140万吨延迟焦化生产工艺设计毕业设计.doc

140万吨延迟焦化生产工艺设计毕业设计 青 岛 科 技 大 学本 科 毕 业 实 习 与 设 计实习地点:_实习名称:_学生 指导教师 实习名称80万吨延迟焦化生产工艺设计 实习时间实习地点齐鲁石化炼油厂第二联合车间实习目的1、巩固与运用所学各门课程的知识,理论联系实际,培养工程与工艺观念,训练观察和独立解决工程实际问题的能力。2、通过对生产工艺过程的现场学习,掌握该产品生产的实际知识和技能,学习操作控制等有关知识。3、收集各项资料和数据,为毕业设计或论文打下一定的基础。4.毕业实习是培养化工类本科专业的高级工程设计技术人员的重要实践环节,通过实习使学生能够理论联系实际,进一步巩固和掌握所学理论知识,获得实践知识和技能,提高独立工作能力和组织管理能力,化工产品的技术经济分析能力,化工企业的环境保护意识等,同时还是培养本科生尊重体力劳动,尊重工人师傅的良好机会,使之养成良好的思想和工作作风。5.学完本专业教学计划规定的理论教学课程之后,有针对性地到与本专业相关的工厂或研究单位,把所学的理论知识综合运用到生产和科研实践中,进一步加深、巩固知识。 目录1、文献综述?4 1.1第二联合车间简介?4 1.2原料与产品介绍?5 1.3 工艺流程简述与生产原理?9 1.4操作规程?17 1.5流程模拟软件的介绍?192、设计说明书?22 2.1 物料衡算?22 2.2 热量衡算?28 2.3设备选型?423、非工艺部分? 44 3.1 安全生产? 44 3.2 环境保护? 49 3.3 安全教育? 504、设备一览表?53 4.1设备概况一览表?53 4.2主要设备一览表?545、附录?54 4.1第二联合车间平面布置图?55 4.2第二联合车间立面布置图?56 4.3换热炉设备构造图?57 4.4制硫部分带控制点的工艺流程图?58 4.5尾气处理部分带控制点的工艺流程图?596、实习体会?60 参考文献?61 1文献综述1.1 第二联合车间简介1.1.1.概述 化工作为工业发展的前提产业, 随着经济全球化的发展,与中国面临的压力与挑战的日益增大,化工的发展与清洁化工越来越重要。作为21世纪的建设者,我们积极参见去中国石化的实习,以实现理论与实际得结合。 齐鲁石油化工股份有限公司,位于山东省淄博市,是由中国石化集团公司以下简称“齐鲁石化公司”独家发起,将齐鲁石化公司的烯烃厂、塑料厂、氯碱厂、树脂加工应用研究所等经评估确认后的经营性净资产折价入股,采用募集方式设立的股份有限公司。是我国主要的石油化工及无机化工产品生产企业之一。主要生产乙烯、丙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯、苯酐、烧碱、环氧氯丙烷、对二甲苯、顺丁橡胶、丁苯橡胶等。 1998年被山东省科学技术委员会认定为高新技术企业。该公司还不断强化工艺技术管理,加强生产设备维护,各装置实现了“安全、稳定、长周期、满负荷、优质高效”的经济运行方式,减少了非计划停车,使产品产量和产品质量逐步提高。该公司乙烯产量占国内生产总量的9.74%,居全国第五;合成树脂产量占全国五大树脂产量的9.5%,居全国第二;烧碱产量居全国第二。 中国石化集团齐鲁石化公司胜利炼油厂是全国颇具规模的炼油企业之一,于1966年4月动工建设,1967年10月投入生产,现已成为加工能力10500kt/a,占地面积587公顷的现代化石油加工企业。该厂拥有生产装置和辅助生产装置60余套,拥有相应配套的科学研究、开发设计、计算机应用、环境保护等设施,是全国最具影响力的含硫原油加工以及沥青、硫磺生产和加氢工艺技术应用基地之一,生产的29种石油产品畅销全国27个省市,部分产品已进入国际市场。 延迟焦化技术是渣油热破坏加工常用的手段,其目的是从重质渣油中获得较多的轻质油品和石油焦。延迟焦化工艺是当今世界最常见的渣油加工技术之一,与其它渣油加工工艺相比,延迟焦化工艺不仅技术简单、操作方便、灵活性大、开工率高、运行周期长,而且投资较低、回报较高,是目前炼油行业纷纷采用的渣油加工技术。 胜利炼油厂第三延迟焦化装置于2007年3月开始打桩,2007年12月建成投产。本装置总体设计由北京设计院承担,装置处理量为140万吨/年,系统配套及配管一炉两塔除外由三维公司设计,由齐鲁石化公司建设公司承担施工任务。北面为北变电站,南面为原油罐区,西侧为铁路编组站,东侧为第二常减压和低压锅炉房。装置南北长240米,东西最宽112米,东西最窄100米,占地面积为2.5692万平方米。装置布置分成三个区域,分别用检修马路隔开。装置的储焦池布置在装置的西侧,南北向布置,沉淀池在南端,焦炭采用管带运输,同时考虑了汽车运输的位置。焦池西侧的中间位置依次为焦炭塔构架,焦化加热炉。焦炭塔构架,焦化加热炉南侧布置了水处理部分及高压水泵房。焦炭塔、焦化加热炉构架北侧依次布置了放空部分、分馏部分、压缩机厂房、吸收稳定部分、液化气脱硫脱硫醇部分。 装置主要由焦化、稳脱两部分组成,焦化部分主要包括:原料预热部分、加热炉部分、焦碳塔部分、分馏部分、吹汽放空部分、冷切焦水处理部分、水力除焦部分。稳脱部分主要包括:富气的压缩和吸收稳定部分、焦化干气和液化气脱硫部分、液化气脱硫醇部分本装置共有268台(座)设备。1.1.2.工艺流程简述焦化厂的生产流程 : 焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间组成。根据焦炉本体和鼓冷系统流程图,从焦炉出来的荒煤气进入之前,已被大量冷凝成液体,同时,煤气中夹带的煤尘,焦粉也被捕集下来,煤气中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉尘和焦油渣一起流入机械化焦油氨水分离池。分离后氨水循环使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中炼焦煤气进入初冷器被直接冷却或间接冷却至常温,此时,残留在煤气中的水分和焦油被进一步除去。出初冷器后的煤气经机械捕焦油使悬浮在煤气中的焦油雾通过机械的方法除去,然后进入鼓风机被升压至19600帕2000毫米水柱左右。为了不影响以后的煤气精制的操作,例如硫铵带色、脱硫液老化等,使煤气通过电捕焦油器除去残余的焦油雾。为了防止萘在温度低时从煤气中结晶析出,煤气进入脱硫塔前设洗萘塔用于洗油吸收萘。在脱硫塔内用脱硫剂吸收煤气中的硫化氢,与此同时,煤气中的氰化氢也被吸收了。煤气中的氨则在吸氨塔内被水或水溶液吸收产生液氨或硫铵。煤气经过吸氨塔时,由于硫酸吸收氨的反应是放热反应,煤气的温度升高,为不影响粗苯回收的操作,煤气经终冷塔降温后进入洗苯塔内,用洗油吸收煤气中的苯、甲苯、二甲苯以及环戊二烯等低沸点的炭化氢化合物和苯乙烯、萘古马隆等高沸点的物质,与次同时,有机硫化物也被除去了。 1.2 原料与产品介绍1.2.1、原料来源及性质 本装置的原料为孤岛高硫高酸混合原油的减压渣油,其性质如下:表1-3 原料性质项目单位性质密度(20)g/cm30.9983运动粘度(100)mm2/s1343 (80)mm2/s5563残炭m%14.68灰分m%0.018含S量m%2.873.2含N量m%1.01族组成饱和烃m%芳烃m%胶质m%33.17沥青质m%4.48蜡含量m%5.6金属Nippm36.8Vppm0.1Feppm16.1Cuppm0.2Vppm5.30Cappm33.8Nappm2.0Mgppm1.0馏程500闪 点开口322针入度25,100gmm(1/10)191软化点环球法43.1延度25801.2.2、产品性质主要产品有:乙稀,天然气,汽油,柴油,煤油,蜡油,渣油等.汽油:含碳量低;熔点低,易气化;杂质少,价格高;机器动力差,多为民用;柴油:含碳量高;熔点高,难气化;杂质多,价格低;机器动力强,经常军用;含碳量更高的油是煤油,飞机上用的就是航空煤油。燃烧值: 天然气汽油煤气柴油酒精 柴油 3.3107 酒精 3.0107 汽油 4.7107 天然气 7.18.8107J/Kg 煤气燃烧值:4.2107J/Kg 焦化工业废渣的来源主要来自回收与精制车间,有焦油渣、酸焦油(酸渣)和洗油再生残渣等。焦化车间的烟尘来源于焦炉加热、装煤、出焦、熄焦、筛焦过程,主要污染物有固体悬浮物(TSP),苯可溶物(BSO),苯并芘(BaP),SO2,NOX,H2S,CO和NH3等,其中BSO、BaP是严重的致癌物质,导致焦炉工人肺癌的发病率较高。在焦化生产中粉尘主要是煤尘和焦尘。1.焦化汽油、柴油、蜡油、富吸收汽油的性质表1-4 焦化汽油、柴油、蜡油的性质项目汽油柴油蜡油密度20,g/cm30.76750.85760.91馏程:0%,512323255%,8925310%,10425830%,15828770%,17730790%,19733245595%,204338100%,214346溴价,gBr/100g39.818.9C,m%84.6885.6285.8H,m%13.7412.6711.5S,m%1.121.331.46碱性氮,mg/kg1330凝点,-620闪点,116(闭口)205开口残碳,m%0.160.2十六烷值指数49.7总氮,m%0.23360.57粘度:80,mm2/s6.056207.8100,mm2/s2.938504.4诱导期,min1.35酸度,mgKOH/100ml2.73.9铜片腐蚀不合格不合格饱和烃65.6芳烃25.4胶质,mg/100ml4108.9沥青质,m%0.1苯胺点62.8注:1 汽油、柴油、蜡油性质参考石科院为已建140万吨/年延迟焦化装置提供的数据。焦化汽油、柴油、蜡油性质为石科院提供的数据。2.焦炭性质 表1-5 焦炭性质项目单位数 值备 注灰分m%0.36挥发分m%11.7含硫m%3.16Nimg/kg169Vmg/kg20.2Namg/kg317Almg/kg38.8Femg/kg688Cumg/kg13.3Camg/kg661Simg/kg0.02(半定量) 注:焦炭性质由石科院提供。焦炭性质参考石科院为已建140万吨/年延迟焦化装置提供的数据。3. 焦化富气、净化干气、精制液化气组成(mol%) 表1-6 焦化富气、净化干气、精制液化气组成(mol%)组成分子量焦化富气净化干气精制液化气H2O180.770.40H2211.214.36N228O232CO28CO244CH41641.7456.00C2H63014.5021.540.19C2H4281.642.38C3H8447.793.1234.89C3H6423.351.6713.62N-C4H10580.0625.12I-C4H10580.024.34N-C4H8560.0213.55I-C4H8560.024.38T-C4H8560.012.52C-C4H856H2S345.8930ppm总硫40ppmC5+754.600.020.98合计100.00100100.00平均分子量26.4418.750.6 注:焦化富气性质参考石科院为已建140万吨/年延迟焦化装置提供的数据。1.3工艺流程简述与生产原理1.3.1工艺流程简述1.延迟焦化工艺过程 延迟焦化工艺是焦炭化过程(简称焦化)主要的工业化形式,由于延迟焦化工艺技术简单,投资及操作费用较低,经济效益较好,因此,世界上85%以上的焦化处理装置都采用延迟焦化工艺。也有部分国外炼油厂(如美国)采用流化焦化工艺,这种工艺使焦化过程连续化,解决了除焦问题,而且焦炭产率降低,液体产率提高;另外,由于该工艺加热炉只起到预热原料的作用,炉出口温度较低,从而避免了加热炉管结焦的问题,所以该工艺在原料的选择范围上比延迟焦化有更大的灵活性,但是该工艺由于技术复杂,投资和操作费用较高,且焦炭只能作为一般燃料利用,故流化焦化技术没有得到太广泛的应用。近年来还有一种焦化工艺叫灵活焦化,这种工艺不生产石油焦,但是除了生产焦化气体、液体外,还副产难处理的空气煤气,加之其技术复杂、投资费用高,该工艺也未被广泛采用。而其它比较早的焦化工艺(如釜式焦化等)基本被淘汰。 延迟焦化工艺基本原理就是以渣油为原料,经加热炉加热到高温(500左右),迅速转移到焦炭塔中进行深度热裂化反应,即把焦化反应延迟到焦炭塔中进行,减轻炉管结焦程度,延长装置运行周期。焦化过程产生的油气从焦炭塔顶部到分馏塔中进行分馏,可获得焦化干气、汽油、柴油、蜡油、重蜡油产品;留在焦炭塔中的焦炭经除焦系统处理,可获得焦炭产品(也称石油焦)。 表2-1例举了两种减压渣油进行焦化所得产物的产率分布。表2-2例举了焦化气体的组成。 表1-7 延迟焦化的产率分布项 目大庆减压渣油胜利减压渣油相对密度,20残碳(质量分数),%产品分布(质量分数),% :气体汽油柴油蜡油焦炭液体收率0.92218.88.315.736.325.714.077.70.969813.96.814.735.619.023.969.3 表1-8 焦化气体组成组 分氢甲烷乙烷乙烯丙烷丙烯丁烷丁烯含量(体积分数),%5.4047.8013.601.828.264.003.443.70组 分戊烷戊烯六碳烃硫化氢二氧化碳一氧化碳氮+氧-含量(体积分数),%2.662.200.584.140.320.810.25- 减压渣油经焦化过程可以得到70%80%的馏分油。焦化汽油和焦化柴油中不饱和烃含量高,而且含硫、含氮等非烃类化合物的含量也高。因此,它们的安定性很差,必须经过加氢精制等精制过程加工后才能作为发动机燃料。焦化蜡油主要是作为加氢裂化或催化裂化的原料,有时也用于调和燃料油。焦炭(也称石油焦)除了可用作燃料外,还可用作高炉炼铁之用,如果焦化原料及生产方法选择适当,石油焦经煅烧及石墨化后,可用于制造炼铝、炼钢的电极等。焦化气体含有较多的甲烷、乙烷以及少量的丙烯、丁烯等,它可用作燃料或用作制氢原料等石油化工原料。 从焦化过程的原料和产品可以看到焦化过程是一种渣油轻质化过程。作为轻质化过程,焦化过程的主要优点是它可以加工残碳值及重金属含量很高的各种劣质渣油,而且过程比较简单、投资和操作费用较低。它的主要缺点是焦炭产率高及液体产物的质量差。焦炭产率一般为原料残碳值的1.42倍,数量较大。但焦炭在多数情况下只能作为普通固体燃料出售,售价还很低。尽管焦化过程尚不是一个很理想的渣油轻质化过程,但在现代炼油工业中,通过合理地配置石油资源和优化装置结构,它仍然是一个十分重要的提高轻质油收率的有效途径。 近年来,对用于制造冶金用电极,特别是超高功率电极的优质石油焦的需求不断增长,对某些炼油厂,生产优质石油焦已成为焦化过程的重要目的之一。2.延迟焦化反应机理 渣油在热的作用下主要发生两类反应:一类是热裂解反应,它是吸热反应;另一类是缩合反应,它是放热反应。总体来讲,焦化反应在宏观上表现为吸热反应。而异构化反应几乎不发生。 渣油的热反应可以用自由基链反应机理来解释。一般认为烃类热反应的自由基链反应大体有如下三个阶段:链的引发,链的增长和链的终止。3.烃类的热反应 烃类热转化反应首先是分子链的断裂。链的断裂是吸热反应,因而分子链较弱的部位,即键能小,断裂时需要的能量较小的部位,比键能较强的部位容易发生断裂。表2-3列出了烃类分子中几种不同形式化学键的键能数据。从中可以看出,链烷烃的C-C键最弱,而芳烃、烯烃、炔烃的C-C键最强。因此断裂反应多半先在链烷烃、环烷烃侧链和芳烃侧链的C-C键发生。 表1-5 不同形式化学键的键能化学键键能,kJ/molH-HC-HC链烷-C链烷C芳-C芳C烯C烯C炔C炔436.26412.27413.91347.80354.41512.30620.27842.09包括伯、仲、叔、环烷、烯、炔和芳碳原子与氢原子构成的化学键。包括直链、侧链和环烷链仲碳原子与碳原子构成的饱和键。4.吸收、解吸、稳定原理 吸收过程是当溶质气相中的分压大于该组份在溶液中的蒸汽压,溶质就从气相转移到液相,这个压力差就是吸收过程的压力差。解吸过程是当溶质的蒸汽分压大于该组份在气相中的分压,溶质就从溶液中解吸出来。 吸收过程利用气体混合物各组份在液相中具有不同的溶解度来分离气体混合物。焦化分馏系统来的焦化富气富气压缩机压缩,进入汽油吸收塔和柴油再吸收塔,利用粗汽油和稳定汽油及柴油作为吸收剂,吸收压缩富气中的C3、C4、C5组份。汽油吸收塔中,被吸收的C3、C4组份称为溶质或吸收质,分离出贫气,进入柴油吸收塔。富吸收油进入解吸塔和稳定塔经重沸分离,分离出液化气。 稳定过程实质上就是一个多组份的精馏过程,它的原理就是精馏原理。即:不平衡的气液两相在塔盘上逆向接触进行传质传热,气相中重组份(高沸点物)优先冷凝,液相中轻组份(低沸点物)优先汽化,最后塔顶部得到较纯的轻组份,底部得到较纯的重组份,从而达到对产品精馏的目的。5.脱硫反应的机理 干气和液态烃用碱性的MDEA溶液,在高压低温下,在脱硫塔内脱除硫化氢,脱后干气送出装置至系统管网作燃料,液化气至液化气脱硫醇系统。由于醇胺类溶液与H2S反应是可逆的,吸收了H2S的胺液可以加热再生循环使用。 上述反应式说明平衡溶液的H2S负荷与温度有关。当MDEA浓度一定时,平衡溶液的H2S负荷随温度升高而下降,因此吸收推动力为: P平衡溶液中H2S负荷-实际溶液H2S负荷 当温度低时,平衡溶液的H2S负荷高,P大,容易吸收H2S。 在低温高压时,MDEA溶液具有碱性,吸收H2S,上述反应的平衡向右移动。相反高温低压时,MDEA水溶液呈现酸性,解析(再生)出H2S,脱除H2S后的MDEA溶液循环使用。6.脱硫醇反应机理 在脱硫醇系统中轻烃物料中的硫醇及H2S与氢氧化钠溶液NaOH起反应生成硫化钠Na2S和硫醇钠盐NaSR以及水H2O。由于这些硫化物的钠盐不溶于烃类,所以它们溶入氢氧化钠水溶液而被有效地从轻烃中除去。反应机理如下: 本装置采用纤维膜脱硫醇技术,技术核心是采用纤维膜接触器,由于表面张力的作用,使碱液在金属纤维状填料表面自动形成液膜。当应用于油-水二相反应体系时,使二相接触面积剧增,传质距离缩短,从而大大提高了反应效率。7.碱液再生机理 碱液再生系统的作用是氧化脱硫醇系统中形成的硫化钠和硫醇钠,并从碱液中脱除该氧化产物。该氧化过程可回收抽提反应中所使用的大部分NaOH,并使所抽提的硫醇转换为烃相的含二硫化物油(DSO)。由于大部分DSO不溶于水相,所以与碱液得以分离,从而使碱液再生。反应机理如下:1.3.2生产原理1.工艺流程说明焦化部分 焦化原料(160,0.8MPag)直接来自渣油罐区或常减压蒸馏装置,进装置界区后首先经柴油-原料油换热器(E-103/EH)与焦化柴油换热后进入装置界区内的原料油缓冲罐(D-101),然后由原料泵(P-101A/B)抽出先后经柴油-原料油换热器(E-103/A-D)、中段-原料油换热器(E-104/AD)、蜡油-原料换热器(E-105/AF)热后进入分馏塔(C-102)底部,在此与来自分馏塔上部换热板的热循环油一起流入塔底,在325下,用加热炉进料泵(P-102A/B)抽出分四路在流控下打入焦化加热炉(F-101)快速升温到500,然后经四通阀入焦炭塔(C-101A/B)底部。焦化加热炉每路设3个注汽点,以加速炉管内流速,减缓管内结焦。 循环油和原料油一起在焦炭塔内由于高温长停留时间,产生裂解、缩合等一系列反应,最后生成富气、汽油、柴油、蜡油等产品和石油焦。焦炭结聚在塔内。高温油气与进入分馏塔由蜡油直接换热后,被冷凝的循环油流入分馏塔换热板下。 分馏塔蜡油集油箱中的蜡油由蜡油回流泵(P-105A/B)抽出,泵出口分两股,一股返回蜡油集油箱下作热回流,另一股经蜡油-原料油换热器(E-105/A-F)后、至吸收稳定部分稳定塔塔底重沸器(E-207)做热源,换热后返回焦化部分蜡油蒸汽发生器(ER-101)换热后分为两股,一股返回分馏塔作取热回流,另一股作为产品由蜡油产品,经蜡油产品泵P-105C/D升压,经蜡油-除氧水换热器(E-108A/B)、蜡油-除盐水换热器(E-108C)、蜡油-热水换热器冷到90送出装置。 中段回流油由中段回流泵(P-106A/B)从分馏塔抽出,然后经中段回流-原料油换热器(E-104/A-D),吸收稳定部分脱吸塔塔底重沸器(E-204)做热源换热冷却到220后一股返回分馏塔作回流,另一股至焦炭塔顶油气线做急冷油。 柴油从分馏塔由柴油泵(P-107A/B)抽出,一部分返回柴油集油箱下做热回流,一部分至柴油-原料油换热器(E-103/A-H),换热后一部分与富吸收柴油混合,作为分馏塔取热回流,另一部分经柴油-富吸收油换热器(E-107)换热,柴油-热水换热器、柴油空冷器(A-103/A-B)冷却后一部分返回分馏塔,另一部分经柴油冷却器(E-112)冷却到55,分二股,一股作为柴油产品出装置去加氢精制,另一股经贫吸收柴油冷却器(E-203)冷至40后由贫吸收柴油泵(P-207A/B)打入柴油吸收塔(C-204)作为柴油吸收剂。自柴油吸收塔(C-204)底返回的富吸收柴油经与柴油换热后和自柴油-原料油换热器及柴油空冷器来的柴油一起,作为分馏塔柴油取热回流。 为了保证来自系统的脱硫燃料气入加热炉火嘴前不带凝液,燃料气与自分馏塔来的顶循回流油经顶循-瓦斯换热器(E-102)换热至110供加热炉使用,顶循回流油与燃料气换热后,再由塔顶循环回流泵(P-108A/B)送经顶循-热水换热器、分馏塔塔顶循环回流空冷器(A-102/A-F)冷却到60返回到分馏塔,控制分馏塔顶温度。 分馏塔顶油气经油气-热水换热器、塔顶空冷器(A-101/A-H)、分馏塔顶后冷器(E-101/A-H)冷却到40流入分馏塔顶气液分离罐(D-102),分出的焦化富气经压缩机入口分液罐分液后进入富气压缩机,汽油由汽油泵(P-109A/B)送去吸收稳定部分汽油吸收塔(C-201)作吸收剂,含硫污水由含硫污水泵(P-112A/B)送出装置。 焦炭塔吹汽、冷焦产生的大量高温蒸汽及少量油气进入放空塔(C-103),从顶部打入蜡油馏分,洗涤下油气中的柴油以上馏分。放空塔底重油用泵(P-113A/B)抽出,送经水箱冷却器(E-111A/B)冷却后,一部分作为放空塔顶回流,控制顶部气相温度170左右,另一部分在液面控制下送出装置至污油罐或回炼。放空塔顶大量蒸汽及油气直接进入空冷器(A-105/A-H)、放空塔顶后冷器(E-110/A-D)冷到40进入塔顶气液分离罐(D-106),分出的轻污油由污油污水泵(P-114A/B)送出装置,污水至冷切焦水系统隔油处理后作为冷切焦水补充水,不凝气排入瓦斯放火炬系统或压缩机入口。压缩吸收稳定部分 自焦化部分来的富气经焦化富气压缩机(K-201)升压到1.35Mpag,然后经富气空冷器(A-201A/B),冷却到60后,与汽油吸收塔(C-201)底泵(P-201A/B)抽出的富吸收汽油及脱吸塔(C-202)顶气混合进入饱和吸收油冷却器(E-201A/B),冷却到40后进入焦化富气平衡罐(D-203)分液后的气体进入汽油吸收塔(C-201)用焦化部分来的汽油吸收,用稳定汽油作为补充吸收剂增加对富气中C3、C4的吸收率。为提高吸收率,汽油吸收塔设一个中段回流。汽油吸收塔顶流出的贫气去柴油吸收塔(C-204)经柴油吸收,脱去气体中的汽油组分后去脱硫部分;柴油吸收塔塔底富吸收柴油在塔底液面控制下自压经换热后返回分馏塔作回流。富气平衡罐(D-203)平衡后的汽油自罐底作为脱吸塔进料经脱吸塔进料泵(P-203A/B)抽送与稳定塔底的稳定汽油经脱吸塔进料-稳定汽油换热器(E-206)换热至91后进脱吸塔顶,在塔中脱除富吸收汽油中的C2以上轻组分。脱吸塔底脱乙烷汽油作为稳定塔进料,经稳定塔进料泵(P-204A/B)送入稳定塔(C-203)第20、24、28层。稳定塔顶气经稳定塔顶冷凝器(E-210/A-D)冷却至40后进入稳定塔顶回流罐(D-204),罐中的液化气由稳定塔顶回流泵(P-205A/B)抽出后分为两股,一部分作为回流返回稳定塔顶控制液化气中的C5+含量,另一部分液化气液控去脱硫部分。稳定塔底的稳定汽油依次经脱吸塔中间重沸器(E-205)、脱吸塔进料-稳定汽油换热器(E-206)、热水换热器换热后经过稳定汽油空冷器(A-202/A-B)、稳定汽油冷却器(E-209A/B)冷却至40,一部分稳定汽油由补充吸收剂泵(P-206A/B)打入汽油吸收塔第40层作补充吸收剂,另一部分稳定汽油在稳定塔液控下出装置。脱硫、脱硫醇部分 自吸收稳定部分来的干气和液化气分别进入干气脱硫塔(C-301)和液化气脱硫塔(C-302),用MDEA溶剂进行脱硫,干气脱硫塔顶流出的净化干气在压控下并入燃料气管网,液化气脱硫塔顶的净化液化气送至液化气脱硫醇部分。干气脱硫塔和液化气脱硫塔底富溶剂混合自压出装置去溶剂再生。 经胺液吸收脱除硫化氢的液化气经过滤器过滤后进入液化气脱硫醇一级纤维膜接触器(D-305)顶部,在此和碱液接触,预碱洗后的液化气进入液化气脱硫醇二级纤维膜接触器(D-306)进行碱洗。碱液在开工前已循环,首先湿润接触器中的金属纤维,并沿纤维丝向下流动,液化气顺着纤维束与碱液同方向平行流动,使得液化气与碱液之间在纤维束上形成一层流动的薄膜,从而增大了传质面积,提高传质速率,硫化氢和硫醇被抽提到碱液中,含有硫化钠和硫醇钠盐的碱液脱离纤维,在分离器D-305底部沉降,循环碱液自压至碱液氧化部分。二次碱洗后的焦化液化气从D-306顶部出来进入液化气水洗沉降罐和净化液化气聚结器在压控下送出装置。从D-305底部沉降的含有硫醇钠盐循环碱液通过液位控制进入液化气脱硫醇碱液加热器(E-303),用蒸汽加热碱液至60左右,在碱液氧化混合器(M-301)中注入一定量空气,与空气混合后的碱液进入液化气脱硫醇碱液氧化塔(C-303),在液化气脱硫醇碱液氧化塔中硫醇钠盐与空气中的氧发生反应,转化为二硫化物和碱,从碱液氧化塔顶出来的含有二硫化物的碱液进入液化气脱硫醇汽油碱液分离罐(D-309)、液化气脱硫醇碱液抽提罐(D-310)用汽油进行抽提,在此碱液与二硫化物进行分离,二硫化物溶于汽油中通过液控送至稳定汽油出装置。分出二硫化物的碱液通过液化气脱硫醇碱液循环泵(P-303C/D)升压至液化气脱硫醇碱液冷却器冷却后打入D-306顶部循环使用,当循环碱液浓度降低至一定浓度而液化气中硫醇不合格时,用泵将碱渣送出装置。1.4 操作规程(一)、装置对自动化控制的要求 本装置是以减压渣油为原料,主要产品为富气、液态烃、汽油、柴油、蜡油、焦炭。本装置操作温度较高,工艺介质粘稠、易燃易爆,部分介质具有毒性,故对自控设备选型、防爆要求严格。本设计中选用的自控设备质量可靠、技术先进、经济合理、性能稳定、有成熟的使用经验和良好的售后服务及技术支持,可以满足装置对自动化仪表的要求。 本装置工艺技术先进,运行条件苛刻,测控点多,控制系统复杂,为保证装置安全、稳定、长周期、满负荷和高质量运行,并为装置的先进控制、优化控制和信息管理建立基础,本装置采用分散控制系统(DCS)。通过DCS对各工艺过程进行集中控制、监测、记录和报警。装置内主要过程参数都送入DCS 进行调节、记录、显示及报警,主要机泵的运行状态均送入DCS 进行显示。 本装置压缩机部分不设独立的操作室,压缩机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、监测、联锁保护等由随机组成套供货的控制系统完成,并与装置的DCS 进行通讯,重要参数的传送采用硬接线。机组综合控制系统采用三重化或双重化的冗余、容错系统。 本装置高压水泵和水力除焦部分设有独立的操作室,其控制、监测、联锁保护等均由PLC 完成。(二)、主要控制方案原料缓冲罐设有双套液位仪表,一套用于液位控制,另一套用于液位指示。加热炉原料进料,分别设流量控制。加热炉炉管吹扫蒸汽和炉管注汽设有流量控制。加热炉出口温度加热炉燃料气用量。由于加热炉采用双面辐射炉型,为防止辐射炉管结焦,炉管管壁设有热电偶检测温度。焦炭塔料液位测量分别采用放射性料位计和表面热电偶。分馏塔各段回流设流量和温度控制,各段集油箱分别设有液位控制,并装有双套液位仪表。分馏塔顶气液分离罐和分馏塔顶油水分离罐分别设液位和界位控制。汽油吸收塔设有液位控制,塔中段回流采用流量控制。柴油吸收塔设有液位控制。脱吸塔、稳定塔、干气脱硫塔设有液位控制、塔顶压力控制。液化气脱硫塔设有界位控制。装置设有联锁停车系统。(三)、主要安全设施1.自动化安全设施 1为避免焦化装置在开/停工和生产过程中可能出现重大人身事故、重大设备事故和重大经济损失,为保证操作人员和生产装置的安全,本装置设置的部分安全仪表系统简称SIS,用于装置的联锁保护,并入富气压缩机的控制系统TS3000中;高压水泵组和水力除焦的联锁保护方案及实施由供货商提供。 2在爆炸危险区内安装的电动仪表严格符合该区的防爆要求。 3在可燃气体易泄漏处设有25 台可燃气体报警器,在有毒气体易泄漏处设有12台有毒气体报警器。 4本装置主要安全联锁保护内容:热烟气出对流室温度高高时,联锁打开加热炉炉管紧急注蒸汽、打开清焦蒸汽、切断加热炉原料进料、切断长明灯瓦斯、切断燃料气进料、打开加热炉总烟囱挡板、打开加热炉底风道、停烟气引风机、停空气鼓风机、延时停加热炉进料泵。长明灯瓦斯压力低低时,切断对应管程主火嘴及长明灯瓦斯(延时5 秒)。热烟气进预热器温度高高、烟气进引风机入口温度高高时、烟气进引风机入口压力高高时,打开加热炉总烟囱挡板、停烟气引风机。空气鼓风机出口压力低低时,打开加热炉总烟囱挡板、打开加热炉底风道、停烟气引风机、停空气鼓风机。加热炉原料进料流量低低时、主火嘴瓦斯压力低低时,切断对应管程主火嘴瓦斯。 1.5流程模拟软件介绍 1.5.1 ChemCAD简介 CHEMCAD是一个用于对化学和石油工业、炼油、油气加工等领域中的工艺过程进行计算机模拟的应用软件,是工程技术人员用来对连续操作单元进行物料平衡和能量平衡核算的有力工具。使用它, 可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型,并通过运算模拟装置的稳态或动态运行,为工艺开发、工程设计以及优化操作提供理论指导。 1.工程设计 在工程设计中,无论是建立一个新厂或是对老厂进行改造,ChemCAD都可以用来选择方案, 研究非设计工况的操作及工厂处理原料范围的灵活性。工艺设计模拟研究不仅可以避免工厂设备交付前的费用估算错误,还可用模拟模型来优化工艺设计,同时通过进行一系列的工况研究,来确保工厂能在较大范围的操作条件内良好运行。即使是在工程设计的最初阶段, 也可用这个模型来估计工艺条件变化对整个装置性能的影响。 2.优化操作 对于老厂,由ChemCAD建立的模型可作为工程技术人员用来改进工厂操作、提高产量的产率以及减少能量消耗的有力工具。可用模拟的方法来确定操作条件的变化以适应原料、产品要求和环境条件的变化。 该模型可指导工厂的操作以降低费用、提高产率。这样的例子在一些流程模拟软件应用较好的化工装置可以举出很多。 3.技术改造 ChemCAD也可用模拟研究工厂合理化方案以消除“瓶颈”问题,或采用先进技术改善工厂状况的可行性,如采用改进的催化剂、新溶剂或新的工艺过程操作单元。 ChemCAD提供了大量的操作单元供用户选择,使用这些操作单元,基本能够满足一般化工厂的需要。对反应器和分离塔,提供了多种计算方法。ChemCAD可以模拟以下单元操作: 4.单元操作 蒸馏、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸馏、三相蒸馏、电解质蒸馏、反应蒸馏 反应器、热交换器、压缩机、泵、加热炉、控制器、透平、膨胀机、离心机、旋风分离器、湿式旋风分离器、文氏洗气器、袋式过滤机、真空过滤机、压碎机、研磨机、静电收集器、洗涤机、沉淀分离器、间歇反应器、PID控制模块、流量控制阀、记录器模块等共50多个单元操作,当然ChemCAD可将每个单元操作组织起来,形成整个车间或全厂的流程图,进而完成整个模拟计算。 ChemCAD的热力学和传递性质包对过程系统提供了计算K值、焓、熵、密度、粘度、导热系数和表面张力的多种选择。 5.热力学选项 ChemCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法, 包含39种K值计算方法、 13种焓计算方法。这些计算方法可以应用于天然气加工厂、炼油厂以及石油化工厂,可以处理直链烃以及电解质、盐、胺、酸水等特殊系统。 ChemCAD热力学数据库收录有 8000多对二元交互作用参数供NRTL、UNIQUAC、MARGULES、WILSON和VAN LAAR活度系数方法来使用。也可以采用ChemCAD提供的回归功能回归二元交互作用参数。 ChemCAD提供了热力学专家系统帮助用户选择合适的K值和焓值计算方法。 ChemCAD可以处理多相系统,也可以考虑汽相缔合的影响。ChemCAD有处理固体功能。对含氢系统,ChemCAD采用一种特殊方法进行处理,可以可靠预测含氢混合物的反常泡点现象。 ChemCAD对于不同单元或不同塔板可以应用不同的热力学方法或不同的二元交互作用参数。 6.ChemCAD提供了标准、共享、用户三种组分数据库。 标准物性数据库 标准数据库以AIChE的DIPPR数据库为基础,加上电解质共约2000多种纯物质。 用户数据库 Chem