常减压装置工艺技术和设备

常减压装置工艺技术和设备镇海炼化分公司沈华明2013.07主要内容一、装置概况二、装置工艺流程三、原料和产品四、主要工艺指标和技术经济指标五、电脱盐工艺六、装置设备七、安全环保健康一、装置概况常减压蒸馏是炼油加工的重要工序，常减压蒸馏装置是炼油厂和许多石化企业的龙头。装置的处理量即原油一次加工能力，常被用作衡量企业发展进度的标志。原油经过蒸馏分离成各种油品和下游装置的原料。常减压蒸馏装置由于加工原油的数量巨大，因而常减压蒸馏装置的规模及能量消耗巨大，其能耗一般约占炼厂总能耗的20％～30％左右。一、装置概况原油电脱盐作为原油预处理工艺，脱除原油中的无机盐、水和机械杂质，不仅对本装置的平稳操作、降低能耗、设备防腐等有十分重要的作用，而且对下游装置的原料性质、产品质量和分布、防止设备腐蚀、堵塞等起着很重要的作用。常减压蒸馏装置通常由电脱盐部分、初馏部分、常压部分、减压部分、原油换热网络部分、轻烃回收部分等六部分组成。一、装置概况镇海炼化分公司共3套常减压装置，加工能力分别为800、600和900万吨/年，总加工能力为2300万吨/年。Ⅰ套常减压装置1977年建成并试车，1978年投产。加工能力250万吨/年,设计加工原油为胜利原油。1987年扩大到300万吨/年，1997年装置加工中东含硫原油扩能改造，加工能力达到500万吨/年；2008年技术改造，加工能力达到800万吨/年。一、蒸馏装置概况2009年末世界原油加工能力（原油常压蒸馏能力）达4361.2Mt/a；减压蒸馏能力达1538.3Mt/a。2010年中石化共有59套装置，分布在33个炼油厂，初建设计能力为17769万吨/年，改造后实际加工能力为23570万吨/年，2010年实际加工量为20139.29万吨/年。天津三套和青岛炼化为1000万吨/年。常压炉典型三段汽化常减压蒸馏流程初馏塔汽油电脱盐原油常压塔常压炉减压塔蜡油煤油柴油减压渣油减四减三减二减一减顶油原油换热至220-240℃初馏塔底油经常压炉加热至370℃常压塔底油经常压炉加热至385℃回流罐汽提塔电脱盐罐二、工艺流程汽油二、工艺流程二段闪蒸-常压-减压流程图二、工艺流程初馏-闪蒸-常压-减压流程图二、工艺流程四级蒸馏流程二、工艺流程燃料－润滑油型工艺流程图初馏塔进料吹汽初底油冷回流初顶油原油经换热至原油换热至220-240℃左右,进入初馏塔或闪蒸塔,流入塔底的液相部分送至常压炉,气相上升至塔顶,在初馏塔顶分馏出重整原料或轻汽油(也称作石脑油)二、工艺流程常压塔柴油(常三线)煤油(常一线)柴油(常二线)常压塔的作用是在接近常压状态下分离出原油中的部分组分,获得汽油煤油些油,为了使堂压侧线产品初馏点和闪点合格,在常压塔侧还设有一汽提塔,采用水蒸汽蒸馏的方式分离出常压侧线产品中的部分组分,一般常一线常结线需设汽提塔,常压汽提塔是各侧线汽提塔连接起来的组合塔.冷回流初顶油常底油进料常二中线常一中线顶循二、工艺流程减压塔减压渣油减二线进料去抽真空减一线减三线减四线减压塔的作用是在减压状态下,对经常压塔分馏后的常底油继续进行分馏获得重柴蜡油等产品二、工艺流程回流的方式：常压塔顶回流如同初馏塔一样属于冷回流方式，不同于初馏塔的是常压塔顶的气相负荷要远高于初馏塔，根据塔顶一次和二次冷凝的优缺点，大型常减压装置选择二次冷凝回流方式为宜。中间部分采用循环回流方式，循环回流的作用首先是可以从下部高温位取出回流热，这部分回流热几乎可以全部用于满足装置本身加热的需求。二、工艺流程回流的方式：常压塔顶回流如同初馏塔一样属于冷回流方式，不同于初馏塔的是常压塔顶的气相负荷要远高于初馏塔，根据塔顶一次和二次冷凝的优缺点，大型常减压装置选择二次冷凝回流方式为宜。中间部分采用循环回流方式，循环回流的作用首先是可以从下部高温位取出回流热，这部分回流热几乎可以全部用于满足装置本身加热的需求。二、工艺流程关于中段循环回流的数目，一般而言中段循环回流的数目越多，气液负荷越均衡，可回收的热量也越多，但一次投资也相应提高。因此，应有一定的适宜数目。对有三个到四个侧线的常压塔，一般采用两个中段回流；对有两个侧线的常压塔一般采用一个中段回流为宜。理论上，中段回流数愈多，对换热越有利。当然，采用循环回流后，将随之减少抽出点上方各塔板的内回流量，在塔板数不变的情况下，对塔的分离效果会有一定的影响。二、工艺流程原油是指地下开采出来的未经加工的石油，通常是淡黄色到黑色的，流动或半流动的，带有浓烈气味的粘稠液体，密度一般都小于1000kg/m3，一般0.85～0.95kg/m3。但世界各地所产原油性质都有不同程度的差异，比如我国沈北混合原油凝点54℃，而新疆克拉玛依原油则低于-50℃。三、原料和产品原油的组成不仅是多种烃类和非烃类化合物组成的混合体，并且是多种不同沸点的组分的混合体。分子量比较轻的，沸点较低易于挥发的称为轻馏份；分子量比较重的，沸点较高不易挥发的称为重馏份。通过加热蒸馏，可切割成不同沸点范围的馏出物的组成。沸点180℃为汽油馏份，含有C5-C11的烃类；沸点180-350℃的煤、柴油馏份，含有C11-C20的烃类；沸点350-500℃的蜡油馏份，含有C20-C36的烃类；沸点500℃，C36为渣油馏份。三、原料和产品三、原料和产品1、原油的元素组成原油主要有碳、氢两种元素组成，另外含有一定数量的氮、氧、硫等元素。其中原油的碳、氢含量一般占94%以上，其中C占原油83%～87%；H占10%～14%；其它元素在6%以下，一般硫占0.05%～6%，氮占0.02%～2%，氧占0.05%～2%，金属元素一般在1%以下。尽管这些元素含量不大，但它们和碳氢结合在一切形成的非烃化合物对石油加工影响非常巨大。三、原料和产品原油名称C/m%H/m%S/m%N/m%H/C原子比大庆85.8713.730.100.161.90胜利86.2612.200.800.441.68孤岛85.1211.612.090.431.62辽河85.8612.650.180.311.75伊朗轻质85.1413.131.350.171.84阿萨巴斯卡83.4410.454.190.481.49格罗兹尼85.5913.000.140.071.81杜依玛兹83.912.32.670.331.75国内外几种常减压原油的元素组成三、原料和产品2、原油的馏分组成原油是由各种类型的烃类和非烃类化合物所组成的复杂混合物，其分子量从几十到几千，因而其沸点范围也很宽，从常温到500℃以上。在对原油进行研究和加工利用之前，要采用分馏的方法将其按沸点的高低分割成若干部分（即馏分），每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程。馏分并不代表石油产品，只是从沸程上看有可能作为生产汽油、煤油、柴油、润滑油的原料，它们往往需要经过适当加工才能生产出符合相应的质量规格要求的产品。三、原料和产品国内外几种常减压原油的馏分组成原油名称IBP～200℃200～350℃350～500℃500℃大庆11.519.726.042.8胜利7.517.627.547.4辽河12.324.329.933.5中原19.425.123.232.3新疆15.426.028.929.7单家寺1.711.521.265.6欢喜岭1.720.635.440.3印尼米纳斯11.930.224.833.1伊朗轻质24.925.724.624.8阿萨巴斯卡016.028.056.0三、原料和产品3、原油的烃类组成原油最主要的部分是烃类。按其结构不同可分为烷烃、环烷烃、芳香烃以及由这三种组合而成的烃类。轻质馏分中富含烷烃、环烷烃，而芳香烃含量较低。重馏分中多含固态的长链烃，而且环状烃特别是多环环烷烃、环烷芳香烃含量增大。项目单位伊轻油伊重油锡瑞油索鲁士科威特巴士拉密度20℃kg/m3862.5875.2864.2935.6871.3885.4硫含量ω%1.472.221.953.722.683.1酸值mgKOH/g0.070.140.110.560.180.17凝固点℃-10-15-20-5-20-20Nimg/kg15.9827.1313.0139.3111.8210.94Vmg/kg50.589.8641.56118.9334.8940.17180℃ω%21.8219.2521.099.9818.7818.29350℃ω%51.4948.0553.2931.7647.0846.22350℃～530℃ω%25.4324.5126.2725.324.0123.71530℃ω%23.0827.4420.4442.9428.9130.07原油类别含硫中质中间基高硫中质中间基含硫中质中间基高硫重质中间基高硫中质中间基高硫中质中间基三、原料和产品常减压蒸馏装置可以从原油中分离出各种沸点范围的产品和二次加工装置原料。采用初馏塔时，塔顶可以分出窄馏分重整原料或者汽油组分。常压塔能生产的产品有：塔顶生产汽油组分、重整原料、石脑油；常一线出喷气燃料（航空煤油）、灯用煤油、溶剂油、乙烯裂解原料；常二线出轻柴油、裂解原料；常三线出重柴油或润滑油基础油；常压塔底出常渣。三、原料和产品减压塔能生产的产品有：减一线可出重柴油；其余各侧线油视原油性质和使用要求可作为催化裂化原料、加氢裂化原料、润滑油基础油原料和石蜡的原料；减压渣油可作为延迟焦化、溶剂脱沥青、氧化沥青和减粘裂化原料，也可以直接生产沥青或燃料油调和组分。另外，初常顶气经过轻烃回收吸收、稳定、脱硫后还可以生产液化石油气或者直接作为乙烯裂解气体炉原料。三、原料和产品产品名称技术指标常顶油ASTMD86EP≯170℃常一线ASTMD86EP≯280℃比重(20℃),0.775~0.830冰点≯-47℃常二线不控制常三线ASTMD86（95%）≯370℃减一线ASTMD86(95%)≯365℃减二线不控制减三线蜡油CCR≯1.0wt%ASTMD1160（atm）（95%）≯560℃洗涤油减压渣油小于530℃含量≯5V%三、原料和产品项目石脑油常一常二常三减一线油减二线油线油线油线油比重d(15.6/15.6)0.750.79890.83570.86690.87160.9065特性因数K11.6611.7711.7211.7111.7111.82恩氏蒸馏：IP-19.5140172.2180.6235326.9常顶~常三线、减一线为5%14.9158.7216.9251.9273.5359.7ASTMD86（V）10%22.7168.3227.5275.8287.3372.5减二、三线、30%87184.1245302.6309.9402洗涤油、减压50%108.7195255.7314.8323.7422.9渣油为70%117.9205.6266330337.1448.1ASTMD1160（V）90%139.5219.6282.7356.8356.1484.195%149.6229.1289.4370365497.3EP157242313391.2383.4531.7三、原料和产品项目减三混合洗涤减压渣油+线油蜡油油渣油洗涤油比重d(20/4)0.93030.92050.96060.9790.9771特性因数K11.9111.8712.0212.0512.05恩氏蒸馏：IP362.4339.9398.3477.3459.3常顶~常三线、减一线为5%429.7381486.8534.8528.6ASTMD86（V）10%446.7399.7515.2560.9555.3减二、三线、30%473.2444.5568.7615.1606.5洗涤油、减压50%491.6470.2591.6651.4642.3渣油为70%516.8497.8616.2683.9678.6ASTMD1160（V）90%555.8541.5667.1716.8715.495%573564.7691.1725.6724.6EP591.1586.9714.1734.7733.8三、