延迟焦化工艺流程.doc

炼油厂的炼油工艺流程介绍
上传时间：2009-07-31 12:03   点击：110
正文：

延迟焦化、加氢精制、制氢工艺流程

工艺流程简述

前言：根据济南炼油厂、海化集团等公司的延迟焦化装置、加氢装置、制氢装置的工艺流程整理而成。并参考洛阳设计院、北京设计院、华西所提供材料。
一、100万吨/年延迟焦化装置
本装置原料为减压渣油，温度为150℃，由常减压装置直接送入焦化装置内与柴油换热，换热后温度为170℃，进入原料油缓冲罐（D-101）。原料油缓冲罐内的减压渣油由原料油泵抽出，与热蜡油经过两次换热再进加热炉对流段（Ⅱ）加热后分两股入焦化分馏塔（C-102）下段的五层人字挡板的上部和下部，在此与焦炭塔（C-101/1，2）顶来的油气接触，进行传热和传质。原料油中蜡油以上馏分与来自焦炭塔顶油气中被冷凝的馏分（称循环油）一起流入塔底，在384℃温度下，用加热炉幅射进料泵抽出打入加热炉幅射段，在这里快速升温至500℃，然后通过四通阀入焦炭塔底。
循环油和原料油中蜡油以上馏分在焦炭塔内由于高温和长停留时间，产生裂解和缩合等一系列复杂反应，最后生成油气（包括富气、汽油、柴油和蜡油），由焦炭塔进入分馏塔，而焦炭则结聚在焦炭塔内。
从焦炭塔顶逸出的油气和水蒸气混合物进入分馏塔，在塔内与加热炉对流段来的原料换热，冷凝出循环油馏分，其余大量油气从换热段上升进入蜡油集油箱以上的分馏段，在此进行传热和传质过程，分馏出富气、汽油、柴油和蜡油。焦化分馏塔油集油箱的蜡油经换热至90℃出装置进蜡油罐；另外引出两分路90℃冷蜡油作焦炭塔顶急冷油和装置封油用。
中段回流经中段回流蒸汽发生器发生蒸汽。
分馏塔顶回流从分馏塔抽出，经冷却后返回。
柴油从分馏塔进入汽提塔，经蒸汽汽提，柴油由汽油塔下部抽出，经换热冷却至70℃后分成两路，一路至加氢装置；另一路冷却至40℃进入柴油吸收塔作吸收剂来自压缩富气分液罐的富气进入柴油吸收塔下部，经吸收后，塔顶干气出装置进入全厂燃料气管网；塔底吸收油利用塔的压力（0.4MPa 表）自压入分馏塔作回流。
分馏塔顶油气经分馏塔顶空冷器和分馏塔顶油气后冷器冷却后进入分馏塔顶油气分离罐分离，分离出的汽油由汽油泵抽出分两路，一路去加氢装置，另一路返回塔顶作回流（不常用）。油气分离罐顶的富气经富气压缩机加压后经压缩富气空冷器、压缩富气后冷器冷却后进入压缩富气分液罐，冷凝液凝缩油至加氢装置；富气进入柴油吸收塔下部（一些装置的实际生产证明，经柴油吸收后的干气带残液比较严重，约占干气的20%，我公司设计时可以将油气分离罐顶的富气经富气压缩机加压后并入芳构化装置的吸收稳定系统或催化装置的吸收稳定系统，以防止干气带残液。）。此外，为了防止分馏塔底部结焦，分馏塔底设分馏塔底循环泵。
切焦采用有井架双钻具方式，切焦水用高压水泵抽高位水箱的水，打到焦炭塔面，进行水力除焦。焦炭和水一同流入贮焦池，经分离后切焦水流入沉淀池重新利用。
焦炭塔吹汽时，油气首先进入油气闪蒸罐，罐底污油经污油泵送出装置；罐顶油气进入水箱冷却器，冷却后进入吹汽放空油水分离罐，罐底污油经污油泵送出，含硫油污水经污水泵送至装置外污水处理场。不凝气进入放空油气脱水罐，然后进入瓦斯系统去火炬烧掉。
   二、60万吨/年加氢装置
1、反应部分
焦化汽油、焦化柴油从延迟焦化装置直接进料，为控制加氢反应平稳，应严格控制其进料比例。两种原料进装置后经原料混合罐（D-201）混合，再经原料油泵（P-201/1、2）、过滤器（SR-201/1、2）、原料油脱水罐（D-202）进入原料油缓冲罐（D-203）。原料油过滤和脱水的目的是为了脱除堵塞反应器上部床层的固体颗粒和影响催化剂强度的水分。D-201、D-203用氮气气封保护。
D-203中的原料经反应进料泵（P-202/1、2）升压至9.6MPa（A），经流量控制，与来自新氢压缩机（K-201/1、2）和循环氢压缩机（K-202/1、2）的混合氢混合，首先经混氢原料（I）/反应产物换热器（E-204/1、2）换热，再经由混氢原料（Ⅱ）/反应产物换热器（E-201）与反应产物换热至199℃进入反应加热炉（F-201），加热至303℃进入至加氢反应器（R-201）中，该反应器设置二段催化剂床层，两床层间设有注急冷氢设施。
自反应器（R-201）来的反应产物经混氢原料（Ⅱ）/反应产物换热器（E-201）、汽提塔底油/反应产物换热器（E-202）、低分油/反应产物换热器（E203）、混氢原料（I）/反应产物换热器（E-204/1、2）换热，然后依次经反应产物空冷器（EC-201/1、2）、反应产物后冷器（E-207/1、2）冷却至40℃，进入高压分离器（D-204）。为了防止反应产物中的铵盐在低温部位结晶，通过脱氧水泵（P-207/1、2）将脱氧水注入到（EC-201/1、2）或（E-204/1、2）上游的管道中。
冷却后的反应物在D-204中进行油、气、水三相分离。高分气（循环氢）经K-202/1、2入口分液罐（D-208）分液后，进入循环氢压缩机（K-202/1、2）升压至8.8MPa（G），然后分两路：一路作为急冷氢进入R-201，一路与来自新氢压缩机（K-201/1、2）的新氢混合，混合氢与原料油混合作为反应进料。含硫、含氨污水自D-204底排出，至装置外统一处理。D-204油相在液位控制下，经减压调节阀进入低压分离器（D-205），D-205闪蒸气排至燃料气管网。
低分油经低分油/分馏塔底油换热器（E-206/1、2）和E-203分别与精制重石脑油、反应产物换热至200℃后去分馏部分汽提塔（C-201）。汽提塔底油经汽提塔底油/分馏塔底油换热器（E-205）和E-202分别与精制重石脑油、反应产物换热至245℃后去分馏部分分馏塔（C-202）。新氢自制氢装置来，经新氢压缩机入口分液罐（D-207）分液后进入K-201/1、2并经三级升压至8.8MPa(G)，再与K-202/1、2出口的循环氢混合。
2、分馏部分
从反应部分来的低分油经换热后进入C-201。塔底用0.8MPa过热蒸汽汽提。塔顶油气经汽提塔顶空冷器（EC-202/1、2）和汽提塔顶后冷器（E-208）冷凝冷却至40℃，进入汽提塔顶回流罐（D-210）进行气、油、水三相分离。闪蒸出的气体作为燃料进入燃料气管网。含硫污水送出装置。油相经汽提塔顶回流泵（P-203/1、2）升压后作为塔顶回流全部返回汽提塔（C-201）。
塔底油自压经E-205与精制重石脑油换热后去反应部分E-202换热器。从反应部分来的低分油经换热后进入C-202。塔底用重沸炉提供热源。塔顶油气经分馏塔顶空冷器（EC-203/1、2）和分馏塔顶后冷器（E-209）冷却至40℃，进入分馏塔顶回流罐（D-211）进行气、油、水三相分离。闪蒸出的气体通过放空罐至火炬。含硫污水送出装置。油相经分馏塔顶回流泵（P-204/1、2）升压后一部分作为塔顶回流，一部分作为精制轻石脑油出装置。
塔底精制重石脑油一小部分经分馏塔底产品泵（P-206/1、2）增压后经E-205和E-206/1、2分别与汽提塔底油、低分油换热至100℃左右，然后进入精制重石脑油后冷器（E-210）冷却至60℃出装置。塔底精制重石脑油大部分经分馏塔底循环泵（P-205/1、2）增压后用分馏塔底重沸炉（F-202）加热至290℃左右返回分馏塔下部，以补充分馏所需能量。
为了抑制硫化氢对塔顶管道和冷换设备的腐蚀，在塔顶管道注入缓蚀剂。缓蚀剂自缓蚀剂罐（D-212）经缓蚀剂泵（P-209/1，2）抽出后分两路，一路注入C-201塔顶管道；另一路注入C-202塔顶管道。
3、催化剂预硫化部分
为了使催化剂具有良好的活性，新鲜的或再生后的催化剂在使用前都必须进行预硫化。本设计采用湿法硫化，以直馏煤油为硫化油，二硫化碳为硫化剂。
催化剂进行预硫化操作时，系统内氢气经循环氢压缩机（K-202/1、2）按正常操作流程进行全量循环。二硫化碳自二硫化碳桶用硫化剂泵（P-208）升压后至反应进料泵入口，经反应进料泵（P-202/1、2）后与氢气混合，经反应产物与混氢原料油换热器（E-204/1、2、E-201）换热，经反应进料加热炉（F-201）升温，然后经过催化剂床层，对催化剂进行预硫化。自反应器底部出来的硫化油和循环氢等经E-201、E-202、E-203、E-204/1、2换热，经EC-201/1、2、E-207/1、2冷却后至高压分离器（D-204）进行气、油、水三相分离。气体自顶部出来，经D-208入K-202/1、2实现循环氢的循环，硫化油自高分罐（D-204）下部出来经调节阀降压后进入低分罐（D-205）阀蒸分离，液相返至原料油缓冲罐（D-203）入口实现循环流化，闪蒸出来的低分气至燃料气系统，催化剂预硫化过程中产生的水间断从高分罐（D-204）底部排出。催化剂预硫化结束后，硫化油改进原料油出装置线退出装置。
三、10000标方/小时制氢装置
1、进料系统
由装置外来的干气进入原料气缓冲罐，经过原料气压缩机压缩后进入原料气脱硫部分。
2、脱硫部分
进入脱硫部分的原料气经原料预热炉予热升温至380℃，进入加氢反应器发生反应，使有机硫转化为硫化氢后进入氧化锌脱硫反应器，硫化氢与氧化锌反应生成固体硫化锌被吸收下来。脱除硫化氢后的气体硫含量小于0.2PPm，进入转化部分。具体反应如下：
硫醇:      RSH+H2→RH+H2s
硫醚:      R1SR2+2H2→R1H+R2H+H2S
二硫醚:    R1SSR2+3H2→R1H+R2H+2H2S
噻吩:      C4H4S+4H2→C4H10+H2S
氧硫化碳:  COS+H2→CO+H2S
二硫化碳:  CS2+4H2→CH4+2H2S
ZnO(固)+H2S=ZnS(固)+H2O  △Ho 298 =-76.62kJ/mol
3、转化部分
精制后的原料气按水碳比3.5与水蒸汽混合，再经转化炉对流段予热至500℃，进入转化炉辐射段。在催化剂的作用下，发生复杂的水蒸汽转化反应，从而生产出氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和水的平衡混合物。主要反应有:
    CnHm+nH2O =nCO+(n+m/2)H2                   ①
    CO+3H2=CH4+H2O       △Ho298 =-206kJ/mol     ②        CO+H2O=CO2+H2        △Ho298 =-41kJ/mol      ③
以甲烷为主的气态烃，蒸汽转化过程较为简单，主要发生上述反应，最终产品气组成由反应②③平衡决定。
而轻石脑油，由于其组成较为复杂，有烷烃、环烷烃、芳烃等，因此，除上述反应外，在不同的催化床层，还发生高级烃的热裂解、催化裂解、脱氢、加氢、积炭、氧化、变换、甲烷化等反应，最终产品气组成仍由反应②③平衡决定。
烃类水蒸汽转化反应是体积增大的强吸热反应，低压、高温、高水碳比有利于上述反应的进行。反应过程所需热量由转化炉顶部的气体燃料烧嘴提供，出转化炉820℃高温转化气经转化气蒸汽发生器换热后，温度降至360℃，进入中温变换部分。
4、变换部分
由转化部分来的约360℃的转化气进入中温变换反应器，在催化剂的作用下发生变换反应：
    CO+H2O=CO2+H2

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