對流室整體更換，余熱回收系統(tǒng)原位更換空氣預(yù)熱器，增加空氣跨線，鼓風(fēng)機整體更換，引風(fēng)機更換電機，空氣預(yù)熱器出入口煙道、風(fēng)道相應(yīng)更換。爐002取消對流室，改為純輻射型并對輻射室進行改造。第七頁第八頁，共34頁。2009年3月為進一步適應(yīng)市場需求煉制高硫高酸腐蝕性原油裝置進行材質(zhì)升級改造，按酸值≯1.0mgKOH/g、硫含量≯1.5%設(shè)防。依托現(xiàn)有常減壓裝置進行材質(zhì)升級，主要內(nèi)容包括更新減壓汽提塔1臺；15臺換熱器，4臺機泵及部分高溫管線。空冷、容器全部利舊。具體內(nèi)容，減壓汽提塔C-005減二線汽提塔體采用20R+0Cr13Al，減三線汽提塔體采用20R+00Cr19Ni10（304L）；常壓爐001/1.2對流室最上兩排爐管和輻射室出口前4排爐管以前的爐管由1Cr5Mo材質(zhì)升級為0Cr18Ni10Ti（321）材質(zhì)；常壓爐001/1.2輻射室出口前4排爐管由1Cr5Mo材質(zhì)升級為00Cr17Ni14Mo2（316L）材質(zhì)；減壓爐002輻射段爐管由1Cr5Mo材質(zhì)升級為00Cr17Ni14Mo2（316L）材質(zhì)；輻射轉(zhuǎn)對流煙道、爐001/1和爐002輻射轉(zhuǎn)對流后的集合煙道更新，同時更新煙道上的熱偶及3臺氧化鋯分析儀；4臺機泵材質(zhì)升級，泵體材質(zhì)選用0Cr17Ni12Mo2（316）；15臺換熱器在高溫硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕溫度范圍內(nèi)，將這些換熱器材質(zhì)進行升級；介質(zhì)溫度在240~288℃的碳鋼材質(zhì)管線升級為1Cr5Mo材質(zhì)；介質(zhì)溫度大于等于288℃的選用0Cr18Ni10Ti（321）材質(zhì)；介質(zhì)溫度大于等于360℃的常壓爐出口轉(zhuǎn)油線、減壓爐出口轉(zhuǎn)油線材質(zhì)選用316L或20R+316L復(fù)合鋼板材質(zhì)。材質(zhì)升級管線的副線以及管線閥門、法蘭、彎頭等一律與管線材質(zhì)相同；管線上儀表接管、掃線以及一次閥均需與管線材質(zhì)相同；進行技改技措項目改造。于4月23日一次開車成功。第八頁第九頁，共34頁。2010年1月底進行停工搶修，DCS系統(tǒng)改用浙大中控的集散控制系統(tǒng)。裝置由原油電脫鹽、初餾塔、常壓蒸餾、減壓蒸餾、產(chǎn)品精制幾部分組成。裝置處理能力為500萬噸/年，年開工時數(shù)為8400小時。第九頁第十頁，共34頁。工藝特點原油電脫鹽電脫鹽是原油蒸餾裝置重要的預(yù)處理設(shè)施，可減輕本裝置及下游裝置設(shè)備的腐蝕，并降低下游裝置原料中的金屬離子含量，為下游裝置提供高品質(zhì)的原料。根據(jù)設(shè)計要求，我裝置有3臺電脫鹽罐，日常采用兩并一串方式，即1#和2#并聯(lián)后與3#串聯(lián)，其中，1#和2#既可以并聯(lián)又可以串聯(lián)。目前裝置電脫鹽罐為低速電脫鹽，其優(yōu)點可增加原油停留時間利于脫鹽脫水，但相比高速電脫鹽處理能力較差，占地面積較大。1#和2#電脫鹽罐為鼠籠式交直流電脫鹽，3#為垂直式交直流電脫鹽。第十頁第十一頁，共34頁。初餾塔針對裝置設(shè)計，采用初餾塔的方案對原油品種的變化和處理量的變化有較強的適應(yīng)性，更能滿足當(dāng)前原油市場不穩(wěn)定，品種和數(shù)量頻繁變動的要求，初頂油送至重整裝置作原料，也可作石腦油；同時初餾塔初側(cè)線進到常一中返塔部位，一方面減少了進入常壓爐的流量，另一方面負(fù)荷的轉(zhuǎn)移減輕了常壓塔負(fù)荷。第十一頁第十二頁，共34頁。常壓塔常壓塔是本裝置的主要分餾塔，承擔(dān)著汽油餾分（石腦油餾分）、煤油餾分、柴油餾分的分離任務(wù)。隨著加工原料的變化和生產(chǎn)方案的調(diào)整，該塔具有較強的適應(yīng)能力。本裝置的常壓塔采用板式塔，內(nèi)設(shè)56層石油大學(xué)研制的船形浮閥塔盤，抽出五條側(cè)線，并設(shè)三個中段回流，一個過冷回流。第十二頁第十三頁，共34頁。減壓塔減壓塔采用微濕式減壓蒸餾操作，抽真空系統(tǒng)由三級抽空器和配套的冷凝冷卻器組成。根據(jù)總流程安排，本裝置的減壓渣油主要用作焦化裝置的原料，少部分進兩套催化，其原油實沸點（TBP）切割溫度大于500℃。國內(nèi)常規(guī)的常減壓裝置減壓渣油的原油TBP切割溫度通常在530~540℃左右，甚至更高，國外有的達到630℃。減壓塔內(nèi)設(shè)五段填料，抽出三條側(cè)線：減一線、減二線、減三線生產(chǎn)催化裂化原料；減壓渣油作焦化裝置原料。目前裝置減頂抽真空系統(tǒng)，采用蒸汽噴射抽空器，三級抽真空，受蒸汽系統(tǒng)影響較大，不利于裝置平穩(wěn)運行，若采用蒸汽噴射抽空器加機械抽真空的混合抽空系統(tǒng)可顯示出其經(jīng)濟性的優(yōu)點。目前隨著機械抽真空設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，機械維護工作量大大降低，操作可靠性顯著增加，便于生產(chǎn)維護。減壓塔頂?shù)牟僮鲏毫υO(shè)計值為≯40mmHg。第十三頁第十四頁，共34頁。裝置間熱聯(lián)合為最大程度地減少本裝置的冷卻負(fù)荷，相應(yīng)降低下游裝置對原油的加熱負(fù)荷，本裝置在正常工況下采用熱料輸出，即各產(chǎn)品物流盡可能在與原油充分換熱回收熱量后不經(jīng)冷卻直接送入下游裝置，從而節(jié)能降耗。目前有直餾蠟油、直餾重柴油、常壓渣油和減壓渣油進行直供。第十四頁第十五頁，共34頁。工藝原理電脫鹽原理原油在電場的作用下，進行脫鹽脫水。原油從地下開采出來，都含有水，這些水中又溶解有NaCl、CaCl2、MgCl2等鹽類。雖然在油田經(jīng)過脫鹽處理，但輸送到煉油廠的原油中仍然含有一定量的鹽和水。水的危害：原油中的水，隨著原油在加熱過程汽化，增加了塔的氣相負(fù)荷，造成常減壓裝置操作波動，嚴(yán)重時會造成沖塔事故。鹽的危害：原油中的NaCl、CaCl2、MgCl2可以水解產(chǎn)生具有腐蝕性的HCl。反應(yīng)式為：CaCl2+2H2O→Ca(OH)2+2HClMgCl2+2H2O→Mg(OH)2+2HClCaCl2、MgCl2一般在200℃開始水解，當(dāng)濃度較高時，在120℃即開始水解。當(dāng)溫度在300℃時NaCl也將發(fā)生水解反應(yīng)。NaCl+H2O→NaOH+HCl第十五頁第十六頁，共34頁。HCl溶于水中形成鹽酸，具有很強的腐蝕作用，造成常減壓裝置的初餾塔、常壓塔和減壓塔頂部腐蝕。當(dāng)加工含硫原油時，含硫化合物分解放出H2S，與金屬反應(yīng)生成FeS，可以附著在金屬表面起保護作用。當(dāng)同時有HCl存在時，HCl與FeS反應(yīng)破壞保護層，放出H2S進一步加重腐蝕。FeS+2HCl=FeCl2+H2S因此，為防止設(shè)備腐蝕，必須對原油進行脫鹽。另外，催化裂化進料要求含鈉量小于1μg/g，因此，要求原油經(jīng)過脫鹽后NaCl含量小于3μg/g。原油經(jīng)過換熱器、管式加熱爐等設(shè)備，隨著溫度升高水分蒸發(fā)鹽類沉積在管壁上形成鹽垢，影響傳熱。第十六頁第十七頁，共34頁。原油脫水是利用熱、化學(xué)（注破乳劑）和電場破乳方法使油中的小水滴凝集，借油水比重差使水從油中沉降下來。原油中的鹽都溶解在水中，脫水的同時就是脫鹽，要降低原油含鹽量就要深度脫水，向原油中加入一定數(shù)量的水，降低油中的鹽濃度（注水），是提高脫鹽效率的有效方法。由于石油乳化液程度太強，僅靠加熱和電場力還不能使油水充分分離。需要加入一定量的破乳劑，破乳劑具有能迅速穿過油相的能力，并具有能夠和乳化劑相競爭以爭取界面位置的能力，當(dāng)其聚集在水滴表面時會強烈地吸引別的水滴，過樣促使水滴重新結(jié)合，膜皮破裂，使水滴粒度迅速增大，從而起到破乳，促進油水迅速分離的作用。盡而得到較理想的脫鹽效果。歸納：電脫鹽的目的就是減輕煉油加工過程的腐蝕產(chǎn)物；滿足產(chǎn)品質(zhì)量和原油后加工的要求；穩(wěn)定操作和降低能耗；除去鹽垢和可濾性固體物質(zhì)。第十七頁第十八頁，共34頁。蒸餾定義將一種混合物反復(fù)地使用加熱汽化和去熱冷凝相結(jié)合的手段使其部分或完全分離的過程。它是利用液體混合物中各組分沸點和蒸汽壓（即相對揮發(fā)度）的不同，在精餾塔內(nèi)，輕組分不斷汽化上升而提濃，重組分不斷冷凝下降而提濃，相互間不斷地進行傳熱傳質(zhì)，在塔頂?shù)玫郊兌容^高的輕組分產(chǎn)物，在塔底得到純度較高的重組分產(chǎn)物。它是實現(xiàn)分離目的的一種最基本也是最重要手段。第十八頁第十九頁，共34頁。精餾過程的必要條件精餾過程主要是依靠多次汽化及多次冷凝的方法，實現(xiàn)對液體混合物的分離。因此，液體混合物中各組分的相對揮發(fā)度有明顯差異是實現(xiàn)精餾過程的首要條件。在混合物揮發(fā)度十分接近（如C4餾分混合物）的條件下，可以用加入溶劑形成非理想溶液、以恒沸精餾或萃取精餾的方法來進行分離，此時，所形成的非理想溶液中各組分的相對揮發(fā)度已有顯著的差異。塔頂加入輕組分濃度很高的回流液體，塔底用加熱或汽提的方法產(chǎn)生熱的蒸汽。第十九頁第二十頁，共34頁。塔內(nèi)要裝設(shè)有塔板或填料，使下部上升的溫度較高、重組分含量較多的蒸汽與上部下降的溫度較低、輕組分含量較多的液體相接觸，同時進行傳熱和傳質(zhì)過程。蒸汽中的重組分被液體冷凝下來。其釋放出的熱量使液體中的輕組分得以汽化。塔內(nèi)的汽流自下而上經(jīng)過多次冷凝過程，使輕組分濃度越來越高，在塔頂可以得到高濃度的輕質(zhì)餾出物，液體在自上而下的流動過程中，輕質(zhì)組分不斷被汽化，輕組分含量越來越低，在塔底可以得到高濃度的重質(zhì)產(chǎn)品。第二十頁第二十一頁，共34頁。減壓抽真空原理本裝置抽真空系統(tǒng)采用蒸汽噴射抽空器，其工作原理是：工作蒸汽通過噴嘴形成高速度，蒸汽壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶埽c吸入的氣體在混合室混合后進入擴壓室。在擴壓室中，速度逐漸降低，速度能又轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，從而使抽空器排出的混合氣體壓力顯著高于吸入室的壓力。第二十一頁第二十二頁，共34頁。產(chǎn)品精制原理堿洗、水洗電精制原理堿洗堿洗就是用氫氧化鈉溶液和油品中的酸性非烴化合物起反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽類，這些鹽大部分溶于水，而以堿渣形式排掉，氫氧化鈉溶液和烴類不起反應(yīng)，因此，堿洗可除去硫化氫、低分子硫醇、環(huán)烷酸、酚等有害物質(zhì)。其反應(yīng)式如下：氫氧化鈉和硫化氫起作用：H2S+2NaOH→Na2S+2H2OH2S+NaOH→NaHS+H2ONa2S+H2S→2NaHS第二十二頁第二十三頁，共34頁。當(dāng)用堿量大時，生成Na2S；當(dāng)堿量小時，生成NaHS，兩者都溶于水。氫氧化鈉與環(huán)烷酸、酚、硫醇等的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。RCOOH+NaOH=RCOONA+H2ORSH+NaOH=RSNa+H2OROH+NaOH=RONa+H2O上述反應(yīng)是可逆的，其生成的鹽類能發(fā)生水解反應(yīng)，水解反應(yīng)隨堿濃度的增大和操作溫度的下降而下降，所以采用較高濃度的堿液（約10％）和常溫操作，有利于清除上述雜質(zhì)。但對于含環(huán)烷酸的輕油堿洗時，為防止乳化，堿液濃度一般采用＜質(zhì)量分?jǐn)?shù)4％。第二十三頁第二十四頁，共34頁。航煤堿洗—吸附聯(lián)合精制工藝原理堿洗是早期使用的一種航煤精制方法,用NaOH水溶液與油品中的非烴類酸性化合物發(fā)生反應(yīng),生成相應(yīng)的水溶性鹽,再將水相從油相中分離出去,油相再經(jīng)吸附劑吸附脫除剩余雜質(zhì)和有色物質(zhì)。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下：H2S+2NaOHNa2S+2H2O(1)RSH+NaOHRSNa+H2O(2)RCOOH+NaOHRCOONa+H2O(3)堿洗實際上主要是脫除油品中的少量硫醇以解決油品的腐蝕性問題，同時也能脫除其中的環(huán)烷酸類和酚類物質(zhì)；吸附主要以顆粒白土、活性炭、硅膠等為吸附劑脫除油品中的其他少量雜質(zhì)，如氮化物、醇類、酮類等極性氧化物及油品中殘留的懸浮物、膠質(zhì)、微量堿和金屬離子等，以解決油品的顏色問題。堿洗—吸附聯(lián)合精制工藝的優(yōu)點是保留了許多油品中天然的抗磨和抗氧化性物質(zhì)，不破壞油品中的原始成分或促使其中的部分組分轉(zhuǎn)化、變質(zhì)。但是，該方法缺點也是明顯的：一方面，堿洗過程中產(chǎn)生的乳化現(xiàn)象給分離過程帶來一些問題，且產(chǎn)生大量的廢堿液、堿碴；另一方面，該工藝是一種淺度精制工藝，對原料性質(zhì)有一定要求，而且吸附劑的吸附容量也是有限的。第二十四頁第二十五頁，共34頁。水洗水洗的目的就是溶解堿洗后的一些鹽類和殘余的堿渣。送電的作用原理送電就是在精制場中引入高壓電場，在強電場的作用下，油品中的堿、水粒子發(fā)生劇烈運動，增加了它們之間的相互碰撞和聚集的機會，小顆粒變成大顆粒，加速沉降分離。因為水滴在油品中的沉降速度與水滴直徑的平方成正比，這就大大增加了沉降速度，從而脫除油中的堿、水。第二十五頁第二十六頁，共34頁。催化氧化脫硫醇原理（航煤脫硫醇）催化氧化脫硫醇方法是用催化劑（磺化鈦菁鈷），使航煤中的硫醇在強堿（氫氧化鈉）及氧化氣體（壓縮風(fēng)）存在的條件下，氧化為烷基二硫化物。（二硫化物留在油中不影響油品質(zhì)量），我廠是以浸堿活性炭為床層，磺化鈦菁鈷作為氧化催化劑，采用系統(tǒng)常溫固定床法脫硫醇。其反應(yīng)式如下：2RSH+1/2O2→RSSR+H2O目的是除去航煤重硫醇和有害物質(zhì)，防止腐蝕堵塞噴咀等，保證飛機駕駛員的健康和安全，提高油品質(zhì)量增加設(shè)備使用壽命。影響因素有反應(yīng)溫度、壓力、空速、注風(fēng)量、水分含量等。第二十六頁第二十七頁，共34頁。脫除航煤中堿性氮化物工作原理噴氣燃料中的含氮化合物特別是堿性氮化物會引起噴氣燃料的顏色及安定性問題，一般認(rèn)為，噴氣燃料中的堿性氮化物含量超過1μg/g就會使油品的顏色、安定性變差。我廠在精制塔008內(nèi)裝填RA–01特種吸附劑，有效脫除噴氣燃料中的堿性氮化物，改善油品的顏色及其安定性。第二十七頁第二十八頁，共34頁。輕烴回收原油中或多或少都帶有一定量的不凝汽組份，含量的多少隨原油油種及產(chǎn)地的不同而