炼油厂常减压蒸馏装置生产原理-课件(同名1338)

炼油厂常减压蒸馏装置生产原理主要内容n工艺原理及概述n工艺流程简介n原料来源及产品走向n装置的技术改造n装置的能量消耗n装置的物料平衡n常减压装置的技术发展方向n装置生产受控管理开展情况2工艺原理及概述工艺原理n常减压蒸馏是原油加工的第一道工序n装置是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n常压蒸馏蒸馏出低沸点的汽油、煤油、柴油等组份 n常压渣油在避免裂解的较低温度下进行分馏，分离出润滑油料、催化料等二次加工原料，剩下减压渣油。n本装置的减压塔，经过两次大型的改造，现在为全填料减压塔，塔顶采用预冷凝和两级蒸汽喷射器抽真空，全塔压降3.0KPa。3工艺原理及概述装置概况n本装置是由中国石化总公司北京设计院设计n设计能力为每年加工350万吨大庆原油，年开工时间为8000小时。n装置为润滑油型常减压蒸馏装置n全装置共有设备232台，占地面积17100m2n1989年4月破土动工，于1991年7月投产n装置生产常一线做为航空煤油要求符合3号航煤标准 4工艺流程简介装置组成部分装置主要有以下几部分组成 n电脱盐系统n初馏和常压系统n航煤脱硫醇系统n减压分馏系统n水除氧及蒸汽发生系统n加热炉烟气余热回收系统。5工艺流程简介电脱盐原理n原油电脱盐就是在一定温度下，破乳剂，注水、混合、电场等因素综合作用下，原油中小水滴聚结成大水滴，靠油水密度差而将原油中水和溶解在其中的盐同时分离的过程。n由于大庆原油含盐量较低，本装置采用了一级电脱盐，但是随着原油的逐渐重质化、劣质化，原油脱前含盐量已经是设计值的一倍。6装置流程概述n原油泵-1/1.2 抽87单元11#、12#罐的原油，到装置内经过两路换热，到电脱盐罐经过脱盐，脱后原油从容-1出来经过四路换热后进入塔-1，经过闪蒸，塔-1顶出重整料，不凝气经换-52加热后去原油稳定，当原油稳定停工时去炉-1烧掉。塔-1 底油经泵-2/1.2抽出，经过四路换热到304左右后，被常压炉加热到370 左右出来进入常压塔第四层上方，经过常压塔精馏后，塔顶油汽经过冷凝冷却后的汽油一部分打入塔顶，一部分作为常顶汽油出装置，不凝气到常压炉烧掉。然后从上到下侧线依次馏出常一线、常二线、常三线，常四线直接被抽出。7装置流程概述n其中常压塔设有一个顶回流，两个中段回流（常一中、常二中），常底油经过泵-3/1.2 抽出到减压炉加热到395左右后进入减压塔第四层上方，减压塔底吹入蒸汽。减顶设有两级抽真空系统，减顶油汽经过一级予冷器和一级抽空器和二级予冷器及二级抽空器，不凝气到常压炉烧掉，冷却下来的油水经减顶油水分液罐（容-6）分出的油经泵送出装置，减压塔沿塔壁至上而下依次馏出减一线、减二线、减三线、减四线、减五线，各侧线（除减五线）经过气提塔在由各泵抽出到各换热器进行换热，冷却最后送出装置，减压塔经过泵-21/1.2 抽出。经过两路换热，一部分热料去重催、焦化，另一部分经过冷却做冷渣送出装置。8大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流9工艺流程简介电脱盐系统概述n设计电脱盐温度定为120，注水量为5%（占原油），注入破乳剂的浓度2%,注入量20ppm（占原油），为了降低能耗，装置采用容-6脱水作为部分电脱盐注水，今年还尝试使用硫磺酸性水代替除盐水作为电脱盐注水，并且能够保证脱后含盐在5mg/l以下。10工艺流程简介初馏、常压分馏系统概述n初馏塔直径3.2米，内装层浮阀塔盘，开有一个侧线n初馏塔抽出4%（占原油）直接送入常压塔，可以减少常压炉的热负荷n常压塔直径上部为3.8米，下部为4.8米，内装47层浮阀塔盘，及一个供常二中换热的填料段n常二中取热段采用环矩鞍和隔栅填料解决11工艺流程简介航煤脱硫醇系统概述n装置生产的航煤馏分按3号航煤规格设计n航煤馏分硫醇性硫含量在12-20ppm之间，因此需要经过脱硫醇工序n装置采用国内已成熟的13X铜分子筛氧化脱硫醇工艺n航煤馏分温度130、空速为3时-1下，通入少量空气进行氧化脱硫醇n为使产品消光值达到要求，还需经过脱色罐脱色（罐内装有活性炭)n产品经玻璃毛过滤器和陶瓷过滤器过滤之后送出装置。12工艺流程简介减压分馏系统概述n本装置的减压塔，是按湿式操作设计，在塔底通入水蒸汽以降低油气分压,塔顶真空度控制不小于93.5kpan塔顶部油气冷凝段直径为5.0米，内部装有2米高环矩鞍填n油气冷凝段以下是分馏段，直径8.2米，抽出三个润滑油料侧线（减二、减三、减四）13工艺流程简介减压分馏系统概述n为了确保减压四线油质量，在进料段和减四线抽出层之间，设有一个净洗段，用净洗段流下的内回流做洗涤油，冷凝下的油作为减五线抽出，送去作催化裂化原料。n进料段处塔径放大到10米以进一步降低空速n在进料处的塔内部设有水平敷设的环型导流板，使汽液顺利的分离，以减少雾沫夹带。n进料段以下为汽提段直径3.5米n汽提段以下为抽出斗直径2.8米以尽量减少渣油在高温区的停留时间，减少裂解的不凝气数量。14工艺流程简介蒸汽发生及水除氧系统概述n采用减一中段回流及 减四线、减五线做热源发生压力为1.0MPa的蒸汽。经加热炉（炉-2）过热到250 供本装置真空喷射器和加热炉燃料油雾化用 不足由装置外补给n采用常一中段回流做热源发生压力为0.4MPa的蒸汽 经过加热炉（炉-2）过热到360 各塔供汽提用 不足由装置外补充供给n本装置发生蒸汽所需的除氧水，在本装置内自设除氧站。15工艺流程简介装置外输热系统概述n为了进一步回收装置内各侧线油品的低温余热，初馏塔顶及常四线,减压二,四线及减压渣油等物流都设有采暖水热交换器n冬季向全厂热水站提供490吨/时采暖水n夏季采暖水系统停用(停用半年)改用循环水冷却器.n以常一线和常三线为热源，产生90的伴热水循环使用。装置内管线伴热，仪表伴热以及装置内建筑物采暖等都用伴热水16工艺流程简介加热炉烟气余热回收系统n为降低加热炉排烟温度提高加热炉热效率n本装置设计有一台热管式空气预热器(空预-2)n常压炉,减压炉共用一台预热器n该空气预热器布置在地面n可使空气入炉温度达到190n炉子热效率达89.75%n设有空气鼓风机及烟气引风机各一台17工艺流程简介加热炉烟气余热回收系统n为防止温度过低引起空气预热器露点腐蚀，使空气先经热油式空气预热器(空预-1)加热到40，空预-1以常二线作加热热源。18工艺流程简介常压系统流程图 19工艺流程简介减压系统流程图 20原料来源及产品走向原料来源n原油由大庆油田东油库、东二库和南-油库供给，东油库入我厂原油线，管线公称直径250mm，管线长13km，管线内存油550t，最大输油量可达9000t/d；南-油库入我厂原油线公称直径250mm，11.9km，管线内存油500t，最大输油量可达7500t/d，两条原油线最大可输送原油16500t/d。两条输油线由东、南油库直接入我厂原油中间罐或输入原油稳定万米罐储存，经8/3#管线由东向西进入装置内泵-1/1.2处。21原料来源及产品走向产品去向n初顶瓦斯去原油稳定，也可以去F-1作燃料气。n初顶汽油去重整做铂料。n常顶瓦斯去原油稳定，或去F-1低压瓦斯火嘴烧掉。n常顶汽油去88单元进70#管调。不合格进88单元139#、140#、141#罐。n常一线航煤去88单元156#、160#罐，再由成品88单元转南罐区调合出厂。不合格油进88单元157#、158#罐。n常一线生产高煤油去成品93单元72#灌区211-216#罐。22原料来源及产品走向产品去向n常二线去成品88单元169#、170#罐做调合柴油，还可进93单元0#管调。n常三线可走专线跨601/1#线进柴油罐区，还可走18/3#、29/3#、35/3#、501/3#线。n常四线走18/3#、29/3#线。n减一线经87单元去重催装置，还可走18/3#、35/3#、501/3#线。n减二线走601/3去调合进410-416罐，还可走18/3#29/3#、35/3#线。23原料来源及产品走向产品去向n减三线走602/3去调合进410、413、414、406、409、411罐，还可走18/3#、29/3#、35/3#线。n减四线走603/3去调合进402、408罐，还可走18/3#、29/3#、35/3#线。n减五线经87单元去重催装置，还可走18/3#、29/3#线。n热渣油去二重催，焦化做原料、另外专线去动力站做燃料。n冷渣油去93单元76罐区，另一路走专线去一、二重催装置。24原料来源及产品走向产品去向n18/3#线进87单元45罐区119#-124#罐n29/3#线进 87单元42罐区13#-18#罐n501/3#线进加氢57单元302#、304#、306#罐25装置的技术改造减压塔改全填料n目的提高装置润滑油料的质量和收率n将精馏段原网孔塔盘及原有规整填料拆除，更换成清华大学SP系列规整填料n将原有的动力式液体分配器更换成重力式液体分配器n原有的矩鞍环填料利旧，减一及减五线集油箱利旧n提馏段将原有的F1浮阀塔盘更换成清华大学的ADV浮阀塔盘n在闪蒸段处设置导流板n增设一台减五线换热器（E-53）和初底油换热n新增台蓝式过滤器用于过滤减一、二中返塔油中的杂质26装置的技术改造减压塔改造工艺数据27装置的技术改造减压深拔项目背景炼油厂现状：催化装置掺渣比较高n装置生焦量大n产品质量差n柴油十六烷值低n氧化安定性差n汽油烯烃高改造目的：提高馏份油切割深度，减少渣油收率，为催化裂化 装置提供更多的优质原料，为炼油厂汽柴油升级奠定基础。28装置的技术改造减压深拔的策略n减少减压渣油的收率，同时保持目前的产品质量n在新建/改造的设备中提供更高处力量的灵活性n在减压加热炉/减压塔中使用的蒸汽量保持恒定n保持塔的减压条件n将塔底汽提用的2500 kg/hr 蒸汽转移到减压炉注汽n将塔底汽提减到最小(不大于1.5t/h)n保持汽提操作以便能够测试适度的增量29装置的技术改造减压深拔的策略n提高减压塔入口温度n闪蒸段的目标温度402C(与基准工况相比提高了18C)n加热炉的汽提蒸汽量较大时，可允许温度较高，同时安全远离裂解极限n将减压装置中塔的热量转移得更低，以避免上部填料段的液泛30装置的技术改造减压深拔改造（工艺）n主要是提高减压炉出口温度n增加了减五线抽出量，减少减渣收率n调整换热流程n增加的减五线热量用于发生蒸汽n减四线洗油进行冷却后回塔，其热量主要用于发生蒸汽n减压加热炉中新加四个注汽点，目前减压路炉管共有八炉注汽n将装置的总拔出率由原来的61.1%提高至65.7%31装置的技术改造减压深拔改造（设备）n主要将原有初馏塔底4层塔盘拆除n常压塔121层常规浮阀更换为导向浮阀高效塔盘n更换减压塔底塔盘，增加部分换热器n更换减五线泵n更换减顶一、二级抽空器n更换常压炉及减压炉燃烧器等32深拔项目改造工艺简图（减四线）33深拔项目改造工艺简图（抽空器系统）34深拔项目改造工艺简图（常二中）35深深拔项目改造工艺简图（减五线）36深深拔项目改造工艺简图（燃料油线）37装置的技术改造深拔项目产品产量变化38装置的技术改造深拔项目产品收率变化39装置的技术改造减压深拔前后消耗对比40装置能量消耗分布表41二套常减压装置能耗分布图42装置能量消耗分布表43装置的技术改造（变频调速器应用）n变频调速器的使用变频调速器的使用n装置负荷率较低时，机泵处于大马拉小车状态，电机输出的有效能量不能全部被利用，相当大一部分能量消耗在控制阀的节流上，造成电能的浪费，采用变频调速技术后，操作员可以根据实际生产的需要，直接改变机泵转速，达到调节目的。为降低消耗和换热系统压力，提高机泵效率，降低检修费用，装置提出采用变频调速技术。96年在15台机泵、2台空冷风机上安装了芬兰ABB公司生产的变频调速器，98年由于空冷风机变频器节电效果不明显，将空冷变频器移位到两顶汽油出装置产品泵上；2000年12月在原油泵（630KW电机）上采用了美国AB公司提供生产的变频调速器技术；2005年在初馏塔底泵和减底泵上也安装了变频调速器。采用变频调速技术后，每月可以节约40万度电，装置电耗由1.96千克标油/吨原油下降到1.5千克标油/吨原油，设备故障率明显降低。44装置物料平衡说明（原料）45装置物料平衡说明（产品）46装置物料平衡说明（拔出率）47 装置主控图48 预蒸馏系统49 加热炉系统 50常压蒸馏系统51航煤脱硫醇系统52减压蒸馏系统53常减压装置的技术发展n一、技术的不断创新一、技术的不断创新n1 强化原油蒸馏技术n 强化蒸馏即为加剂强化蒸馏，其基础思想是把石油看作胶体分散系统，通过向原料油中添加活化剂来改变系统的状态，强化原油加工过程，提高拔出率。该技术无需增加设备投资，工艺条件基本不变，是一项适合我国国情的重油加工技术。n2 深度切割减压蒸馏n 深度切割主要目的是提高减压瓦斯油产率和瓦斯油的精确分离，基本原理是在减压液体渣油夹带的同时在减压闪蒸达到最低的压力和最高的温度。n3 渐次蒸馏n 渐次蒸馏技术其原理是将常规原油蒸馏同时分离汽、煤、柴各种馏分，改为将上述馏分按顺序进行逐步分离。利用三个塔连续预闪蒸，第一次为干式闪蒸，分馏出8090的轻汽油；塔底油去第二闪蒸塔，此塔为湿式操作，生产出实沸点为90120的中石脑油；塔底油换热后送至主常压塔，生产出重石脑油、煤油、轻重常压瓦斯油等；常压塔底重油加热后进入减压塔，分出轻、重瓦斯油和585深切割减压渣油。这种工艺特对是仅用一台加热炉，能耗低于常规装置。54常减压装置的技术发展n4 里纳斯蒸馏技术n 蒸馏塔内设置稳定的蒸馏膜，塔内蒸汽流速高达1.52m/s；蒸馏塔内的传质和传热过程可以与分离化合物的物理性质相互适应；n 回流过程在蒸馏塔内进行，塔内所有蒸发出来的馏分经冷凝后在蒸馏罐内直接得到最终产物；n 与传统的塔板塔和填料塔相比，蒸馏塔高度可降低310倍，塔内分离物质的容量可减少50100倍，从而可以大幅度降低建设和设备费用；总能耗降低10；操作、清洗和维修费用比一般蒸馏塔低50；n 精馏过程的停留时间仅为260s；n 可以分离热不稳定化合物；n 工艺放大简单；抗震好；可靠性高，不需要复杂的自动化控制系统。55常减压装置的技术发展n5 全填料干式减压蒸馏n 该工艺特点是在塔和炉内不注入水蒸气，通过塔顶采用的三级抽空冷凝冷却系统，使减压塔的进料段和减压炉出口获得较高真空度，在较低温度下完成相同的减压拔出率。减压塔内件采用处理能力高、压力降小、传质传热效率高的新型、高效金属填料及相应的液体分布器，有利于提高减压馏分油的收率并降低装置消耗。对于生产润滑油组分的减压塔，采用干式减压蒸馏，由于减压炉出口炉温的降低能使润滑油组分的质量得到改善。6 高真空薄膜蒸馏技术n 高真空薄膜蒸馏可多回收5060重质馏分油，其沸程为550570，且金属和沥青质含量低。n7 减压塔分段抽真空新工艺n 减压深拔关键取决于减压塔进料段蒸发层尽量高的操作温度和低残压。高的操作温度除受油种裂解性能限制外，主要靠减压炉转油线温降来达到蒸发层尽量高的操作温度之目的；而蒸发层的高真空则靠单段减压塔工艺无法实现，只有采取分段深拔，才能满足减压深拔的目的。56常减压装置的技术发展n二、设备的改进二、设备的改进n1 塔板n主要高能塔板产品及其性能n产品特征：改善降液管设计，增加有效面积，改善降液管以达到更好的分布，高能鼓泡设备，改善鼓泡设备，改善降液管设计，增加有效面积，改善降液管设计，缩小塔板间距，在前塔板的基础上改善鼓泡设备，改善降液管和鼓泡器，改善鼓泡器，以提高处理能力和抗结垢性能，结合Mutter公司的MVG鼓泡器和UOP降液管，强化降液管，改善汽液分离。n2 填料n 组片式波纹填料是天津大学开发的专利产品，实验中分离效率提高10，通量提高20，压降降低30以上；n 自分布填料是一种改善液体分布性能的特制规整填料，通常是放置于填料层的最上端，其作用是将多点式或多线式液体分布状态变成多线式或多面式分布，以减少液体分布的端效应，这对于高径比不大于0.5的大型填料塔而言是至关重要的。实际应用在济南炼油厂，减四线残炭由0.42降到0.25。57常减压装置的技术发展n 脉冲规整填料特征是降低每层填料之间的流通通道，增加气体流通面积，提高传质效率，降低压降。n3气液分布器n 辐射式进气初始分布器和双切向环流式进气初始分布器是两种适合于大型填料塔用的综合性能优良的进气初始分布器，前者性能更好一些。n4 分壁式蒸馏塔n 在相同进料速率下，分壁塔回流率较常规塔低，因而可以提高能力。分壁塔可以节能60，投资节省30。58常减压装置的技术发展n三、优化操作三、优化操作n1 常压n 适当增加塔板数，投资增加不多，经济效益却非常显著；n 改进常压塔汽提段的设计和操作；n 保持必要的常压塔过汽化率。n2 减压n 提高减压塔顶真空度；n 降低汽化段压力；n 提高汽化段温度；n 采用强化蒸馏技术；n 应用减压塔分段抽真空技术；n 排除封油和冲洗油影响。59常减压装置的技术发展n四、先进过程控制技术和窄点技术四、先进过程控制技术和窄点技术n 1 先进过程控制技术在常减压蒸馏装置稳定操作、控制产品质量、节能降耗、提高装置运转性能中日益重要。目前，横河公司（YOKOGAWA）先进控制技术（APC）应用包括SMOCPro多变量控制器和RQEPro 软测量模型的实际应用，在DCS 上的接口测试以及程序下装，操作画面绘制工作已经结束，近期将进行控制器逐步投用。该APC控制系统包括一下控制器：n 常压炉支路平衡控制器n 常压塔多变量预估控制器n 常压塔底液位控制/减压炉支路平衡控制器n 减压塔多变量预估控制器 它的基本思路就是：通过一个动态的过程模型，根据过程输入（操纵变量MV，干扰变量DV）预估出CV的未来变化，并确定如何调整控制器输出以使所有过程变量（包括受控变量CV和操纵变量MV）达到设定值或在约束范围之内（所谓先进控制）。然后，如果存在自由度（自由度数不在约束限的MV的个数达到设定值或约束限或在约束限外的CV的个数），控制器则进一步调整过程，完成操作优化（所谓优化控制）n 60常减压装置的技术发展 我们相信随着优化控制器的投用，不断摸索最佳控制方法，二套常减压装置的操作平稳率和产品收率会得到更大提高n五、缓蚀剂开发与应用五、缓蚀剂开发与应用n 油溶性缓蚀剂能有效抑制塔顶冷凝、冷却系统由低温HCL-H2S-H2O酸性介质引起的腐蚀，具有较强的抗点蚀能力，同时能够有效的促进油水分离，减少污水排放所造成的环境污染，具有一定的环保价值。n 高温缓蚀剂是解决环烷酸腐蚀的一种经济有效方法，但是从长远观点看，抗环烷酸腐蚀材料才是解决问题的根本途径，化学转化法也可能是一种有效方法。n六、阻垢剂工业应用六、阻垢剂工业应用n 阻垢剂在设备和管道开工后的前三四周内使用剂量加倍，会在设备和管道表面形成一个良好的保护层，减少金属表面的腐蚀和抑制结垢。减压渣油阻垢剂专用于常减压装置减压塔底的换热器，能够有效减少沥青质、无机盐和杂志的沉积，确保换热器的换热效果，减少了燃料的消耗量，使装置安全、稳定、长期的操作。n 二套常减压装置也有阻垢剂注入系统，由于注入点结焦，目前无法处理通没有投用。61车间生产受控管理开展情况n不断修订完善操作规程不断修订完善操作规程n 新版操作规程是操作人员的行动指南和操作规范，是确保装置安全生产的一个重要手段，车间高度重视此项工作，不断在实际操作过程中对新版操作规程进行补充、完善，使之达到提高车间整体管理水平的目的。n 车间成立了操作规程修订指导小组，多次组织技术员、班长、技术骨干研究分析现有的操作规程，制定详细的培训计划，重点对操作细化部分和岗位分工进行培训。由于新版操作规程将原有的工作流程进行了细化，在流程描述中出现了许多陌生的名词、术语，因而首先强化员工对新版操作规程中这些事物的掌握和理解，做到在理解的基础上融会贯通；其次，从工作流程和岗位上使操作人员对自己执行的操作熟练掌握，哪些应该做，何时做；再者，强化对操作人员基础操作、事故处理预案及安全知识的培训，提高操作人员的应知应会等技能。n 同时，很多技师和操作员参与进来，车间把电子版操作规程拷到操作室的微机上，他们利用平稳操作以及处理生产问题后及时和操作规程上的内容分析对照，总结出自己的经验体会，反馈回车间技术组后汇总，定期组织修订小组成员讨论，好的方案、方法就这样及时补充到规程中。62车间生产受控管理开展情况n编制并不断完善岗位操作卡编制并不断完善岗位操作卡n 二套常减压装置操作卡片包括：装置岗位操作卡（班长岗位、常压岗位、减压岗位、司炉岗位、热油泵房岗位、冷油泵房等六个岗位）、装置开工操作卡、装置停工操作卡、专用设备操作卡、事故处理操作卡、单项作业操作卡、通用设备操作卡、其他操作卡共八部分内容。n操作卡编制和使用期间存在的问题及现状n 针对事故处理操作卡格式不对；个别操作卡局部内容松散；可操作性不强；各类操作卡使用情况和完成确认情况不清晰等存在的问题，我们正在组织人员进行梳理、补充和完善，尽快满足生产需要。63车间生产受控管理开展情况n 随着生产受控工作的不断深入开展，车间按照炼油厂的总体部署，严格按照24项管理规定逐一编制、完善、补充、修订操作规程、工艺卡片、岗位操作卡和定期工作台历，员工做到不间断巡检，干部实行走动式管理，每天深入现场，掌握生产第一手数据，员工按照培训计划，每月进行生产技能培训，使“工作有计划，行动有方案，步步有确认，事后有总结”的“四有工作法”在车间逐步得到员工的熟知和落实。让只有“规定动作”，没有“自选动作”的理念在员工的操作过程中逐步规范养成。n 在操作图的绘制过程中，我们充分发挥班组技术骨干的作用。技师和技能专家利用在岗平稳操作时间和技术人员到现场绘制流程，然后整理出草图由操作员再次确认，提高流程的准确性，也达到了提高操作员掌握实际流程的目的。n 随着各项工作的深入开展，我们将努力学习，不断探索装置工艺管理的新经验，好方法，实现装置安全、平稳、绿色、高效运行，为公司和炼油厂作出我们应有的贡献！64