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l常压塔的原料和产品都是组成复杂的混合物原油经过常压蒸馏得到的是汽油、煤油、柴油等轻质馏分油和常压重油,这些产品是复杂的混合物,其质量是靠一些质量标准来控制的,如汽油馏程的干点不能高于205,柴油馏程的95馏出温度不高于365等,对各产品的分馏精确度要求不是很高。
l常压塔是一个复合塔结构一般的精馏塔,通常一个塔只能得到塔顶和塔底两个产品。
而原油常压精馏塔是在塔的侧部开若干侧线以得到如上所述的多个产品,就像几个塔叠置在一起一样,故称之为复合塔或复杂塔。
u原油常压蒸馏及其特点原油常压蒸馏及其特点常压装置简介6l常压塔下部设置汽提段,侧线产品设汽提塔在塔底注入水蒸气,以降低油气分压,使塔底重油中的轻组分气化,这种方法称为汽提,提高轻油拔出率;
侧线产品是从原油精馏塔的精馏段中部以液相状态抽出,相当于未经提馏的液体产品,其中必然含有相当数量的低沸点组分,为了控制和调节侧线产品的闪点和改善产品间的分离效果,通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔和侧线产品的闪点。
l常压塔常设置中段循环回流在原油精馏塔中,除了采用塔顶回流外,通常还设置12个中段循环回流,即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油(或者是侧线产品),经与其它冷流换热或冷却后再返回塔中,返回口比抽出口通常高23层塔板。
中段循环回流的作用是,在保证各产品分离效果的前提下,取走精馏塔中多余的热量。
采用中段循环回流的好处是:
在相同的处理量下可缩小塔径,或者在相同的塔径下可提高塔的处理能力;
可回收利用这部分温度较高的热源。
u原油常压蒸馏及其特点原油常压蒸馏及其特点常压装置简介7u原油的预处理原油的预处理从油井开采出来的原油大多含有水分、盐类和泥沙等杂质,一般在油田脱除后外输至炼油厂。
但由于一次脱盐、脱水不易彻底,因此,原油进炼厂进行蒸馏前,还需要再一次进行脱盐、脱水。
常压装置简介8u原油含盐含水的影响原油含盐含水的影响原油含水l由于水的汽化潜热很大,原油含水会增加燃料的消耗和蒸馏塔顶冷凝冷却设备的负荷。
原油含盐主要有氯化钠、氯化钙、氯化镁等。
l受热后易水解,生成盐酸,腐蚀设备;
l在换热器和加热炉中,随着水分的蒸发,盐类沉积在管壁上形成盐垢,降低传热效率,严重时甚至会烧穿炉管或堵塞管路;
l由于原油中的盐类太多残留在重馏分油和渣油中,还会影响二次加工过程及其产品的质量。
常压装置简介9目前国内外炼油厂对原油蒸馏前脱盐脱水的要求是:
l含盐量小于3毫克/升;
含水量小于0.2。
脱盐脱水的基本原理l原油中含有环烷酸、胶质和沥青质等天然“乳化剂”,它们都是表面活性物质(油包水型)。
在油中这些物质向水界面移动,分散在水滴的表面,引起油相表面张力降低,象一层保护膜一样使水滴稳定地分散在油中,从而阻止了水滴的聚集。
因此,脱水的关键是破坏乳化剂的作用,使油水不能形成乳化液,细小的水滴就可相互聚集成大的颗粒、沉降,最终达到油水分离的目的。
由于大部分盐是溶解在水中的,所以脱水的同时也就脱除了盐分。
u电脱盐电脱盐常压装置简介104.1油、水、破乳剂的混合原油相水相小水滴结晶盐水破乳剂小水滴原油相水相11破乳的方法l加入适当的破乳剂和利用高压电场的作用。
破乳剂本身也是表面活性物质,但是它的性质与乳化剂相反,是水包油型的表面活性剂。
能迅速浓集于界面,并与乳化剂竞争,最终占据界面的位置,使原来比较牢固的保护膜减弱甚至破坏,小水滴也就比较容易聚集,进而沉降分出。
电脱盐原理l原油乳化液通过高压电场时,由于感应使水滴的两端带上不同极性的电荷。
电荷按极性排列,因而水滴在电场中形成定向键,每两个靠近的水滴,电荷相等,极性相反,产生偶极聚结力,聚集成较大水滴而与油层分离。
常压装置简介124.24.2电化学破乳电化学破乳+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-加电聚结在电场作用下,原油中的液滴沿电场方向极化,相邻液滴间的聚结力为f=6qE2d2(d/D)4式中:
f-相邻液滴间聚结力q-油相介电常数E-电场强度D-相邻液滴中心距d-乳化液滴直径13l原油与破乳剂、洗涤水按比例混合,经换热器达到一定的温度,再经过一个混合阀将原油、破乳剂和水充分混合后,送入一级电脱盐罐进行第一次脱盐、脱水。
l在电脱盐罐内,在破乳剂和高压电场的共同作用下,乳化液被破坏,小水滴聚结成大水滴,通过沉降分离,排出污水。
l一级脱后原油再与破乳剂及洗涤水混合后送入二级电脱盐罐进行第二次脱盐、脱水。
l通常二级电脱盐罐排出的水含盐量不高,可将它回注到一级混合阀前,这样既节省用水又减少含盐污水的排出量。
u电脱盐脱水的工艺流程电脱盐脱水的工艺流程常压装置简介14常压装置简介15原油脱前原油一级脱后二级脱后脱盐率%含盐毫克/升含水%含盐毫克/升含水%含盐毫克/升含水%江汉油24.08.84.422.13.08-87.17鲁宁管输油156.711.225.22.950.770.1998.6鲁宁管输油260.40.620130.322.10.1896.5鲁宁管输油317.30.057.30.22.130.1887.7u炼油厂脱盐脱水效果炼油厂脱盐脱水效果常压装置简介16l卧式电脱盐罐主要由外壳、电极板、原油分配器等组成。
l电极板一般是格栅状的,有水平和垂直的两类,采用水平的较多。
l电极板一般是两层,在两层电极板之间形成一个强电场区,该区是脱盐、脱水的关键区。
l在下层电极板与下面的水面之间又形成一个弱电场区,这个弱电场促使下沉水滴进一步聚结,提高脱盐脱水效率。
l原油分配器的作用是使原油从罐底进入后能均匀垂直地向上流动,从而提高脱盐脱水效果。
u电脱盐脱水的主要设备电脱盐脱水的主要设备常压装置简介17l目前炼油厂最常采用的原油蒸馏流程是双塔流程和三塔流程。
双塔流程包括两个部分(不包括原油的预处理);
常压蒸馏和减压蒸馏。
三塔流程包括三个部分:
原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。
大型炼油厂的原油蒸馏装置多采用三塔流程,现以此为例加以介绍。
u原油蒸馏的工艺流程原油蒸馏的工艺流程常压装置简介18原油初馏其主要作用是拔出原油中的轻汽油馏分。
从罐区来的原油先经过换热,温度达到80120左右进入电脱盐罐进行脱盐、脱水。
脱后原油再经过换热,温度达到210250,一起进入初馏塔,塔顶出轻汽油馏分(初顶油),塔底为拔头原油。
常压蒸馏其主要作用是分出原油中沸点低于350的轻质馏分油。
拔头原油经换热、常压炉加热至360370,进入常压塔,塔顶出汽油(常顶油),各侧线馏分油经汽提塔汽提、换热、冷却后出装置。
各侧线之间一般设12个中段循环回流。
塔底是沸点高于350的常压重油。
u原油蒸馏的工艺流程原油蒸馏的工艺流程常压装置简介19减压蒸馏:
其作用是从常压重油中分出沸点低于500的高沸点馏分油和渣油。
l常压重油(也叫常压渣油)的温度为350左右,用热油泵从常压塔底部抽出送到减压炉加热,温度达390400进入减压精馏塔。
l减压塔顶的压力一般是15千帕。
减压塔顶直接与抽真空设备联接。
l侧线各馏分油经换热、冷却后出装置,作为二次加工的原料。
l各侧线之间也设12个中段循环回流。
l塔底减压渣油经换热、冷却后出装置,也可稍经换热或直接送至下道工序如焦化、溶剂脱沥青等,作为热进料。
u原油蒸馏的工艺流程原油蒸馏的工艺流程常压装置简介20u原油蒸馏工艺流程(燃料型)的特点有以下几个:
l初馏塔顶产品轻汽油是良好的催化重整原料、乙烯裂解料,也可作为汽油调合组分。
l常压塔可设34个侧线,生产溶剂油、煤油(或喷气燃料)、轻柴油、重柴油等馏分。
l减压塔侧线出催化裂化或加氢裂化原料,产品较简单,分馏精度要求不高,故只设23个侧线,不设汽提塔,如对最下一个侧线产品的残炭值和重金属含量有较高要求,需在塔进口与最下一个侧线抽出口之间设12个洗涤段。
u原油蒸馏的工艺流程原油蒸馏的工艺流程常压装置简介21原油常减压蒸馏装置是原油进炼油厂的第一道加工工序,而设备与管线的腐蚀非常严重。
原油中引起设备和管线腐蚀的主要物质是无机盐类、各种硫化物和有机酸等。
腐蚀可以发生在高温的重油部位,如减压炉管、塔底等,也可发生在低温轻油部位,如塔顶管线和冷凝冷却系统,尤以后者更为普遍。
引起塔顶冷凝冷却系统腐蚀的根本原因在于原油中的盐,其次是硫。
在蒸馏过程中,原油中的盐类受热水解,生成具有强烈腐蚀性的HCL(遇水成盐酸)。
HCL和H2S(原油中硫化物在蒸馏过程中的分解产物)在蒸馏过程中随原油的轻馏分和水分一起挥发和冷凝,在塔顶部及冷凝系统内形成低温HCl-H2S-H2O型腐蚀介质,对初馏塔、常压塔顶部的塔体、塔板、馏出线、冷凝冷却器等有相变的部位产生严重腐蚀。
u防腐蚀防腐蚀22抑制原油蒸馏装置中设备和管线腐蚀的主要办法是:
l工艺防腐:
对低温的塔顶以及塔顶油气馏出线上的冷凝冷却系统采取化学防腐措施,即“一脱四注”脱盐、脱水、注碱、注中和剂、注缓蚀剂和注水。
l设备防腐:
对温度大于250的塔体及塔底出口系统的设备和管线等高温部位,主要是选用合适的耐蚀材料。
p原油注碱原油经电脱盐后,还应注碱,使原油中残余的盐不易水解为HCL,同时还能中和部分环烷酸及H2S,从而减少常压塔顶馏出线的注中和剂量。
注碱的位置可在换热器和加热炉之间,也可在常压炉和常压塔之间。
值得一提的是,近些年来随着重油加工的不断发展,原油注碱对一些后序加工过程,尤其是催化过程影响较大,因此现在有些原油蒸馏装置不再采用注碱的方式。
p塔顶馏出线注氨塔顶系统还可能有残余的氯化氢和硫化氢,仍会造成较严重的腐蚀,因此需要在塔顶馏出线注入中和剂(碱性物质),中和氯化氢和硫化氢等酸性物质。
各炼油厂常用的中和剂是液氮或氨气,也有用有机胺的。
u防腐蚀防腐蚀23p注缓蚀剂氨分别与HCL和H2S中和后,生成的(NH3)2S无腐蚀性,但NH3CL仍有腐蚀作用,必须注入缓蚀剂才能消除它的沉积和腐蚀。
所谓缓蚀剂即具有延缓腐蚀作用的物质,它是一种表面活性剂,能够吸附在金属设备表面,形成保护膜,使金属不被腐蚀。
p塔顶馏出线注水由于NH3CL在水中的溶解度很大,所以在塔顶馏出管线注氨的同时,连续注水可洗去注氨时生成的NH3CL,也可降低常压塔顶馏出物中HCL和H2S的浓度,以保证冷凝冷却器的传热效果,防止设备的垢下腐蚀。
连续注水量一般为塔顶总馏出量的510。
u防腐蚀防腐蚀24u装置概况装置设计规模200万吨/年年开工时数为8000小时操作弹性60%120%。
u装置组成主要由原油电脱盐部分、原油换热部分、初馏部分、常压蒸馏部分、三注部分等组成。
常压装置简介25u原料及产品性质原料性质l装置加工原油为文昌原油和西江原油的混合原油(其中文昌油150万吨/年,西江油50万吨/年);
l文昌原油属于低硫含酸、低重金属含量、轻质偏中间基的原
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