毕业设计（论文）-280万吨年原油常压蒸馏塔工艺设计.doc(2)

包括石油炼厂、石油炼制的研究和设计机构等，石油炼厂中的主要生产装置通常有：原油蒸馏（常、减压蒸馏）、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等，主要生产汽油、喷气燃料、煤油、柴油、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦和各种石油化工原料。石油炼厂中的主要生产装置通常有：原油蒸馏（常、减压蒸馏）、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等，主要生产汽油、喷气燃料、煤油、柴油、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦和各种石油化工原料。它主要由原油常压蒸馏得到的煤油馏分经精制加工，再加入添加剂制得（直馏喷气燃料），为扩大资源，还由原油蒸馏得到的重质馏分油经加氢裂化制得，甚至还掺入催化裂化馏分油和热裂化、焦化、减粘的加氢精制馏分等（二次加工喷气燃料）。

随着汽车制造业及机械工业的飞速发展以及环保要求日益严格,我国润滑油工业面,同时还将面临,因此润,迫切需要生产出具有高APIⅡ类、类润滑油基础油的生产工(加氢改质)、异构脱蜡(催化脱蜡)、加,也有与润滑油老三套相结(包括)生产工艺为,润滑油加氢研究工作虽在20世纪60年代就已开,但直到80 - 90年代才大规模开展起来。原油蒸馏是石油炼厂中能耗最大的装置，近年来采用化工系统工程规划方法，使热量利用更为合理。此外，利用计算机控制加热炉燃烧时的空气用量以及回收利用烟气余热，可使装置能耗显著降低。常减压蒸馏19世纪20年代主要石油产品为灯用煤油，原油加工量较少，原油蒸馏用釜式蒸馏法（原油间歇送入蒸馏釜,在釜下加热）进行。19世纪80年代,随着原油加工量逐渐增加，将4～10个蒸馏釜串联起来,原油连续送入，称为连续釜式蒸馏。1912年，美国M.T.特朗布尔应用管式加热炉与蒸馏塔等加工原油，形成了现代化原油连续蒸馏装置的雏形，原油加工量越来越大。近30年来，原油蒸馏沿着扩大处理能力和提高设备效率的方向不断发展，逐渐形成了现代化大型装置（见彩图）。中国现有40余套原油蒸馏装置，年总加工能力超过100Mt。

与一般的蒸馏一样，原油蒸馏也是利用原油中各组分相对挥发度的不同而实现各馏分的分离（见精馏）。但原油是复杂烃类混合物，各种烃（以及烃与烃形成的共沸物）的沸点由低到高几乎是连续分布的，用简单蒸馏方法极难分离出纯化合物，一般是根据产品要求按沸点范围分割成轻重不同的馏分，因此，原油蒸馏塔与分离纯化合物的精馏塔不同，其特点为：有多个侧线出料口，原油蒸馏各馏分的分离精确度不要求像纯化合物蒸馏那样高，多个侧口(一般有3～4个)可以同时引出轻重不同的馏分。提浓段很短。原油蒸馏塔底物料很重，不宜在塔底供热。但通常在塔底通入过热水蒸气，使较轻馏分蒸发，一般提浓段只有3～4块塔板。中段回流。原油各馏分的平均沸点相差很大，造成原油蒸馏塔内蒸气负荷和液体负荷由下向上递增。为使负荷均匀并回收高温下的热量，采用中段回流取热（即在塔中部抽出液体，经换热冷却回收热量后再送回塔内）。通常采用2～3个中段回流。常减压蒸馏的作用石油是沸程极宽的复杂烃类混合物。要从石油中提炼出多种多样的燃料油、溶剂油、润滑油和其它石油化工产品，必须将石油分隔为不同沸程的馏分，然后按照油品的使用要求，脱除这些馏分中的非理想组分，或者是经由化学转化形成所需要的组成，进而获得合格的石油产品。

石油炼厂中的主要生产装置通常有：原油蒸馏（常、减压蒸馏）、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等原油常压蒸馏塔，主要生产汽油、喷气燃料、煤油、柴油、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦和各种石油化工原料。中国石油大连炼油厂的原油蒸馏装置具有年处理1000万吨原油的能力。胜华炼厂有两套原油加工能力分别为100万吨/年、25万吨/年的常减压装置，一套18万吨/年的催化装置，主要加工胜利原油，也加工部分辽河原油及进口原油（直馏燃料油）。

7．蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法.用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏.。ii、蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法.用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏.。比如说有些有机化合物能与水形成共沸混合物，可以利用该特性，在待干燥的有机物中加入共沸组成中某一有机物，因共沸混合物的沸点通常低于待干燥的有机物的沸点，所以蒸馏时可将水带出来，从而达到干燥的目的。

从初馏点到干点这一温度范围我们叫它“馏程”。初馏塔的工艺特点原油经过电脱盐脱水脱盐后，继续换热，一般加热到220至240进入初馏塔。在这样低的温度下设置初馏塔目的是：以提高装置处理量。尤其是加工轻质原油时，将220至240的原油送入初馏塔，这样部分气化的轻组分可以分离出来，降低了原油换热系统和常压炉的压降，降低了常压炉的负荷。转移塔顶低温腐蚀。设置初馏塔可以将一部分“HCL-H2O-H2S” 腐蚀转移到初馏塔顶，减轻常压塔顶的腐蚀，这样做在经济上较为合理。增加产品品种。可以将较轻的石脑油组分从初馏塔顶分离出来，作为乙烯裂解原料、重整原料等产品。也可以从初馏塔的侧线生产溶剂油。 在实际生产装置中有时使用闪蒸塔代替初馏塔。但使用闪蒸塔的缺点是闪蒸塔不出产品，不会提高处理量，同时它的油气返回常压塔中部，会随着原油轻重变化影响常压塔侧线馏出温度的平稳。由于进料温度比较低，初馏塔塔内的气相并不是很大，绝大部分是液相。根据原油轻重的不同，初馏塔的产品量（不考虑侧线抽出）大约占原油的3%至7%,大部分原油是以液体状态流到塔底，这部分油称之为“拔头油”，或“初底油”。由于原油气化会造成温降，初底油温度会低于进料温度4至5，初底油经泵加压后再和高温重油换热至260至320，经加热炉加热后进入常压塔。

由于初底油的量较大，提馏段的液相超负荷，汽提效果几乎没有，而且易超出冲塔，故初馏塔底不设置汽提蒸汽。原油中的大部分轻烃会在初馏塔塔顶蒸出，约占原油的0.3%至0.8%。这些轻烃含有大量的液化气组分，原来都是将其作为加热炉的燃料，十分浪费。现在基本上都是通过各种方式进行回收其中的液化气，回收方式主要有三种：1初馏塔增压操作回收轻烃。这种方法应用较多，具体做法是提高初顶的压力至0.35至0.4MPa原油常压蒸馏塔，轻烃全部溶解到石脑油馏分中，再通过分离装置将轻烃从石脑油馏分中分离出来。这种方法的优点是流程简单，投资少，操作维护费用低，缺点是提高了原油系统的压力，减少了初馏塔的拔出率，增加了常压炉、常压塔的负荷，为此有些装置在拔头油进料前又增加了一套闪蒸系统。2增加压缩机组和吸收稳定单元进行分离。3直接送到专门回收轻烃的装置等。虽然初馏塔吸收了部分本属于常压塔的低温腐蚀，但由于原油温度低，盐类水解较少，腐蚀产物H不多，所以，初馏塔顶的腐蚀并不严重，很容易控制好。常压塔的工艺特点初底油用泵加压后与高温位的中段回流、产品、减渣进行换热，一般换后温度能达到260以上，如果换热流程优化的好，换后温度可达到310左右。

如图2-5所示，从常压塔底来的渣油，经过常底泵加压后，进入减压炉进行加热，温度升高到390℃左右，进入减压塔，通过加热和降压两种手段，使常底渣油进行汽化、分馏，从塔顶到塔底产品依次为减顶气体、减顶油、减一线、减二线、减三线、减四线、减五线和减压渣油。 结合表-2、3 可以得出，22 台加热炉中氧含量最高的是加氢精制 f101 炉，达14.83%，最低的是三蒸馏减压炉为 1.43%，但其 co 含量为 156ppm，也就是说三蒸馏减压炉存在不完全燃烧。在常减压蒸馏装置中,常压炉的处理能力决定了常减压蒸馏装置处理能力,如果常压炉的处理能力不够,整个装置将无法完成预定的任务。

如果这样，常渣会很快在炉管内结焦、裂化，造成炉管堵塞。从表中可以看出，随着压力（绝对压力）的下降，油品的沸点大幅降低，根据油品的这种特性，诞生了减压蒸馏。减压塔塔顶油气被抽真空系统不断地抽走冷却，使塔内形成负压，常渣大量气化，分离成蜡油组分或润滑油组分和减压渣油。蜡油可以作催化裂化、加氢裂化装置的原料，润滑油基础油经过其他加工工艺精制成润滑油，减压渣油是氧化沥青、延迟焦化的好原料，也可送到重油催化裂化、溶剂脱沥青装置，还可以作为商品燃料油外销。与初馏塔、常压塔相比，减压塔在结构和工艺上有明显的不同。1减压塔对分馏精度的要求要比常压塔粗略。2减压塔的结构和工艺要求尽量提高收率同时还要避免发生裂化反应。减压塔进料段真空度是提高收率和避免裂化的关键。为了提高进料段的真空度，减压塔顶需使用高效稳定的抽真空设备，提高塔顶真空度。另一方面，塔内都使用压降较小的塔板或者填料，尽量减少进料段到塔顶的压降。3在减压下，油气、水蒸气、不凝气的比体积大，比常压塔中油气的比体积要高出十余倍，尽管减压蒸馏时允许采用比常压塔高得多（通常约2倍）的空塔线速，但为了降低气速防止气相夹带液相，减压塔的直径和板间距要比常压塔大。

因此，在设计减压塔时需要更多地考虑如何使沿塔高的气相负荷均匀以减小塔径。为此，减压塔一般采用多个中段循环回流，常常是在每两个侧线之间都设中段循环回流。这样做也有利于回收利用回流热。4减压塔的外型一般都是两头细中间粗，这是因为塔顶的气相负荷较小，只剩下不凝气、汽提蒸汽（湿式）和携带上来的少量油气，故塔径较小。为降低塔顶气相流量和减轻塔顶抽真空系统的负荷，减压塔顶一般不出产品，塔顶管线只供抽真空设备抽出不凝气之用，以减少通过塔顶馏出管线的气体量。因为减压塔顶没有产品馏出，故只采用塔顶循环回流而不采用塔顶冷回流。塔底减压渣油是最重的物料，如果在高温下停留时间过长，则其分解、缩合等反应会进行得比较显著。其结果，一方面生成较多的不凝气使减压塔的真空度下降；另一方面会造成塔内结焦。因此，减压塔底部的直径常常缩小以缩短渣油在塔内的停留时间。此外，有的减压塔还在塔底打入急冷油以降低塔底温度，减少渣油分解、结焦的倾向。5由于塔内是负压，为保证减底泵入口有足够的灌注压头，避免减底泵抽空，故减压塔底离地面较高。6填料型减压塔的内回流不是从塔顶流到进料段，是分段的。在每个填料段上部，中段回流通过喷嘴均匀地喷淋到填料上，与气相进行传质传热。

进行完传质传热的液相被集油箱收集抽出，换完热后再打回来。7减压塔处理的油料比较重、粘度比较高，而且还可能含有一些表面活性物质。加之塔内的蒸气速度又相当高，因此蒸气穿过塔板上的液层时形成泡沫的倾向比较严重。为了减少携带泡沫，减压塔内的板间距比常压塔大，加大板间距同时也是为了减少塔板数。此外，在塔的进料段和塔顶都设计了很大的气相破沫空间，并常设有破沫网等设施。8在生产裂化原料时不超过减压塔气化段温度并不是常压重油在减压蒸馏系统中所经受的最高温度，此最高温的部位是在减压炉出口。为了避免油品分解，对减压炉出口温度要加以限制，在生产润滑油时不得超过398，在生产裂化原料时不得超过400至420，同时在高温炉管内采用较高的油气流速以减少停留时间。如果减压炉到减压塔的转油线压降过大，则炉出口压力高，使该处的气化率降低而造成重油在减压塔气化段中由于热量不足而不能充分气化，从而降低了减压塔的拔出率。降低转油线压降的办法是降低转油线中的油气流速。以往采用的转油线中流速为300m/s，近年来转油线多采用低流速。在减压炉出口之后，油气先经一段不长的转油线过渡段后进入低速段，在低速段采用的流速约为35至50m/s，国内则多采用较低值。

9为了降低馏出油的残炭值和重金属含量，在气化段上面设有洗涤段。所用的回流油可以是最下一个侧线馏出油，也可以设循环回流。循环回流的流程比较复杂，而且目前多倾向于认为：在这里气相内存在的杂质主要并不是被气流夹带上去的雾沫或液滴，而是从闪蒸段气化上去的馏分。因此，使用上一层的液相回流通过蒸馏作用除去杂质的效果比使用冷循环回流的效果要更好一些。为了保证最低侧线抽出板下有一定的回流量，通常应有1%至2%的过气化度。对裂化原料要求严格时，过气化度可高达4%。一般来说，过气化度不要过高。常减压装置的用能分析1、降低水耗（1）减少循环水用量。常减压蒸馏装置循环水主要用于水冷器冷却油品，单耗设计值为723m3/h，除了E- 1027/1.2 减压塔顶油气冷凝冷却器和E- 1024 渣油冷却器外, 均采用了二次循环水。为进一步降低循环水单耗，使单位加工费用降低到最小，经仔细研究，采取的措施为：夏季用空冷器代替水冷器，冬季利用装置的侧线余热加热采暖水输出热量。在调节侧线油品离开装置温度时，采取将侧线油品尽量与原油换热的方式，使其达到离开装置时的温度，可节约大量循环水。取消E- 1025 含盐污水冷却器。经过以上措施的实施，循环水的单耗平均控制在500m3/h左右。