瑞林120万吨年重质油综合利用操作规程(初稿).doc
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1、瑞林120万吨年重质油综合利用操作规程(初稿) 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途120万吨/年重质油综合利用操作规程 东营市海科瑞林化工有限公司 二零零九年三月第一章 延迟焦化概述第一节 工艺基本原理及主要操作因素一、工艺原理焦化是将重油品加热裂解,变成轻质油、中间馏份油和焦炭的热加工过程.延迟焦化是将重质油在管式加热炉中加热,采用高流速和高强热度,使油品在加热炉中短时间达到焦化反应所需的温度后,离开加热炉进入焦炭塔,从而使焦化反应基本不在加热炉中进行,而延迟到焦炭塔中进行的加工过程,延迟焦化属炼油厂重要二次加工工艺。渣油是一种含有芳族类的复杂混合物,它的沸点高,平均分子量大,在高
2、温作用下一方面裂解成小分子的气体、轻油、另一方面又缩合成焦炭。在焦化反应过程中,烷烃及环烷烃主要发生裂解脱氢反应,反应产物多为较小的烷烃和烯烃;芳烃是生焦的基础,主要发生断侧链脱氢缩合反应;烯烃在渣油中含量很少,但在各类裂解反应中,均产生烯烃,这些烯烃可以进一步分解,并与芳烃发生交叉反应,其结果如下:烷烃 烯烃 芳 烃 缩合物 胶质 沥青质 炭素质(焦炭) 整个延迟焦化过程可认为是分三步进行的,一是经过加热炉时,原料油部分汽化并发生缓和裂化,二是经过焦炭塔时发生裂化,三是在焦炭塔内分出的重质油继续裂解缩合,直到转化为油气中焦炭。裂解反应示例:环烷烃 : C2H4C4H8 C2H4C3H6C10
3、H21 C5H11C5H10各类烃裂解易难顺序为:烷烃烯烃环烷烃缩合反应示例: 2 H2 一般来说,裂解反应和缩合反应往往是同时进行的,芳烃单独进行裂解时,不仅裂解反应速度低,而且生焦速度也低,如果将芳烃和烷径或烯烃混合后再进行反应,则生焦速度大大提高焦化过程进行的裂解为吸热反应,缩合为放热反应,总反应表现为吸热反应.二、延迟焦化的产品延迟焦化装置共生产五种产品,即富气、汽油、柴油、蜡油及焦炭。富气中的液化气、干气经脱硫后可作为燃料或化工原料;蜡油可作为催化或加氢裂化原理,汽柴油由于含硫较高不饱合烃多,必须经过加氢精制或化学精制。气体液体固体产品收率预测,产品产率预测康氏残炭是原料成焦倾向的标
4、志。焦炭产率(w)=1.6康氏残炭(CCR),气体产率=7。8+0.144CCR,汽油产率(w)=11。29=0。343CCR,柴油生产率+蜡油产率(w%)=100焦化产率-气体产率汽油产率。三、主要操作影响因素1、原料油性质:延迟焦化装置可以处理多种原料,如原油、常压重油、减压渣油、减粘渣油、硬沥青、沥青、催化裂化澄清油,热裂化渣油及其它残渣等。不用原料对操作、产品收率、产品性质的影响是不一样的,影响比较大的是原料的残炭、硫含量高、金属含量以及特性因数.残炭值:残炭值大小是原料油成焦倾向的标志,在操作条件一定时,焦炭产率随原油残炭的增加而增加。经验证明:一般情况下焦炭产率约为原料油残炭值的1
5、.5-2倍,残炭值以是选择炉出口温度的参数之一,由于裂解反应为吸热反应,缩合为放热反应,缩合为放热反应,因此达到同样的焦化深度,残炭值高的加热炉出口温度可适当的选择低些。硫含量:原料油含硫高给焦化过程及其后部系统来腐蚀,而原料油中的硫经焦化过程后大部分聚集到焦炭中影响焦炭的品位,降低其使用价值。盐含量:原料油中的盐类在焦化炉管里由于原料油的分解,汽化而结晶,沉淀成盐垢,这些盐垢又吸附胶质和沥青质,构成焦炭焦核,加速炉管结焦,影响开工周期,另外,金属盐大部分沉积在焦炭中又影响石油焦的质量。临界分解温度:是指油品在临界状态下开始分解和生焦的温度,不同性质的原料有不同的临界分解温度,研究认为油品在临
6、界分解温度范围内最易结焦,时间越长,油品结焦的几率越大,为避免炉管结焦,油品在临界分解温度范围那段炉管内的停留时间越短越好,因此油品应当以高速,湍流状态通过这段炉管。但是油品性质决定在临界分解温度范围内,有些油品的汽化率不足,那么通过这段炉管的流速较低这种情况下,可以向炉管内注入蒸气或软化水来提高介质的流速以达到减少炉管结焦的目的。2、加热炉出口温度炉出口温度是焦化装置的主要参数,它直接影响反应的深度,焦化产品的分布和焦炭的质量,炉出口温度同时受加热炉炉管结焦和焦炭成焦状况的制约。由于延迟焦化是吸热反应,加热炉可以提供焦化反应所需的热量。如果温度过低,焦化反应难以充分进行,并且将生成软焦,降低
7、液体收率,另外,低温时焦碳塔内泡沫层升高,这是由于泡沫本是反应不彻底的产物树脂状的胶质,沥青质。提高炉出口温度可以使反应不彻底的产物在高温度下进一步反应生成焦炭,从而降低泡沫层,泡沫层高度除了与原料起泡沫性能有关外,与加热炉出温度关系密切。温度过高,生成的焦炭硬度增加,给除焦带来困难,或使炉管等结焦,通常焦化温度在437465之间,一般此炉出口温度低50左右,也可用焦炭塔的平均温度作为焦化温度。平均温度=(入口温度+出口温度)/2对于同一种原料,加热炉出口温度升高,反应速度与反应深度增大,气体、汽油和柴油产率增加,而蜡油产率减少,焦炭中的挥发份随加热炉出口温度升高而降低,因此焦炭产率有所减少,
8、对于普焦来讲,加热炉炉出口温度和焦化温度选择的余地很小,必须维持在一个很窄的范围内。3、操作压力焦炭塔顶的压力下降使液相油品易于蒸发,也缩短了气相油品在塔内的停留时间,从而降低了反应深度,一般来讲,压力降低蜡油收率增加而柴油收率增低,总液收增加,为了取得较高的柴油收率应采用较高的压力,为了取得较高的蜡油收率压采用较低的压力.压力升高时反应深度加大,气体和焦炭收率增加,总液收下降,焦炭中的挥发分也会有所增加,原则是克服系统阻力的条件下尽可能采用低的压力,通常焦炭塔顶压0。150.18mPa(表压力)4、循环比循环比是指焦化分馏塔一部分比焦化馏出油重的循环油量与原料油量的比值,也有用加热炉辐射进料
9、量与原料油量的比值称作联合循环比来表示循环量的大小。循环比=循环量/新降原料量=(辐射量-对流量)/对流量联合循环比=辐射量/对流量=(新鲜原料量+循环油量)/新鲜原料量=1+循环比循环比或联合循环比对装置的加工量、产品分布和产品性质均有较大影响.当反应温度和压力恒定时,循环比增加、汽柴油产品收率增加,气体和焦炭产率略有增加,但不太显著,蜡油产品产率明显降低,当循环比降低时,除蜡油、总液收增加外,其均产品收率均降低,提高循环比,装置总处理能力下降,因此采用循环比小的操作,减少汽、柴油收率,提高总液收成为近年来焦化工艺的发展方向。5、生焦时间生焦时间的焦化反应中的缩合反应能否进行完全的关键,生焦
10、时间短,缩合中间产物多,焦炭挥发份高.第二节 吸收稳定生产机理吸收稳定系统主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔、稳定塔四部分组成,其主要作用是把从富气气体压缩机来的压缩富气和从分馏来的粗汽油分离成干气、液化气、稳定汽油。其主要原理是拉与尔定律、享利定律、气体分压定律。在吸怍塔内利用粗汽油、稳定汽油做吸收剂和冷凝分液后的压缩富气逆向接触,吸收富气中的C3C4,在再吸收塔内利用柴油做吸收剂和吸收塔来的贫气逆向接触,把贫气中携带的汽油组分吸收,塔顶干气去脱硫系统。由于吸收是个放热过程,且高压低温有利于吸收过程,故吸收过程中设立了中段,以取走塔内所产生的多余热量。解吸塔,以名脱乙烷塔,在该塔内进行是利用塔底
11、重沸器提供排除富吸收油中C2以上轻组分所需热量的解吸过程,适宜条件是高温低压,脱除下来的C2和少量C3C4以上轻组分经冷凝,再次回吸收塔,再吸收塔完成吸收过程.稳定塔,又名脱丁烷塔,是一个精馏塔,在该塔内利用塔底重沸器提供的热量,将进料脱乙烷汽油靠精馏作用,塔顶分离出C4以上轻组分(即液态烃),塔底出脱丁烷汽油。第三节 脱硫系统生产机理脱硫系统主要由干气脱硫塔,液态烃脱硫塔,脱硫溶剂再生塔三部分组成,它是采用二乙醇胺或MEDA等作脱硫溶剂,在干气脱硫塔和液态烃脱硫塔内与脱前干气,液态烃逆流接触,脱除H2S、CO2等,有害物质的产品精制过程,二乙醇胺溶剂与H2S、CO2反应后生成胺液络合物,在低
12、压的再生塔内经加热后分解释放出H2S和CO2等酸性气体,还原成二乙醇胺循环使用。第四节 装置设计数据一、设计依据二、设计原则三、装置概括及特点四、装置原材料、产品性质、物料平衡及消耗1、原料性质2、产品性质 3、物料平衡4、装置能耗部分5、工艺操作控制指标第五节 工艺流程说明一、焦化反应部分渣油自罐区来经过流量表,通过D-1001液控阀进入原料油缓冲罐D1001,后由原料油泵P1001/A.B抽出,经E1005/AD与柴油换热后经E-1008/A.B与蜡油换热后经E1011/A。B与中段油换热后进入分馏塔C-1002的0层和6层下与来自焦炭塔顶的油气换热。原料油中蜡油以上重组分与来自C-100
13、1/A,B顶油气中被冷凝的循环油一起流入塔底,在370左右温度下由加热炉进料泵P1002/A.B抽出分左右双路送入F-1001/A,B快速升温至494,经斜管,四通阀进入C-1001/A,B底部。原料油中蜡油以上组分于焦炭塔内的高温和长停留时间条件下产生裂化缩合等一系列反应,最后生成富气、汽油、柴油、蜡油和焦炭。焦炭结聚于塔内,塔顶高温油气 420左右,经急冷油降温后400左右,进入分馏塔C-1002换热塔板下。本装置焦碳塔(C-1001/A,B)2座,采用全井架水力除焦,切焦水用高压水泵(P-1016)直接抽高压回水罐(D-1033)的水、经遥控阀、隔断阀、高压水龙带、旋转接头、钻杆、切焦器
14、打入焦碳塔内除焦,除焦水和焦碳一同流入焦池,切焦水经焦池、沉淀池、切焦水泵、过滤器返回高压回水罐,切焦水循环使用,不足时补充新鲜水入高压回水罐(D-1033)。二、焦化分馏系统从C-1001/A,B顶流出的高温油气进入C-1002换热区与原料油直接换热,冷凝出循环油馏份,在控制蒸发段温度的条件下,其余大量油气上升进入蜡油集油箱,分馏段进行分馏从下往上分别产生蜡油、柴油和塔顶油气。分馏塔C1002蜡油集油箱333左右,由蜡油泵P-1009/A,B抽出,一路去吸收稳定进稳定塔底C-1203重沸器E1206与稳定塔底油换热后再去解吸塔底重沸器E1203,给解吸塔底油做热源,然后经过蜡油蒸汽发生器E1
15、007后,一路返塔C1002 10层和13返塔层塔板上作上下返塔,一路去蜡油软化水换热器E1010/A。B,后蜡油空冷器A1004/A。D;冷却后一路去C1001/A,B顶作急冷油,一路出装置,一路至燃料油罐D1019,另一路经蜡油冷却器E-1012后分两路,一路至封油罐作封油.D-1001顶气出来至C1002 的10层塔板上作气返线,也称油气循环线。甩油罐D-1004顶有一条去C1002塔顶油气线做油气循环线。中段回流自C1002的20层塔板上抽出经中段回流泵P1005/A,B,然后经中段-原料油换热器E-1011后经中段蒸汽发生器E-1003后返塔C1002的22层塔盘上。柴油自塔C100
16、2的23层抽出进入柴油缓冲罐D1010,经柴油泵P1010/A,B抽出后,进入原料油-柴油换热器E1005/A-D/1.2与原料油换热,然后经柴油富吸收柴油换热器E-1006/A,B与富吸收柴油换热,然后一路返塔C1002,另一路经柴油空冷器A-1003/AD、水冷E1004/A,B冷却,然后一路去吸收稳定再吸收塔C-1204作吸收剂,一路去冲洗油罐D-1015作冲洗油,另一路出装置。顶循回流经过柴油P-1004/A,B从C1002的32层上抽出后进入顶循环回流软化水换热器E1002换热后进入顶循空冷器A-1001/A-H后冷却到55,一路汇同冷回流返回到C-1002的35层塔板上。C-100
17、2顶出来的油气经C-1002顶油气空冷器A1001/A-J后,去C1002顶后冷器E1001/AF,经冷却后进入C1002顶回流罐D-1002,D-1002顶出来的富气去吸收稳定,D-1002分离出的含硫污水经脱水包由含硫污水经脱水包由含硫污水P1008/A,B抽出后一路去A-1001/A。E注水,一路去去稳定空冷A-1201注水,另一路出装置;D1002分离出的粗汽油由粗汽泵P-1007/A,B抽出,然后一路作冷回流汇同顶循返至C1002的36层塔板上,一路去吸收稳定作吸收剂,另一路送出装置.三、吹气放空及甩油系统焦炭塔吹气、冷焦时产生的大量蒸汽及少量油气进入接触冷却塔(C1004)洗涤,洗
18、涤后重质油用接触冷却塔底泵(P1015A。B)打至接触冷却塔底油及甩油冷却水箱(E1011A。B)冷却至80,一部分作冷回流返回接触冷却塔顶(C1004);另一部分作为污油外甩.塔顶蒸汽及轻质油气经接触冷却塔顶空冷器(E1005A。H)、接触冷却塔顶水冷却器(E1009A。D)后,进入接触冷却塔顶油气分离罐(D1006),分出的污油由轻污油泵(P1014)送至污油罐,污水排入切焦水池.自焦炭塔来的冷焦水自流到冷焦水隔油罐(D1031/A.B),然后由冷焦水泵(P1031A.B)抽出,经空冷(A1006A。H)冷却后进冷焦水储罐(D1032)储存、回用;油相(含90%的水)污油进污油收集罐(D1
19、034),由污油泵(P1034A.B)送出装置,冷焦水由冷焦水泵送到(P1032A.B)给到焦炭塔冷焦.四、吸收稳定系统压缩富气经富气空冷器(A1201/A。B)与自泵(P1202/A.B)来的吸收塔底油与解吸塔顶气体混合后经水冷器冷却到40进入富气分液罐(D1201)进行汽液分离,分离出来的气体进入吸收塔(C1201)下部;分离出来的油经解吸塔进料泵(P1201/A.B)进入解吸塔(D1202)顶部。由粗汽油泵P1007/A.B送来的粗汽油作为吸收塔(C1201)的富气吸收剂。由稳定汽油泵P1203/A。B打来稳定汽油作为C1201补充吸收剂。吸收塔顶部出来的贫气进入再吸收塔(C1204),
20、用柴油再次吸收,以回收吸收塔顶携带出来的汽油组分。再吸收塔底富吸收油返回分馏塔(C1002),塔顶干气送至干气脱硫部分。吸收塔设置二个中段回流取热。解吸塔底重沸器(E1203)由分馏塔蜡油供热,以除去在吸收塔吸收下来的C2组分,塔底温度为166.解吸塔底脱乙烷油经稳定塔进料泵(P1205/A.B)经打至稳定塔.稳定塔顶液态烃在64。1,1。15 MPa下,经稳定塔顶冷却器(E1207/A.B)冷凝冷却后,进入稳定塔顶回流罐(D1204)。分离出的液化石油气由稳定塔顶回流泵(P1206/A。B)抽出,将一部分液化气送至液化气脱硫部分,另一部分作为稳定塔顶回流;塔底稳定汽油在重沸器(E1206)中
21、被焦化分馏塔来的蜡油加热至216以脱除汽油中的C3、C4组分。由塔底出来的稳定汽油经E1204,稳定汽油空冷器(A1202A.D)冷却后经过稳定汽油冷却器E1205/A.B冷却到40后分两路,经稳定汽油泵(P1204A,B)升压后,其中一路稳定汽油出装置,另一路送回吸收塔作补充吸收剂。五、脱硫部分自再吸收塔(C-1204 )顶来的干气,进入干气分液罐(D-1301),在罐内除去携带的重烃,进入干气脱硫塔(C1301)底部.干气自下而上经22层单溢流塔盘与从塔顶流下的贫胺液逆向接触,干气中的酸性物质H2S、CO2被胺液吸收。脱除酸性气后的干气进入位于干气脱硫塔上方的干气溶剂沉降罐(D1302),
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