原油蒸馏的工艺流程
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石油炼制工艺流程讲解1. 原油蒸馏:原油首先通过蒸馏塔进行分馏,按照沸点将原油中的各种成分分离出来,得到汽油、柴油、航空燃料、煤油等不同产品。
2. 裂化:裂化是将大分子烃分子裂解成小分子烃分子的过程。
通过加热和催化剂的作用,将重质烃分子裂解成轻质烃分子,从而得到更多的汽油、液化气等产品。
3. 催化裂化和重整:在这个步骤中,通过催化剂的作用将长链烃裂解成较短链烃,同时对烃分子进行重新排列,得到更多的高辛烷值的汽油和高辛烷值的液化气。
4. 烷基化和芳构化:在这一步中,将一些低值产品如丁烷、丙烷等转化为高值的芳烃产品,如苯、甲苯等。
5. 加氢:通过加氢反应,将烯烃、芳烃等不饱和化合物转化为饱和化合物,从而提高产品的稳定性和质量。
6. 脱硫、裂化和脱氮:这一步通过脱硫、裂化和脱氮等过程,将原油中的硫、金属等杂质去除,提高产品的环保性能和稳定性。
7. 产品分离和精制:最后将各种转化后的产品进行进一步的分离和精制,得到清洁的成品油、化工原料和其他石化产品。
总的来说,石油炼制工艺流程是一个复杂的过程,需要多个步骤和各种催化剂的作用来完成。
通过石油炼制,我们可以得到各种不同的石化产品,满足人们对能源和化工产品的需求。
石油炼制工艺是一个复杂而又高效的工程系统,它需要考虑原油的成分、质量、市场需求和环保要求等多方面因素。
下面将详细介绍石油炼制的各个步骤以及每个步骤的作用和原理。
首先是原油蒸馏。
原油蒸馏是将原油按照沸点分离出不同的石化产品的过程。
原油中的各种烃类化合物在不同的沸点下会分别蒸发出来,通过蒸馏塔的不同区域进行分馏和分离。
在原油蒸馏过程中蒸发出来的分馏产品包括汽油、柴油、航空燃料、煤油等。
这些产品分别用于汽车、飞机、工业和军用等领域。
蒸馏得到的产品还需要进行后续加工和精制,以满足市场和环保的要求。
接着是裂化:裂化是将大分子烃分子裂解成小分子烃分子的过程。
在裂化的过程中,原油中的长链烃分子被加热到高温后,分解成较小的烃分子,从而得到更多的汽油、液化气等产品。
16857第五节原油蒸馏过程操作技术一.开工常减压蒸馏装置建成后或经过一个生产周期,检修完毕后,应尽快地、安全地投入生产。
根据多年来装置开工的实践经验,要做到开工一次成功。
1.开工准备1)开工必要条件①验收检修或新建项目是否全部完成;②制定切实可行的开工方案;③组织开工人员熟悉工艺流程和操作规程;④联系好有关单位,做好原油、水、电、蒸汽、压缩风、燃料油、药剂、消防器材等的供应工作;⑤通知调度室、化验分析、仪表、罐区等单位,做好配合工作。
2)设备及生产流程的检查设备及生产流程的检查工作是对装置所属设备、管道和仪表进行全面检查:包括管线流程是否有误;人孔、法兰、垫片螺帽、丝堵、热电偶套管和温度计套是否上好;放空阀、侧线阀是否关闭;盲板加拆位置是否符合要求;安全阀定压是否合适。
要做到专人负责,落实无误。
机泵润滑和冷却水供应是否正常,电机旋转方向是否正确,运转是否良好,有无杂音和震动。
炉子回弯头,火嘴、蒸汽线、燃料油线、瓦斯线、烟道挡板、防爆门、鼓风机等部件是否完好。
3)蒸汽吹扫蒸汽吹扫是对装置所有工艺管线和设备进行蒸汽贯通吹扫,排除杂物,以便检查工艺流程是否有错误,管道是否畅通无阻。
蒸汽吹扫时应注意事项:①贯通前应关闭仪表引线,以免损坏仪表。
管线上的孔板、调节阀应拆下,避免被杂质损坏,机泵和抽空器的进口处加过滤网,防杂质进入损坏内部零件。
②蒸汽引入装置时,先缓慢通入蒸汽暖管,打开排水管,放出冷凝水,以免发生水击和冷缩热胀发生事故,然后逐步开大到工作压力。
③蒸汽贯通应分段、分组按流程方向进行,蒸汽压保持在8MPa左右,蒸汽贯通的管道,其末端应选在放空或油罐处;管道上的孔板和控制阀处应拆除法兰除渣;有存水处,须先放水,再缓慢给汽,以免水击;吹扫冷换设备时,另一程必须放空,以免憋压。
④新建炉子,蒸汽贯通前,须进行烘炉。
⑤装置内压力表必须预先校验,导管预先贯通。
4)设备及管道的试压开工时,要对设备和管道进行单体试压。
【摘要】本文作为炼油厂所制造的常减压蒸馏装置设计和优化的景,从而概述了大型常减压蒸馏流程的构筑。
基础为减压蒸馏装置,用初馏塔、常压塔、减压塔等进料位置来优化决策和变量,炼油厂的常减压蒸馏装置的每年最大综合收益是目标函数,通过PROflI平台,进行二次研发,编程了优化问题中的FORTRAN程序,有了良好的程序优化效果。
优化流程在结果中优化提取常减压蒸馏过程中的冷热物流的基础数据,常减压蒸馏装置在换热网络进行下获得夹点分析、组合曲线、总组合曲线、冷热物流等都在不同温度下间隔对热负荷起到卓越贡献。
程序间接利用数学规划法得到了建立换热网络的MINLP相关数学模型,同时也运用分支界限法针对MINLP模型进行了程序求解,获取了有无分流的两种换热网络程序,对比下分析了两种不同换热网络的优势和不足。
【关键词】原油;蒸馏工艺【前言】原油常减压蒸馏工艺的流程模拟以及优化和换热网络都是本文重点讲述的个人观点一、摸拟以及优化原油的常减压蒸馏流程本文概述性地介绍了原油常减压蒸馏工艺流程,原油蒸馏过程的MESH普通模型,从而详细的给出了设计相关规定和约束条件。
建立了常减压蒸馏装置每年最大化综合收益相关函数的处理优化模型,本文介绍了有关求解优化模型程序的序贯二次规划方程式。
首先原油是多种碳氢化合物互相组合的非常复杂的混合物,所以我们运用蒸馏方法进行处理分离,根本原因是原油的组成具有不相同的沸点,工厂在进行原油分离的时候,一般都要求把原油的总体分割成符合它一定沸点范围的各种汽油、煤油、柴油等相关不同馏分。
1、在常压塔蒸馏过程中,原油通过加热直到3600c左右后,进入常压塔开始分馏,分为汽化段,汽油、煤油、柴油、重柴油等比对沸点较低的馏分,把汽化变成气体、蜡油、渣油等相关化学物重质馏分,最后为液体。
把含有汽油、煤油、柴油、重柴油等相关气体混合物进行离开汽化段,从而进入塔的上部。
也是精馏段,把塔板上与回流中的液体相接触后进行冷却,一些沸点较高的重柴油先冷凝,剩下沸点较低的汽油、煤油、柴油都是气体,这种气体维持上升后和回流液体空间接触后相互冷却,沸点较高的柴油渐渐冷凝成液体。
炼油工艺流程七大工艺炼油工艺是将原油中的各种成分分离、转化和组合,使其成为各种不同用途的产品的过程。
炼油工艺流程可以分为七大工艺:蒸馏、裂化、加氢、重整、气体处理、催化裂化和烷基化。
一、蒸馏工艺蒸馏是将原油按照沸点不同进行分离的过程。
首先将原油加热至100℃左右,使其中的轻质成分(如天然气、液态石油气等)汽化,然后进入蒸馏塔。
在蒸馏塔中,原油会随着温度升高逐渐汽化并上升,同时在塔内设置多个板层或填料层,使得不同沸点的组分在不同板层或填料层上凝结回收。
最终得到多个产品,如液态天然气(LNG)、轻柴油、重柴油等。
二、裂化工艺裂化是指将较重的烃类切割成较轻的烃类。
这种方法可以提高汽油产量,并且产生一些高附加值产品。
常见的裂化方法有热裂化和催化裂化两种。
其中,热裂化是将原油加热至高温(约500℃)下进行分解,而催化裂化则是在催化剂的作用下进行分解。
裂解产物主要包括轻质烃类、液态石油气、汽油等。
三、加氢工艺加氢是指将原油中的不饱和烃类与氢气反应,使其成为饱和烃类的过程。
这种方法可以改善产品的质量,如提高汽油辛烷值、减少硫含量等。
加氢反应通常在高压下(10-20MPa)进行,同时需要使用催化剂来促进反应。
加氢产物主要包括柴油、液态石油气等。
四、重整工艺重整是指将低辛烷值的轻馏分通过催化剂处理成为高辛烷值的汽油的过程。
重整反应需要在高温(400℃左右)和高压(2-3MPa)下进行,并且需要使用铂族金属作为催化剂。
重整产物主要包括高辛烷值汽油。
五、气体处理工艺气体处理是指将原油中的气态成分(如天然气、液态石油气等)进行分离和净化的过程。
这种方法可以提高天然气和石油气的纯度,同时去除其中的杂质和有害物质。
常见的处理方法包括吸附、膜分离、冷却液化等。
六、催化裂化工艺催化裂化是一种针对重质原油进行加工处理的方法,可以将较重的烃类切割成较轻的烃类。
这种方法需要使用催化剂来促进反应,通常在高温(500℃左右)和高压(0.1-0.5MPa)下进行。
原油蒸馏的工艺流程 第一节 石油及其产品的组成和性质 一、石油的一般性状、元素组成、馏分组成 (一)石油的一般性状 石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。世界各国所产石油的性质、外观都有不同程度的差异。大部分石油是暗色的,通常呈黑色、褐色或浅黄色。石油在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8~0.98g/cm3之间,个别的如伊朗某石油密度达到1.016,美国加利福尼亚州的石油密度低到0.707。 (二)石油的元素组成 石油的组成虽然及其复杂,不同地区甚至不同油层不同油井所产石油,在组成和性质上也可能有很大的差别。但分析其元素,基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成。其中碳、氢两中元素占96%~99%,碳占到83%~87%,氢占11%~14%。其余的硫、氧、氮和微量元素含量不超过1%~4%。石油中的微量元素包括氯、碘、磷、砷、硅等非金属元素和铁、钒、镍、铜、铅、钠、镁、钛、钴、锌等微量金属元素。 (三)石油的馏分组成 石油的沸点范围一般从常温一直到500℃以上,蒸馏也就是根据各组分的沸点差别,将石油切割成不同的馏分。一般把原油从常压蒸馏开始镏出的温度(初馏点)到180℃的轻馏分成为称为汽油馏分,180℃~350℃的中间馏分称为煤柴油馏分,大于350℃的馏分称为常压渣油馏分。 二、石油及石油馏分的烃类组成 石油中的烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃。石油中一般不含烯烃和炔烃,二次加工产物中常含有一定数量的烯烃。各种烃类根据不同的沸点范围存在与对应的馏分中。 三、石油中的非烃化合物 石油的主要组成使烃类,但石油中还含有相当数量的非烃化合物,尤其在重质馏分油中含量更高。石油中的硫、氧、氮等杂元素总量一般占1%~4%,但石油中的硫、氧、氮不是以元素形态存在而是以化合物的形态存在,这些化合物称为非烃化合物,他们在石油中的含量非常可观,高达10%~20%。 (一)含硫化合物(石油中的含硫量一般低于0.5%) 含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分的沸点升高而增加,其种类和复杂性也随着馏分沸点升高而增加。石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来许多危害。 1、腐蚀设备 在石油炼制过程中,含硫化合物受热分解产生H2S、硫醇、元素硫等活性硫化物,对金属设备造成严重的腐蚀。石油中通常还含有MgCl2、CaCl2等盐类,含硫含盐化合物相互作用,对金属设备造成的腐蚀将更为严重。石油产品中含有硫化物,在储存和使用过程中同样腐蚀设备。含硫燃料燃烧产生的SO2、SO3遇水后生成H2SO3、H2SO4
会强烈的腐蚀金属机件。 2、影响产品质量 硫化物的存在严重的影响油品的储存安定性,是储存和使用中的油品容易氧化变质,生成胶质,影响发动机的正常工作。 3、污染环境 含硫石油在加工过程中产生的H2S及低分子硫醇等有恶臭的毒性气体,会污染环境影响人体健康,甚至造成中毒,含硫燃料油燃烧后生成的SO2、SO3排入大气也会污染环境。 4、使催化剂中毒 在炼油厂各种催化加工过程中,硫是某些催化剂的毒物,会造成催化剂中毒失去活性。 (二)含氮化合物(石油中的含氮量一般在0.05%~0.5%) 我国原油的含氮量偏高,一般在0.1%~0.5%之间。氮化合物的含量随石油馏分沸点的升高而迅速增加,约有80%的氮集中在400℃以上的渣油中。石油中的氮化合物可分为碱性氮化合物和非碱性氮化合物(碱性氮化合物是指在冰醋酸和苯的样品溶液中能够被高氯酸-冰醋酸滴定的含氮化合物,不能被滴定的是非碱性氮化合物)。 石油中的非碱性含氮化合物性质不稳定,易被氧化和聚合生成胶质,是导致石油二次加工油品颜色变深和产生沉淀的主要原因。在石油加工过程中碱性氮化合物会使催化剂中毒。石油及石油馏分中的氮化物应精制予以脱除。 (三)含氧化合物(石油中的氧含量很少一般在千分之几的范围) 石油中的氧含量随石油馏分沸点升高而增加,主要集中在高沸点馏分中,大部分富集在胶状沥青状物质中。胶状沥青状物质中氧含量约占原油总氧含量的90%~95%。石油中的含氧化合物包括酸性含氧化合物和中性含氧化合物,以酸性含氧化合物为主。酸性含氧化合物(包括环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类等)对设备的腐蚀较严重,而且酚有强烈的气味,能溶于水,污水中通常含有酚,导致污染环境,酸性含氧化合物通常用碱洗的方法除去。中性含氧化合物(包括醛、酮、脂等)可氧化生成胶质,影响油品的使用性能。 第二节 原油蒸馏的工艺流程 原油的常减压蒸馏是石油加工的第一道工序,是依次使用常压和减压的方法,将原油按照沸点范围不同切割成汽油、煤油、柴油、润滑油原料、裂化原料和渣油。在进行常减压蒸馏时必须进行原料的预处理。 一、原油的预处理 原油的预处理是指对原油进行脱盐脱水的过程。原油从油田开采出来后,必须先在油田进行初步的脱盐、脱水,以减轻在输送过程中的动力消耗和管线腐蚀。但由于原油在油田的脱盐、脱水效果很不稳定,含盐量及含水量仍不能满足炼油厂的要求,给炼油厂的正常生产带来冲击。 (一)原油含盐、含水的危害 1、增加能量的消耗 原油在加工中要经历汽化、冷凝的相变化,水的汽化潜热(2255kJ/kg)很大,若水与原油一起发生相变时,必然要消耗大量的燃料和冷却水。而且原油在通过换热器、加热炉时,因所含的水分随温度的升高而蒸发,溶解在水中的盐类将析出而在管壁上形成盐垢,不仅降低了传热效率,也会减小管内流通面积而增大流动阻力,水汽化之后体积明显增大也会造成系统压力上升,这些都会使原油泵出口压力增大,使动力消耗增加。 2、干扰蒸馏塔的平稳操作 水的分子量比油小的多,水汽化后使塔内的气相负荷增大,含水量的波动必然会打乱塔内的正常操作,轻则影响产品的分离质量,重则因水的“爆沸”而造成冲塔事故。 3、腐蚀设备 氯化物尤其是氯化镁和氯化钙,在加热并有水存在时,可发生水解生成HCl,HCl在有液相水存在时即成盐酸,造成蒸馏塔顶部低温部位的腐蚀。 CaCl2+2H2O=Ca(OH) 2+2HCl MgCl2+2H2O=Mg(OH) 2+2HCl 当加工含硫原油时,虽然生成的FeS能附着在金属表面上起保护作用,可是当有HCl存在时,FeS对金属的保护作用不但被破坏,而且还加剧了腐蚀。 Fe+H2S=FeS+ H2
FeS+2HCl=FeCl2+ H2S
4、影响二次加工原料的质量 原油中所含的盐类在蒸馏之后会集中于渣油中,对渣油进一步深度加工,无论是催化裂化还是加氢脱硫都要控制原料中钠离子的含量,否则将会使催化剂中毒。为了减少原油含盐、含水对加工的危害,对设有催化裂化的炼厂提出了深度电脱盐的要求:脱后原油含盐量小于3mg/L,含水量小于0.2%;仅为满足设备不被腐蚀时可放宽要求,脱后原油含盐量小于5mg/L,含水量小于0.3%。 (二)原油脱盐、脱水原理 原油中的盐大部分能溶于水,为了能够脱除悬浮在原油中的盐细粒,在脱盐、脱水之前向原油中注入一定量的不含盐的清水,充分混合,然后在破乳剂和高压电场的作用下,使微小水滴聚集成较大水滴,借重力从油中分离,以达到脱盐、脱水目的,这通常称为电化学脱盐、脱水过程。 (三)原油电脱盐工艺流程 原油的二级脱盐、脱水工艺原理流程如图所示
一级脱盐罐 二级脱盐罐 含盐废水 静态混合器 含盐 静态混合器 一级注水 废水 二级注水 一级注破乳剂
(四)影响脱盐、脱水的因素 1、温度 温度升高可降低原油的粘度和密度以及乳化液的稳定性,水的沉降速度增加。若温度过高(>140℃),油与水的密度差反而减小,同样不利于脱水。同时原油的导电率随温度的升高而增大,所以温度过高不但不利于脱盐、脱水,反而因为脱盐罐电流过大而跳闸,影响正常送电。因此原油脱盐温度一般为105℃~140℃。 2、压力 脱盐罐需在一定压力下进行,以避免原油中的轻组分汽化,引起油层搅动,影响水的沉降分离。操作压力视原油中轻馏分含量和加热温度而定,一般为0.8~2MPa。 3、注水量及注水水质 在脱盐过程中,注入一定量的水与原油混合,将增加水滴的密度使之更易聚结,同时注水还可以破坏原油乳化液的稳定性,对脱盐有利。同时,二级注水量对脱后含盐量影响极大,这是因为一级电脱盐罐主要脱除悬浮于原油中极大部分存在于油包水型乳化液中的原油盐,二级电脱盐罐主要脱除存在于乳化液中的原油盐。注水量一般为5%~7%。 4、破乳剂和脱金属剂 破乳剂是影响脱盐率的最关键的因素之一,它的主要作用是破坏原油和水的乳化层,是油水分离的更彻底。加注量一般为10~30ppm。 脱金属剂的主要作用是:能与原油中的某些金属离子发生螯合作用,使其从油相转入水相加以脱除。 5、电场强度 电场强度越大,脱除率越大。但当电场强度在大时,水滴受电分散作用,使已经聚集的较大水滴又开始分散,脱盐效果下降。 二、三段汽化蒸馏的工艺流程 原油的蒸馏流程,就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。将此种内在的联系用简单的示意图表达出来,及形成原油蒸馏的流程图。原油蒸馏过程中,在一个塔内分离一次称一段汽化。原油经过加热汽化的次数,称为汽化段数。 汽化段数一般取决于原油性质、产品方案和处理量等。原油蒸馏装置汽化段数可以分为以下几种类型; (1) 一段汽化式:常压; (2) 二段汽化式:初馏(闪蒸)——常压 (3) 二段汽化式:常压——减压 (4) 三段汽化式:初馏——常压——减压; (5) 三段汽化式:常压——一级减压——二级减压; (6) 四段汽化式:初馏——常压——一级减压——二级减压; (1)、(2)主要适用于中小型炼油厂,只生产轻、重燃料或较为 单一的化工原料。 (3)、(4)适用于大型炼油厂的燃料型、燃料-润滑油型和燃料-化工型。 (5)、(6)用于燃料-润滑油型和较重质的原油,以提高拨出深度或制取高粘度润滑油料。