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认识实习报告
化工原理认识实习报告
——参观大港石化公司实习报告
化工学院09级应用化学(工)三班王凯3009207477
一、实习背景:
大港石化公司始建于1965年,地处天津东南,渤海之滨,海陆空交通便捷,基础设施完善。
经过近40年的发展,现加工能力500万吨/年,2008年加工原油425万吨,轻油收率76%,综合商品率91.1%,柴汽比3,利润总额3.9亿元。
公司目前主要的加工类型是燃料-化工型;主要产品包括90#汽油、93#汽油、97#汽油、0#柴油、-10#柴油、液化气、丙烯、石脑油及MTBE等。
公司的主要生产装置分布在四个车间中,具体分布如下:
序号
装置名称
所属单位
1
500万吨/年常减压装置
第一联合车间
2
100万吨/年延迟焦化装置
3
100万吨/年蜡油加氢裂化装置
第二联合车间
4
40000Nm3/h制氢装置
5
75万吨/年催化汽油加氢脱硫装置
6
40万吨/年烃重组装置
7
160万吨/年催化裂化装置
第三联合车间
8
30万吨/年液化气分离装置
9
5万吨/年MTBE装置
10
30万吨/年催化重整装置
第四联合车间
11
5万吨/年重整汽油分离苯装置
12
50万吨/年柴油加氢改质装置
13
10000Nm3/h催化干气制氢装置
14
16万吨/年汽油加氢装置
15
80吨/小时污水汽提装置
16
0.5万吨/年硫磺回收装置
此次实习主要参观第一三四联合车间。
二、生产方法及原理:
1.常减压蒸馏:
根据原油中各组份的沸点(挥发度)不同用加热的方法从原油中分离出各种石油馏份,是原油加工的第一道工序。
2.延迟焦化:
焦化是焦炭化的简称,是重质油(如重油、减压渣油、裂化渣油甚至土沥青等)在高温条件下进行裂解和缩合反应,生成油气(含不凝气、汽油、轻柴油、轻蜡油、重蜡油)和石油焦的过程。
延迟焦化的反应机理与热裂化基本相似,只是延迟焦化工艺是将重质油进行高温热裂解。
3.催化裂化:
(1)催化裂化部分:
使原料油在适宜的温度、压力和催化剂存在的条件下,进行分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合等一系列化学反应,原料油转化成气体、汽油、柴油等主要产品及油浆、焦炭的生产过程。
包括反应再生部分、分馏部分和稳定吸收部分。
①反应再生部分:
其主要任务是完成原料油的转化。
原料油通过反应器与催化剂接触并反应,不断输出反应产物,催化剂则在反应器和再生器之间不断循环,在再生器中通入空气烧去催化剂上的积炭,恢复催化剂的活性,使催化剂能够循环使用。
烧焦放出的热量又以催化剂为载体,不断带回反应器,供给反应所需的热量,过剩热量由专门的取热设施取出加以利用。
②分馏部分:
主要任务是根据反应油气中各组份沸点的不同,将它们分离成富气、粗汽油、轻柴油、回炼油、油浆,并保证汽油干点、轻柴油凝固点和闪点合格。
③吸收稳定部分:
利用各组份之间在液体中溶解度不同把富气和粗汽油分离成干气、液化气、稳定汽油。
(2)气体脱硫、汽油液化气脱硫醇:
①包括干气、液化气脱硫:
干气及液化气脱硫采用胺法脱硫,脱硫溶剂选用复合型甲基二乙醇胺(MDEA)。
脱硫后的富胺液送至溶剂再生塔再生后循环使用。
②液化气脱硫醇采用预碱洗脱硫化氢、催化剂碱液抽提脱硫醇工艺,催化剂碱液经再生后循环使用。
其脱硫化氢催化反应方程式为:
H2S+2NaOH→Na2S+2H2O
其脱硫醇催化反应方程式为:
RSH+NaOH→RSNa+H2O
2RSNa+H2O+1/2O2→RSSR+2NaOH
脱硫醇催化反应总方程式为:
RSH+1/2O2→RSSR+H2O
③汽油脱硫醇采用化学精制法:
抽提-催化氧化(MEROX)法。
该工艺采用的是有机金属催化剂(磺化酞氰酤)在常压下就能使汽油中的硫醇加速氧化成二硫化物的方法,氧是从空气中供给,反应是在碱性环境下完成。
脱硫醇的基本原理就是硫醇或硫醇的官能团(-SR)首先转移到碱性的水相中去,并在那里同催化剂结合,形成络合物,在氧的作用下,这种硫醇与氧的络合物被氧化,生成二硫化物和水。
4.气体分馏:
基本原理是利用液态烃中各个组份的沸点或挥发度不同,通过汽液两相不断地传质、传热,也就是多次同时利用汽化和冷凝的方法,来使液体混合物得以精密分馏的过程。
5.MBET(甲基叔丁基醚)装置:
原料混合碳四中的异丁烯与甲醇在大孔径强酸性阳离子交换树脂的作用下,通过反应生成甲基叔丁醚(以下简称MTBE)作为高辛烷值汽油的调和组分,同时还伴有副反应的发生。
反应式如下:
6.催化重整:
(1)重整原料的预加氢精制反应原理:
预加氢部分是原料预处理部分的核心,其作用是脱除对重整催化剂活性有害的物质,其中包括砷、铅、铜、硫、氮、氧、双键烯烃等。
金属杂质通过吸附作用沉积在催化剂表面,而无机杂质则转化为易于脱除的无机物如H2S、NH3、H2O等,使重整原料油中S<0.5μg/g(w),N<0.5μg/g(w),As<1ng/g(w),Cu及Pb均<10ng/g(w),并通过加氢反应使双键烯烃饱合为烷烃。
(2)重整反应部分工艺原理:
催化重整是以C6~C11石脑油馏分为原料,在一定的操作条件和催化剂作用下,烃类分子发生重新排列,使环烷烃和烷烃转化为芳烃,同时产生氢气的过程。
重整反应深度(指生成油的辛烷值或芳含)与原料油性质,催化剂性能(金属功能Mt和酸性功能Ac)以及操作反应苛刻度有关。
7.抽提:
又可称为液--液萃取,是分离液体混合物的一种单元操作。
抽提和蒸馏、吸附等操作一样,全属于物理的分离方法。
抽提是基于混合物中各组份在溶剂中的不同溶解度而得以分离的操作。
8.加氢精制:
馏分油在氢压下进行催化改质的统称。
是指在催化剂和氢气存在下,石油馏分中硫、氮、氧的非烃组分和有机金属化合物分子发生脱除硫、氮、氧和金属的氢解反应,烯烃和芳烃分子发生加氢反应使其饱和。
通过加氢精制可以改善油品的气味、颜色和安定性,提高油品的质量,满足环保对油品的使用要求。
9.变压吸附制氢:
原理是依据吸附剂(多孔固体物质)对气体选择吸附的原理。
装置分为原料和预处理部分、变压吸附部分、氢气部分、解吸气部分。
(1)原料预处理部分基本原理:
随着温度上升,吸附量减小。
变温吸附就是依据吸附剂的这个特性,低温(≤40℃)下,将原料气中的杂质吸附,使原料气净化,升高温度(150℃)时,杂质从床层解吸出来,吸附剂得以再生。
然后用冷气流带走床层的热量,床层温度降至环境温度,又重新吸附杂质。
(2)变压吸附部分基本原理:
随压力升高,吸附剂吸附量增加,变压吸附就是利用吸附剂的这一特性,高压下吸附剂将杂质吸附,提纯出氢气。
然后用降压和抽真空的方法将杂质解吸出来,使吸附剂床层得以再生,重新吸附杂质。
(3)脱氧部分基本原理:
脱氧器R0101中装有钯催化剂CNA641,可以使以下反应顺利进行,从而使产品气中的氧含量降至10PPm以下,产品就成为合格氢气。
10.焦化汽油加氢:
加氢原料为焦化汽油,杂质(硫、氮、烯烃等)含量较高,在一定的温度、压力和氢气存在的条件下,在加氢精制催化剂(DZG-10)的作用下,加氢精制的主要化学反应为加氢脱硫、脱氮、脱氧,烯烃、芳烃加氢饱和等反应。
三、工艺流程及主要操作条件(如湿度、压力、流量)
1.500万吨/年常减压装置
流程如下图:
2.100万吨/年延迟焦化装置
流程图如下:
3.160万吨/年催化裂化装置
流程图如下:
4.30万吨/年液化气分离装置
流程图如下:
5.5万吨/年MTBE装置
流程图同上。
6.30万吨/年催化重整装置
流程图如下:
7.5万吨/年重整汽油分离苯装置
流程图如下:
8.50万吨/年柴油加氢改质装置
流程图如下:
9.10000Nm3/h催化干气制氢装置
流程图如下:
10.16万吨/年汽油加氢装置
流程图如下:
四、主要设备的特点和作用
1.500万吨/年常减压装置
●装置特点:
(1)原油蒸馏采用三级蒸馏:
初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。
(2)电脱盐系统采用两级交直流电脱盐技术,其中一级为高速电脱盐罐。
(3)采用初馏塔方案,以增加装置的灵活性,减少常压炉、常压塔的负荷。
增设初馏塔侧线抽出,并将其侧线油打入常压塔一中回流线,进一步分馏。
不但降低了加热炉的热负荷,节省了能耗,而且也降低了常压塔下部的汽液负荷,提高了常压塔的处理量。
(4)常压塔内件采用大通量、高效率、高弹性的华东化工学院的专利产品导向浮阀塔盘,部分塔段采用规整填料。
(5)常一、常二汽提塔为导向浮阀塔盘,常三汽提塔采用乱堆填料。
(6)减压蒸馏采用深拔技术,减压塔选用全填料内件,采用先进的液体分布器(根据各段不同汽液负荷条件,选用不同性能的填料)。
生产方式按照干式操作考虑,可以转成微湿式操作。
(7)减压进料口设置360°环型分配器,使上升气体均匀分布,减少雾沫夹带。
(8)减压塔顶系统采用三级抽空系统。
增压器和一级抽空器采用传统的蒸汽抽空方式,二级采用机械抽空系统和蒸汽抽空系统相互备用,节约能量和投资。
(9)常压蒸馏换热系统和减压蒸馏换热系统统一考虑,采用窄点技术,优化设计,充分利用装置余热,使原油换热终温达到300℃以上。
(10)加热炉采用热管式空气预热器,降低能耗,节约费用。
(11)装置操作采用DCS集散控制系统,是美国FoxboroI/A`S系统。
以提高装置的管理水平并实现过程的优化控制。
●装置作用:
主要加工为大港高凝原油和进口原油。
2.100万吨/年延迟焦化装置
装置以减压渣油为主要原料,年处能力为100万吨(80~110万吨/年),主要产品为汽油、柴油、液化气、蜡油、石油焦,副产品为干气。
装置主体包括焦化、分馏、吸收稳定三部分,辅助系统包括焦炭塔水力除焦和天车装置。
工艺上采用一炉两塔、单井架水力除焦、无堵焦阀密闭放空的先进工艺,生焦周期为4小时。
3.160万吨/年催化裂化装置
装置组成主要包括反再(包括烟气能量回收系统和三旋)、分馏、吸收稳定、双脱(包括干气、液化气脱硫和汽油、液化气脱硫醇)、轴流风机(包括两台备用风机和由电机、变速箱、轴流风机及烟机组成的三机组)和以背压式蒸汽透平驱动的气压机等六部分。
(1)为保证重油催化裂化有较好的产品分布,采用高温短接触的提升管,并在其出口采用了UOP公司VSS密闭旋流快分系统,大幅度降低油气在沉降器停留时间。
(2)进料注入系统采用UOP高效雾化喷嘴,可将原料雾化成小于催化剂颗粒的小滴,以保证雾化的油滴与再生催化剂有良好的接触,并得到迅速的传热反应。
(3)提升管Y型部分:
采用UOP进料预提升系统,设置的莲蓬头式分布器使催化剂处于良好流化状态,为使油和催化剂接触创造了条件。
(4)采用钝化剂注入系统,以抑制催化剂上重金属脱氢和生焦。
(5)沉降器汽提段采用UOP高效汽提技术,使待生剂中的烃尽量除去。
(6)两段再生新工艺:
两段再生能很好的保持催化剂的活性和选择性。
第一段再生是在较低的再生温度(640℃~710℃)下将催化剂上的部分炭和全部氢烧掉,这样降低了第二再生器的水蒸汽分压,虽然第二再生器温度(680℃~730℃)比一再高,但由于没有水蒸汽存在,因而使催化剂免于水热失活。
(7)采用能灵活调节催化剂循环量的分装式电液驱动冷壁滑阀,以保证操作平稳和装置长周期运转。
(8)能量回收:
再生烟气采用烟气轮机回收压力能,采用高温取热锅炉和过热器回收烟气显热和CO化学能。
分馏塔顶油气(低温位热)与除盐水换热,利用循环油浆与原料换热及发生蒸汽回收热量。
五、工艺流程示意图
常减压蒸馏工艺流程示意图
六、实习体会:
此
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