DCC厂职工培训教案

DCC厂职工培训教案2006年3月4日第一章石油炼制的发展过程1、石油的一般性质石油（或称原油）通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体，相对密度一般介于0.80～0.98g/cm2之间。世界各地所产的石油在性质上都不同程度的差异。大庆原油是一种低硫、低胶、高含蜡，凝固点高的石蜡基原油在其各个馏份中烷烃的相对含量高，环烷烃、芳烷烃少，一般不含有烯烃，只有在原由的二次加工产品中含有烯烃，这些烃类组成是以气态、液态、固态的化合物形式存在。2、石油的物理性质石油的物理性质是评价其质量的主要指标：如当加工一种原油前，先要测定它的各种性质，象沸点范围（馏分），比重、黏度、凝点、闪点、残碳、含硫量等，这叫做原油评价试验。3、石油的化学组成世界上各种原油的性质虽然差别甚远，但基本上由五种元素即碳、氢、硫、氮、氧所组成，原油中碳的质量分数一般为83.0％~87.0％，氢的质量分数为11.0％~14.0％，硫的质量分数为0.05％~8.00％，氮的质量分数为0.02％~2.00％，氧的质量分数为0.05％~2.00％；此外，石油中还有微量的重金属。石油中所含的有机物十分复杂，但基本上是由碳、氢组成的一类化合物，通常把碳氢化合物简称为烃。石油中究竟有多少个烃，至今尚无法说明，石油产品基本上由四类烃组成，即烷烃、环烷烃、烯烃和芳烃，这四类又因分子中原子数目的不同，包括许多性质相近的所谓同系物。4、石油产品类别石油产品按其用途系统或特性系统划分为溶剂油、燃料油、润滑油、电器用油、液压油、真空油脂、防锈油脂，工艺用油、润滑脂、蜡及其制品、沥青、油焦、石油添加剂和石油化学品等十四类。现将几类主要石油产品说明如下：1）、溶剂油是石油中低沸点馏分，按用途分为：石油醚、橡胶溶剂油、香花溶剂油等。2）、燃料油按馏分组成分为液化石油气、航空汽油、汽油、喷气燃料、煤油、柴油、重油、渣油和特种燃料九种。柴油以前的各种油品通称轻质燃料油。重油和渣油叫做重质燃料油。上述各组石油燃料根据使用对象或使用条件又分成不同的级。例如：煤油组分灯用，信号灯用和拖拉机用三个级。柴油组分轻级、重级，船用级和直馏级。重油分陆用级（主要用于锅炉）与船用级等等。3）、润滑油是石油中高沸点馏分并经加工的产物。按所润滑的机器种类和结构部件的特点分为：喷气机润滑油、航空润滑油、汽油机润滑油、柴油机润滑油、压缩机油、冷冻机油、气缸油、机械油、仪表油、车轴油、齿轮油、特种润滑油、精密机床用油和其它用途润滑油等十四组。4）、润滑脂是在润滑油中加入稠化剂的产物。按其所含稠化剂的组成分为皂基脂、烃基脂、无机脂和有机脂四大组。5）、石蜡和地蜡从石油中分出的固体烃。6）、沥青石油经过蒸馏后的残渣加工而成。7）、石油焦石油中重质组分经过高温加工后的产物，类似焦碳。由于各种产品用的场合和条件不同，对其性能要求也有差异。产品的主要质量指标有比重、馏程、黏度、闪点、凝点、残炭、腐蚀性、杂质含量等。根据不同油品的使用条件，还有一些特殊的指标，如辛烷值、十六烷值、黏度指数等等。5、炼油工艺通常把原油加工成各种石油产品的方法叫炼油工艺。炼油工艺所使用的装置，叫做炼油工艺装置（或炼油装置）。可将炼油过程分为两步：（1）首先把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围（即馏分），叫一次加工：（2）将一次加工得到的馏分再加工变成商品，叫二次加工或深度加工。按加工深度和加工性质可将炼油工艺装置分为一次加工装置，深度加工装置和辅助炼油生产装置。1）、一次加工装置，有常压蒸馏或常减压蒸馏。原油通过蒸馏装置被分为几个馏分。这些馏分分别作为汽油、煤油、柴油、润滑油的成品或半成品（做深度加工装置的原料），叫直馏产品。从原油中可获得25~40％的直馏产品（个别原油可达80％以上）。2）、二次加工装置有催化裂化、催化裂解、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烷基化、加氢精制、电化学精制及润滑油加工装置等。这类装置的加工目的在于提高轻质油收率，提高油品质量，增加油品品种以及提高炼油厂的经济效益。3）、辅助炼油生产装置为满足生产需要，炼油厂还设置有生产各种催化剂，添加剂，分子筛等的辅助炼油生产装置。此外，还需要配有动力（电力，蒸汽）系统。炼油工艺使用的催化剂与添加剂催化剂是一种能促进化学反应而本身在反应前后不发生变化的物质。在炼油工艺中采用催化剂可以促进油品在加工过程中的变化，从而提高生产效率和改善产品质量，如催化裂化、催化重整等。炼油工艺所用的催化剂绝大多数是某金属或金属氧化物、金属盐类，如铂、镍、硅酸铝等。每一催化工艺都有各自的催化剂。所谓添加剂就是在成品油中加入极少量物质，借以提高油品某些性能，此类添加物就叫添加剂。通常把催化剂和添加剂叫两剂，从一些注意发展炼油技术的国家来看，都重视研制新型高效催化剂与添加剂，以推动炼油工艺的发展。6、炼油设备：炼油装置是由一定的设备，按工艺需要组合成的。各种工艺装置的任务不同，所采用的设备也有区别。但按作用可将炼油设备大致分为六种类型，即：流体输送设备、加热设备、换热设备、传质设备、反应设备、容器等。流体输送设备以输送各种液体（如原油、汽油、水等）和气体（石油气、空气等），使这些物料从一个设备到另一个设备，或者为了使其压力升高和降低，以满足炼油工艺的要求。在炼油厂里输送液体的机械主要是泵，输送气体的机械主要有压缩机，鼓风机等：其次，流体输送设备还包括管线，阀门等。催化裂化装置“三机”（增压鼓风机、气体压缩机、主风机）的投资约占总投资的7~8％：加氢裂化装置压缩机的动力消耗相当于整个装置的60％。一个工艺装置所需的阀门数以千计，管线总长可达万米以上。所以常把流体输送设备喻做炼厂的“动脉”。加热设备目的在于把油品加热到一定的温度，使油品汽化或为油品进行反应提供足够的热量和反应空间，通常采用的设备是管式加热炉。1）换热设备把热量从高温流体传给低温流体的设备，称为热交换器或换热器。在炼厂里使用换热器的目的是加热，冷凝，冷却油品，并从中间回收热量、节约燃料。这些设备也叫冷换设备。换热器的种类较多，按照使用目的可分为：加热器、换热器、冷凝器、冷却器、重沸器等。用于回收热量的叫换热器：用水或空气作冷却介质的叫冷却器：将介质从蒸汽状态冷凝为液体状态的叫冷凝器：重沸器是一种特殊型式的换热器，安装在精馏塔底部，用以加热5底液体使之部分汽化。2）传质设备用以进行精馏、吸收、解吸、抽提等过程，因为这些过程中，物料发生的交换，所以叫传质设备：常用的传质设备是各种塔器，如精馏塔，吸收、解吸塔，抽提塔等。3）反应设备供某些炼油工艺进行化学反应，例如，催化裂化、催化重整、加氢裂化、加氢精制等装置，都采用不同类型的反应器。4）容器用以储存各种油品，石油气或其他物料。其中储油罐的用量最大。随着炼油厂炼量的加大，储罐容量也相应扩大，储存原油用的罐容量可达8~15万米3。上述各种设备中的主要用于炼油装置，如加热炉、塔、换热器等叫工艺设备：有的则不限于炼油装置，如：泵、压缩机等叫通用设备。7、炼油厂的类型：如果根据各炼油厂的主要产品，可将炼油厂分为三种类型，即燃料油型、燃料-润滑油型、燃料-化工型。1）燃料型炼油厂主要生产汽油、喷气燃料、灯油、轻、重柴油和锅炉燃料。还可以生产燃料气，芳烃和石油焦。这类炼油厂的特点是通过一次加工尽可能将石油中轻质的油品，如汽油、煤油和柴油分出：同时，还利用有关的二次加工工艺以原油的重质和石油气为原料，使其转化为轻质燃料油。2）燃料-润滑油型炼油厂生产各种燃料油外还要生产各种润滑油。这类炼油厂的特点是通过一次加工将原油中轻质油品分出，将下余的重质油品经过各种润滑油生产工艺，如：溶剂精制、溶剂脱蜡、丙烷脱沥青、白土精制或加氢精制等，生产各种润滑油基础油。3）燃料-化工型炼油厂以生产燃料和化工产品为主，具有燃料型炼厂的各种工艺。原油首先经过一次加工分出其中轻质组分，下余的重质组分进一步通过二次加工转化为轻质组分。这些轻质组分一部分用作燃料油，一部分通过催化重整工艺、裂解工艺以制取芳烃和乙烯等化工原料。某些二次加工工艺，如催化裂化的副产气体烯烃含量高，也可以作化工原料。第二章原油的蒸馏原油进入炼油厂后，首先需要通过蒸馏工艺分为汽油、煤油、柴油、裂化原料和润滑油原料等，其中有的可直接做成品，有的是二次加工装置的原料。由于蒸馏工艺是加工石油的头一个工序，所以又叫原油的初馏。一、原油蒸馏的基本概念蒸馏是通过加热、汽化、分馏、冷凝和冷却等过程使液体混合物分离为一定纯度组分的重要方法。液体混合物中各组分沸点差别大，加热时，其中低沸点组分优先于高沸点组分而大量汽化，因此通过蒸馏方法易于进行分离。精馏是包括多次汽化与多次冷凝的一种复杂的蒸馏过程。目前广泛采用蒸馏塔（又叫精馏塔）来分离原油。按照塔内各部分作用的不同，全塔分为精馏段、提馏段与汽化段。原油经加热炉加热到360℃左右时，其中低沸点馏分（如汽、煤、柴油等）就汽化了，其余的高沸点馏分（如裂化原料、润滑油原料等）不能汽化，仍为液态。为了达到精确的分离，通常是将塔顶分离得到的油品经冷却后返回一部分，叫冷回流。冷回流沿各层塔盘下流，与从汽化段上升的油蒸汽相遇，即发生了热量交换和质的交换。塔板的作用在于为上升的高温蒸汽与下降的低温回流液体提供接触的场所。除了采用塔顶冷回流外，还采用“中段回流”也叫循环回流或侧回流，就是从塔侧开1~2个馏出口引出一部分热油（或利用侧线馏分），经冷却后再返回塔内。采用中段回流的好处是：在相同的处理量下可缩小塔径，或者在同样的塔径下，提高塔的处理量，因此已被广泛使用。二、常压蒸馏通常原油蒸馏是在常压下进行，蒸馏塔的压力和大气压相同（1大气压），在这个条件下只能分出沸点教低的馏分，如汽油、煤油和柴油等。常压蒸馏从初馏塔底得到的油叫拔顶油，用泵送入常压炉加热到360~370℃入常压塔，自塔顶分出汽油，经换热，冷凝和冷却至30~40℃，一部分作塔顶回流，一部分作汽油组分。常压塔一般有3~4个侧线，分别馏出煤油，轻柴油和重柴油。常压塔一般设有1~2个中段回流。常压塔底馏出渣油，这就是DCC的原料三、常减压蒸馏装置主要由管式加热炉、换热器、蒸馏塔和泵管线等几类设备组成。（一）蒸馏塔（精馏塔）塔板是塔的主要构件，对蒸馏效果影响很大。目前在石油蒸馏中应用较广的有：泡帽、S型、舌型、浮阀、浮动喷射、浮阀加筛孔等几种塔板。（1）泡帽塔板在塔板上开有许多圆孔，每孔焊接一个圆短管，称为升气管，管上得罩一个帽子，叫做泡帽。泡帽下沿有一圈矩形或齿形开口，称为气缝。进行蒸馏是，液体从降液管流下，流经出塔板上面，再从另一降液管流到下层去。为使塔板上能保持一定厚度的液层，在液体出口处装有出口塔板。气体从升气管上升，拐弯通过管与帽的环形空间，从气缝喷散而出，成为很多小气泡，通过液层，形成激烈的搅拌，进行传质、传热。（2）S型塔板由钢板加工成的S形长条所组成，气体从气缝单向喷出，与液流方向相同。（3）舌型塔板在塔板上冲出许多半开的舌孔，翘起的舌片与塔板成20°角。气体通过舌孔斜向射出，其方向与液流方向相同：由于气体呈喷射状态：气液之间处于激烈搅拌状态。（4）浮阀塔板特点是：气体通过阀孔将阀片向上顶起，沿水平方向喷出，阀片开度可随气量的变化而变化。当气量少的时候。阀片依靠重力下降或关闭，可适应处理量的变化。1，塔板的作用与塔的工艺指标从上可知，各种塔板的结构大体包括以下几个部分：（1）蒸汽上升的通道：（2）液体下降的溢流管：（3）供汽液充分接触的构件。无论何种塔板，其作用基本相似，即液体从上层塔板向下流：气体穿国塔板上密切接触。一个性能良好的精馏塔，除了要求造价低，易于安装和维修外，还可以下工艺指标加以分析：（1）分馏精确度通常用相邻两个馏分的“重叠”和“间隙”来表示。如果两馏分中，轻馏分的终馏点低于重馏分的初馏点时。此二温度的间隔叫做间隙（或脱空）。有间隙表明分馏效果好，分馏精确度高。反之，如果轻馏分的终馏点高于重馏分的初馏点时，叫重叠。有重叠表明分馏效果差，分馏精确度不高。（2）汽液负荷汽液负荷说明塔的处理能力。汽液负荷越高说明塔的处理能力越大。（3）操作弹性塔板在高精馏效率下能适应处理量变化的