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文檔簡介

1、煉油化工工藝簡介,1,前言2,分離工藝3,轉(zhuǎn)化工藝4,精煉和改造工藝5,煉油氣處理工藝6,潤滑油生產(chǎn)工藝,1,前言,煉油工藝通常包括原油到各種燃料(汽油、煤油、柴油)、潤滑油、石蠟、逆向石油精制首先將原油切成各種沸騰的餾分,然后按照產(chǎn)品規(guī)格去除其中包含的不理想成分和有害雜質(zhì),或進行化學(xué)改造,制造所需成分,加工成產(chǎn)品的過程。一、前言、石油煉制工藝的主要工藝主要可分為五類:分離工藝電脫鹽、常減壓蒸餾轉(zhuǎn)換工藝催化裂化、加氫裂化、渣油加氫處理、延遲焦化、降粘裂化等精煉和重整工藝3354加氫處理、催化重整等煉制煤氣處理工藝烷基化、等原油分離過程通常包括原油脫鹽脫水和原油蒸餾兩個過程:原油脫鹽脫水,從水庫

2、中提取的原油含有水和鹽,原油中的鹽一般為Na、Ca、Mg的氯化物或鹽酸鹽。 原油在油田脫鹽脫塵,但如果不能滿足煉油廠的加工要求,就要從煉油廠進一步去除。2,分離工藝,目前煉油原油脫鹽及脫水幾乎大部分是通過二次電脫鹽方法,二,分離工藝,原油中加入一定量的水和乳化劑,通過混合設(shè)施進入完全混合脫鹽罐,通過高壓電場作用,小水滴聚合成大水滴,然后通過重力作用沉淀分離。進入脫鹽罐的原油必須先加熱到90 130 以降低原油粘度,脫鹽罐必須保持一定的壓力,防止原油汽化。第二,分離工藝,原油蒸餾是石油精制必不可少的第一個工序。在蒸餾過程的幫助下,根據(jù)煉油廠要求的產(chǎn)品方案,將原油切成多種餾分,然后加工成多種石油產(chǎn)

3、品。蒸餾裝置的設(shè)計和運行的好壞對整個煉油廠有很重要的影響。原油蒸餾一般使用三次蒸餾(備用精餾塔或蒸發(fā)塔、常壓塔、減壓塔),輕餾分少的原油也只能使用二次蒸餾(常壓塔、減壓塔)。2,分離工藝,3段蒸發(fā)大氣和真空蒸餾工藝,2,分離工藝,初始精餾塔一般分為原油的汽油成分,以降低傳熱系統(tǒng)和加熱爐的壓降。常壓塔通常將原油沸點 360 的大氣壓重油,制造各種潤滑油和石蠟,或制造催化分解、加氫裂化原料的減壓奶粉和真空殘渣。大氣和真空蒸餾的主要工作條件,大氣塔溫度:原油傳熱后達到約300 ,大氣壓力(atmospheric heater),原油加熱到360 380 ,蒸餾到大氣壓力塔。塔頂為100 130,商船

4、(煤油)為200,商船2(柴油)為280,商船3(柴油)為340 左右。壓力:塔頂工作時間為0.10.16MPa。減壓塔溫度:大氣壓力塔油350 左右進入減壓加熱爐,加熱到380 400 ,進入減壓塔蒸餾。壓力:減壓塔殘余壓力一般為20 60 mmhg。第二,大氣和真空工藝傳熱設(shè)備、大氣和真空蒸餾設(shè)備的產(chǎn)品具有必須冷卻到安全溫度才能排出設(shè)備的高溫度,從罐區(qū)流出的原油需要加熱才能進入塔和加熱爐的這些過程需要傳熱設(shè)備。大氣和真空蒸餾裝置的熱交換器最好設(shè)計為煉油廠所有裝置獲得最多的40,50臺,最多70,80臺300以上的熱交換器最終溫度。該工藝點包括:普通換熱器(1)浮子傳熱(2)U管換熱器(3)

5、其他換熱器、空氣冷卻器、冷卻箱、蒸汽發(fā)生器。為了提高熱效率,我國也開發(fā)了多種高效換熱器,如螺紋管換熱器、內(nèi)部波紋外螺紋換熱器、雙殼換熱器等。常減壓塔室圖-天津千萬噸煉油企業(yè),第三,從原油蒸餾中獲得的直餾分,有限的量不能滿足對柴油燃料的要求,因此轉(zhuǎn)化過程的作用是將重餾分或殘渣轉(zhuǎn)化為輕油。煉油轉(zhuǎn)化過程可分為熱轉(zhuǎn)化和催化轉(zhuǎn)化兩類。重質(zhì)奶粉的催化轉(zhuǎn)化(FCC,加氫裂化)渣油轉(zhuǎn)化,熱轉(zhuǎn)化(焦化,降粘裂化)和催化轉(zhuǎn)化(渣油加氫)共存。金屬含量高、殘留碳高的殘渣處理,仍然是熱轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ),第三,轉(zhuǎn)化過程,F(xiàn)CC催化分解是重油在酸性催化劑存在下約500、11053105Pa分解生成柴油、天然氣和焦炭的過程。Fc

6、c是目前石油煉制產(chǎn)業(yè)最重要的二次加工過程,也是重油輕量化的核心工序。Fcc原料:重質(zhì)餾分油(減壓餾分油、焦化餾分油)、常壓重油、減少渣、去除瀝青油、2、催化裂化開發(fā)過程、焦炭在催化劑表面沉積,降低催化劑活性。因此,如果在一段時間內(nèi)做出反應(yīng),就必須燃燒催化劑上的焦炭,恢復(fù)催化劑的活性。用空氣燃燒木炭的這個過程稱為“再生”。這表明,一個產(chǎn)業(yè)催化裂化裝置必須包含反應(yīng)和再生兩個部分。第三,轉(zhuǎn)換過程、反應(yīng)器和再生器布置、莫比爾石油開發(fā)公司IV、凱洛格整流f型、催化裂化裝置組成單位、根據(jù)工藝過程,整個裝置可以分為4個單位(1)反應(yīng)-再生系統(tǒng):原料油的分解反應(yīng)和催化再生兩個工序。(2)分餾系統(tǒng):根據(jù)被分解產(chǎn)

7、品的沸騰范圍分為氣體、汽油、柴油、煉油和漿液。(3)吸收穩(wěn)定系統(tǒng): (用穩(wěn)定汽油吸收分解氣體的C3和C4成分(液化石油氣的主要成分),然后去除乙烷及其以下輕成分蒸汽。(4)能量回收系統(tǒng):回收催化劑再生時產(chǎn)生的煙氣熱量。200 300,600 750,490 510,2 3s,分餾系統(tǒng)流程圖,圖1分餾系統(tǒng)的典型流程圖,F(xiàn)CC裝置主要設(shè)備表:加氫裂化本質(zhì)上是加氫和催化裂化過程的有機結(jié)合,重油通過分解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為汽油、煤油、柴油等輕油,避免產(chǎn)生像催化裂化這樣的大量焦炭,并通過加氫原料中的硫、氯、氧化合物雜質(zhì),使烯烴飽和。因此加氫裂化具有柴油收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的卓越優(yōu)點。三、轉(zhuǎn)化工藝、加氫裂化工藝圖、三

8、、轉(zhuǎn)化工藝、加氫裂化的主要操作參數(shù)如下:反應(yīng)壓力原料更重的反應(yīng)壓力,反應(yīng)壓力增加,轉(zhuǎn)化率增加,催化劑表面積碳速度緩解,催化劑壽命延長,但投資增加,常用反應(yīng)壓力10-20 MPa。反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度是需要嚴格控制加氫裂化過程的操作參數(shù)。因為加氫裂化過程是熱釋放反應(yīng),反應(yīng)溫度增加,反應(yīng)速度加快,釋放的熱量也相應(yīng)增加。如果不及時從系統(tǒng)中散熱,床層溫度必然會急劇上升,催化劑處于過熱帶電狀態(tài),必須注入各層間的冷水進行控制,反應(yīng)溫度一般為370 440 。第三,轉(zhuǎn)換過程,高壓換熱器:加氫裝置具有高壓換熱器,用于反應(yīng)器排放和原料油和循環(huán)氫傳熱。目前,高壓換熱器大部分是u形管雙殼式換熱器,能實現(xiàn)純逆流傳熱,提高

9、傳熱效率,減少高壓換熱器面積。管盒使用了很多螺絲鎖端蓋,結(jié)構(gòu)緊湊,密封性好,具有容易拆卸的優(yōu)點。高壓換熱器的工作條件是高溫高壓氫,靜密封點多,容易發(fā)生泄漏,是加氫裝置的重要設(shè)備。高壓空冷:高壓空冷運行條件是高壓、氫、加氫裝置的重要設(shè)備,3、轉(zhuǎn)化工藝、延遲焦化結(jié)焦以氫氣不足的渣油為原料,在高溫下進行深度熱解和縮合反應(yīng)的熱轉(zhuǎn)化過程,目的是提高柴油產(chǎn)率,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油焦。延遲焦炭操作的關(guān)鍵是原料油在加熱爐管中基本沒有焦化反應(yīng),延遲到專用焦炭塔的分解、縮合反應(yīng)。為此,加熱爐的設(shè)計是關(guān)鍵。影響現(xiàn)有延遲焦化工藝圖,340 350,500 左右,3,轉(zhuǎn)化工藝,延遲焦化操作的主要工藝參數(shù)如下:反應(yīng)溫度通常表示加

10、熱爐出口溫度,反應(yīng)溫度限制在495 505 。反應(yīng)壓力通常指焦炭塔壓力,反應(yīng)壓力對焦炭的產(chǎn)品分布有一定影響,壓力高,煤氣和焦炭產(chǎn)率增加,液體產(chǎn)率減少,焦炭的揮發(fā)度增加,如果施加足夠的壓力克服后端系統(tǒng)壓力,則可以施加較低的壓力,通常使用0.160.17MPa(表)延遲焦化裝置的主要矛盾是,使用的原料是重質(zhì)油,結(jié)焦容易,但希望在加熱爐、環(huán)油、焦炭塔蒸餾線及分餾塔底部不結(jié)焦,而是結(jié)焦。這個矛盾解決后,運行順暢,開工時間延長。為了解決這個矛盾,在流程設(shè)計中必須考慮措施。例如:在原料油進入加熱爐散熱器之前,注入蒸汽或軟化水,以提高管內(nèi)原料油的速度。在分餾精餾塔底部安裝循環(huán)泵,在泵入口放入過濾器,過濾焦炭

11、塔石油和天然氣引起的粉末火爐。第三,轉(zhuǎn)換工藝、降粘分解降粘分解的目的是為了節(jié)約燃料油混合時所需的柴油,最大限度地減少剩余粘度,以提高煉油廠的柴油產(chǎn)率。降粘分解是輕度熱解的熱轉(zhuǎn)化過程,初始降粘分解過程類似于熱解,反應(yīng)材料在反應(yīng)器中向下流動,反應(yīng)溫度高,停留時間長,開工時間短。降粘分解工藝圖、加氫處理(加氫處理)加氫精制,通過有效加氫分解原料中的硫、氮、氧等非烴化合物,使烯烴、芳烴的選擇性加氫飽和,消除金屬、瀝青等雜質(zhì),具有處理原料范圍、高液體產(chǎn)量、良好產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點,是煉油廠最常用的精制工藝。隨著含硫原油加工量的增加,必須加氫從含硫原油中獲得的FCC原料,改善分解產(chǎn)品的分布,減少將SO2釋放到大

12、氣中。4、精煉和重整工藝、加氫處理的主要反應(yīng)如下:rsh H2 RH H2S加氫脫氮示例r-CH2-NH2 H2 r-CH3 NH3加氫脫氧示例- OH +H2O烯烴加氫飽和示例r-ch=CH2 H2 r-CH2-CH3芳烴加氫飽和,4,精煉和重整工藝,4,精煉和重整工藝,加氫處理操作參數(shù)主要有助于反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力,柴油加氫處理提高反應(yīng)速度,但在重油加氫處理方面,催化劑表面液膜對反應(yīng)物的擴散阻力增加,降低反應(yīng)速度。加氫處理壓力(氫分壓)一般為直餾石腦油1.52.5MPa直餾柴油2.5 3.5mpa二次加工汽油2.5 3.5mpa二次加工柴油3.56.5MPa減壓餾分油6.58.0MPa,4,精

13、制和改質(zhì)工藝,雜環(huán)化合物和芳烴對硫、氮的加氫是飽和可逆反應(yīng),反應(yīng)由平衡調(diào)節(jié),常用加氫處理溫度的范圍為250 420 。加氫處理工藝圖,4,精制和改性工藝,催化改性催化改性以C6C11石腦油餾分為原料,在一定的工作條件和催化作用下對碳氫分子進行重排,將環(huán)烷烴和烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴和異構(gòu)烷烴和副產(chǎn)氫的工藝或石腦油改性工藝。催化重整是煉油廠生產(chǎn)高辛烷值汽油、芳烴、氫氣的主要工藝,在煉油廠占有非常重要的地位,對生產(chǎn)清潔汽油有不可替代的作用。UOP連續(xù)重整催化劑再生工藝圖,4,精煉重整工藝,催化劑重整主要運行參數(shù)如下:反應(yīng)壓力低反應(yīng)壓力,液體回收,芳烴和氫氣產(chǎn)量提高。連續(xù)改造后,工作壓力下降到3.5公斤/cm

14、2,但壓力降低,催化劑失活速度加快。因此,半再生改性的工作壓力不能太低。反應(yīng)溫度重整反應(yīng)的總熱效應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此高溫有利于提高反應(yīng)速度,高溫也能加速催化劑積弊率,因此應(yīng)全面測量反應(yīng)溫度的選擇,一般反應(yīng)溫度控制在480 520 。5,煉廠氣加工工藝,烷基化工藝異丁烷和烯烴(C3=,C4=,C5=)酸催化下的烷基化油。烷基化工藝以高酸強度、多酸中心的硫酸或氫氟酸為催化劑。硫酸烷基化是氫氟酸烷基化法,與設(shè)備投資、運營費、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品產(chǎn)量等非常接近,廣泛采用這兩種方法,以便長期共存。但是兩種方法都有硫酸烷基化有稀硫酸,而氫氟酸有劇毒的危險的獨特缺點。在烷基化運營成本中,購買的消費占很大的比重。原料

15、的水和二烯烴將增加酸的消耗。因此,必須經(jīng)過脫水和選擇性加氫。5,煉廠氣加工工藝、烷基化的主要工藝參數(shù)如下:反應(yīng)溫度烷烴的那種化學(xué)反應(yīng)有利于低溫?zé)岱磻?yīng)的進行,但溫度過低,酸的粘度增加,影響烷基化油的質(zhì)量。通常硫酸烷基化反應(yīng)溫度為4 10 ,氫氟酸為21 40 。烷基化反應(yīng)中反應(yīng)壓力壓力的唯一作用是確保反應(yīng)材料在液相中,一般為0.30.8MPa。酸濃度硫酸烷基化使用的酸濃度一般為98%,廢酸排放濃度為88 90%。烷基化油的辛烷值在酸濃度為95 96%時最高。氫氟酸烷基化酸濃度一般控制在85%到90%。傳統(tǒng)方法合成MTBE工藝圖,MTBE可以提高汽油的穩(wěn)定性,減少汽車尾氣污染物。MTBE的生產(chǎn)主要是催化蒸餾新技術(shù)、5、煉廠氣處理工藝、MTBE工藝的反應(yīng)運行條件如下:醚化反應(yīng)器入口溫度40 醚化反應(yīng)器出口溫度58 60反應(yīng)器壓力一般為1 1.5mpa混合床

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