苯抽提技术问答最终版.docx

苯抽提技术问答最终版.docx

《苯抽提技术问答最终版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苯抽提技术问答最终版.docx（119页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

苯抽提技术问答最终版

内部资料

不得外传

保密

12万吨／年芳构化苯抽提单元

岗位培训技术问答

中海石油中捷石化60万吨/年芳构化装置苯抽提单元

2014年2月10日

12万吨／年芳构化苯抽提单元

岗位培训技术问答

编写人员名单

李希斌赵猛

中海石油中捷石化60万吨/年芳构化装置苯抽提单元

2014年2月10

前言

1中海石油中捷石化有限公司决定采用石油化工科学研究院的抽提蒸馏工艺专利技术（专利授权号：

ZL99107785.7，ZL01119818.4，ZL2.9），建设一套苯抽提装置，和安全环保和清洁燃料升级项目60万吨/年芳构化装置配套，生产苯产品和高辛烷值无苯汽油调合组分。

为此，中海石油中捷石化有限公司和石油化工科学研究院签订技术转让合同，并委托石油化工科学研究院提供工艺包及后续技术服务

抽提蒸馏部分的目的是生产达到国家GB3405-89中优级品纯度的苯。

采用石油化工科学研究院改进型苯抽提技术，其工艺特点如下：

1）采用三塔流程：

抽提蒸馏塔，溶剂回收塔和苯塔。

2）溶剂循环系统注水，不加助溶剂，可降低回收塔温度，降低能耗和节省投资。

3）将3.5MPa蒸汽减温减压至2.2MPa蒸汽后作为抽提蒸馏塔及溶剂回收塔的塔底热源，通过塔底温度及蒸汽流量的联锁控制，在保证苯产品回收率和产品质量的同时尽可能防止溶剂过热老化，减少溶剂的损耗量。

4）产品收率高，质量好。

5）由于溶剂选择性高，溶剂比低，且溶剂损耗小，溶剂初装和备量都比较少，因此，主要设备尺寸较小，总占地面积小，投资成本低。

本装置原料为来自上游重整装置的稳定汽油C6馏分，按年操作8400小时计，处理能力12万吨/年。

本装置设计操作弹性范围为60%~100%。

装置设计范围包括抽提蒸馏、溶剂回收、苯精制以及装置内的中间罐区。

苯抽提蒸馏技术在我公司尚属首次，而且针对部分操作人员为新人、对炼油化工装置的生产缺乏操作经验的情况，搞好岗位人员的技术培训非常重要。

为使操作人员尽早、更好地了解12万吨／年芳构化苯抽提单元的基本知识，大项目组根据RIPP提供的工艺包资料和本公司提供的基础工程设计资料，同时参考国内苯生产装置的一些实际情况，编写了这本岗位培训技术问答。

本《技术问答》仅适用于中海石油中捷石化公司苯抽提蒸馏装置有关生产人员开工培训使用，待生产正常后，将根据完整的设计资料（施工图资料）和实际生产经验，再着手编写《12万吨／年芳构化苯抽提单元岗位培训题库》，特此说明。

因编写人员对苯的生产缺乏经验，而且手头资料缺乏，岗位培训的时间紧，在编写过程中，一定存在不妥甚至错误的问题，敬请读者谅解，在现场开工及实际操作中，以技术人员的具体方案为准，特此说明。

中海石油中捷石化芳构化苯抽提单元

2014年2月10日

第一部分基础知识…………………………………………………………………………………….6

第二部分苯抽提工艺……………………………………………………………………………

17

第三部分仪表自控……………………………………………………………………………..……..50

第四部分静设备………………………………………………………………………………………68

第五部分动设备………………………………………………………………………………………78

第六部分安全环保……………………………………………………………………………………91

第七部分废物排放……………………………………………………………………………………

第八部分火炬泄放……………………………………………………………………………………

附录案例分析……………………………………………………………………………………

第一部分基础知识

1.石油的主要成份是什么？

它有哪些元素组成？

答：

石油的主要成分是有机化合物。

它是有许多元素组成，其中主要有碳和氢两种元素构成的。

碳、氢两种元素约占石油重量的96~99%。

其中碳约占84~85%，氢约占12~14%，此外还有硫、氧、氮和微量的氯、碘、磷、钾、钠、镍等十几种元素。

习惯上把含碳氢化合物叫作有机化合物或有机物。

2.石油有许许多多化合物组成的，它们是如何分类的？

答：

碳氢两种元素组成的化合物有许许多多，但按它们的分子结构大体上可分为四类：

烷烃、环烷烃、芳香烃和不饱和烃。

除此以外还有一些含硫（如硫醇、硫醚、噻吩），含氧（如环烷酸、酚苯），含氮（如吡咯、吡啶）之类化合物。

因此石油是有许许多多化合物组成的复杂的混合物。

3.什么叫环烷烃？

表示方法是怎样的？

答：

环烷烃的单环分子通式是CnH2n。

分子中碳原子相互连接成环状结构。

命名法和烷烃相似，选择碳环为主体，环上取代基的位置可用环上碳原子的位次表示。

碳原子编号时，应使取代基采用最小数字为原则：

如1.2—二甲基环己烷：

4.什么叫烷烃？

表示方法是怎么样的？

答：

分子中各个碳原子用单键连接成链状，而每个碳原子余下的化学键都和氢原子相连接，这些化合物叫烷烃。

烷烃包括一系列性质相近的化合物，随着烷烃分子中含碳原子数目增加，它们的性质呈规律性变化。

相邻的烷烃分子组成上仅相差一个--CH2--原子团，因此这一类的通式可以用CnH2n+2（n=1、2、3、4-----）来表示。

分子结构式中没有支链的习惯上叫做正构烷烃，带有支链的叫做异构烷烃。

对于正构烷烃，凡分子中碳原子数在10个以下的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子数。

在10个以上的，则用数字来表示。

5.什么叫烯烃？

它的表示方法如何？

答：

分子结构式中含有一个双链的叫烯烃，分子通式为CnH2n。

含有二个双链的叫二烯烃，分子通式为CnH2n-2。

烯烃的命名法和烷烃相似，是以含双链的最长碳链当成取代基，从靠近双链的一端起，将主链中碳原子依此编号，取代基的位置、个数、名称等写在烯烃名称前面，双链的位置写在烯烃名称后面。

6.芳香烃的表示方法是怎样的？

答：

芳香烃的分子结构式类似环烷烃，不同的是碳原子间有双链连接。

根据分子中环数可分为单环芳香烃和稠环芳香烃。

单环芳香烃分子通式是CnH2n-6。

最简单的化合物是苯。

C6H6分子结构式为：

稠环芳香烃如萘：

芳香烃的命名和环烃相似，选择苯或萘等作为主体，如乙基苯：

7.什么叫不饱和烃？

答：

分子结构中碳原子间有双键或三键链和脂环烃。

和相同碳原子数底饱和烃相比，分子中氢原子要少。

烯烃（如乙烯、丙烯）、炔烃、环烯烃都属不饱和烃。

8.什么是拉乌尔定律和道尔顿定律？

它们有何用途？

答：

拉乌尔定律就是：

在定温定压下的稀溶液中，溶剂在汽相的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂在溶液中的摩尔分率。

其数学表达式如下：

PA=P0A*XA

PA—溶剂A在汽相中的蒸汽压；

P0A—在定温条件下纯溶剂A的蒸汽压；

XA—溶液中A的摩尔分率。

道尔顿定律就是：

系统中的总压等于该系统中各组分分压之和。

道尔顿定律有如下两种数学表达式：

P=P1+P2+······+Pn

Pi=P·yi

式中P1、P2······Pn—代表下标组分的分压、Pa；

yi—任一组分I在气相中的摩尔分率。

把两个定律联解时，很容易得到

yi=P0A/P*Xi

根据此式可由某一相的组成，求取和其相平衡的另一相的组成。

9.什么是饱和蒸汽压？

饱和蒸汽压的大小和哪些因素有关？

答：

在某一温度下，液体和在它液面上的蒸汽呈平衡状态时，由此蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压。

简称蒸汽压。

蒸汽压的高低表明了液体中的分子离开液体汽化或蒸发的能力，蒸汽压越高，就说明液体越容易汽化。

在炼油工艺中，经常要用到蒸汽压的数据。

例如，当计算平衡状态下烃类汽相和液相组成，以及在不同压力下烃类及其混合物的沸点换算或计算烃类液化条件等都以烃类蒸汽压数据为基础。

蒸汽压的大小首先和物质的本性：

分子量大小、化学结构等有关，同时也和体系的温度有关。

在低于0.3MPA的压力条件下，对于有机化合物常采用安托因（Antoine）方程来求取蒸汽压，其算式如下：

lnP0i=Ai-Bi/（T+Ci）

式中P0I——i组分的蒸汽压，Pa；

Ai、Bi、Ci——安托因常数；

T——系统温度，K；

安托因常数Ai、Bi、Ci可由有关的热力学手册中查到，对于同一物质其饱和蒸汽压的大小主要和系统的温度有关，温度越高，饱和蒸汽压也越大。

10.什么叫泡点、泡点压力、露点和露点压力？

答：

泡点温度是在恒压条件下加热液体混合物，当液体混合物开始汽化出现第一个气泡的温度。

泡点压力是在恒温条件下逐步降低系统压力，当气体混合物开始汽化出现第一个气泡的压力。

露点温度是在恒压条件下冷却气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴的温度。

露点压力在恒温条件下压缩气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴的压力。

11.泡点和露点之间有何关系？

压力对泡点和露点有何影响？

答：

在一定的压力下，对于单一纯物质来讲，泡点等于露点。

而对于混合物泡点温度总是低于露点温度。

压力增高，物质的泡点温度相对升高，而露点温度相对降低；压力降低，则泡点相应降低，而露点相应增高，二者之间距离拉开，更有利于分离效果的提高。

12.什么叫灵敏板？

答：

在精馏塔的逐板计算中，可以发现某一塔板和相邻的塔板相比组成变化较大，表现在温度变化大，在操作发生变化时，该板的温度变化最灵敏，所以叫灵敏板。

13.什么是油品的比重和密度？

有何意义？

答：

物质的密度是该物质单位体积的质量，以符号ρ，表示，单位为千克／米3。

液体油品的比重以其密度和规定温度下水的密度之比，无因次单位，常以d表示。

我国以油品在20℃时的单位体积重量和同体积的水在4℃时的重量之比作为油品的标准比重，以d420表示。

由于油品的实际温度并不正好是20℃，所以需将任意温度下测定底比重换算成20℃的标准比重。

换算公式：

d420＝d4t+γ（t—20）

式中：

γ为温度校正值

所以需将任意温度下测定的比重换算

欧美各国，油品的比重通常以比重指数或称API度表示。

可利用专用换算表，将API度换自成d15.615.6，再换算成d420，也可反过来查，将d420换算成API度比重指数。

油品的比重取决于组成它的烃类分子大小和分子结构，油品比重反映了油品的轻重。

14.什么是油品的蒸汽压？

有何意义？

答：

在某一温度下，液体和在它液面上的蒸汽呈平衡状态时，由此蒸汽而产生的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压，单位为毫米汞柱（mmHg）。

通常用雷德饱和蒸汽压来表明汽油蒸发能力的大小和形成气阻的可能性以及损失轻质组分的倾向，作为汽油规格中的主要质量指标，蒸汽压愈高，表明油品越容易汽化蒸发损失，在发动机的输油管道中愈易气阻。

15.什么是油品的粘度？

有何意义？

答：

当液体受外力而作层流动时，在液体分子间存在内摩擦阻力，因而产生一定的粘滞性，分子间的内摩擦阻力越大，则粘度也越大。

油品的粘度是指油品在层流状态下反映油品流动性能的指标．常用表示方法有：

动力粘度µ一一内摩擦系数，单位是达因·秒/厘米3常称“泊”，但在实际使用中，常用1／100泊为单位，称“厘泊”。

运动粘度γ一—为动力粘度和同温度压力的密度之比，单位是厘米3/秒，称“沲”，沲的1／100称位“厘沲”。

在石油商品规格中还采用各种的条件粘度，如恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度等。

它们都是用特定仪器，在规定条件下测定。

油品在流动和输运过程中。

粘度对流量和阻力降有较大的影响。

粘度是一种随温度而变化的物理参数，温度升高则粘度变小。

有的油品的粘度随温度变化小，有的则变化大，受温度变化小的油品我们就说它的粘温性能好。

特别要说明的是，油品混合物的粘度是没有可加性的。

16.什么是油品的馏程?

有何意义?

答：

对于一种纯的化合物，在一定的外压条件下，都有它自己的沸点，例如纯水在1个标准大气压力，它的沸点是100℃。

油品和纯化合物不同，它是复杂的混合物，因而其沸点表现为一段连续的沸点范围，简称沸程。

在规定的条件下蒸馏切割出来的油品，是以初馏点到终馏点（或干点）的温度范围，称为馏程（即“沸程”）来表示其规格的。

我们可以从馏程数据来判断油品轻重馏分所占的比例及蒸发性能的好坏。

初馏点和10％点馏出温度的高低将影响发动机的起动性能，过高则冷车不易起动，过低则易形成“气阻”而中断油路（特别是夏季）。

50％点馏出温度的高低将影响发动机的加速性能。

90％点和干点馏出温度表示油品不易蒸发和不完全燃烧的重质馏分含量多少。

17.什么是油品的闪点。

有何意义？

答：

闪点是在规定试验条件下，加热油品时逸出的蒸汽和空气组成的混合物和火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。

用℃表示。

根据测定方法和仪器的不同，分开口（杯）和闭口（杯）两种测定方法，前者用以测定重质油品，后者用以测定轻质油品。

闪点常用来划定油品的危险等级，例如闪点在45℃以上称为可燃品，45℃以下称为易燃品，着火的危险性很大。

18.反映油品热性质的物理量有哪些？

答：

反映油品热性质的物理量主要是指热焓、比热、汽化潜热。

19.什么叫热焓？

它和油品的哪些因素有关？

答：

油品的热焓是指1公斤油品在基准状态（1大气压下的基准温度）下加热到某一温度、某一压力时所需的热量（其中包括发生相变的热量）。

压力变化对液相油品的焓值的影响很小，可以忽略，而压力对汽相油品的焓值却影响很大必须考虑压力变化影响因素。

同一温度下，比重小及特性因数大的油品则焓值相对也高．焓值单位以千卡／公斤表示。

20.什么叫比热？

答：

比热又称热容，它是指单位物质（按重量或分子计）温度升高1℃所需的热量，单位是千卡／公斤•℃或千卡／公斤分子•℃。

液体油品的比热低于水的比热，油汽的比热也低于水蒸汽的比热。

21.什么叫汽化潜热？

答：

汽化潜热又称蒸发潜热，它是指单位物质在一定温度下由液态转化为汽态所需的热量，单位以千卡／公斤表示。

当温度和压力升高时，汽化潜热逐渐减少，到临界点时，汽化潜热等于零。

22.什么是油品的酸值和酸度？

有何意义？

答：

中和1克油品所需的氢氧化钾（KOH）毫克数，称为酸值，单位是mg•KOH／g。

中和100毫升油品所需的氢氧化钾（KOH）毫克数，称为酸度，单位是mg•KOH／100ml。

酸值和酸度分别表示原油和油品中所含有机酸的总量。

油品中的有机酸主要是环烷酸和酚等酸性化合物，在有水份存在的情况下，对金属设备的腐蚀更为严重。

23.何谓溴指数？

答：

溴指数反映出样品中烯烃及羰基含量大小，一般是指一定条件下，100克分析样品所消耗溴的毫克数。

24.什么叫“相”？

答：

所谓“相”，就量指系统（体系）中的物质具有相同物理和化学性质完全均匀的部分，呈汽态的相称汽相，呈液态的相称液相．

25.什么是蒸馏？

答；蒸馏是将一种混合物反复地使用加热汽化和去热冷凝相结合的手段使其部分或完全分离的过程。

它是利用液体混合物中各组分沸点和蒸汽压（即相对挥发度）的不同，在精馏塔内，轻组分不断汽化上升而提浓，重组分不断冷凝下降而提浓，相互间不断地进行传热传质，在塔顶得到纯度较高的轻组分产物，在塔底得到纯度较高的重组分产物。

它是实现分离目的的一种最基本也是最重要手段

26.什么是实沸点蒸馏？

答：

实沸点蒸馏是一种间歇精馏过程，塔釜加入油样加热汽化，上部冷凝器提供回流，塔内装有填料供汽、液相接触进行传热、传质，塔顶按沸点高低依次切割出轻、重不同的馏分。

实沸点蒸馏主要用于原油评价试验。

27.什么是恩氏蒸馏？

答：

恩氏蒸馏也叫微分蒸馏。

油样放在标准的蒸馏烧瓶中，严格控制加热速度、蒸发出来的油汽经专门的冷凝器冷凝后在量筒中收集，以确定不同馏出体积所对应的馏出温度，恩氏蒸馏的试验简单、速度快，主要用于石油产品质量的考核及控制上。

28.什么是平衡汽化？

答：

平衡汽化也称一次汽化，在加热过程中油品紧密接触处于相平衡状态，加热终了使汽、液相分离．如加热炉出口、以及使用“塔板理论”概念进行精馏过程设计的理论塔板，都可以视为平衡汽化过程。

在石油蒸馏过程设计时还用它来求取进料段、抽出侧线以及塔顶的温差。

29.什么叫真空度？

答：

真空度代表设备在真空情况下，其压力低于当地气压的状况。

真空度＝本地区大气压－系统压力（mmHg）

30.什么叫初馏点？

什么叫终馏点（干点）？

答：

蒸馏开始后，第一滴馏出物从冷凝管末端落下是蒸馏温度，叫初馏点。

终馏点（干点）：

蒸馏的试样在蒸馏末期。

即将蒸干蒸馏温度计的水银柱停止上升，并开始下降时温度计所指示的最高温度。

31.气液相平衡及相平衡常数的物理意义是什么？

答：

气液相平衡是指气、液两种不同状态的混合物存在于一个系统中，在两相之中进行物质传递，最终系统的温度、压力保持恒定，各相的组成保持不变，这样的状态称之为气液平衡。

在石油蒸馏过程中气液相平衡主要研究温度、压力等操作参数和汽、液组成之间的联系。

相平衡参数Ki是指汽、液两相达到平衡时，在系统温度、压力条件下，系统中某一组分i在汽相中的摩尔分率yi和液相中的摩尔分率xi的比值。

即

KI=yi/xi

32.什么叫挥发度和相对挥发度？

答：

在溶液中各组分的平衡蒸汽分压和其液相摩尔浓度的比值叫做该组分的挥发度。

混合溶液中两组分挥发度之比称为相对挥发度。

33.什么是精馏塔的负荷上限、下限？

答：

精馏塔的负荷上限是从上升蒸汽以雾沫夹带不超过蒸汽量的10％为限制。

下限是以塔板上液体的泄漏量不超过液体流量的10％为限制。

34.什么是精馏塔操作特性？

答：

上升气体速度的最小允许值（负荷下限）到最大允许值（负荷上限）之间的范围。

35.什么是关键组分？

答：

分离多无组分混合物的精馏塔，必须规定该塔的分离任务，即挥发度相邻的两个组分的分离度，该分离度是指挥发度相邻的两个组分中，轻组分在塔釜排出液中的浓度及重组分在塔顶馏出物中的浓度。

这时相邻两组分中的轻组分为轻关键组分，重组分为重组分关键组分。

36.一个完整的精馏塔由几段组成？

进料在哪一段？

答：

一个完整的精馏塔由提馏段、进料段、精馏段构成，进料在进料段．

37.精馏是怎样分类的？

答：

精馏分类如下：

1）按精馏操作方式不同，可分为间歇精馏和连续精馏。

2）按精馏操作的条件（如压力）不同，可分为加压精馏、常压精馏、减压精馏等。

38.什么是塔板效率及影响因素？

答：

塔板效率是理论塔板效和实际塔板数之比。

影响塔板效率的因素有：

1）气相和液相中质量交换的快慢。

2）塔板上气液相混合的程度。

3）上升蒸汽夹带液体雾滴进入上层塔板的数量和塔板的液体泄漏量。

39.精馏操作上常用哪几种回流方法？

答：

回流方法可以从不同的角度去分。

按回流方式的不同，可分为自然回流和强制回流，按塔顶冷凝器安装位置不同，可分为内回流和外回流，按回流液的温度可分为热回流和冷回流。

40.塔的进料状态有几种？

一般精馏塔选用哪种？

答：

塔的进料状态有五种：

（1）冷进料；

（2）泡点进料；（3）汽液混合进料；（4）饱和蒸汽进料；（5）过热蒸汽进料。

精馏塔一般采用泡点进料。

41.什么是全回流?

答：

在精馏操作中，把停止塔进料，塔釜出料和塔顶出料，将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作，称为全回流。

42.什么叫理论塔板？

答：

所谓理论板是一个汽、液两相皆充分混合而且传质和传热过程的阻力皆为零的理论板。

因此，不论进入理论塔板的汽液组成如何，在塔板上充分混合并进行传质和传热的最终结果总是使离开塔板的汽、液两相在传质和传热两个方面都达到平衡状态：

两相温度相同，组成互成平衡。

43.影响精馏塔操作的因素有哪些？

答：

影响精馏塔操作的因素有：

塔顶温度、塔底温度，进料组成、进料流量、回流量以及仪表故障、设备等。

44.什么是芳烃？

答：

含有苯环的烃类物质称为芳烃。

45.什么是同分异构体？

答：

同分异构体是分子量相同，结构不同的同类型物质。

46.什么叫化学平衡？

答：

在可逆反应中，存在着反应物向生成物转化的正反应，同时又存在着生成物重新变为反应物的逆反应，当正反应和逆反应的速度相等时，就达到了动态平衡，此时的平衡称为化学平衡。

47.轻质芳烃的主要物性数据？

轻质芳烃主要物性数据

化合物名称

苯

甲苯

乙苯

对二甲苯

间二甲苯

邻二甲苯

异丙苯

正丙苯

分子式

C6H6

C7H8

C8H10

C8H10

C8H10

C8H10

C9H12

C9H12

分子量

78.12

92.14

106.17

106.17

106.17

106.17

120.20

120.20

常压沸点/℃

80.10

110.62

136.19

138.35

139.10

144.41

152.39

159.22

结晶点/℃

+5.53

-94.91

-94.98

13.26

-47.87

-25.18

-96.04

-99.50

临界温度/℃

288.94

318.57

343.94

343.0

343.82

357.07

357.8

365.15

临界压力/kPa

4898

4109

3609

3511

3541

3733

3209

3200

临界密度/（kg/m3）

302

292

284

280

282

288

280

273

临界压缩因子

0.271

0.264

0.263

0.260

0.260

0.263

0.263

0.265

偏心因子

0.212

0.2566

0.3011

0.3243

0.3311

0.3136

0.3353

0.3444

蒸汽压/kPa

20℃

10.02

2.91

—

—

—

—

—

—

40℃

24.37

7.89

2.86

2.65

2.52

2.04

1.47

—

60℃

52.19

18.52

—

—

—

—

—

3.12

80℃

101.0

38.82

16.77

15.62

15.10

12.66

9.67

7.63

100℃

180.0

74.17

—

—

—

—

20.67

—

120℃

300.3

131.3

64.21

60.37

58.94

50.64

40.26

32.94

140℃

473.6

218.1

—

—

—

—

72.64

60.30

160℃

712.8

345.0

184.4

174.9

172.1

150.5

122.9

103.4

摩尔热容/[J/（mol·℃）]

20℃

134.1

154.9

184.5

180.3

180.4

183.3

—

211.0

60℃

142.4

169.0

197.3

193.3

198.0

202.0

220.5

228.4

100℃

152.6

181.5

213.2

208.3

212.9

216.2

229.6

245.6

140℃

167.4

196.9

229.0

224.2

227.9

230.6

260.0

262.8

160℃

175.1

205.4

237.0

232.2

235.6

237.9

270.8

271.3

汽化潜热/（kJ/mol）

60℃

31.84

36.03

40.38

40.67