燕山石化生产实习报告

北京化工大学化学工程与工艺专业生产实习报告北京燕山石化炼油二厂姓名班级学号成绩实习时间实习地点目录1车间概况11炼油厂概况12车间概况13产品2生产工艺、运行与维护21工艺流程说明 22主要工艺指标与技术先进性 221.国外连续重整工艺技术a. 早期催化重整b. 半再生铂重整工艺c. 固定床循环再生工艺d. 移动床连续再生工艺 222.连续重整工艺技术的对比 223.国内连续重整工艺技术 23运行与控制 24维护与检修3主要设备原理与参数 31主要化学反应设备 32主要分离设备 33主要设备4问题调研41调研问题142调研问题25其他5. 1. 感想与总结5. 2. 建议1车间概况11燕山石化炼油厂概况燕山石化炼油厂自上个世纪 60 年代建厂投产，今已有四十多年的历史， 累计加工原油量 2.3 亿吨，生产汽油、煤油、柴油、润滑油 9000 多万吨，提 供化工轻油 4300 多万吨，为国家的经济发展做出了贡献，同时，经过四十多 年的发展，也有建厂初期的 3 套炼油装置发展到目前的 26 套，加工能力由最 初的 250 万吨/年提高到 1000 万吨/年，形成了一个上下游装置基本配套、公 用加工设施完备、技术水平较为先进的千万吨级炼油厂。近十多年来，燕山石化炼油厂发展速度进一步加快，原油一次加工能力达 到了目前的 1600 万吨/年，在 1994 年化工系统完成了 45 万/年乙烯改造工程 后，炼油厂先后于 1995 年完成了 300 万吨/年的蒸馏装置的异地改造，1997 年新建了 60 万吨/年连续重整装置和 100 万吨/年中压加氢改质装置，1998 年 完成了 200 万吨/年重油催化裂化装置的建设，并将加工 120 万吨/年蜡油的二 催化装置改造成 80 万吨/年的全大庆减压渣油的重油催化裂化装置，配套把 20 万吨/年气体分馏装置扩能改造到 42.8 万吨/年，提高了炼油厂的原油加工 深度和高品质油品生产能力。 2001 年为满足柴油质量升级换代的需要，建设 了 100 万吨 / 年柴油加氢精制装置，加氢处理催化裂化柴油。2004 年为调整； 炼油产品结构，满足日益增长的航空煤油需要，建设了 80 万吨/年航煤加氢精 制装置。同年建设了 30000Nm3/h催化干气提浓料装置，回收催化干气中的碳 二等轻烃，提高资源的利用效率。随着大庆原油供应的减少， 2005 年对一蒸 馏进行改造，开始加工含硫中间基的俄罗斯原油，同时启动了 1000万吨/年炼 油系统改造工程，以提高原油加工能力并适应含硫原油的加工要求，新建4套 生产装置和1套三废处理装置，以及为满足京标（IV）汽油质量标准的汽油吸 附脱硫装置，于2007年6月实现一次开车成功。今后几年，燕山石化还将继续对炼油系统实施技术改造，一方面消除重油变化对润滑 油基础油的影响和满足润滑油质量升级换代的需要，将新建加氢法生产润滑油基础油的 系列装置，提高润滑油基础油的质量和产量；另一方面，将针对 1000 万吨/年炼油改造 工程开工后出现的二次加工能力不配套的问题，实施配套改造和建设，使上下游炼油装 置处理能力满足1300 万吨/年原油加工量的要求，增强对原油品质变化的适应 能力，使燕山石化炼油系统能够继续作为满足北京市及华北地区油品供应的主 要生产基地，并承担起为了燕山石化化工系统进一步发展的原料保障任。12车间概况燕山石化分公司是中国特大型燃料 -润滑油-化工原料型综合性炼油企业之 一，拥有30 多套生产装置。主要包括三大系统：三套常减压蒸馏装置能力为 850 万吨/年。燃料油生产装置。主要包括：三套重油催化裂化装置，加工能力为 400 万吨/年；中压加氢裂化装置，设计加工能力为 130 万吨/年；宽馏份重整装 置，设计加工能力为 60 万吨/年；铂重整装置，设计能力为 15 万吨/年；天然 气制氢装置，设计能力为 2 万立方米/时；汽油加氢装置，设计能力 22 万吨/ 年；柴油加氢精制装置，设计能力为 100 万吨/年；气体分馏装置，设计加工能 力为 40 万吨/年。润滑油装置。主要生产装置包括70万吨/年丙烷脱沥青装置、52万吨/年 酮苯脱蜡装置、两套糠醛精制装置、 20 万吨/年润滑油白土补充精制装置、 6 万 吨/年石蜡加氢精制装置。本次生产实习参观的厂区为炼油二厂，包括常减压蒸馏装置，柴油加氢装 置，三催化裂化装置，连续重整装置。二蒸馏装置原设计为250万吨/年，与1969年9月建成投产， 1981年改造为 300万吨/年常减压蒸馏装置，是燕山公司炼油类甲类危险性装置。分别为后续 化工装置切割出铂重整料、催化裂化原料、乙烯裂解了、润滑油料等，同时还 可以产出直馏汽油、航空煤油、直馏柴油、燃料油等产品。柴油加氢装置，为迎接 2008 奥运会的召开，满足生产更高质量标准的汽 柴油，改善重质加工和转化能力不足的现状，燕山石化公司确立了200万吨/年 加氢裂化装置，也是燕山石化第一套最大高压制氢裂化装置。本装置由中国石 化工程建设公司设计，采用中国石油化工集团公司石油化工科学研究院开发的 加氢精制和加氢裂化催化剂。产品主要有：尾油馏分，重石脑油，干气，液化 气等。目前，中石化第一套按欧V柴油标准设计的柴油加氢精制装置一一燕山 石化年产 260 万吨柴油加氢精制装置已进入设备安装阶段，预计将于 2011 年 12月建成中交。项目开工投产后，燕山石化柴油质量将达到国五排放标准。三催化是燕山石化的第三套催化裂化装置，它拥有200万吨/年的生产加工 量，由中国石化北京设计院设计，采用美国UOP技术，1996年开始建设，1998年8月建成 投产，催化剂再生部分采用并列式两段完全再生技术，反应部分采用全提升管反应器。是 燕山石化炼油厂的重要生产部门。三催化装置（重油催化裂化装置）的主要原料 有蒸馏装置的常三、常四、减二、减三、减四、减五线、减压渣油及酮苯蜡 膏、糠醛抽余油和丙烷脱沥青油等为原料，主要产品有轻质油（汽油、柴油）和化工原料等。连续重整装置：北京燕山分公司80万吨/年连续重整装置共有重整氢增压机三台，为两开一备配置，其型号为4M40(52)-142/2.4-8.5-57.1/7.5-23BX,工艺位号 为K202A/B/C,是由沈阳气体压缩机厂生产的两段两级往复式压缩机。该机组是连 续重整装置的核心设备，于1997年8月投入运行。13产品二蒸馏装置分别为后续化工装置切割出铂重整料、催化裂化原料、乙烯裂解了、润滑 油料等，同时还可以产出直馏汽油、航空煤油、直馏柴油、燃料油等产品。柴油加氢装置,： 主要产品有尾油馏分，重石脑油，干气，液化气等。 三催化裂化装置： 主要产品有轻质油(汽油、柴油)和化工原料等。 连续重整装置： 主要产品为高辛烷值汽油组分、苯、二甲苯、氢气等。2生产工艺、运行与维护21工艺流程说明本部分主要介绍炼油二厂的连续重整装置。重整装置是炼油化工厂生产清洁汽油、芳烃基本化工原料的一个核心单元,进料换热器起着回收装置反应产物热量,降低能耗的作用。图一 连续重整总貌流程图J 厂V7057(R201F201$40压机补20V20802p尾气至焦化脱硫V202含硫污水石脑油进料重石进料注水液化气至焦化脱硫C201A.B戊烷分01至耀区精制油至整个重整单元精制油至锻区汽提塔预加氢反应器C201A.B重整来补充氢图 二 连续重整加氢工艺流程图制图何卓贤连续重整预加氢系统日期2011.7工艺流程图C4/C5分憎塔22主要工艺指标与技术先进性221.国外连续重整工艺技术a.早期催化重整早期催化重整采用金属氧化物催化剂（如含铬、钼等氧化物），此类催化重整 工艺工业化的主要有：临氢重整：采用固定床循环再生式工艺流程，使用含9% Mo03/Al203催化剂有四 个固定床反应器，分成A、B两组，每组由2个反应器串联组成，交替切换操作。主要 生产甲苯（当时主要用于生产TNT的原料）和航空汽油。b半再生铂重整工艺催化重整的真正发展，应当是在1949年美国环球油品公司（UOP）的卩七/A12O3 催化剂开发成功以后。Pt/A12O3催化剂比含铬、钼等氧化物催化剂活性高100多倍， 而且重整选择性、活性稳定性、产品收率，以及运转周期等也要远远高于早期重整 催化剂。可以说，含铂重整催化剂的开发成功，开创了催化重整工艺的新时代，是 催化重整工艺在50至60年代获得了巨大的发展。70年代以来，美国Exxon公司，法国石油研究院（IFP）、美国环球油品公司 （UOP）、Chevron公司、荷兰AKZO和美国Englehard公司等开发了一系列Pt-Re 和Pt-Sn双金属催化剂。在固定床半再生催化剂重整工艺中，有 UOP 公司的 Platforming 工艺，自1949 年第一套装置投产后，已成为当今世界炼油工业的一种典型工艺，见下图。YJ图1美国UOP公同固定床半再生催化至整工艺流程图Fig. 2J Fixed-bed semi-rterieratioti catalytic Tftrrming proee聲 flowchart of UOPCorporation in AmericaC . 固定床循环再生工艺 固定床半再生催化剂重整工艺，因催化剂失活加快，一般一年左右要停下来 再生，为此 50年代美国 Exxon 公司和美孚石油公司研究开发了循环再生工艺，使装 置可以不断运转。流程类似于半再生工艺，不同的是增加了个额外反应器。第一套 工业化装置于1954年5月投产，采用低压高温操作，使用Pt-Re催化剂，运转周期 为 2-3 年.d . 移动床连续再生工艺美国 UOP 公司和法国 IFP 分别于 1971 年和1973 年各自建成了第一套移动再生 工业化催化重整装置。由于连续再生工艺能在接近新鲜催化剂条件下操作，芳烃转 化率高，液收高，生成油辛烷值高，氢产率高，因而获得迅速发展。美国 UOP 公司于 1971 年在美国海岸炼油厂投产的世界第一套催化剂连续再生的 移动床催化重整装置，处理能力为 90.2 万吨/年；1980 年在美国 Koch 炼制公司的 德克萨斯州 Corpus Cristi 炼油厂投产了第二代连续重整装置，处理能力为 130万 吨/年。1993年UOP又开发了 Cyclemax（第三代）连续再生技术。至2002年底，全世 界采用 UOP 催化重整装置专利技术的装置累计已有 800 余套，其中 137套为 CCR 专 利技术。 UOP 移动床连续再生重整工艺明显区别于 IFP 工艺是反应器重叠布置，占 地少第一代反应压力为0.8MPa,第二代反应压力为0.35MPa,加压0.25MPa CCR再 生，第三代反应压力亦为 0.35MPa,CycleMax 再生，示意流程图见下：J=l7T2.2芙国Fig, Moivin-bed continuous reg)P公司穆动床连藝再生僵化重整T艺示意流程ratkMi catalytic reforming process flowchart afUOP Corporation in AmeriGa片税Afe幷法国石油研究院（IFP）开发的第一套催化剂连续再生移动催化重整装置，于 1973年在意大利San Quirco炼油厂投产，处理能力为8.16万吨/年，1991年在韩 国 Ssangyong 公司炼油厂投产了第二代连续再生催化重整工艺，新近有投产了第三 代（Regen C）连续再生技术，工艺流程图见下：图23袪国IFP公司移动庆连錢再卞催化重整工艺示意流祥Fig. 2.3 Moving-bed conlifimjus regeneration catalytic reibnning pnjeu弗 ilQwekait of IFP Corporalion inFmiice222.连续重整工艺技术的对比随着连续重整技术的不断发展和不断完善，美国 UOP 公司和法国石油研究院(Axens)两家公司的连续重整技术已经完全工业化，两家连续重整专利各有特点， 在反应器布置、再生系统控制方法、催化剂烧焦还原技术上都存在一些差异，但其 在工程上最主要的差别有两点：(1)反应器布置：UOP采用重叠式，Axens采用并 列式：(2)再生回路流程： UOP 采用热循环， Axens 采用冷循环。这两种方式，从 不同的观点看各有长短。反应器重叠布置与并列布置相比，催化剂提升次数少，流 程简单，占地少，但反映其整体高达 90m 左右，设备之灾运输都比较困难，同时反 应器框架很高，操作维修不方便。又如再生回路冷循环与热循环相比，设备数量 多，且能耗稍高。从已投产的工业装置来看，两家技术都是成功的，用户反应都不 错，同时，也都在不断改进。UOP 近年来在连续重整装置上推广一种新型的名为 Chlorsorb 脱氯技术，其利 用再生放空气体与再生催化剂在适宜温度下接触以回收再生放空气体中的氯，减少 催化剂的再生注氯量，同时取消了传统的碱洗系统，避免了碱洗系统腐蚀设备等对 操作带来的不利影响，更为重要的是避免了废碱液的处理以及对环境肯能的二次污 染。223.国内连续重整工艺技术到目前为止，我国已经建成 30 余套连续重整。连续重整装置建设，早期靠成套 引进；90 年代中后期做到只买工艺包，自己进行工程设计，随着我国对重整技术的 掌握，可以只付专利费，完全自己设计(北京工程公司 SEI 和洛阳石化工程公司均 可以)，催化剂也完全可以国产化，新型催化剂性能非常好，已经达到世界级水 平。3主要设备原理与参数31主要化学反应设备本部分主要介绍燕山石化新型高效节能设备板壳式换热器重整装置中的反应进出料换热器具有冷热流进出口温差大、流量大、热负荷高 及阻力降要求高的特点,以往多采用立置管壳式换热器。由于传统管壳式换热器的传 热效率较低,所需传热面积大,当单元装置规模较大时,要采用 2 台或多台并联的方 式,并采取必要的措施保持并联物流分配均匀。由于系统总压降较小,物料易产生偏 流,在多台设备并联运行时难以实现热负荷及物流的均衡分配,且设备占用空间大,金 属耗量多。因此,立置管壳式混合进料换热器已完全不能满足装置大型化、现有装置 扩能改造以及确保装置平稳长周期运行的要求。在现有的大型重整、芳烃装置中,板 壳式换热器是进料换热器的首选。311. 设备参数燕山石化80 X 104 t/ a重整装置用板壳式进料换热器设计参数:壳程操作压力0. 329 MPa , 壳程设计压力0. 51 MPa ,板程操作压力0. 54 MPa板程设计压力0. 91 MPa壳程操作温度（进/出）489. 7 C/109. 0 C, 板程操作温度（进/出）96. 1 C/ 441. 8 C; 壳程设计温度（热侧/ 冷侧） 549 C/ 288 C, 板程设计温度（热侧/ 冷侧） 500 C/ 288 C;壳、板程质量流量均为106 175 kg/ h 。设备型号为LBQ2500 X 10 20. 621500RZ4 ,设备规格（直径X高度）2 500 mm X 18 850 mm，金属质量121 t。32反应设备应用2008 年11 月, 燕山石化80 X104 t/ a 重整装置开车运行, 现场运行结果与 设计参数对比见表1 表中, 设计工况为100 %负荷, 实际运行工况为80 %负荷。从表 中可以看出, 实际运行情况优于设计值, 超出预期目标值。Si投用结果m设计级对比黑诡福度拎诡馬浅1 况63!/出）O/出）温差視差/匸/ c/ r/ C/ MW设计49.7/109.096_ 1/441. S47.912.935.92运彳477.2/102.6106 Sfllk）- 明茗（氢气）/4砂36.711.52. 93表2板売式耳管克式换根器技术参数对比h数/fr传热面积/ !蛙务直栓Finm然诡鬧度GM E柠诡馬度平均温差f r/MW/ W - Cn -E0 1设舊屁星:殳备造於f丿.止板壳式15 0002 5009.7/10995.1/441.S19.7835.92352.41211 264.5件壳式I7 8002 500489.7/11996.1/417.660.2133.54124.64202 160从表2 可以看出, 板壳式与管壳式进料换热器相比, 换热面积减小56 % , 传热系数 提高186. 7 % , 多回收热量7. 09 % , 热端温差减小24. 2 C, 冷端温差减小10 C, 节约占地20 m2 , 节省设备造价约计896 万元, 节省框架费30 万元。按照年操作时间 8 000 h 、燃料油的低热值41 870 kJ / kg 进行核算, 年节约燃料费约410 万元。33节能减排331. 设计工况设计工况下,板壳式进料换热器回收热负荷35. 92 MW ,按照年操作时间8 000 h 、燃料油的低热值 41 870 kJ / kg 、 1 kg 燃料油产生 3. 1 kg CO2 、燃料油中碳 含量85 %基准进行计算，每年可节省燃料油24 714 t、减少CO2燃排放量76 614 t 。与管壳式进料换热器相比, 板壳式进料换热器可多回收热负荷2. 38 MW , 每年可 多节省燃料油1637 t、减少CO2燃排放量5 076 t。332. 实际工况在80 %负荷运行情况下， 板壳式进料换热器热负荷为28. 93 MW ， 比对应设计工 况多回收0. 19 MW。每年可多节省燃料油130. 7 t、减少CO2燃排放量405 t。由 此类推，在100 %负荷下，比对应设计工况多回收0. 238 MW ， 每年可多节省燃料油约 164 t ,减少CO2燃排放量505 t。4问题调研4. 1.调研问题一1 :有关DCS系统集成度的问题DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，它综合了 计算机(Compu ter)、通讯(Communica tion)、显示(CRT)和控制(Con trol )等 4C 技术， 其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。现代化的化工生产几乎都离不开DCS系统，化工生产中需要同时监控大量的工艺 参数，如温度、压力、流量、浓度等等，各个参数间相对独立而又有一定的联动 性，例如在精馏塔中，冷液进料的情况下，加大原料流量，会使得塔顶温度下降， 产品浓度随之发生变动。DCS系统就可以在原料流量增大的同时，同时调节塔的其他 操作参数，使得塔产品浓度在一定限度范围内符合要求，以达到正常生产的目的。在实习过程中我了解到炼油二厂的各个装置之间(蒸馏装置、三催化装置、连 续重整装置)的DCS系统是相互独立，既然DCS系统可以把化工生产集成到一起控 制，为什么不把这四个装置以及整个化工厂的DCS系统集成到一起？以上疑问我咨询了糠醛装置的技术员，有关于DCS的高度集成度问题，需要从不同方 面来评价。优点：集成度更高的DCS可以实现一体化控制，例如在本套三催化装置中，原 料为蒸馏装置减一线的馏分，将整个化工三成的DCS集成到一起后，一旦减一线馏分 的参数发生变化，通过连锁反应，三催化装置能够立即做出响应，调整工艺参数以 保证本套装置正常运行，大大提高了装置的运行稳定性。而且可以实现在一个中控 室内监测整个炼油二厂的运行状况，需要的员工更少，有利于人员的合理化调配， 信息的管理。缺点：整个化工厂的占地面积比较大，将所有装置放在一起集中控制，必然会 出现有些设备比较近，有些设备比较远，一旦出现故障，到达现场的时间长短不 一，及时维修难以保障。DCS集成到一起后，每个员工都要对整个厂区设备的运行有 所了解，这就要求员工有更为全面的专业知识，对员工的能力提出了更高的要求。所以，将各个装置的DCS集成到一起有利也有弊，也许在不久的将来会解决种种 缺点，实现更高水平的集中控制。4. 2.调研问题一2：管路上各种不同阀门的选取在化工厂中，随处可见各种管路，阀门是化工装置中量大面广的重要压力管道 元件。它具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流、泄压等功能。在 现场，可以看到各种各样的阀门：闸阀，截止阀，蝶阀，安全阀，还有一些叫不出 名字的阀门，有关阀门的选用，技术员做了简单的介绍。阀门的种类很多，有如下的分类方法：1. 按照用途分类：切断用、止回用、分配用、调节用、安全用等等；2. 按照操作方式分类：手动型、气动型、液动刑、电动型等等；3. 通用分类：闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、球阀、安全阀、疏水阀、隔膜阀 等；阀门的选用要因地制宜，一般根据其用途来决定。化工中的常用阀门如下：闸阀，闸阀是石化行业中用途最广泛的一种阀门，一般不用于调节介质流量之 用，常用于常开、常关场合，流阻小，具有一定的调节性能，并能从阀杆升降的高 低识别调节量的大小，可以双向流动，适合、合于制成大门径的阀门，适用范围 广，除用于蒸汽、油品等介质外，还适用于含有粒状固体及粘度较大的介质，并适 于做放空阀及低真空系统的阀门。截止阀，截止阀的性能，主要做切断管道介质用，由于开闭所需力较大，因此，口径通常W200,开启高度小，关闭时间比闸阀短。调节性能较好，但流阻较大，密封性一般比闸阀差，对含有机械杂质的介质，关闭阀门时，易损伤密封面， 适用于蒸汽介质；不宜用于粘度较大，带颗粒、易结焦、易沉淀的介质，也不宜作 放空阀及低真空系统的阀门。截止阀的价格比闸阀便宜。蝶阀，蝶阀的关闭件为一圆盘形，绕阀体内一固定轴旋转来开启、关闭和调节 流体通道。与同公称压力等级的平行式闸板阀比较，尺寸小、重量轻、结构简单， 开启力小，开关较快，操作简便、迅速，具有良好的流量调节功能和关闭密封性 能。此种阀门发展最快，正在朝高温、高压、大口径、高密封性、优良的调节性 能、长寿命方向发展，已部分取代闸阀、截止阀和球阀。5其他（业务和思想上的心得体会、建议等）5. 1. 感想与总结为期四天的生产实习很快就结束了，在这段短暂的实习时间里，收获和感想很 多，通过这次生产实习，使我们有了锻炼自己分析并排除在操作过程中机械可能出 现的各种故障的机 会，而这种机会在工厂的实地实习中几乎是不可能有的。生产实 习还让我们感受到了在化工 厂工作的气氛，紧张而严谨，以及在成功完成一个化工 机械开车后的喜悦和成就感。所以个人认为还是有必要在此进行简要总结。我觉得这种形式的参观实习非常 有意义，因为这比坐在课堂里听讲来得更为实际、直观。通过讲解，实地参观，交 流询问，我们不但在所学专业领域了解了催化加氢工艺、烷烃提取工艺流程，对工 业生产的各个环节和主要设备都有了一定认识，并对北京知名的燕山石化以及其重 要环节之一的炼油二厂有了很多了解。此外，通过与带领技术员的交流，认识到了 将来职业岗位上的责任、工作、待遇和在这样的环境下技术人员的生活与感悟。我 感到自己真的是学到了很多与专业相关的知识，同时也提高了我在生产实践中认 识、分析问题的能力，为日后的实际工作打下了基础。但同时，也意识到了自己知 识是如此匮乏，所以在今后的日子里，我们要更加努力的学习专业知识，填补自己 的空白，争取将来也能在化工专业的岗位上做得出色。相信经过这次生产实习，我们每 个人无论是准备考研还是找工作，都有了一个 更加明确的目标。 本次实习虽然辛苦，但是我的收获却很大。这次实习让我们懂得 实践出真知，再多的理论知 识只有到了实践当中才有应用的价值，才能够得到完 善。我们要不怕吃苦，多去工厂、车间 参观学习， 我们在参观的过程中往往能够 找到理论知识在实际中的应用， 从而通过点滴的积 累来不断充实自己的知识储备 与实践能力。5. 2. 建议 希望增加这样的实习机会，并在条件允许的情况下，能够让各个企业单位多派 出几名员工给我们进行更为细致讲解，或采用较高级的扩音设备，也希望能给同学 们留出专门自由提问的时间。