溶剂脱沥青
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溶剂脱沥青抽提深度探讨摘要:过度抽提和混相是溶剂脱沥青装置常出现的问题之一,本文分析了影响抽提的主要因素是:原料性质、抽提温度、溶剂组成、压力。
通过优化抽提条件能够最大限度的避免过度抽提和抽提混相,生产出质量优良的低残炭脱沥青油。
关键词:过度抽提混相抽提温度溶剂组成原料性质压力一、前言溶剂脱沥青装置过程的主要作用是除去渣油中的沥青以降低其残炭值。
该装置是利用混合C4为溶剂,以减压渣油为原料,在一定的压力和温度下,利用溶剂对原料中的饱和烃和芳烃有较大的溶解性而对胶质和沥青质几乎不溶的特性,达到脱沥青油和沥青分离的目的。
但是溶剂脱装置在运行中会由于多方面因素导致过度抽提和混相,过度抽提会产出高软化点且很硬的沥青质,导致炉管压降很大,易造成炉管结焦。
混相会堵塞低压冷却系统,降低冷却的效率,还会造成脱沥青油颜色发黑、残碳偏高。
本文主要分析了抽提温度、溶剂组成、原料性质、压力等影响因素。
通过优化抽提条件最大限度的避免过度抽提和混相,生产出质量优良的低残炭脱沥青油。
所以选择适合的抽提条件变得非常重要。
二、装置工艺原则流程及主要工艺过程本装置采用抽提工艺,即在一定压力和温度下,溶剂以液态形式与原料充分混合,液-液抽提,将脱油与沥青分离。
富含溶剂的脱油,经脱沥青油溶液泵增压后进入加热炉升温至超临界状态后,在溶剂分离器内溶剂以气体状态与油分离。
分离后的溶剂在高压下换热冷却至临界温度以下,成为液相溶剂使用。
经汽提进一步回收残余溶剂后的脱油作为催化裂化原料。
而沥青溶液则经沥青加热炉升温、汽提回收溶剂后作为半沥青送出装置。
三、抽提深度不当产生的现象1.过度抽提现象过度抽提从产品的外观表现为沥青呈现粉末状的黑色小颗粒,流动性能很差,延展度差,软化点高等特点。
工艺上的表现为抽提器里的沥青很难通过加热炉,且从抽提器放料的沥青流量逐渐减小,在放料的同时会造成加热炉前的入口压力很高,几乎和抽提器本身的压力相差无几,且加热炉进出口的压降非常大,造成沥青无法正常的通过加热炉。
溶剂脱沥青是一种以小分子烃类为抽提溶剂,从渣油中将沥青质、胶质有效脱除的工艺,需要依靠专业性强、安全性高的装置进行操作。
对此,在进行溶剂脱沥青装置管理时,为有效提升管理质量,减少装置安全事故的发生,有必要掌握影响溶剂脱沥青装置安全运行的因素,并做好安全防控工作。
一、威胁溶剂脱沥青装置安全运行的关键因素分析1.人员操作因素溶剂脱沥青装置的安全运行离不开人力资源支撑。
但就目前溶剂脱沥青装置人员构成来看,普遍存在职工文化水平偏低、老龄化严重、安全意识低下等问题。
例如,某企业溶剂沥青装置职工中75%以上超过45岁,中专及以下学历占80%。
这在一定程度上制约了先进管理理念、安全管理技术、安全管理模式等在溶剂脱沥青装置安全运行中的引入,不利于安全防控水平与能力的提升。
2.设备自身因素设备性能与质量是影响溶剂脱沥青装置安全运行的关键因素。
通过统计近五年溶剂脱沥青设备故障,发现原料泵、溶剂泵、洗涤油泵、低压空冷风机、沥青加热炉瓦斯管线、蒸汽管线、溶剂换热器等均出现过故障。
严重威胁溶剂脱沥青装置运行安全,影响企业炼油质量与效率。
而对设备故障成因进行分析,主要表现为设备老化、设备磨损严重、管线腐蚀、设备与管线接触不良、加热装置局部过热等。
3.生产工艺因素由溶剂脱沥青工艺原理以及工艺流程可知,溶剂脱沥青装置主要以丙烷、丁烷、戊烷等低分子烃类为溶剂,温度、压力、溶剂类型、溶剂比、原料性质等是影响溶剂沥青的核心因素,超临界技术是溶剂油沥青装置生产核心工艺。
因此,受工艺物料性质、工艺操作条件以及产品物化性质等因素影响,溶剂脱沥青工艺危险性较大。
进行溶剂脱沥青工艺改进则是新时期石油化工企业提高生产质量,增强生产效益,降低生产风险的重要举措。
4.安全管理因素安全管理不到位是增加溶剂脱沥青装置运行风险的关键因素。
例如,安全教育培训机制缺失,无法为工作人员提供系统化、专业性指导与培训,不利于工作人员安全意识、安全操作能力、安全管理能力的提升,易出现操作风险;安全事故应急机制缺乏,影响装置安全运行风险预测与评估质量,不利于风险与事故及时防范与控制。
石油化工溶剂脱沥青工艺简介溶剂脱沥青是一个劣质渣油的预处理过程。
用萃取的方法,从原油蒸馏所得的减压渣油(有时也从常压渣油)中,除去胶质和沥青,以制取脱沥青油同时生产石油沥青的一种石油产品精制过程。
1、原料:减压渣油或者常压渣油等重质油2、产品:脱沥青油等3、基本概念溶剂脱沥青是加工重质油的一种石油炼制工艺,其过程是以减压渣油等重质油为原料,利用丙烷、丁烷等烃类作为溶剂进行萃取,萃取物即脱沥青油可做重质润滑油原料或裂化原料,萃余物脱油沥青可做道路沥青或其他用途。
4、生产流程包括萃取和溶剂回收。
萃取部分一般采取一段萃取流程,也可采取二段萃取流程。
沥青与重脱沥青油溶液中含丙烷少,采用一次蒸发及汽提回收丙烷,轻脱沥青油溶液中含丙烷较多,采用多效蒸发及汽提或临界回收及汽提回收丙烷,以减少能耗。
临界回收过程,是利用丙烷在接近临界温度和稍高于临界压力(丙烷的临界温度96.8℃、临界压力4.2MPa)的条件下,对油的溶解度接近于最小以及其密度也接近于最小的性质,使轻脱沥青油与大部分丙烷在临界塔内沉降、分离,从而避免了丙烷的蒸发冷凝过程,因而可较多地减少能耗。
国内的溶剂脱沥青工艺流程主要有沉降法二段脱沥青工艺、临界回收脱沥青工艺、超临界抽提溶剂脱沥青工艺。
(1)沉降法二段脱沥青工艺沉降法两段脱沥青是在常规一段脱沥青基础上发展起来的。
在研究大庆减压渣油的特有性质的基础上,注意到常规的丙烷脱沥青不能充分利用好该资源,而开发出的一种新脱沥青工艺(2)临界回收脱沥青工艺溶剂对油的溶解能力随温度的升高而降低,当温度和压力接近到临界条件时,溶剂对油的溶解能力已降到很低,这时,该丙烷溶剂经冷却后可直接循环使用,不必经过蒸发回收。
(3)超临界抽提溶剂脱沥青工艺超临界流体抽提是利用抽提体系在临界区附近具有反常的相平衡特性及异常的热力学性质,通过改变温度、压力等参数,使体系内组分间的相互溶解度发生剧烈变化,从而实现组分分离的技术。
第十章溶剂脱沥青装置第一节装置概况及特点一、装置概况溶剂脱沥青装置是引进美国UOP公司的Demex工艺专利技术而设计的装置,该技术采用先进的亚临界抽提,超临界回收工艺,具有工艺流程简单、设备少、能耗低等优点。
原设计该装置以中原减压渣油为原料,以正丁烷为溶剂,溶剂比为5~6:1(体积),经过抽提,将脱沥青油(DMO)和沥青质分开,其中为催化裂化提供优质原料脱沥青油(DMO)。
沥青质与澄清油按不同比例调合生产道路沥青。
二、装置规模及组成溶剂脱沥青装置由溶剂脱沥青、道路沥青调合及装车部分组成。
各部分设计加工能力为:溶剂脱沥青: 80×104吨/年道路沥青装车: 15×104吨/年三、装置工艺流程特点1.以C4为溶剂,不设溶剂压缩机。
溶剂脱沥青采用丁烷做溶剂,相对于丙烷脱沥青来说,溶剂蒸汽压低,较容易加压液化,故该装置不设溶剂压缩机,只用一台溶剂泵保证溶剂循环正常进行。
2.采用外混合──内沉降工艺溶剂脱沥青采用外混合──内沉降工艺,抽提器上下温度相同。
减压渣油与溶剂经三级混合后,从抽提器中上部进入抽提器进行沉降分离。
3.采取超临界回收工艺DMO与溶剂在超临界状态下进行分离,此时溶剂具有气体性质,对DMO的溶解能力几乎为零,保证溶剂与DMO能彻底分离。
4.设两个抽提器与沉降器装置设有两套抽提器和胶质沉降器,以保证能达到80×104吨/年的处理量,沉降器也相应改为两个。
第二节工艺原理及工艺流程说明一、工艺原理该装置是以常减压装置的减压渣油为原料,在一定的温度和压力条件下,利用液体溶剂对减压渣油中的油组份有较大的溶解度而对胶质、沥青质几乎不溶的特性,在抽提器内进行抽提,使其分为抽提油溶液相和沥青溶液相,利用两相比重差的作用,比重小的抽提油溶液逐渐上升至抽提器顶部成为提取液;而比重大的沥青溶液逐渐沉降至抽提器底部成为提余液。
抽提油溶液经加热升温,溶剂的溶解度降低,选择性提高,在沉降器中,使胶质溶液从提取液中沉降出来,这样就将渣油中的胶质、沥青质脱除,获得脱沥青油。
一、主要技术方案溶剂脱沥青主要技术方案如下:1 采用一段抽提工艺技术抽提器具有分离效率高、处理能力大、设备尺寸小的特点。
因此,工艺流程上采用了一段抽提技术,省去了二段抽提工艺的沉降器。
该工艺流程简单、设备少、操作难度降低。
2 采用非临界抽提超临界回收技术抽提器操作温度低于溶剂临界温度以保证溶剂在抽提器内是液相。
而溶剂回收部分的DAO分离器是在超临界条件下操作,在超临界条件下溶剂基本上失去了对油品的溶解能力,因此脱沥青油下沉与溶剂分离达到回收溶剂的目的。
大部分溶剂(约90%)从分离器顶部溢出,这部分溶剂温位较高,可与脱沥青油溶液换热,回收大部分热量。
3 采用导热油系统装置内设置导热油系统,导热油经过导热油加热炉升温后再分别与DAO溶液和沥青汽提塔进料换热。
导热油取代了常规流程中的沥青溶液加热炉和DAO溶液加热炉,不仅简化了流程还降低了操作费用。
4溶剂消耗量较低DAO汽提塔和沥青汽提塔采用较低压力和较高温度操作,保证溶剂的汽提效果,使DAO产品和沥青产品中携带的溶剂量减少。
延迟焦化主要技术方案如下:技术方案的选择以装置的“安、稳、长、满、优”生产为目标,采用国内外先进、成熟可靠的工艺技术和设备,使装置在环境保护、长周期运行、目的产品收率、自动化水平和能量消耗等方面达到新的较高水平。
1环境保护水平有了新的飞跃由于延迟焦化工艺是将减压渣油转化为较轻质油品和焦炭的工艺,而焦炭的除去采用水力除焦技术,不可避免地会产生粉尘、污水、废气等污染物。
为减少污染,本设计采取如下措施:1.1冷焦水密闭循环,消除恶臭气味采用冷焦水密闭循环流程,对冷焦水全过程进行密闭循环处理,减少冷焦水对周围环境的污染。
处理后的冷焦水再循环使用,从冷焦水中回收的污油作为急冷油回炼。
其流程特点如下:a)采用旋流除油器技术冷焦水中含有一定量的油和焦粉,采用密闭冷却时,如直接进空冷器,容易造成空冷器堵塞,影响冷焦水的冷却。
本次设计冷焦水出口加过滤器并采用旋流除油器技术,在冷焦水进空冷器前,先进入旋流除油器(旋流除油器是利用离心分离的原理,将水中的污油除去,旋流器出口水含油约100ppm),然后再进入空冷器进行冷却。
20万吨/年丁烷溶剂脱沥青装置操作规程目录第一章工艺技术规程 (1)1.1 装置概况 (1)1.1.1 装置简介 (1)1.1.2工艺原理 (2)1.1.3工艺流程说明 (4)1.1.4工艺原则流程图(详见附录10.1) (7)1.2工艺指标 (7)1.2.1 原料指标 (7)1.2.2 半成品、成品指标 (7)1.2.3 公用工程指标 (7)1.2.4 物料平衡 (8)1.2.5 主要操作条件 (9)1.2.6 原材料消耗、公用工程消耗及能耗指标 (9)第二章操作指南 (10)2.1 抽提岗位操作法 (10)2.1.1 抽提岗位划分 (10)2.1.2 抽提岗位职责 (10)2.1.3 抽提岗位操作法 (10)2.2 回收岗位操作法 (15)2.2.1 回收岗位划分 (15)2.2.2 回收岗位职责 (15)2.2.3 回收岗位操作法 (15)2.3 司炉岗位操作法 (16)2.3.1 司炉岗位划分 (16)2.3.2 司炉岗位职责 (16)2.3.3 司炉岗位操作法 (17)第三章开工规程 (18)3.1 开工统筹图(详见附录10.3) (19)3.2 开工纲要 (19)3.2.1 开工前准备工作 (19)3.2.2 系统吹扫试压 (19)3.2.3 装置收溶剂 (19)3.2.4 装置溶剂循环 (20)3.2.5 装置柴油循环 (20)3.2.6 装置引渣油,操作调整。
(20)3.3 开工操作 (21)3.3.1 开工前准备工作 (23)3.3.1.1 开工总原则 (23)3.3.1.2 制定方案、联系有关部门、准备好开工物料 (23)3.3.2 系统吹扫试压 (24)3.3.4 装置溶剂循环 (30)3.3.5 装置柴油循环 (32)3.3.6 装置引渣油,操作调整。
(33)3.4 辅助说明 (35)3.4.1 系统吹扫试压注意事项 (35)3.4.2 高压系统装水流程 (35)3.4.3 装置收溶剂注意事项 (36)3.4.4 装置溶剂循环注意事项 (36)3.4.5 装置溶剂循环流程 (37)3.4.6 装置开工盲板表 (37)3.4.7 装置开工加热炉升温曲线 (38)3.4.8 装置开工危害识别与风险消减措施 (39)3.4.9 装置开工安全环保措施 (39)第四章停工规程 (42)4.1 停工统筹图(详见附录10.4) (43)4.2 停工纲要 (43)4.2.1 停工前准备工作 (43)4.2.2 装置停止进料,原料系统柴油冲洗 (43)4.2.3 装置溶剂循环,退尽系统含油 (43)4.2.4 装置退溶剂,系统放火炬 (43)4.2.5 装置蒸汽吹扫 (44)4.2.6 停工收尾工作 (44)4.3 停工操作 (44)4.3.1 停工前准备工作 (45)4.3.2 系统停止进料,原料系统柴油冲洗 (46)4.3.3 装置溶剂循环,退尽系统含油 (46)4.3.4 装置退溶剂,系统放火炬 (48)4.3.5 装置蒸汽吹扫 (50)4.3.6 停工收尾工作 (50)4.4 辅助说明 (51)4.4.1 停工时安全注意事项 (51)4.4.2 停工拆除盲板表 (52)4.4.3 吹扫流程 (53)4.4.4 停工盲板表 (55)4.4.5 装置停工加热炉降温曲线 (55)4.4.6 装置停工危害识别与风险消减措施 (56)4.4.7 装置停工安全环保措施 (56)第五章加热炉操作规程 (59)5.1 点火 (59)5.1.1 A级操作纲要 (59)5.1.2 B级具体操作 (60)5.1.3 C级辅助说明 (67)5.2 停炉 (68)5.2.2 B级具体操作 (69)5.3 加热炉正常操作 (72)5.3.1 燃料气火嘴正常操作调整 (72)5.3.2 炉出口(膛)温度的控制 (72)5.3.3 预防炉管结焦 (73)5.3.4 炉膛温度调节 (73)5.3.5 炉膛负压调节 (74)5.3.6 过剩空气调节 (74)5.3.7 日常巡检和注意事项 (74)5.4 加热炉特殊操作 (75)5.4.1 烘炉 (75)5.4.2 空气—蒸汽烧焦 (76)5.4.3 爆炸气体分析 (77)5.5 加热炉常见事故处理 (78)5.5.1 炉管破裂着火 (78)5.5.2 炉管弯头漏油着火 (79)5.6 溶剂脱沥青装置加热炉仪表控制原则流程图 (79)第六章基础操作规程 (80)6.1 蒸汽往复泵 (80)6.2 离心泵 (90)6.3 风机 (108)6.4 换热器 (116)第七章事故处理预案 (123)7.1 事故处理原则 (123)7.2 紧急停工方法 (123)7.3 事故处理预案 (124)7.4 事故处理预案演练规定 (130)第八章操作规定 (131)8.1 定期工作规定 (131)8.2 操作规定 (135)第九章仪表控制系统操作法 (136)9.1 主要工艺操作仪表逻辑控制说明及工艺控制流程图 (136)9.2 位号对照 (139)第十章安全生产及环境保护 (143)10.1 安全知识 (143)10.2 安全规定 (143)10.3 装置防冻防凝措施 (154)10.4 本装置历史上发生的主要事故、处理方法及经验教训 (157)10.5 本装置易燃易爆物的安全性质:爆炸范围、闪点、自然点 (158)10.6 装置主要有害物质的有关参数 (158)10.7 装置污染物主要排放部位和排放的主要污染物 (161)第十一章附录 (162)11.1 工艺原则流程图 (162)11.2 柴油冲洗、冲压流程图 (163)11.3 开工统筹图 (164)11.4 停工统筹图 (165)10.5 加热炉仪表控制原则流程图 (166)11.6 设备明细表 (167)11.7 主要设备结构图 (172)11.8 装置平面布置图 (173)11.9 可燃气体报警仪布置图 (174)11.10 装置消防设施布置图 (175)11.11 安全阀定压值 (176)11.12 控制参数报警值 (177)11.13 常用基础数据 (178)第一章工艺技术规程1.1 装置概况1.1.1 装置简介溶剂脱沥青装置地处厂区南端,北边与催化裂化装置的原料罐区接壤,南北长95米,东西宽75米,占地面积7125平方米。