典型石油化工过程安全技术

典型石油化工过程安全技术,张明广南京工业大学城市建设与安全工程学院Email:Mingguang_zhang,1.学时安排：40学时周学时2,2.授课安排：课堂讲座和文献资料总结,3.考试安排：大作业,4.成绩考核：课程作业、考勤30%；大作业70%,课程安排,参考书目,1、于晓芹,董定龙，宫本贵.石油化工典型事故分析M.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2002.2、中国石油化工集团公司安全环保局编.石油化工安全技术（高级本）M.北京：中国石化出版社,20053、辽阳石油化纤公司职工进修大学编.石油化工安全管理M.北京：中国石化出版社，1999.4、坞国英，杨基和主编.石油化工概论M.北京：中国石化出版社，2000.,石油化工行业概论,石油化学工业是以石油和天然气为原料，既生产石油产品，又生产石油化学品的石油加工业。两大用途分支：一、石油炼制工业体系：经过炼制产生各种燃料油、润滑油、石蜡、沥青、焦炭等石油产品；二、石油化工体系：把蒸馏得到的馏分油进行热裂解，分离出基本原料，再合成生产各种石油化学制品。,2020/5/11,3,石油化工行业概论,三大生产过程基本有机化工生产过程：以石油和天然气为起始原料，经过炼制加工制得三烯（乙烯、丙烯和丁烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔和奈等基本有机原料。有机化工生产过程：在三烯、三苯等原料基础上，合成制得醇、醛，酮等有机原料。高分子化工生产过程：聚成、缩合得到合成纤维、合成塑料、合成橡胶等最终产品。,2020/5/11,4,石油化工行业概论,2020/5/11,5,石油化工行业概论,石化生产系统是以原油、原油炼制后的产品、油田伴生气或天然气为原料，采取特定工艺，生产燃料性油品、润滑性油品、化工原料、化工中间体和化工产品的工业生产过程系统。石化生产系统是高危险性生产系统，从安全上考虑，石化生产系统具有如下特征：1.生产物资的多危险性；2.生产工艺的连续性和长周期性；3.加工过程的封闭性；4.物耗、能耗的集中化和扩大化。,2020/5/11,6,石油是由分析大小和化学结构不同的烃类和非烃类组成的复杂混合物。1、一次加工：预处理和原油蒸馏方法，根据组分沸点的差异，提炼出直馏汽油、煤油、轻重柴油和各种润滑油馏分等。预处理：伴有水和无机盐份原油蒸馏：常减压精馏复合塔。气提塔2、二次加工：催化裂化，催化重整等过程。,2020/5/11,7,2020/5/11,8,炼油厂燃料油系统,炼油厂润滑油、石蜡系统,常减压,炼油厂燃料油系统,重整,焦化,加氢裂化,催化,加氢精制,汽油,柴油,原油,初馏塔,常减压装置,常压塔,减渣(催化、焦化),减压塔,煤油,柴油,加氢裂化,催化裂化,原油,根据原油中各组份的沸点不同，将混合物切割成不同沸点的“馏份”。,根据压力越低油品沸点就越低的特性，采用抽真空的方法，使加热后的常压重油在负压条件下进行分馏。,常减压蒸馏装置的作用：原油加工的第一道工序将原油进行初步的处理、分离，为二次加工装置提供合格的原料常减压蒸馏装置的构成：一般包括：电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏三部分有些装置还有：航煤脱硫醇、初馏塔等部分,常减压蒸馏主要产品：常压系统：石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品减压系统：润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦化原料、沥青原料、燃料油等常减压装置的分类：燃料型燃料润滑油型燃料化工型,换热系统,加氢裂化、加氢精制装置,反应器,煤油,柴油,原料,低分,高分,分馏塔,氢气,汽油去重整,尾油,加氢裂化原理：在催化剂作用下，烃类和非烃化合物加氢转化。烷烃、烯烃进行裂化、异构化和少量环化反应；多环化物最终转化为单环化物。,加氢精制原理：对馏份油进行脱硫、脱氮、脱氧、脱金属和沥青等杂质及对烯烃、芳烃的加氢饱和，从而来改善油品的气味、颜色和安定性，提高油品的质量。,加氢工艺是现代炼油工艺中最重要的技术之一，世界各国的炼油厂加氢装置加工能力占其原料油加工能力的比例达到50.11%，它不仅是炼油工业生产清洁燃料的主要手段，而且也成为石油化工企业的关键技术，发挥着不可替代的作用。,分馏系统,稳定系统,取热器,催化裂化装置,液化气,汽油,柴油去加氢精制,油浆(焦化),原料,主风,烟机,在催化剂的作用下，大分子变成小分子，一部分缩合成焦炭。催化剂上的焦炭经烧焦恢复活性，在系统内循环使用。,催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺，肩负着我国80%以上汽油与30%以上柴油的生产任务。这是由我国原油重质馏分多的特点决定的。大于350馏分占60%-70%以上重油催化装置的原料主要由蜡油和渣油组成。其中：渣油全部来自于常减压装置混合蜡油包括焦化蜡油；减五线油；减四线油；减三线油；减一线油及蜡下油等。目前蜡油中实际只有减五线油和减四线油，且都是经过减压深拔以后的油，原料越来越重，影响到装置的轻油收率和生焦。,重油催化装置的原料来源,催化裂化装置与其它装置的区别,1、催化裂化装置反再系统的催化剂床层为流化床。固体催化剂流化控制难度大。2、反再系统的操作参数影响因素多。3、特殊设备多。4、原料变重后结焦趋势增加，长周期运行受到较大的影响。,五十年代引进前苏联移动床催化裂化（小球催化剂）1965年五朵金花之一流化催化裂化在抚顺石油二厂建成投产。五朵金花：催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、微球催化剂与添加剂七十年代分子筛催化剂的出现，带动了提升管催化裂化技术的发展。1984年石家庄炼油厂大庆全常渣催化裂化的工业运行，翻开了我国重油催化裂化的新篇章。九十年代初，前郭炼油厂实现了吉林原油全减压渣油催化裂化；1998年大庆全减渣在燕化炼油厂实行了工业化。,催化裂化技术的变化和未来趋势,九十年代，催化裂化家族技术生产低烯烃成为催化裂化技术的又一新领域。DCC（CRP-1）最大量生产丙烯，丙烯12-18%；丁烯11-14%。MGG（ARGG）最大量生产LPG与优质汽油。丙烯、丁烯10-11%；汽油49-50%。MIO最大量生产异丁烯、异戊烯与优质汽油。HCC、CPP最大量生产乙烯。新世纪初，两段提升管催化裂化技术工业化，是提升管催化裂化技术的又一新里程碑多种汽油降烯烃技术与催化剂的开发，提高了产品质量，满足环保法规要求。MGD、MIP、FDFCC、ARFCC(辅助提升管)DOCO、LBO、GOR等系列降烯烃催化剂,汽油（去精制）,柴油（去精制）,蜡油（去加氢裂化）,焦化装置,分馏塔,渣油,石油焦,原料油加热到一定温度后可进行裂解和缩合反应，生成气体、汽油、柴油、蜡油和循环油等，反应生成的固体产品石油焦沉积在焦炭塔底部。,催化重整装置,预分馏塔,预脱砷,预加氢,分离器,脱水塔,一二反应器,三四反应器,稳定塔,初顶汽油,加氢石脑油,重整汽油,芳烃抽提,在一定温度、压力、氢气条件下通过催化剂的作用，将正构烷烃和环烷烃分子中的原子重新调整排列转化生成分子量相近或相等的芳香烃和异构烷烃，从而获得高辛烷值汽油和各种轻质芳香烃。,进入常减压,常减压,糠醛,酮苯,白土,蜡脱油,蜡加氢,蜡成型,润滑油,石蜡,原油,炼油厂润滑油系统,精制油去酮苯,抽余油,糠醛装置,原料,糠醛对润滑油馏份中非理想组分溶解度大，而对理想组分溶解度小。,在低于临界温度和借助于比重的不同，使理想组份与非理想组份分开，提高油品的抗氧化安定性和抗腐蚀性能，改善油品粘温性能和颜色。,酮苯装置,结晶系统,过滤系统,蜡液回收,冷冻系统,去蜡油系统,溶剂罐区,糠醛精制油,酮苯蜡膏去蜡脱油,去蜡油,氨,利用溶剂在低温下对油和蜡具有不同的溶解度(蜡的溶解度较低)，将含蜡原料加上稀释溶剂，以一定的冷却速度降低温度，使蜡析出结晶，然后用过滤方法将油和蜡分离。,脱汽塔,石蜡加氢装置,反一,低分,高分,反二,汽提,干燥,去成型,蜡料,原料蜡在一定的温度、压力和有催化剂存在的条件下，进行烯烃加氢饱和脱硫、脱氮、脱氧及芳烃转化反应等，使石蜡中的非烃类物质转化为相应的化合物除去，稠环芳烃则转化为氢化芳烃，从而提高石蜡产品比色号和光安定性，去除嗅味，达到精制目的。,进入酮苯,蜡脱油装置,结晶系统,过滤系统,蜡液回收系统,冷冻系统,溶剂罐区,蜡下油回收系统,进料,脱油蜡去石蜡加氢,蜡下油,利用酮苯混合溶剂溶解油而不溶解蜡的性质，在蜡膏中加入一定量的溶剂，同时提高滤机进料温度，使其中的油和低熔点的蜡充分溶解，再采用两段过滤，达到蜡脱油的目的。,酮苯装置,结晶系统,过滤系统,蜡液回收,冷冻系统,去蜡油系统,溶剂罐区,糠醛精制油,酮苯蜡膏去蜡脱油,去蜡油,氨,利用溶剂在低温下对油和蜡具有不同的溶解度(蜡的溶解度较低)，将含蜡原料加上稀释溶剂，以一定的冷却速度降低温度，使蜡析出结晶，然后用过滤方法将油和蜡分离。,酮苯去蜡油,润滑油基础油,润滑油白土装置,利用活性白土表面的吸附性能，通过加热、蒸发、过滤等程序，将润滑油中非理想物质除去，改善油品的颜色，提高油品的抗氧化安定性和抗乳化度。,研究专题一,过程监测与故障诊断技术主要是针对生产运行中存在的非正常状态而采取一系列的措施。检测系统状态的特征信号。这主要与监测技术、传感器技术及电子技术有关。从所检测到的特征信号中提取征兆,即信号处理与特征变换。这主要依靠数学工具如FFT、Z变换、相关函数等,而目前的技术已扩展到了小波变换、主组元分析、自适应共振理论神经网络(AdaptiveResonanceTheoryNeuralNet-work,ART)等。根据征兆和其它诊断信息来识别系统的状态,进行故障定位,并做出诊断决策,干预系统工作。,研究专题一,过程监测与故障诊断技术监测参量的确定预警理论模型及技术开发：误报，精确与现有DCS系统的结合,研究专题二,过程关键装置风险评估技术技术工具,研究专题三,化工过程柔性设计化工过程常遇到不确定参数的影响，不确定参数包括进料质量、产品要求、进料量、环境温度、传热系数、反应速率常数和设备物理性质等随着时间推移而变化。此变化要求化工过程系统具有一定的柔性，即化工过程系统不仅能适应于特定的正常操作状态，也适应于一定范围的变化（即不确定参数的可能变化区域）情况。,研究专题四,化工过程的本质安全技术消除事故的最佳方法不是依靠附加的安全设施，而是通过在设计中消除危险或降低危险程度以取代