优秀毕设大庆原油常减压蒸馏工艺设计.docx

优秀毕设大庆原油常减压蒸馏工艺设计.docx

《优秀毕设大庆原油常减压蒸馏工艺设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《优秀毕设大庆原油常减压蒸馏工艺设计.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

优秀毕设大庆原油常减压蒸馏工艺设计

1000万吨/年大庆原油常减压工艺设计

摘要

本文对近年来常减压蒸馏工艺的研究现状及发展趋势进行了综述，介绍了石油蒸馏过程的基本原理及重要性、国内外现状及发展趋势，简要分析了能源利用与环境保护问题。

从常减压蒸馏工艺流程出发对换热流程进行了优化、对比各种方案的优劣制定了加工方案、从目前的能量系统综合与优化技术、低温余热回收技术及清洁能源的开发和利用等方面介绍了国内外节能技术改造措施，通过技术的更新和设备的改造达到了扩大生产、节约能源、提高产品质量与拔出率、稳定生产、提高经济效益的目的，从而使常减压技术达到或接近当代世界先进水平，满足了当代社会的需求。

本设计以大庆原油为原料，从原油的物理性质估算数据出发确定工艺流程加工方案，以物料平衡和热平衡为基础进行常减压蒸馏装置设计，其中包括初馏塔、常减压塔及加热炉的设计,并进行了塔板的设计与水力学计算。

其特点是处理量大、操作弹性好、生产灵活，在工业生产中具有较大可行性，对国内炼厂企业有一定的指导意义。

关键词：

蒸馏；常减压蒸馏装置；节能；设计；

TechnicaldesignofatmosphoricandvacuumdistillationofDaQingcrudeoiltenmilliontonsannually

Abstract

Atmosphoricandvacuumdistillationprocessesandthefutureresearchtrendarereviewedinthispaper.Itintroducesthebasicpricipleandtheimportanceofthedistillation.Italsodescribesthedemeticstateaswellasinternationalandthefutureresearchtrendispointedout.Problemsbetweenenergyutilizationandenvironmentprotectionareanalysizedconciselyinthepaper.Thinkingofthetechnicalprocessofatmosphoricandvacuumdistillation,theheatexchangeprocessisoptimized.Contrastingthesuperiorityandinferiorityofallkingsofprojects,theprocessingprogrammeisestablished.Italsointroducestheconservationmeasuresfromtheangularofoptimizationtecnologyofenergysysterm,tecnologyofenergy,tecnologyofheatrecoveryandthedevelopmentandutilizationofcleanenergy.Thoughtechnicalandequipmentrenovation,increasingcapacity,savingenergy,rasingproductqualityandextraction,stabilityproductionandrasingeconomicbenefitarerealized.Sotheatmosphoricandvacuumdistillationtechnicalreceiveorapproachtheworldleadingrevelandmeetthesocalrequirment..ThepaperisdesignedforprocessinglightDaQingcrudeoil,onthebasisofextinationofphysicalpropertiesdata,materialbalanceandthermalbalance,theprimaarydisitillationtower,atmosphoricandvacuumtowerandheateraredesigned.Ithasgreatflexibilitiesbothinoperationandproduceslatesandallproductsinwithinspecifications.Italsohasgreatvaluefordemeticrefinery.

Keywords:

distillation;atmosphoricandvacuumdistillation;saveenergy;design

1000万吨/年大庆原油常减压工艺设计

1前言

1.1石油的简单介绍

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体[1]。

石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。

石油的性质因产地而异，密度为0.8～1.0 克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30～60℃），沸点范围为常温到500℃以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。

 组成石油的化学元素主要是碳 （83%～87%）、氢（11%～14%），其余为硫（0.06%～0.8%）、氮（0.02%～1.7%）、氧（0.08%～1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。

由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95%～99%，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。

不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。

通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。

我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。

除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。

组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。

大庆原油的主要特点是含蜡量高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。

1.2我国沈北原油的一般性质

大庆原油的特点是含腊量高，凝点高，硫含量低，原油的特性因数是12.5~12.6。

按原油的硫含量（0.09～0.11%）及丙个关键馏分的相对密度（分别是0.814~0.850）来分类，大庆原油属于低硫石蜡基原油。

1.3石油的蒸馏过程及重要性

蒸馏是分离液体混合物的典型操作，这种操作是将液体混合物部分汽化，再利用各组分挥发度不同的特性以实现分离目的[2]。

蒸馏在化学工业中应用十分广泛，其历史也最为悠久，它是分离进程中最重要的单元之一。

几乎所有炼油厂中原油的第一个加工装置即是蒸馏装置。

例如常减压蒸馏等。

所谓的原油一次加工，就是指原油蒸馏而言。

借助于蒸过程，可以按所制定的产品方案将原油分割成相应的直馏汽油，炼油，轻柴油或重柴油馏分和各种润滑油馏分生产方案分割出一些二次加工过程所用的原料，如重整原料，催化裂化原料，加氢裂化原料等，以便进一步提高轻质油的产率或改善产品质量。

在炼油厂的各种二次加工装置中，蒸馏是不可少的组成部分。

有的装置要求将原料进一步比较精确地分割以适合其要求；有的装置（如催化裂化，焦化等）则要求将反应产物混合物中的各种产品与未转化的原料分离也有的装置需将工艺过程中所用的溶剂加以回收。

所有这些几乎都是通过蒸馏操作来完成的。

由此可见，蒸馏是炼油工业中一种最基本的分离方法。

蒸馏过程和设备的设计是否合理，操作是否良好，对炼油厂生产的影响甚为重大。

1.4炼油厂的装置构成及工艺流程

炼油生产装置主要包括常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、芳烃分离、加氢精制、烷基化、气体分馏、沥青、制氢、脱硫、制硫等，部分炼厂还有溶剂脱沥青、溶剂脱蜡、石蜡成型、溶剂精制、润滑油加氢精制和白土精制等装置[3]。

所谓的工艺流程，就是一个生产装置的设备，机泵，工艺管线和控制仪表按生产的内在联系而形成的有机组合。

有时，为了简单明了起见，在图中只列出主要设备，机泵和主要的工艺管线，这就称为原理流程图

一个炼油厂或者一个炼油装置的构成和生产程序是用工艺流程图来描述。

炼油生产是自动化程度较高的连续生产过程，正确设计的工艺流程不仅对保证正常生产，而且对于提高效益有重要的作用。

根据使用目的和描述范围的不同，炼厂的工艺流程大体上可以分为全厂的生产工艺流程图，生产装置工艺原理流程图，炼油装置工艺管线—自动控制流程图三类[4]。

其中全厂生产工艺流程图反映了炼厂的生产方案，各生产装置之间的关系，因此对于常减压蒸馏塔的设计也有着重要的作用，下图为一燃料型炼油厂的全厂生产工艺流程图。

图1.1燃料型炼油厂的全厂生产工艺流程图

1.5常减压蒸馏塔的工艺流程

一个完整的原油蒸馏过程，除了精馏塔之外，还必须配置加热炉，换热器和冷凝冷却器等设备以及机泵等，这些设备按一定的关系用工艺管线联接起来，并设置自动检测和控制仪表，从而组成一个有机的整体，才能从原油得到合乎要求的产品并能取得较好的经济效益[5]。

这就形成了原油的蒸馏装置的工艺流程[6.7]。

图1.2典型常减压蒸馏装置的工艺流程

上图为炼油厂中典型常减压蒸馏装置的工艺流程。

它是以精馏塔和加热炉为主体而组成的所谓管式蒸馏装置。

经过脱盐，脱水的原油（一般要求原油含水小于0.5%，含盐小于10mg/L）由泵输送，流经一系列换热器，与温度较高的蒸馏产品换热，再经过管式加热炉被加热至370℃左右，此时原油的一部分已汽化，油气取得润滑油料和催化裂化原料，需要把沸点高于350℃的馏分从重中分离出。

如果继续在常压下进行分离，则必须将重油加热至四五XX以上，从而导致重油，特别是其中的胶质，沥青质等不安定组分发生较严重的分解，缩合等化学反应。

这不仅会降低产品的质量，而且会加剧设备的结焦而缩短生产周期。

为此将常压重油在减压条件下进行蒸馏，温度条件限制在420℃以下。

减压塔的残压一般在8.0KPa左右或者更低，它是由塔顶的抽真空系统造成的。

从减压塔顶逸出的主要是裂化气的减压渣油，原油中绝大部分的胶质，沥青质都集中于其中。

减压渣油可作锅炉燃料。

焦化原料，也可以过一步加工成高粘度润滑油，沥青或者是催化裂化原料。

每个炼油生产装置都有它自己的工艺流程，而整个炼油厂则有全有厂工艺流程。

工艺流程的确定主要取决于原料的来源和性质，对于产品的要求，采用的工艺路线或者生产方法，以及当地具体的技术，经济条件等因素。

如果工艺流程选择不适当，则尽管各单个设备都设计得很好，也不可能获得好的经济效益。

因此，工艺流程的设计是一个关系到全局的战略性的问题。

评价一个工艺流程优劣的标准在于看它能否以最低的投资和消耗达到生产的目的。

原油的蒸馏工艺流程设计主要考虑以下几个问题。

（1）流程方案的制定。

（2）汽化段数的确定

（3）换热方案的选择

回流方式的选择也可以看作是工艺流程设计中的一个组成部分。

1.6流程方案的制定

所谓原油的蒸馏的流程方案，是指根据原油的特性和任务要求所制定的产品的生产方案，也是原油加工方案在工艺流程中的体现。

同时生产燃料。

至于其它的一些原油与此正好情况相反。

因此，考虑这类原油的加工方案时不应考虑生产润滑油。

关于原油的性质在以上已经谈论过。

原油的加工方案可以分为以下几种基本类型[8]。

（1）燃料型

这类加工方案的目的产品基本上都是燃料。

最简单的燃料型蒸馏流