1、 1 毕业设计文献综述 化学工程与工艺 年产 100万吨中东原油常压塔设计 摘 要 本文综述石油工业，石油蒸馏工艺以及塔设备的发展现状。对工业上常用塔设备的防腐，保养进行了总结。对如何改进设备防腐能力进行了探讨。 关键字 防腐 常压塔 石油工业 蒸馏 1. 石油工业简介 石油又称为原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。石油的主要组成为碳和氢化合形成的烃类，占了 95% 99%，含硫 ,氧 ,氮 ,的化合物对石油产品有害，在加工中应尽可能除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构及所占比例不同，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。我国原油特点主要是蜡含量较高，凝固点高，硫含量很低，镍，氮含量中
2、等，钒含量非常少。除了个别的油田外，汽油馏分在原油所占比例较少，渣油占 1/3。不同类组成的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。 石油炼制工业是我国经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是有机化工原料及交通运输燃料的最重要的工业。有数据表明，石油产品提供全世界总能源需求的 40，飞机，汽车，轮船等使用的燃料基本上是石油产品，有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业，世界石油总产量的 10%用于生产有机化工原料 。 石油作为一种能流密度高，便于储存、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。按 2001 年中国各行业石油消费构成看，交通运输业占 30%以上，是消费石
3、油最多的行业。 燃料包括汽油、柴油及喷气燃料（航空煤油）等发动机燃料以及灯用煤油、燃料油等。我国的石油产品中燃料约占 80%，而其中约 60%为各种发动机燃料，所产柴油和汽油的比例约为 1.3:1；润滑剂包括润滑油和润滑脂，主要用于降底机件之间的磨擦和防止磨损，以减少能耗和延长机械寿命。其产量不多，仅占石油产品的总量 2%左右，但品种达数百种之多；石油沥 青用于路面、房屋及防水各方面；其产量大约占石油产品的总量 3%；石油蜡属于石油中固态烃类，是轻工、化工，食品等工业部门的原料，其产量占石油产品的总量 1%左右；石油焦能用来制作炼铝及炼钢用电极等，其产量约为石油的产品总量 2%；，石油化2 工
4、原料和溶剂则占 10%的石油产品，其中包含制取乙烯的原料（轻油），以及石油芳烃和各种溶剂油。 2. 石油蒸馏工艺 通过传热以及传质的过程分离组分沸点不相同的液体混合物是精馏过程；是应用的最多，能耗最高及涉及面最大的石油以及化工工业的单元操作，精馏塔设备每一个新的发展都可能会产生巨大 的经济效益和社会效益等，在化学工程单元操作理，是西方发达国家近 100多年研究开发应用的领域。塔设备的普遍应用是伴随着十九世纪初飞速发展的炼油工业。人们开始意识到汽液分布性能对填料塔操作的重要性。 最基本的石油炼制过程，指用蒸馏的方法将原油分离成不同沸点范围油品 (称为馏分 )的过程。通常包括三个工序： 原油 的
5、预处理： 就是 除 去 原油中的盐和水。 常压蒸馏：在接近常压下蒸馏出 各种 直馏馏分，塔底 有 常压渣油残余 (即重油 )。 减压蒸馏：使常压渣油在8kPa 左右的绝对压力下蒸馏出重质馏分油，塔底 馏出的是 减压渣油。如果原油 的 轻 质油含量较多 或者 市场需求燃料油多，原油蒸馏也可以只 是 包括原油 的 预处理和常压蒸馏两个工序。原油蒸馏所得各馏分有的是一些石油产品的原料；有的是二次加工（见石油炼制过程）的原料。 原油常减压蒸馏作为原油的一次加工工艺，在原油加工总流程中占有重要作用，近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新，装置节能消耗显著，产品质量提高。但与国外先进水平相比，仍存在较大的
6、差距，装置能耗仍然偏高，分馏精度和减压拔出深度偏低，对含硫原油的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平，显著日益重要，对提高炼油企业的经济效益也具有 重要意义。 3.塔设备简介及发展现状 塔设备是化工，石油化工、炼油厂等厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关材料报道，塔设备的投资费占整个工艺设备投资费的较大比例。 塔设备当用于传质过程，应该使气液两相能充分接触，来得到较大传质的效率。另外，塔设备还应当考虑下面的各项要求 1.生产能力强。在偏大的气夜流速下，不发生大范围的雾3 沫夹带、拦液或者液泛
7、等现象。 2.操作要稳定、弹性强。塔设备的气夜负荷量有较大的波动时，还是可 以在较快的传质效率下被稳定的操作。 3.流体的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还会导致系统不能维持必要的真空度。 4.结构简单、材料需求小、容易制造和安装，这可以减少基础建设过程中的费用。 5.耐腐蚀和不容易堵塞，方便操作、调节和检修。 炼油和石油化学工业向精细、大型化的方向发展，在工艺模拟计、算机控制水平及设计包、工业应用经验积累越来越丰富和塔内件基础研究等技术前提下，现有塔设备的增效、增能、降耗、消除瓶颈、挖潜改造，降低加工成本，提高经济效益成为热门的发展方向。填料仍然广泛 应用于
8、减压塔。新型、高效、大处理能力板式塔的不断开发和研究，并在工业应用中获得成功。 4.塔设备的腐蚀与对策 世界原油的硫含量在不断升高 ,目前硫含量在 1%以上的原油占世界原油总产量的 55%以上 .据预测原油平均相对密度将上升到 0.8633g/cm3,硫含量将上升到 1.6%。含硫原油主要在中东一带，其含硫原油与中国大庆原油相比，轻馏分都较多，粘度、密度、胶质、酸值、凝点和闪点都偏低，但钒含量较高，各馏分的硫含量都偏高。原油中的硫包括硫醇、硫醚、硫化氢、元素硫，噻吩类化合物，二硫化物、以及分子量大、结构复杂的含硫 化合物。原油中的硫化物主要分布在重质馏分中，蜡油和减渣的硫含量占总硫的 80%以
9、上，这些硫分进入二次加工装置将对设备构成威胁。 4因此如何对设备的腐蚀防护也是设计的一个目标。 总结 常减压蒸馏装置是原油深加工的基础，蒸馏过程的方案和设计是否合理、生产操作是否稳定优化、产品质量是否良好等，直接影响各个后续加工过程的处理量收率和全厂的生产均衡性、能耗及经济效益。 参考文献 1 林世雄 .石油炼制工程 M.北京： 石油工业出版社 ,2000： 63-112、 191-295. 2 邢颖春，冯霄 .应用 先进适用技术推动常减压蒸馏技术的进步 J.炼油技术与工程， 2003，33（ 4）： 1 6 3 郑世桂 .提高我国炼油企业经济效益的途径分析 J石油炼制与化工， 2003， 3
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