北京化工大学-化学工程与工艺-生产实习报告

北京化工大学化学工程与工艺专业生产实习报告姓班学成名：级：号：绩：实习时间：实习地点：燕山石化炼油三厂1 1车间概况11车间概况中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司坐落于北京市房山区，地处京广线旁边，具有十分便利的陆路、铁路运输条件。公司于 2000年 4月 25日随中国石化股份有限公司重组设立，由炼油厂、研究院、物资装备中心、铁路运输部、消防支队、职业病防治所 6个单位构成，主要业务为石油炼制、石油产品的储运销售、石油化工技术和催化剂的研究、开发。本次生产实习参观的厂区为炼油三厂，包括二蒸馏装置、丙烷装置、糠醛装置和酮苯装置。丙烷装置为原设计 35万吨/年丙烷脱沥青装置，与 1970年 9月建成投产，2002年 10月改造为 79万吨/年丙烷脱沥青装置，是燕山公司炼油类甲类危险性装置，本装置所需的主要原料为蒸馏装置的渣油。主要产品有轻脱油，重脱油，沥青。二蒸馏装置原设计为 250万吨/年，与 1969年 9月建成投产，1981年改造为 300万吨/年常减压蒸馏装置，是燕山公司炼油类甲类危险性装置。分别为后续化工装置切割出铂重整料、催化裂化原料、乙烯裂解了、润滑油料等，同时还可以产出直馏汽油、航空煤油、直馏柴油、燃料油等产品。酮苯装置于 1971年 6月 25日建成投产，装置设计加工量为 32万吨/年，历次改造后现在加工量为 52万吨/年；占地面积 26615m2。装置共分轻油脱蜡、轻蜡脱油和重油脱蜡三套生产系统。按照操作单元可以分为结晶、过滤、真空泵、回收及冷冻五个操作单元，装置主要原料为从糠醛装置来的减二线、减三线、减四线精制油，以及从丙烷脱沥青装置来的轻脱油。产品为去蜡油和脱油蜡；副产品为蜡下油和含油蜡。12产品二蒸馏装置分别为后续化工装置切割出铂重整料、催化裂化原料、乙烯裂解了、润滑油料等，同时还可以产出直馏汽油、航空煤油、直馏柴油、燃料油等产品。丙烷装置主要产品有轻脱油，重脱油，沥青。糠醛装置主产品是糠醛精制油，副产品为糠醛抽出油。酮苯装置产品为去蜡油和脱油蜡；副产品为蜡下油和含油蜡。2 2生产工艺、运行与维护21工艺流程说明本部分主要介绍炼油三厂的酮苯装置。酮苯装置由轻油系统、重油系统两套组成，其中轻油系统为脱蜡脱油联合装置，重油系统为脱蜡装置。按工艺流程装置可以划分为结晶单元、过滤单元、真空密闭单元、溶剂回收单元和冷冻单元五个操作单元。原料油经结晶单元用丁酮甲苯混合溶剂稀释、用冷冻单元制取的冷量冷却后，蜡从中结晶析出并形成良好的结晶体，然后经过滤单元，在真空密闭单元惰性气体形成的过滤动力的作用下分离成滤液和蜡液，分别进入溶剂回收单元，利用加热炉的热量回收溶剂，并将产品及副产品送出装置。溶剂原料油结晶单元过滤单元回收单元惰性气氨去脱蜡油油蜡蜡含下油油蜡冷冻单元真空密闭单元图 1酮苯装置各生产单元关系图结晶单元包括轻油结晶、脱油结晶和重油结晶。轻油结晶是轻油系统的龙头。负责将轻质原料油中的石蜡组分结晶析出并与油、溶剂混合而成易于过滤分离的混合物。它有五个原料流，以及原料在降温和过滤过程中需加入的各次溶剂的流程。脱油结晶负责对轻油结晶析出并在轻油滤机中分离出的蜡膏进一步升温处理，将蜡中的油进一步脱除，从而生产出含油量很低的石蜡，它有一个对蜡膏升温处理的原料流程，以及一些溶剂流程。重油结晶是重油系统的龙头，负责将重质原料油中的石蜡组分结晶析出并与油、溶剂混合而成易于过滤分离的混合物。它有四个原料流，以及原料在降温和过滤过程中需加入的各次溶剂的流程。冷冻单元的工艺过程是典型的蒸汽压缩制冷循环，利用液氨在低温下的挥发性，在氨套管蒸发器中汽化，取走原料油和溶剂的热量，使被冷却介质下降到所需温度，蒸发的气氨经压缩机压缩、冷却、节流降温后变为低温液氨，循环使用。它的制冷剂是氨。负责为结晶单元提供降温用的冷量，以便蜡可以结晶析出。根据制冷深度，可以分为-20制冷系统和-42制冷系统，其中-20系统有两台氨制冷压缩机，-423 系统有三台氨制冷压缩机，它们共用一套冷却系统，并进行两级节流。对蒸发器采用动力供氨。过滤单元任务是把已经形成良好结晶状态的原料油与溶剂混合物送入由真空泵提供过滤动力的真空转鼓过滤机内进行油蜡分离。该单元包括轻油过滤、脱油过滤和重油过滤，负责将固相和液相分离。它的主要设备是转鼓式真空过滤机，它以真空密闭单元产生的真空度和密闭压力之差作为过滤动力，在转动过程中将蜡膏和滤液分离，并实现连续运行。轻油过滤有六台滤机，脱油过滤有七台滤机，重油过滤有六台滤机。真空密闭单元负责为过滤机提供过滤动力，并且为溶剂罐区提供密闭气体。它的主要设备是滑片式真空压缩机、水环式真空泵，工作介质是惰性气。真空压缩机共有六台，分别为轻油过滤、脱油过滤和重油过滤提供过滤动力。溶剂回收单元任务是利用油蜡与溶剂的沸点差，通过多效蒸发及汽提，使溶剂与油蜡分离后循环使用，同时保证出装置产品闪点合格，避免溶剂损耗。酮苯装置溶剂回收单元包括轻油溶剂回收、蜡下油溶剂回收、脱油蜡溶剂回收、重油溶剂回收和含油蜡溶剂回收。负责回收过滤单元来的蜡膏和滤液中的溶剂，供装置循环使用，并保证出装置产品中的溶剂含量小于规定指标。除蜡下油回收和脱油蜡回收以外的其它三套回收都采用了五塔三效的蒸发工艺，轻蜡回收由于处理量较小没有使用圆筒式加热炉作为热源，而是采用蒸汽作为热源。溶剂回收单元也是把产品送出装置的环节，五套回收生产出轻质去蜡油、蜡下油、脱油蜡、重质去蜡油和含油蜡五种产品。由于回收单元负责为结晶单元提供合格的溶剂，因而它的操作又与结晶单元的操作紧密相关起来。22主要工艺指标与技术先进性本装置是由中国石化总公司北京设计院设计，由北京市第六建筑安装公司承担土木工程，由兰州炼油建筑安装公司承担设备及工艺管线的安装，于 1969年 12月开始建设，于 1971年 6月投产的装置。装置工艺过程全部采用国内技术，部分仪表、设备由国外引进。总投资 3784.7万元。2004年，实施 DCS改造。使用 FOXBORO公司的 I/A Series控制系统，用先进的计算机来进行装置生产控制，从而使装置操作的准确性和平稳性大大增强。2009年，进行节能改造工作。主要有：5台离心式压缩机更新为 6台螺杆式压缩机组；机 303、306更新为油环式真空泵；实施热蜡循环工艺改造；实施滤液代三次工艺改造；14台低压机泵实现变频控制；轻油干燥系统增设再沸器；实施干燥塔底溶剂做温洗溶剂改造。23运行与控制装置开工需要六天，要严格按照以下 31部进行：4 12345678开工前一天，扫出各出装置线转好结晶单元大循环流程，检查倒淋关闭情况各部加油，试运电机和仪表，套管、空冷风机开启后可以不停，回收水冷器给水、换热器给汽给吸收塔加水，水封罐和冷却器给水，联系外冷氨冷器给氨转好各回收单元小循环流程，装入适量溶剂后先冷循环打开各滤机密闭出入口阀，开重油三副，进行循环排空根据装置要求缓慢加热，炉子点火升温，炉子出口温度先控制在100200之间开冷冻机，套管给氨降温910大循环降温，注意温度不能过低，循环时换322/15及冷417/14走侧线，防止冻坏设备1112131415滤机进料罐温度降低到-5以后，停止降温，过滤进料根据过滤机负荷增开滤机，适当给上常温溶剂并正常温洗联系调度准备减三、减四线原料，向中间罐区扫线，准备引入原料把原料引入装置，向班长及装置有关人员及时汇报等各溶剂罐液开始上升，根据指挥人员的指令依次开一次泵、原料泵，及时调整流量，稳定后及时投用水冷器，及时给上三次，冷洗溶剂根据冷冻负荷增开冷冻机1617181920进原料后回收及时升温，炉出口温度控制在200以下待滤液罐液面上升至1/3玻璃管后，启动滤液泵滤液泵开启后，保持炉温200，根据三次塔的液面和压力开始改大循环待滤机出现蜡饼后启动蜡泵，脱油加入一，二次溶剂;一，二次冲洗及一，二段常温溶剂，二段稀释溶剂。一，二次溶剂先用容323溶剂代替，注意开始溶剂量可小些212223根据负荷情况增开一，二段滤机容315/1液面上升1/3玻璃管后，启动泵358/1，2开始滤液循环3控制好各流原料量，开始可提量到10m /h，回收循环够量之后控制好各流原料量，开始可提量到10m3/h，回收循环够量之后24252627稳定后及时控制好冷点温度，套管压力2.0MPa以下待系统中溶剂够用后开泵324送往蜡下油回收单元容315/2有液面后开启泵320用蜡下油液作为脱油一，二次溶剂汽提塔底温度升到150以上后，停止循环，给汽提，向外送油并及时扫出循环线28293031炉前置予热器等油品质量合格后再投用开工过程要注意压力，温度，液面的变化，防止排空，满塔，超温开工正常后再开干燥系统及时联系化验，索要分析结果5 3主要设备原理与参数31主要分离设备转鼓真空过滤机在酮苯装置中，使用了大量的转鼓真空过滤机。图 2转鼓真空过滤机转鼓真空过滤机有一水平转鼓，鼓壁开孔，鼓面上铺以支承板和滤布，构成过滤面。过滤面下的空间分成若干隔开的扇形滤室。各滤室有导管与分配阀相通。转鼓每旋转一周，各滤室通过分配阀轮流接通真空系统和压缩空气系统，顺序完成过滤、洗渣、吸干、卸渣和过滤介质（滤布）再生等操作。在转鼓的整个过滤面上，过滤区约占圆周的 1/3,洗渣和吸干区占 1/2,卸渣区占 1/6,各区之间有过渡段。过滤时转鼓下部沉浸在悬浮液中缓慢旋转。沉没在悬浮液内的滤室与真空系统连通，滤液被吸出过滤机，固体颗粒则被吸附在过滤面上形成滤渣。滤室随转鼓旋转离开悬浮液后，继续吸6 去滤渣中饱含的液体。当需要除去滤渣中残留的滤液时，可在滤室旋转到转鼓上部时喷洒洗涤水。这时滤室与另一真空系统接通，洗涤水透过滤渣层置换颗粒之间残存的滤液。滤液被吸入滤室，并单独排出，然后卸除已经吸干的滤渣。这时滤室与压缩空气系统连通，反吹滤布松动滤渣，再由刮刀刮下滤渣。压缩空气（或蒸汽）继续反吹滤布，可疏通孔隙，使之再生。分配阀的动盘固定在转鼓轴颈上，与转鼓同步旋转。动盘端面有一圈孔。每个孔与转鼓上对应的一个滤室相连。阀座不转动，其内侧端面上开有几条弧形槽，分别与外侧的接管连通。阀座与动盘贴合，各弧形槽顺序与动盘上的孔相通，旋转的滤室即可与固定的真空或压缩空气系统顺序联接，使过滤操作循环进行。采用绕带转鼓真空过滤机可使滤布得到充分洗涤。如果悬浮液中的颗粒较重,沉降速度很快,则宜采用悬浮液在转鼓上方加料的结构或内滤面转鼓真空过滤机。如果悬浮液中的固体颗粒很细或形成可压缩性滤渣，则应在转鼓过滤面上预先吸附一层固体助滤物，或在悬浮液中混入一定量的固体助滤物，使滤渣较为疏松，可提高过滤速度。32主要设备空气冷却器空气冷却器是以环境空气作为冷却介质横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备。在炼油厂一般用作塔顶油气的冷凝，它的基本部件为：管束、轴流风机、构件。空气冷却器主要由管束、通风机和构架 3部分组成。管束包括传热管、管箱、侧梁和横梁等。它可按卧式、立式和斜顶式（人字式）3种基本形式布置（图 2）。其中,卧式布置传热面积大,空气分布均匀，传热效果好；斜顶布置时,通风机安装在人字中央空间,占地面积小，结构紧凑。为抵消空气侧的给热系数较低的影响，通常采用光管外壁装翅片的管子。翅片管作为传热管,可以扩大传热面积。翅片管分层排列,其两端用焊接或胀接方法连接在管箱上。排管一般为 38排。管束系列尺寸最长达 12米。光管外径常为 25毫米和 38毫米,翅片高度一般取 1215毫米,管束宽为 1003000毫米。翅片管是空气冷却器的核心元件，其形式和材料直接影响设备性能。管子可用碳钢、铜、铝和不锈钢等制成；翅片材料根据使用环境和制造工艺来确定，大多用工业纯铝，在防腐蚀要求很高或在制造工艺条件特殊的情况下也采用铜或不锈钢。翅片可按横向或纵向排列。翅片管的基本形式有：绕片式、镶片式、轧片式、套片式、焊片式、椭圆管式、紊流式（包括轮辐式、开槽形和波纹形等）。管箱的结构主要有法兰式、管堵式和集合管式。一般前者用于中低压，后两者用于高压。为适应管束的热膨胀，一端管箱不固定，容许沿管长方向位移。通风机通常采用轴流通风机。7 1构架；2风机；3风筒；4平台；5风箱；6百叶窗；7管束；8梯子图 3空气冷却器基本结构适用场空冷器类型类型结构形式优缺点合优点：结构简单，安装方便适用于任何场合水平式空冷器风机为鼓风式缺点：占地面积大，管内流动阻力较大优点：结构简单，安装方便适用于任何场合水平式空冷器风机为引风式缺点：占地面积大，管内流动阻力较大8 优点：管内热流体和管外空气分布较均匀，流动阻力小，占地面积小适用于任何场合斜顶式空冷器缺点：结构稍复杂优点：喷头喷出的雾化水滴在管束表面形成水膜，管束换热能力大幅度提高适用于汽温较高且较干燥地区喷淋蒸发湿空冷器缺点：喷头易堵塞优点：结构紧凑，效率高利用管外水膜带走热量，应用较广表面蒸发空冷器缺点：管壁温度处于露点时，易产生露点腐蚀表 1常见的空气冷却器的类型4问题调研41调研问题1：有关 DCS系统集成度的问题DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），它综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等 4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。现代化的化工生产几乎都离不开 DCS系统，化工生产中需要同时监控大量的工艺参数，如温度、压力、流量、浓度等等，各个参数间相对独立而又有一定的联动性，例如在精馏塔中，冷液进料的情况下，加大原料流量，会使得塔顶温度下降，产品浓度随之发生变动。DCS系统就可以在原料流量增大的同时，同时调节塔的其他操作参数，使得塔产品浓度在一定限度范围内符合要求，以达到正常生产的目的。在实习9 过程中我了解到炼油三厂的各个装置之间（二蒸馏装置、丙烷装置、糠醛装置、酮苯装置）的 DCS系统是相互独立，既然 DCS系统可以把化工生产集成到一起控制，为什么不把这四个装置以及整个化工厂的 DCS系统集成到一起？以上疑问我咨询了糠醛装置的技术员，有关于 DCS的高度集成度问题，需要从不同方面来评价。优点：集成度更高的 DCS可以实现一体化控制，例如在本套糠醛装置中，原料为二蒸馏装置减二线的馏分，将整个化工三成的 DCS集成到一起后，一旦减二线馏分的参数发生变化，通过连锁反应，糠醛装置能够立即做出响应，调整工艺参数以保证本套装置正常运行，大大提高了装置的运行稳定性。而且可以实现在一个中控室内监测整个炼油三厂的运行状况，需要的员工更少，有利于人员的合理化调配，信息的管理。缺点：整个化工厂的占地面积比较大，将所有装置放在一起集中控制，必然会出现有些设备比较近，有些设备比较远，一旦出现故障，到达现场的时间长短不一，及时维修难以保障。DCS集成到一起后，每个员工都要对整个厂区设备的运行有所了解，这就要求员工有更为全面的专业知识，对员工的能力提出了更高的要求。所以，将各个装置的 DCS集成到一起有利也有弊，也许在不久的将来会解决种种缺点，实现更高水平的集中控制。42调研问题2：管路上各种不同阀门的选取在化工厂中，随处可见各种管路，阀门是化工装置中量大面广的重要压力管道元件。它具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流、泄压等功能。在现场，可以看到各种各样的阀门：闸阀，截止阀，蝶阀，安全阀，还有一些叫不出名字的阀门，有关阀门的选用，技术员做了简单的介绍。阀门的种类很多，有如下的分类方法：1.按照用途分类：切断用、止回用、分配用、调节用、安全用等等；2.按照操作方式分类：手动型、气动型、液动刑、电动型等等；3.通用分类：闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、球阀、安全阀、疏水阀、隔膜阀等；阀门的选用要因地制宜，一般根据其用途来决定。化工中的常用阀门如下：闸阀，闸阀是石化行业中用途最广泛的一种阀门，一般不用于调节介质流量之用，常用于常开、常关场合，流阻小，具有一定的调节性能，并能从阀杆升降的高低识别调节量的大小，可以双向流动，适合、合于制成大门径的阀门，适用范围广，除用于10 蒸汽、油品等介质外，还适用于含有粒状固体及粘度较大的介质，并适于做放空阀及低真空系统的阀门。截止阀，截止阀的性能，主要做切断管道介质用，由于开闭所需力较大，因此，口径通常200，开启高度小，关闭时间比闸阀短。调节性能较好，但流阻较大，密封性一般比闸阀差，对含有机械杂质的介质，关闭阀门时，易损伤密封面，适用于蒸汽介质；不宜用于粘度较大，带颗粒、易结焦、易沉淀的介质，也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。截止阀的价格比闸阀便宜。蝶阀，蝶阀的关闭件为一圆盘形，绕阀体内一固定轴旋转来