石油大学燕山石化实习报告.docx

过程装备与控制工程专业生产实习报告过程装备与控制工程专业生产实习报告 姓 名： 岳题 学 号： 2009032109 班 级： 过程09-1班 指导教师： 孙国刚 邓春 实习单位： 中国石油化工股份有限 公司北京燕山分公司 实习时间： 2012.7.9-2012.7.27 前 言专业生产实习是过程装备与控制工程专业一项重要的实践环节，是使学生接触工人、了解工厂、热爱自己专业、热爱未来工作、扩大视野，并为后续专业课程提供感性认识的重要手段，是学习专业基础课和专业课的实践环节，是学生认识过程工业装备和控制的重要方式，是理论联系实际的有效手段。同时通过实习也使学生进一步加深对过程装备与控制工程专业的了解和热爱。本次生产实习由孙国刚和邓春两位老师带领，面向2009级过程装备与控制工程专业全体学生。主要内容是通过观察和了解炼油厂原油加工的基本工艺过程，对过程设备与机器在生产过程中的操作与作用有所认识；通过参观和讲解了解化工机械制造厂化工机械制造的基本过程，了解本专业的生产实践知识，为后续专业课程的理解打好基础；同时配合机泵阀的拆装实习，强化实习效果。实习的目的主要包括：1. 对所学专业在过程工业中的作用和地位，将来毕业后从事的技术工作有所认识，为适应从学生到工作者的过渡做好思想准备。2. 石油炼制的基本工艺过程，不仅从工艺上了解炼油的基本工艺，而且对炼油设备的观察和分析，对主要化工设备在工艺中的作用，化工设备的基本结构有清楚的认识。3. 通过观察和分析化工设备与机械的制造过程，了解化工机械制造的基本方法和工艺。此次专业生产实习与生产工作实际紧密结合，同学们能亲临现场，既能增长专业知识又能提高动手能力。在实习过程中，通过对工厂的了解和与工人、技术人员的交谈，得以对所学专业在国民经济中所占地位与作用的认识有所加深，培养事业心、使命感和务实精神。所以实习具有双重作用，一方面获得有关专业课程的感性认识，为专业课的学习做准备，另一方面对将来毕业后从事的技术工作有所认识，为适应从学生到工作者的过渡做好思想准备。目录序言 实习概况（1）第一章 机泵拆装实验室拆装实习（3）1.1 泵的拆装 （3） 1.1.1 离心泵 （3） 1.1.2 螺杆泵 （5）1.2 阀门的拆装 （6） 1.2.1 闸阀 （6） 1.2.2 气动薄膜式调节阀 （6） 1.2.3 安全阀 （7） 1.2.4 截止阀和节流阀 （7）第二章 中试基地实习（9）2.1 中试基地简介 （9）2.2 中试基地参观（9）2.2.1 流化床催化裂化装置 （9）2.2.2 CNPC催化重点实验室 （10）2.2.3 离子液体烷基化实验室（11）第三章 燕山石化炼油厂实习 （12）3.1 燕山石化公司简介（12） 3.1.1 石油炼制厂简介（12） 3.1.2 石油化工厂简介（13）3.2 常减压蒸馏（13） 3.2.1 原油蒸馏的基本原理（13）3.2.2 原油蒸馏的工艺流程（14）3.2.3 原油蒸馏装置的主要设备（15）3.3 催化裂化（17）3.3.1 催化裂化的化学原理（18）3.3.2 催化裂化的工艺流程（18）3.3.3 催化裂化装置的主要设备（20）3.4 催化重整（23）3.4.1 催化重整的化学原理（24）3.4.2 催化重整的原料油（24）3.4.3 催化重整的工艺流程（25）3.4.4 催化重整装置的主要设备（26）3.5 加氢精制（26）3.5.1 加氢精制的化学原理（26）3.5.2 加氢精制的工艺流程（27）3.5.3 加氢精制装置的主要设备（28）3.6 糠醛精制（28）3.6.1 溶剂精制的基本原理（29）3.6.2 糠醛精制的工艺流程（29）3.6.3 糠醛精制装置的主要设备（30）3.7 酮苯脱蜡（31）3.7.1 溶剂脱蜡的基本原理（31）3.7.2 酮苯脱蜡的工艺流程（31）3.7.3 酮苯脱蜡装置的主要设备（33）3.8 裂解制乙烯（34）3.8.1 乙烯装置简介（34）3.8.2 乙烯装置的工艺流程（35）3.8.3 乙烯装置的主要设备（35）第四章 燕山石化化工机械制造厂实习 （37）4.1 化工设备制造概况 （37）4.1.1 焊接压力容器主要制造工序及其特点 （37）4.1.2 压力容器制造中的有关技术要求 （38）4.2 机加工车间化工设备主要构件的制造 （38）4.2.1 原材料的划线和切割（38）4.2.2 构建成型（39）4.3 铆焊车间化工设备的焊接（43）4.3.1 手工电弧焊（43）4.3.2 埋弧焊（44）4.3.3 气体保护焊（45）4.3.4 电渣焊（45）4.3.5 电弧焊焊接工艺规程（45）4.4 探伤车间化工设备的检验（54）4.4.1 无损探伤（54）4.4.2 压力实验（57）4.5 典型化工设备的制造过程（58）4.5.1 主要构件的加工制造（58）4.5.2 组装工艺 （60）4.5.3 列管式换热器的制造工艺流程 （60）4.5.4 管子与管板的连接 （61）4.6 工艺卡片及零件图 （61）结束语 实习心得 （66）参考文献 （68）附录 （69）- 6 -序言 实习概况1实习要求实习以石油炼制工厂和化工机械制造厂为实习基地。实习要求和内容根据这两类工厂的生产过程确定。(1) 拆装实习：拆装多级离心泵，单级离心泵，计量泵；安全阀，控制阀，闸板阀，球阀等。绘制68 个零件草图，其中2 个装配图。(2) 化工机械制造厂的主要工装设备，如成型设备、焊接设备、机加工设备、检验仪器。典型化工设备和化工机器的制造工艺，换热器、分馏塔、储罐等。各选择两个典型零件论述以下过程和主要的加工设备。化工设备：备料划线切割成型焊接组装检验试压。化工机器：毛坯划线粗加工精加工检验装配。(3) 绘制工艺流程图，通过工艺流程图，分析炼油过程中从常压分馏，减压分离，催化裂化，气体稳定吸收工艺流程。包括主要工艺参数，物料成分、流量，温度、压力等。(4) 论述流程中主要设备的工作原理、作用、工艺参数，结构尺寸，材料，安装方式，如加热炉，换热器，催化裂化再生器，沉降器，提升管反应器，催化主分馏塔等，三级旋风分离器，烟机，废热锅炉等；主要机器的工作原理、作用，结构尺寸、参数等，如泵，压缩机，主风机。2. 实习方式现场以跟班组参观的形式进行，需要认真做笔记，记录操作规程，施工图纸，加工工序卡片，结合有关实习资料进行整理，完成实习报告。3. 实习内容及地点时间安排实习总时间为20天，实习各阶段的分配如表1：表1 实习内容及时间安排序号实习项目地点安排时间安排1动员和安全教育；借安全帽，工作服，书籍。校内7.92拆装多级离心泵，单级离心泵，计量泵；阀门主要有安全阀，控制阀，闸板阀，球阀等。参观中试基地，离子液体烷基化实验室、流化床催化裂化设备、流态化综合实验室。校内机泵拆装实验室、中试基地7.10-1.143乘车去燕化，炼油厂入厂教育和讲课。燕化炼油厂7.16续表序号实习项目地点安排时间安排4第二常减压车间，电脱盐，加热炉，常压分馏塔，减压分馏塔，机泵，换热器，空冷器等。一蒸馏、二催化装置，炼油三厂。第三重油催化裂化装置，催化裂化再生器，沉降器，提升管反应器，催化主分馏塔等，三级旋风分离器，烟机，废热锅炉等。燕化炼油厂7.17-7.185化工一厂、三厂和七厂，裂解装置、乙烯装置、苯酚丙酮装置燕化炼油厂7.19-7.206机械厂进厂及入厂教育，机加工车间。燕化机械制造厂7.237第一铆焊车间下料和成型工段，总装工段，换热器，分馏塔，过滤机的总装。燕化机械制造厂7.24-7.258第二铆焊车间，不锈钢、碳钢设备制造车间。热处理参观，焊接、探伤车间。回校。燕化机械制造厂7.26-7.279实习报告整理。校内3天10考试。校内1天4. 实习注意事项(1) 必须服从实习队领导，注意安全，遵守实习队纪律。(2) 尊敬师傅，虚心学习，处理好厂校关系。(3) 严格遵守实习工厂的各项规章制度。(4) 不得损害工厂的任何物品，不影响工人操作。(5) 遵守劳动纪律，在车间内不准做与实习无关的事。(6) 同学之间团结互助，互相关心，互相帮助。(7) 实习报告要求独立完成。第一章 机泵拆装实验室拆装实习1.1 泵的拆装泵是输送水、油及其他液体介质的机械。炼油化工厂各个装置都装有许多台泵，将原料成品及成品液体介质传送与各设备之间。这些泵中大多数是离心泵，还有一部分计量泵、螺杆泵等。本实习对这几类泵的工作原理和基本结构进行了更深入的分析研究。1.1.1 离心泵1.1.1.1 离心泵的工作原理离心泵运转之前，泵壳内先要灌满液体，称为灌泵。在灌满液体的泵中，原动机通过泵轴带动叶轮旋转，叶片强迫流体随之转动，液体在离心力作用下向四周甩出至蜗壳，再沿排出管流出。与此同时在叶轮入口中心形成低压，于是，在吸入罐液面与泵叶轮入口压力差的推动下，从吸入管吸入罐中的液体流进泵内。这样，泵轴不停的转动，叶轮源源不断地吸入和排出液体。图1-1所示是一简单的离心泵装置。图1-1 离心泵一般装置1.1.1.2 离心泵的主要零部件经过拆装，离心泵主要由轴、级（叶轮、导叶、弯道、扩压器）、密封装置、平衡装置、泵盖、泵体和底座构成。以下介绍离心泵的几个重要零部件：1） 叶轮叶轮是离心泵中唯一的能量传递元件。叶轮和轴以及固定于轴上的所有零件统称为转子。当原动机带动泵轴旋转时，固定于轴上的叶轮也随之旋转，通过叶片把原动机的能量传给液体，使液体的压力升高。通过泵后，液体压力的升高值p(Pa),与扬程H(J/kg)和液体的密度（kg/m3）有关，即p=H(MPa)。叶轮通常由轮盘、叶片和轮盖三部分组成，但多数情况下用铸造或精密铸造法整体制成。根据这三部分的组合情况可以有闭式、半开式、开式及双吸叶轮等结构。本次实习我们拆的是热油泵，叶轮为闭式叶轮，如图1-2。2） 吸入室吸入室位于叶轮入口之前，其作用是将吸入管中液体以最小的能量损失导入叶轮。吸入室一般有三种形式。锥形吸入室用于小型单级悬臂式离心泵中，螺旋形吸入室目前多用于悬臂式离心油泵和中开式多级蜗壳泵中，环形吸入室常用于多级分段式离心泵中。3） 泵体泵体主要是液压室，液压室的作用是收集液体和转换能量，即把从叶轮排出的液体收集起来导向排出管，同时降低液体的速度，使动能转化为压力能。压液室是指叶轮出口到泵出口法兰（对分段式多级泵是到下一级叶轮入口）的过流部分，常见的有蜗壳和导叶（也称导轮）两种形式。导叶又有径向导叶和流道式导叶两种，离心油泵与一般分段多级泵多用径向式导叶，分段多级高压热油泵则用流道式导叶。4） 平衡装置a.轴向平衡：离心泵运转时，转子受到一个轴心线平行的轴向力，其产生原因可作如下解释：液体流经叶轮后压力升高，因此在叶轮前后两侧压力的分布不同。轮盖侧压力低，轮盘侧压力高，这就导致了轴向力的产生。轴向力一般自叶轮背面指向叶轮入口。由于通常轴向力都比较大，一般都需要采取平衡轴向力的措施。拆装过程中，我们见到了以下平衡装置：i单级泵中：平衡叶片等；ii多级泵中：平衡鼓、平衡盘等。（其中，平衡盘是在轴向力与平衡力的作用下产生左右移动，从而引起平衡盘两侧的压力改变，进而改变平衡力的大小，最终达到平衡力与轴向力的平衡。）b.径向平衡：有的离心泵中还存在径向力，但在多级分段泵中，导叶好像是叶轮周围有多个涡室，各涡室产生的径向力互相抵消，因此不考虑径向力平衡问题。5） 密封装置：为了避免泵的转子与固定壳体相碰，转子与固定不动的壳体之间应有一定的间隙。为了防止外泄漏，即防止液体通过泵轴贯穿泵壳时的间隙漏出泵外或空气漏入泵内，在泵轴贯穿泵壳处装设轴封。此外泵内叶轮入口和壳之间有间隙，多级泵的级与级之间也有间隙。由于液体从压力高处向压力低处泄露，因此也要考虑密封。主要的密封装置有以下两种：a.轴封装置：轴封有机械密封和填料密封。实习中，由于我们拆装的离心泵是热油泵，油类易挥发，易引起火灾，在密封上要求比较严格，所以采用的是密封效果较好的机械密封。b.密封口环：叶轮入口周围与泵体之间一般采用间隙密封，也称口环密封。密封口环的作用就是保持尽可能小的径向间隙以限制其泄漏量。1.1.1.3 单级泵与多级泵的拆装离心泵按叶轮级数，可分为单级泵和多级泵。拆装实习过程中，我们分别对这两类离心泵进行了拆装。多级泵是在同一根泵轴上串联了两个以上叶轮。级数增多时，泵的扬程提高，可以达到的压力也随之提高。级数更多的泵体一般制成分段式，其结构特点是壳体分为吸入段、中段和压出段，各段之间用拉紧螺栓固紧。实习过程中，我们拆的是单级热油泵和多级（四级）热油泵。1.1.2 螺杆泵螺杆泵是一种利用螺杆相互啮合来吸入和排出液体的回转式泵。螺杆泵的转子由主动螺杆（可以是一根，也可有两根或三根）和从动螺杆组成。在工作时，主动螺杆与从动螺杆做相反方向转动，螺纹相互啮合，流体从吸入口进入，被螺旋轴向前推进增压至排出口。此泵适用于高压力、小流量。制冷系统中常用作输送轴承润滑油及调速器用油的油泵。1.2 阀门的拆装阀门是流体输送系统中的控制部件，具有接通和截断介质，防止介质倒流，调节介质压力、流量，分离、混合和分配介质，防止介质压力超过规定数值等功能，保证了管道或设备的安全运行。阀门在石油化工生产过程中发挥着重要作用。按用途和作用，一般阀门可分为截断阀类、调节阀类、安全阀类和分流阀类。在实习中，我们分别对闸阀、调节阀、安全阀、截止阀和节流阀进行了拆装，了解了其大致工作原理和基本构造。1.2.1 闸阀闸阀是指在手轮控制阀杆带动阀座密封面作升降运动，启闭件（闸板）沿通道轴线的垂直方向移动的阀门，可接通或截断流体的通道，即全开或全关使用。在全开时整个流通直通，全闭时流道截断。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况，不适用于作为调节或节流使用。它可以适用低温压也可以适用于高温高压的介质，但一般不用于输送泥浆等介质的管路中。闸阀的主要零部件有：手轮、阀杆、闸板、阀体、阀盖等，如图1-3所示。图1-3 闸阀的结构1.2.2 气动薄膜式调节阀在现代化工厂的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用。调节阀的主要工作原理，是靠改变阀门阀瓣与阀座间的流通面积，达到调节压力、流量等参数的目的，起到正确分配和控制流动介质的作用。气动薄膜式调节阀是指气动信号可以直接驱动弹簧薄膜式执行结构，从而使阀门动作达到控制流量目的阀门。其主要零部件构成有弹簧箱、阀杆、阀芯、阀体等。1.2.3 安全阀安全阀是指在受压容器、设备或管路上，利用介质本身的压力来排出一定量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值的自动阀门装置。安全阀的工作原理基于力平衡，一旦阀瓣所受压力大于弹簧设定压力时，阀瓣就会被此压力推开，其压力容器内的气（液）体会被排出，以降低该压力容器内的压力；当压力降低到规定值时，阀门再自动及时关闭阻止介质继续流出，从而保护设备、容器或管路的安全运行。安全阀的主要零部件有：手柄、轴、弹簧、连接盘、阀瓣、反冲盘、齿轮调整圈、阀罩、阀盖、阀体、阀座等。一般安全阀的大致结构如图1-5。图1-5 安全阀的结构1阀座；2阀体；3调整齿轮销垫片；4调整齿轮销；5齿轮调整圈；6反冲盘；7销轴；8阀瓣；9波纹管；10连接盘；11中法兰垫片；12螺栓；13弹簧；14轴；15手柄；16 阀盖；17弹簧托；18、22锁紧螺母；19调整螺套；20销轴；21指示牌；23阀罩1.2.4 截止阀和节流阀截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。截止阀是用于截断介质流动的，截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直，通过带动阀芯的上下升降进行开断。截止阀一旦处于开启状态，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触，并具有非常可靠的切断动作。截止阀与节流阀的结构基本相同，只是阀瓣的形状不同：截止阀的阀瓣为盘形，节流阀的阀瓣多为圆锥流线型，特别适用于节流，可以改变通道的截面积，用以调节介质的流量与压力。 因此，截止阀在管路中主要作切断用，而节流阀在管路中主要作节流使用。截止阀的基本结构如图1-6。第二章 中试基地实习2.1 中试基地简介中试基地是新产品中间试验的场所，而中间试验是把实验室中研究成果进行放大的实验活动。它旨在进行中间性试验的专业试验基地；通过必要的资金、装备条件与技术支持，对科技成果进行成熟化处理和工业化考验。中试基地一般分为专业中试配套基地和综合性中试配套基地两大类。专业中试配套基地是专门从事某个行业类项目的中试配套基地；综合性中试配套基地是以加工、生产一般工业产品为主要经营业务，同时承担同类技术项目中试和产业化配套协作工作的基地。中国石油大学（北京）中试基地是综合性中试配套基地，是重质油国家重点实验室工程中试基地。2.2 中试基地参观在中试基地的实习过程中，我们参观了离子液体烷基化实验室、流化床催化裂化设备、流态化综合实验室以及CNPC催化重点实验室等等。2.2.1 流化床催化裂化装置固定流化床是催化裂化技术中常用到的装置，其主要设备包括提升管、沉降器、流化床、再生器等。流程图如图2-1所示。图2-1 流化催化流程图其主要流程是：雾化器将由原油泵输送来的原料油打入快速床与催化剂反应，然后迅速由提升管进入沉降器进行与催化剂的分离，分离出的油气升入冷凝系统并收集起来，而沉降下来的催化剂颗粒进入再生器进行再生，再生过程中，空气由底部进入再生器，高温下催化剂表面的结焦（成分是C）与空气中的O2反应生成CO、CO2，这些烟气同再生的催化剂颗粒一同进入沉降器，经沉降，含大量CO的烟气升入冷凝系统，进而进入分析仪测定其含碳量，而再生后的催化剂则由再剂管线进入快速床与原料油反应。这样，就实现了催化剂使用的循环，即沉降再生系统。另外，通过电脑的DCS控制，可以实现对整个装置的人机操作。FCC-200小型固定流化床催化裂化装置的人机操作界面如图2-2：图2-2 DCS系统人机操作界面2.2.2 CNPC催化重点实验室中国石油大学（北京）CNPC催化重点实验室于1999年11月25日成立。主管部门是中国石油天然气集团公司科技发展部。CNPC催化重点实验室的部分设备如下： 2.2.3 离子液体烷基化实验室烷基化是指利用加成或置换反应将烷基引入有机物分子中的反应过程。在标准的炼油过程，烷基化系统在催化剂的作用下，将低分子量烯烃(主要由丙烯和丁烯组成)与异丁烯结合起来，形成烷基化物(主要由高级辛烷，侧链烷烃组成)。中试基地的烷基化装置的一部分设备如图2-3：图2-4 离子液体烷基化实验室在整个实习过程中，我们还见到了数多催化裂化过程中用到的装置，如：旋风分离器、翼阀、沉降再生器、小型加热炉、小型加氢装置、烷基化装置、油气分离装置等等；还见识到了催化裂化过程中用到的催化剂，以及人们是怎样通过电脑控制整个装置运行的。在中试基地参观学习的目的，是让同学们对现场有初步认识，初步将课本上的理论知识转化成对现场流程、设备的认识，防止出现到大型炼油厂中对设备形态一无所知的现象发生。第三章 燕山石化炼油厂实习燕山石化炼油厂是典型的燃料润滑油化工原料型炼油厂。这类炼油厂在生产燃料油的基础上，将常减压蒸馏所得的重质油品一部分经过进一步加工转化为烯烃、芳烃等化工原料，另一部分则经过进一步加工制成各种润滑油，而轻质油品被分出并加工成燃料。一般这类炼油厂除具有燃料油生产装置常减压蒸馏装置、催化裂化、催化加氢等装置外，还包括一些化工装置，可以利用芳烃、烯烃等基础原料以制取醇、酮、酸等基本有机原料和合成材料等化工产品。在燕化实习期间，我们先后到达了东生产厂区（炼油厂），参观了一蒸馏（常减压蒸馏装置）、二催化（重油加氢/裂化、柴油加氢装置、重整设备）、炼三（糠醛精制、酮苯脱蜡装置），以及西生产厂区（化工厂），参观了化一（乙烯装置）、化七（裂解装置）、化三（苯酚丙酮装置），共6套装置。本节将分别对这些装置对应的工艺流程及其主要设备进行叙述概括。3.1 燕山石化公司简介中国石化北京燕化石油化工股份有限公司（原名称为北京燕化石油化工股份有限公司）由北京燕山石油化工有限公司（前身公司）（已易名为中国石化集团北京燕山石油化工有限公司）(燕山石化)改组而成，并于一九九七年四月二十三日根据中华人民共和国（中国）公司法成立为股份有限公司。 燕山石化地处北京市房山区，生产厂区分为东厂（炼油厂）和西厂（化工厂）。3.1.1 石油炼制厂简介燕化公司炼油事业部是中国著名的特大型燃料润滑油化工原料型炼油厂，年原油加工能力950万吨，拥有20套生产装置及相应的配套设施。其中有常减压蒸馏、催化裂化、糠醛精制、催化重整、酮苯脱蜡、润滑油加氢精制、丙烷脱沥青、气体分馏、分子筛脱蜡、烷基化、石蜡成型、脱硫制硫等装置。该厂每年可向社会提供汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青、化工轻油等60多种产品。其中60号精白蜡荣获国家优质产品金奖，石脑油、60号食品蜡、甲苯及二甲苯获国家优质产品银奖，汽油等20种产品为部、市级优质产品，10种产品打入了国际市场。为了满足首都的环保要求，燕化在率先全面生产无铅汽油后，又加快了清洁燃料的科研开发力量，积极开发，生产出清洁汽油，清洁柴油和车用液化气等清洁燃料。1988年建成的200万吨/年重油催化裂化装置，采用国内最新重油催化裂化技术和90%以上的国产设备，是目前国内最大的重油催化裂化装置。200万吨重油催化裂化装置的建成，标志着我国已完全具备大型重油催化裂化装置的技术和能力。第二套催化裂化装置经技术改造后，成为我国首套按全减压渣油设计的催化裂化装置。这项被列入国家经贸委科研攻关项目的技术工程，集中采用了国内15项先进的催化裂化技术，其中5项是国内首次采用。这项技术改造的成功，标志着我国的催化裂化技术已达到国际先进水平。正在进行改造的130万吨/年中压加氢裂化装置，也是国内第一套大规模的中压加氢裂化装置。3.1.2 石油化工厂简介北京燕化石油化工股份有限公司每年可生产高压聚乙烯，低压聚乙烯， 聚丙烯，聚苯乙烯，聚酯切片，顺丁橡胶，丁基橡胶，SBS，溶液丁苯等有机合成材料65万吨，年生产乙烯、丙烯、丁二烯、苯酚、丙酮、间甲酚、烷基苯、乙二醇及各种苯类产品等有机化工原料140多万吨。燕化公司化工厂下又分成几个化工厂，主要有化工一厂、化工二厂、化工三厂、化工七厂、化工八厂等。化工一厂于2009年成立，目前具有8套生产装置，原名“烯烃厂”。装置包括动力装置、循环水装置、通风装置、供电装置。厂内员工6000人左右。大型装置有71万吨乙烯装置和8万吨乙二醇装置，其设备产品的产量在国内处于领先地位。与设备有关的人员290人，其中三分之二是技能操作人员。目前化一有四大部门：安全监察管理、党群工作部、生产技术部、运行保障部。安全监察管理部负责安全环保、人力资源与企业管理，生产技术部负责工艺方面，运行保障部负责管理压力容器及其附件、动静设备等。化工三厂主要是苯酚丙酮装置，用于生产苯酚、丙酮产品。化工七厂原名前进化工厂（燕山石化当时名为东方红炼油厂），有一套裂解装置。3.2 常减压蒸馏常减压蒸馏是原油进入炼油厂后必须经过的第一道工序。原油的第一个加工装置就是蒸馏装置。借助于蒸馏过程，可以将原油分割成相应的汽油、煤油、柴油等燃料，还可以得到供其他炼油装置加工的原料。常减压蒸馏也称为原油的一次加工。常减压蒸馏得到的成品和半成品叫做直馏产品。常减压蒸馏装置在炼油厂占有重要地位，被称为炼油厂的龙头。3.2.1 原油蒸馏的基本原理蒸馏是通过加热、汽化、分馏、冷凝和冷却等过程将液体混合物分离成一定纯度的组分的方法。它按液体混合物中所含组分的沸点或蒸汽压不同而实现分离。液体混合物中各组分沸点不同，加热时低沸点组分优先于高沸点组分而大量汽化。因此，蒸汽中含有较多的低沸点组分，而剩余的混合液中含有较多的高沸点组分。原油通常经加热炉和分馏塔进行多次部分汽化和部分冷凝，使汽液两相进行充分的热量交换和质量交换，使沸点不同的组分得以充分的分离。这个过程即称为精馏。3.2.2 原油蒸馏的工艺流程一个炼油生产装置有各种工艺设备（如加热炉、塔、反应器）及机泵等，它们是为完成一定的生产任务，按照一定的工艺技术要求和原料的加工流向互相联系在一起，即构成一定的工艺流程。 目前燕化炼油厂采用的原油蒸馏流程是燃料润滑油型三塔流程。三塔流程包括三个部分：原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。图3-1所示为一三塔常减压蒸馏工艺流程图。流程说明如下：1. 原油脱盐脱水原油中都含有水，水中又溶解有NaCl、CaCl2、MgCl2等盐类。原油中含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时会造成冲塔事故。原油含水量大还会增加热能消耗。而原油中的盐类水解生成强腐蚀性的HCl，同时盐类还会在管壁上沉积形成盐垢，这不仅会降低热效率，增大流动阻力，甚至会堵塞管路，造成停工事故。所以，原油在加工前都要先进行脱盐脱水。电脱盐脱水过程实质是综合运用高压电场和破乳剂，在适当温度下使原油破乳、水滴产生聚集并沉降分离的过程。原油中的盐大部分溶于所含的水中，为了能脱除悬浮于原油中的细盐粒，往往在脱盐脱水前想原油中加入一定量的水使之溶解于水中，然后和水一起脱除。原油经换热后进入电脱盐罐，在高压电场和所加的化学物质联合作用下进行脱盐脱水。图3-1 常减压蒸馏工艺流程2. 初馏 其主要作用是拔出原油中的轻汽油馏分。从罐区来的原油先经过换热（热源一般是本装置内的热源），温度达到80一120 左右进人电脱盐罐进行脱盐、脱水。脱后原油再经过换热，温度达到210 一250 ，这时较轻的组分已经气化，气液混合物一起进人初馏塔，塔顶出轻汽油馏分（初顶油），塔底为拔头原油。原油在此塔中将残余的少量水分、腐蚀性气体以及部分轻汽油分出。这样既可以减少常压炉、塔的操作负荷，保证常压塔的稳定操作，又可减轻腐蚀性气体对常压塔的腐蚀。初馏塔对于平稳操作，确保产品质量和收率，可起到很好的作用。3. 常压蒸馏 其主要作用是分出原油中沸点低于350 轻质馏分油。拔头原油经换热、常压炉加热至360一370 ，形成的气液混合物进入常压塔，塔顶压力一般为130170kPa 。塔顶出汽油（常顶油），经冷凝冷却至4O 左右，一部分作塔顶回流，一部分作汽油馏分。各侧线馏分油经汽提塔汽提、换热、冷却后出装置。各侧线之间一般设1一2个中段循环回流。塔底是沸点高于350 的常压重油。4.减压蒸馏其作用是从常压重油中分出沸点低于500 的高沸点馏分油和渣油。减压塔底重油温度约350。C。用热油泵将其抽出送到减压炉，加热至410。C左右再送入减压塔。减压塔顶用蒸汽喷射泵抽真空，使塔顶保持约40mm汞柱的残压，即塔顶真空度约为720mmHg。通常为了减小管线压力降和提高减压塔顶的真空度，减压塔顶一般不出产品或出少量产品（减顶油），直接与抽真空设备联接，除塔顶回流外，还设终端回流。侧线各馏分油经换热、冷却后出装置，作为二次加工的原料。各侧线之间也设1 一2 个中段循环回流。减压侧线的馏出物以及塔底渣油均作为其它装置（如催化裂化、焦化等）产品的原料。3.2.3 原油蒸馏装置的主要设备原油蒸馏装置的主要设备是蒸馏塔，蒸馏塔的总体结构如图3-2(a)。其中右图为现场时塔的外型。原油蒸馏装置一般包括常压蒸馏装置和减压蒸馏装置两个部分。其各自用到的设备分别为常压精馏塔和减压精馏塔，两者有不同的技术特征。一、常压蒸馏装置特征：常压蒸馏所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔（简称常压塔）。它具有以下特点: 1. 常压塔是一个复合塔结构原油常压精馏塔在塔的侧部开了若干侧线以得到如上所述的多个产品，就像几个塔叠置在一起一样，故称之为复合塔或复杂塔。 (a)板式塔体内部结构图 (b)现场见到的各种塔图3-2 塔体2.常压塔下部设置汽提段，侧线产品设汽提塔原油常压精馏塔的气化段（即进料段）以上亦称精馏段，塔顶的汽油馏分经冷凝冷却后，一部分返回塔顶作为回流。从气化段上升的气体与向下流的回流液体，在精馏段各层塔板或填料上多次接触，进行传质传热，或多次的部分气化和部分冷凝最终达到轻重组分或各产品馏分间的分离。常压塔气化段以下通常不叫提馏段而叫汽提段。原油精馏塔的塔底温度较高，通常不用再沸器产生气相回流，而是在塔底注人水蒸气，以降低油气分压，使塔底重油中的轻组分气化，这种方法称为汽提。汽提段的分离效果不如一般精馏塔的提馏段。侧线产品中含有相当数量的低沸点组分，为了改善产品间的分离效果，通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔。侧线汽提塔相当于一般精馏塔的提馏段，侧线产品从常压塔中部抽出，送人汽提塔上部，从该塔下部注人水蒸气进行汽提。汽提出的低沸点组分同水蒸气一道从汽提塔顶部引出返回主塔，侧线产品由汽提塔底部抽出送出装置。塔内通常设3-4层塔板或一定高度的填料。汽提所用的水蒸气通常是400-450 、约0.3MP 傲的过热水蒸气。3. 常压塔常设置中段循环回流在原油精馏塔中，通常设置1-2个中段循环回流，即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油（或者是侧线产品），经与其它冷流换热或冷却后再返回塔中，返回口比抽出口通常高2-3层塔板。中段循环回流的作用是，在保证各产品分离效果的前提下，取走精馏塔中多余的热量。采用中段循环回流的好处是：在相同的处理量下可缩小塔径，或者在相同的塔径下可提高塔的处理能力；可回收利用这部分温度较高的热源。二、减压蒸馏装置特征：减压蒸馏是在压力低于l00kPa的负压状态下进行的蒸馏过程。由于物质的沸点随外压的减小而降低，因此在较低的压力下加热常压重油，高沸点馏分就会在较低的温度下气化，从而避免了高沸点馏分的裂解。通过减压精馏塔可得到这些高沸点馏分，而塔底得到的是沸点在500 以上的减压渣油。与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比，减压精馏塔具有如下特点：1. 减压精馏塔塔顶采用抽真空系统减压蒸馏所依据的原理与常压蒸馏相同，关键是减压塔顶采用了抽真空设备，使塔顶的压力降到几千帕。减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器（也称蒸汽喷射泵）或机械真空泵。其中广泛应用的是蒸汽喷射器。抽真空设备的作用是将塔内的不凝气和水蒸气连续地抽走以保证减压塔的真空度要求。2. 减压精馏塔的塔径大、板数少、压降小、真空度高减压塔塔内的低压，一方面使气体体积增大，塔径变大；另一方面由于低压下各组分之间的相对挥发度变大，易于分离，所以与常压塔相比，减压塔的塔板数有所减少。3. 减压精馏塔的形状中间粗、两头细减压塔底的温度一般在390 左右，减压渣油在这样高的温度下如果停留时间过长，其分解和缩合反应会显著增加，导致不凝气增加，使塔的真空度下降，塔底部结焦，影响塔的正常操作。为此，减压塔底常采用减小塔径（即缩径）的办法，以缩短渣油在塔底的停留时间。另外，由于在减压蒸馏的条件下，各馏分之间比较容易分离或分离精确度要求不高，加之一般情况下塔顶不出产品，所以中段循环回流取热量较多，减压塔的上部气相负荷较小，通常也采用缩径的办法，使减压塔成为一个中间粗、两头细的精馏塔。3.3 催化裂化催化裂化是指高分子烃类在高温且采用催化剂的条件下裂解的化学反应。催化裂化装置的原料通常是常压馏分、减压馏分或焦化蜡油等重质馏分油。通过催化裂化，这些重质油裂解为轻质油品。催化裂化的主要作用是将重质油品转化成高质量的汽油。3.3.1 催化裂化的化学原理催化裂化工艺的特点，例如对原料油的要求、产品性能特点及工艺流程等，主要由催化裂化反应所决定。其主要反应如下：1. 异构化反应如正构烷烃变成异构烷烃、带侧链的环戊烷变成环己烷等。异构化反应使产品中异构烃含量增加。2. 芳构化反应如环己烷脱氢生成芳烃；烯烃也可转化为芳烃。所以，产品中芳经的含量增加。3. 氢转移反应烃类在反应中放出氢，氢与烯烃结合使烯烃饱和；另一方面，给出氢的烃类则逐渐转化成芳烃或缩合程度更高的分子，直到缩合为焦炭。氢转移反应是造成催化裂化汽抽饱和度较高的主要原因。4. 裂解反应裂解反应即大分子烃类裂解为小分子烃类的反应。裂解有一定限度，产物中有较多的丙烷、丙烯或丁烷、丁烯。由于催化产物中含异构烷经和芳烃较多，所以其汽油的辛烷值较高，而且比较安定，同时也使其柴油的十六烷值偏低。3.3.2 催化裂化的工艺流程催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应一再生系统、分馏系统和吸收稳定系统，除此之外，许多装置还配备有烟气能量回收系统和产品精制系统。其中，反应一再生系统是全装置的核心部分。图3-3给出了提升管催化裂化的工艺流程，流程说明如下。图3-3 提升管催化裂化工艺流程1. 反应一再生系统原料油经加热炉加热到约400左右进人提升管反应器，与回炼油混合并与高温再生催化剂相遇，迅速汽化并发生反应。提升管底部吹人水蒸气起预提升作用。催化裂化反应在提升管内发生，经过几秒钟的反应后油气与催化解由提升管顶部离开反应器。反应器内的温度约50O ；上部的沉降器起气固分离作用。在沉降器内，反应产物经旋风分离器分离出夹带的催化剂后离开反应器去分馏塔。而积有焦炭的催化剂（称待生催化剂）被旋风分离器捕集后由沉降器落人下面的汽提段。汽提段装有多层人字形挡板井在底部通人过热水蒸气，用水蒸气将吸附在催化剂上的油气吹回沉降器。经汽提后的待生催化剂则经待生斜管进人再生器。分子筛催化剂要求再生后的含炭量很低，故需采用高效再生技术。再生器的主要作用是烧去催化剂上的积炭，使其活性得以恢复，再生器下部为一烧焦罐，从其底部送人空气使待生催化剂处于流化床状态。催化剂上的绝大部分积炭在罐内烧去，然后再生烟气和催化剂一起以高速通过输送管。烧焦维中流出的烟气中所含的CO在管中完全燃烧成CO2。由输送管出来的催化剂和烟气经过分离后，催化剂落人上部再生器的流化床层，再经汽提后通过再生斜管送回反应器循环使用，再生烟气则从再生器顶都排出，再生烟气温度很高（可达750），且含5%10%的CO。所以，为利用这些热能，不少装置都设有CO 锅炉用子产生水蒸气。对子操作压力较高的装置，通常还设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压能作功，产生电力以驱动主风机，从而可大大节约能源消耗。2. 分馏系统反应后的油气产物自反应器上部的沉降器顶排出并进人分馏塔，得到催化裂化富气、粗汽油、回炼油及油浆等中间产品。其中，催化裂化富气和粗汽油被送往吸收-稳定系统。3. 吸收-稳定系统吸收-稳定系统的工艺流程见图3-4。图3-4 吸收-稳定系统工艺流程从分馏塔顶油气分离器出来的富气带有汽油组分，而粗汽油中则溶有C4、C3、甚至C2组分。吸收-稳定系统的作用就是利用吸收和精馏方法将富气和粗汽油分离成干汽（C C2）、液化气（C3、C4）和稳定汽油。富气经气压机升压、冷却并分出凝缩油后，由底部进人吸收塔稳定汽油和粗气油则作为吸收掖由塔顶进入，将富气中的C2、C3、C4等吸收后得到富吸收油。富吸收油则和凝缩油一起进人解吸塔顶部。吸收塔顶出来的贫气中夹带有汽油，可经再吸收塔用轻柴油回收。富吸收油中含有的C2组分不利于稳定塔操作，所以需在解吸塔中先将C2解吸出来。脱去C2的油送人稳定塔（实质上是精德塔），通过精馏作用把液化气和稳定汽油分开。有时，塔顶要排出部分不凝气（也称气态烃），它主要是C2，并夹带有C3和C4。排出不凝气的目的是为了控制稳定塔的操作压力。3.3.3 催化裂化装置的主要设备催化裂化装置设备较多，本节只介绍几个主要设备。一、提升管反应器及沉降器1. 提升管反应器提升管反应器是进行催化裂化化学反应的场所，是本装置的关键设备。随装置类型不同，提升管反应器类型不同，常见的提升管反应器类型有三种：( l ）直管式：多用于高低并列式提升管催化裂化装置。( 2 ）折叠式：多用于同轴式和由床层反应器改为提升管的装置。( 3 ）两段提升管反应器：由两根短提升管串联连接构成，用于两段提升管催化裂化装置。图3-5是直管式提升管反应器及沉降器示意图。直管式提升管反应器是一根长径比很大的管子，长度一般为30-36m，直径根据装置处理量决定，通常以油气在提升管内的平均停留时间1-4s为限确定提升管内径。由于提升管内自下而上油气线速不断增大，为了不使提升管上部气速过高，提升管可做成上下异径形式。在提升管的侧面开有上下两个（组）进料口，其作用是根据生产要求使新鲜原料、回炼油和回炼油浆从不同位置进人提升管，进行选择性裂化。进料口以下的一段称预提升段，其作用是由提升管底部吹人水蒸气（称预提升蒸汽），使由再生斜管来的再生催化剂加速，以保证催化剂与原料油相遇时均匀接触。这种作用叫预提升。为使油气在离开提升管后立即终止反应，提升管出口均设有快速分离装置，其作用是使油气与大部分催化剂迅速分开。在工业上使用的快速分离器的类型很多，目前绝大多数采用粗旋风分离器。旋风分离器的性能优劣不仅对反应-再生系统的正常运转和催化剂跑损有直接夫系，而且对分馏塔底油浆的固含量有直接影响。为进行参数测量和取样，沿提升管高度还装有热电偶管、测压管、采样口等。2. 沉降器沉降器是用碳钢焊制成的圆筒形设备，上段为沉降段，下段是汽提段。沉降段内装有数组旋风分离器，顶部是集气室并开有油气出口。沉降器的作用是使来自提升管的油气和催化剂分离，油气经旋风分离器分出所夹带的催化剂后经集气室去分馏系统；由提升管快速分离器出来的催化剂靠重力在沉降器中向下沉降，落人汽提段。汽提段内设有数层人字挡板和蒸汽吹人口，其作用是将催化剂夹带的油气用过热水蒸气吹出（汽提），并返回沉降段，以便减少油气损失和减小再生器的负荷。沉降器多采用直筒形，直径大小根据气体（油气、水蒸气）流率及线速度决定，沉降段线速一般不超过0.5-0.6m/s。沉降段高度由旋风分离器料腿压力平衡所需料腿长度和所需沉降高度确定，通常为9-12m。汽提段的尺寸一般由催化剂循