文档介绍：2500kt/a常减压装置减压塔设计
1 前言
原油常减压装置是炼油厂加工原油的第一套装置,它担负着将原油进行初步分离的任务,是炼油厂和许多石油化工企业的龙头装置。
原油一次加工能力即原油蒸馏装置的处理能力常被视为一个的标志。目前我国单套原油蒸馏装置处理能力最大达到8Mt/a,在装置及设备大型化等方面有了新的进展。防腐技术,初馏塔提压操作,回收轻烃等新工艺在许多常减压装置得到工业应用。
本课题来源于生产实际,其目的是核算或设计一套对石油进行初步分离的常减压装置。意义在于,通过常减压蒸馏对原油的处理,可以按所指定的产品方案将原油分割得到直馏汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分以及各种润滑油馏分等,为二次加工、三次加工提供更多的原料油。蒸馏过程和设备的设计是否合理,操作是否良好,对炼油厂生产的影响甚为重大,因此需要考虑多方面因素以达到最优化设计。
本文在阐述常减压装置的工艺流程前提下完成减压塔的设计,文中重点放在塔设计过程中的工艺计算、塔体和塔板主要尺寸设计、流体力学的验算与操作负荷性能图,在此基础上设计合理的蒸馏设备,基本符合设计生产任务。
由于设计数据不够完善,而作者的知识和经验有限,文中如有错误和不妥之处恳请读者和同行批评指正。
2 选题背景
研究目的和意义
石油是极其复杂的混合物。要从原油提炼出多种多样的燃料、润滑油和其他产品,其本的途径是:将原油分割为不同沸程的馏分然后按照油品的石油要求,除去这些馏分中的非理想组分,或者是经由化学转化形成所需要的组成,进而获得合格的石油产品。因此,炼油厂必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。蒸馏正是一种合适的手段,而且常常也是一种最经济、最容易实现的分离手段。
原油蒸馏是原油加工的第一道工序,通过蒸馏将原油分成汽油、煤油、柴油等各种油品和后续加工过程的原料,原油蒸馏装置在炼化企业中占有重要的地位,被称为炼化企业的“龙头”。
在炼油厂中一般把常压装置和减压装置连在一块构成常减压装置。
本课题来源于生产实际,其目的是核算或设计一套对石油进行初步分离的常减压装置。意义在于,通过常减压蒸馏对原油的处理,可以按所指定的产品方案将原油分割得到直馏汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分以及各种润滑油馏分等,为二次加工、三次加工提供更多的原料油。蒸馏过程和设备的设计是否合理,操作是否良好,对炼油厂生产的影响甚为重大,因此需要考虑多方面因素已达到最优化设计。
国内外发展现状
由于我国的原油性质与国外的主要原油有较大的不同,并考虑到我国能源紧张的情况,我国原油蒸馏装置在改进工艺技术,尽量提高轻油拔出率,改进产品质量和降低能耗等方面采取了不少措施,取得了较显著的效果。主要有以下几点:
防腐蚀
抑制原油蒸馏装置中设备和管线腐蚀的主要方法是:对低温的塔顶以及塔顶油气馏出线上的冷凝冷却系统采取化学防腐措施,即
“一脱三注”—深度电脱盐、注氨、注缓蚀剂和注碱性水。
提高拔出率与分馏精确度
原油通过蒸馏得到的各馏分油的总和与原油处理量之比叫做总拔出率。减压系统当生产裂化原料时,对馏分组成要求不严,对馏分油只要求起残炭和重金属含量要少,在此前提下应尽可能提高拔出率。
提高原油拔出率主要是提高减压塔的拔出率,或提高原油的切割深度。在减压拔出率上,国内与国外相比存在一定差距。我国原油减压渣油实沸点的切割温度一般多为520℃-540℃左右,即减压蒸馏最多只能拔出沸点在540℃以前的馏分。而国
外采用深度的切割技术,已将减压渣油的切割温度设在565℃,有的减压蒸馏的切割温度甚至设在600℃以上。
在相同的气化温度下,真空度愈高,则油品气化率愈高,塔的拔出率也就愈高。提高拔出率主要从几个方面着手:完善和提高干式减压蒸馏技术,这是提高拔出率的重要途径;优化操作方案,搞好平稳操作;开展强化蒸馏的试验(即通过向油中加入某种添加剂,改变油的分散状态,以此来提高拔出率)等。
节约能量降低消耗
在原油加工能耗中,%下降到目前的10%以下。这几年中,通过调整换热流程,提高原油换热温度(最高达
300℃以上);降低加热炉排烟温度,控制过剩空气系数等方法提高加热炉热效率(有的高达90%以上);发展干式减压蒸馏,降低蒸汽用量;强化低温位热源回收利用,提高热回收率;优化操作,控制最佳回流比;推广调速电机,新型保温材料,磁化节油器等新技术,使常减压蒸馏装置的水、电、气、燃料油(气)的能耗大幅度降低。
蒸馏装置的轻烃回收
回收烯烃不仅是石油资源合理利用的需要,也是加工轻质含硫原油实际生产操作的要求。目前蒸馏装置的轻烃回收一般采用两种方法:一是与催化裂化装置联合回收轻烃