常减压蒸馏.ppt

常减压蒸馏 1 基本概念2 生产流程图3 常减压蒸馏生产现状4 常减压生产工艺问题及相关对策5 生产设备腐蚀及相应对策6 原油常减压装置的模拟7 常减压蒸馏塔模拟软件8 常减压主要业绩 1 基本概念常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称 基本属物理过程 原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品 称为馏分 这些油有的经调合 加添加剂后以产品形式出厂 相当大的部分是后续加工装置的原料 常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序 称为原油的一次加工 包括三个工序 a 原油的脱盐 脱水 b 常压蒸馏 c 减压蒸馏 常减压蒸馏典型生产流程图1 2 生产流程图 常减压蒸馏典型生产流程图2 3 常减压蒸馏生产现状常减压蒸馏作为炼油厂原油加工的第一道工序 对炼油加工方案优化和经济效益提高的重要影响将不会改变 近几十年来 常减压蒸馏装置运行中存在的问题 主要是工艺问题和设备腐蚀 不断受到重视 新的实用技术和高效设备也不断被开发和应用 4 常减压生产工艺问题及相关对策 4 1工艺问题4 2相关对策 2001年中石化股份公司常减压装置加工量与能耗的关系 4 1 1综合能耗偏高 1 装置规模小 开工负荷率低 2 加热炉燃料消耗大燃料消耗占常减压装置能耗的70 一85 a 加热炉效率低 烟气氧含量高 积灰和腐蚀严重使排烟温度升高 吹灰效果差 b 原油换热终温低 c 分馏塔未进行优化设计与操作 过汽化率 减压转油线 换热流程 3 装置电耗高电耗占常减压装置能耗的15 左右 2001年中石化服份公司常减压装置平均电耗6 68kWh t 最高11 98kWh t 最低4 14kWh t 最高与最低相差近3倍 4 蒸汽和水的消耗蒸汽的消耗很小 一般在5 以下 水消耗占能耗的10 左右 包括循环水 新鲜水 软化水或除盐水 其中 循环水占水消耗的85 以上 循环水消耗高的原因 a 原油性质和加工量变化后 冷却器调整不及时 b 开工后期冷却器结垢 冷却效果变差 4 1 2分馏精度和减压拔出深度低 1 分馏精度目前对常压蒸馏塔的分流精度尚未引起足够视 因此 今后对常压蒸馏塔的侧线分离 要重视常顶与常一 常二与常三 常压拔出率三个分馏精度 2 减压拔出深度常减压蒸馏减压拔出深度偏低是常减压蒸馏与国外的主要差距之一 3 电脱盐运行工况不理想电脱盐也不仅仅是一种单纯的防腐手段 伴随着脱盐 脱水 脱金技术的日趋成熟 它已成为为下游装置提供优质原料必不可少的原油预处理工艺 2002年2月 对原油电脱盐运行情况进行考察 有44 的电脱盐后含盐高于3mg L 有17 的电脱盐后含盐高于5mg L 造成运行电脱盐工况不理想的主要原因 a 原油品种发生变化 破乳剂的品种 注入量没有随之调整 造成破乳 脱盐效果下降 b 电脱盐操作条件没有随原油品种 处理量的变化及时调整优化 c 常减压蒸馏装置扩量 而电脱盐单元没有相应配套扩量 导致原油在电脱盐过程中线速偏高 脱盐停留时间偏短 d 管理不严 脱盐后含盐分析 考核工作做得不好 没有作为常减压蒸馏装置的重要工艺参数进行考核 4 含硫油加工的适应性差国内陆上原油的硫含量呈上升趋势 如胜利油和华北油 4 2相关对策4 2 1节能降耗a 降低燃料能耗 提高加热炉热效率 提高原油换热终温 b 降低装置电耗 提高泵和电机的效率 c 降低蒸汽单耗 减压抽真空 炉塔吹汽和汽提 加热炉燃料雾化 d 装置大型化 4 2 2提高分馏精度和减压拔出深度a 提高分馏精度 增加塔盘数 提高理论塔板数 适当提高过汽化率 调整优化汽提蒸汽用量 提高汽提效果 应用多变量预估控制技术为主要内容的APC技术 b 提高减压拔出深度 提高减压蒸馏塔顶真空度 降低汽化段压力 提高汽化段温度 采用强化蒸馏技术 应用减压蒸馏塔分段抽真空技术 防止机泵封油和仪表冲洗油较大量漏入减压渣油 4 2 3优化电脱盐运行工况a 优化破乳剂 优化注入量 b 优化洗涤水注入量和注入点 c 优化工艺条件 加强运行管理 4 2 4改善含硫油加工的适应性a 筛选出合适的缓蚀剂 并保证足够的注入量 b 提高设备材质的耐蚀等级 5 常减压生产设备腐蚀及相应对策 5 1设备腐蚀正常开工时 常减压装置设备内部的腐蚀主要是高温部位的硫 环烷酸腐蚀和低温部位的H2S HCl H20混合汽等类型的腐蚀 即硫腐蚀 环烷酸腐蚀及烟气腐蚀 这类腐蚀通过采用适当的材质和 一脱三注 等工艺可以得到较好的控制 5 1 1高温硫腐蚀原油中的硫大部分以各种有机硫化物的形式存在 依其对金属的化学作用 高温部位的硫腐蚀可分为 活性硫腐蚀和非活性硫腐蚀 a 活性硫腐蚀主要是指如硫化氢 硫醇和单质硫的腐蚀 这些成分约在350 400 与铁进行如下反应 H2S Fe FeS H2 R S Fe FeS 不饱和烃 S Fe FeSb 非活性硫腐蚀主要是指当原油被加热到一定温度后 非活性硫化物分解成一些活性的硫化物 从而和铁发生化学反应而腐蚀设备 腐蚀特点 开始腐蚀速度快 经过一定时间后由于生成的FeS形成保护膜 腐蚀反应放慢 腐蚀发生的温度一般在240 480 影响因素 温度 介质流速 材质以及环烷酸含量等 5 1 2环烷酸腐蚀环烷酸是石油中有机酸的总称 在低温时它对金属的腐蚀不明显 高温系统中对金属腐蚀加剧 反应式 2RCOOH Fe Fe RCOO 2 H2 FeS 2RCOOH Fe RCOO 2 H2S由于Fe RCOO 2是一种油溶性腐蚀产物 因不宜在金属表面形成保护膜 故会导致设备的腐蚀 另外 由于高温硫腐蚀形成的FeS保护膜同环烷酸反应而失去保护作用 从而使设备腐蚀进一步加剧 腐蚀特点 油品温度在270 280 和350 400 时腐蚀速度最大 腐蚀部位有孔洞 高速区具有明显的沟槽 影响因素 原油的温度 流速 含酸量和含硫量等 5 1 3高温烟气的腐蚀在常减压装置加热炉设备中 燃烧过程中生成含SO2和SO3的烟气在加热炉的低温部位与空气中的水分冷凝 产生硫酸露点腐蚀 造成设备的损坏 5 2相应对策5 2 1设计防腐在易腐蚀部位合理选用耐腐蚀材料或复合材料5 2 2施工防腐加强易腐蚀部位焊缝的全过程监测和监督 主要是对成千上万条焊缝从焊工管理 焊接工艺管理 焊条管理 焊条质量管理等环节进行全过程控制 5 2 3工艺防腐a 优化原油电脱盐 b 塔顶 三注 在初顶 常顶和减顶馏出线上注氨水 缓蚀剂和冷凝水 5 2 4管理防腐全员参与腐蚀管理 原油蒸馏是大型石化企业的重要生产环节 它的生产水平直接影响到整个企业对原料的使用效率和经济效益 流程模拟优化技术是提高工厂经济效益 降低生产成本 消除装置 瓶颈 的主要手段之一 因此 利用计算机模拟原油常减压蒸馏装置的操作 日益受到国内外科研工作者的关注 6 原油常减压装置的模拟 6 1虚拟组分的模拟现代石油馏分气液平衡和石油精馏的数值计算都是采用虚拟组分的处理方法 即将石油馏分切割成有限数目的窄馏分 每一个窄馏分都视为一个纯组分 称为 虚拟组分 选择适合各石油馏分的系列关联式计算虚拟组分的物理性质 平均沸点 特性因数 相对密度等 从而将复杂的石油体系转化为由多个虚拟组分构成的混合物体系 用多元系的方法进行处理计算 6 2常减压蒸馏塔的模拟常减压蒸馏塔的模拟 是指应用计算机辅助手段 对常减压蒸馏塔进行稳态的热量衡算和物料衡算 原油常减压蒸馏是一个复杂过程 如果把其设想成由许多执行不同计算功能的单元模块组成 就可以用流程模拟的方法对其进行求解 6 3实例考核以某炼油厂原油常减压蒸馏装置为例 对其进行模拟计算 7 常减压蒸馏塔模拟软件 模拟软件按功能可分为设计型和核算型两类 7 1设计型软件可以分别采用快捷法和严格法两种数学模型编制 前者适于做方案设计 快速确定全塔物料平衡 热量平衡 初定理论板数等设计值 后者可提供诸如塔板上汽液相组成和性质等详细资料 对于做蒸馏塔的详细设计 以及实施自动化控制方案是必要的 如 7 2核算型软件主要用于装置标定 应该以快捷数学模型编制 既满足标定要求 又方便用户使用 如 上海申迪软件工程有限公司开发的常减压指导系统CDDS 对一现成的或已完成工艺设计方案的蒸馏塔 其塔板数 进料和产品出料位置 塔径 冷换设备等均已确定 可以用快捷的核算型软件来模拟蒸馏塔的操作 便于炼制工程师分析装置标定数据 制定适宜的操作方案 以提高蒸馏塔的生产能力和分馏质量 快捷的核算型软件应具有以下主要功能 a 对已知实沸点蒸馏数据的原油 单炼或混炼原油 进行模拟炼制 按切割要求输出各产品的收率和比重 分子量等性质 以及ASTM蒸馏曲线 b 对给出的回流方案进行模拟操作 输出热平衡表 以及全塔温度 气液相负荷的剖面 c 对操作压力 汽提蒸汽量 过汽化量等参数做调整