炼油、石化行业及其工程的简介.pptx

炼油、石化行业及其工程的简介,黄夑源讲稿二,一．石油化工和炼油,石油化工：就是用原油或原油炼制后的产品、天然气作为原料，采取不同工艺，生产燃料型油品、润滑油产品、化工原料、化工中间体和化工产品的工业，叫做石油化工（简称：石化）。，它是化学工业（化工）的一个重要组成部分。 其它如：无机化工（三酸三碱）、有机化工、煤化工、盐化工、医药化工、生物化工等，也都属于化工。 ● 化工所涉及的面、专业很广，因本人经历和知识面的局限，对无机化工、盐化工、医药化工、生物化工等了解甚少，是外行。即使炼油和石化方面和大家的交流，也只能是局部和肤浅的。 石化又可划分为很多生产行业，如炼油、石化原料、化肥、合成橡胶及橡胶助剂、合成材料、精细化工、农药、塑料等…。 炼油：就是用原油或中间产品，主要生产油品(汽油、煤油、柴油、石脑油)、润滑油等产品的工业叫炼油工业。,,●现在一般也有将石化分为燃料型和化工型： 燃料型：以生产汽、煤、柴油等燃料油为主，以生产石化、化工原料为辅。 化工型：以生产石化、化工原料为主（如三烯：乙烯、丙烯、丁二烯；三苯：苯、甲苯、二甲苯），以生产汽、煤、柴油等燃料为辅。 由于市场竞争，以及更好的综合利用能源、节能环保，无论是燃料型或是化工型，最终都是要向综合型方向拓展。 ● 由于我国贫油，多煤，近二十年来，我国的煤化工有了很大的发展。 煤制油（神华），直接液化、间接液化； 煤制甲醇（西北、内蒙），制合成氨、化肥，制合成天然气，制甲烷、制低碳烯烃； 这些煤化工的大部分装置、车间（除了原煤储运、制备以外）的工艺特点、条件都可以讲是属于石化项目的范畴（易燃易爆、高温高压）。,,● 关于医药化工，像原药或医药中间体，它应属于化工项目范畴（有各种塔、釜、换热器、容器、机泵，用管道连接，生产过程中的介质是液体、气体等），但由于它的行业特点，其规模较小、压力温度相对较低；但材质、洁净度、环境要求较高。 一般讲，像无机、盐化工、医药化工、生物化工等工程项目，其规模、压力、温度，易燃易爆的程度总体讲比石化项目要低。,二、石化常见的典型的生产行业的概况：,1. 炼油（燃料型）： ●原料：天然气、原油或原油炼制后的中间产品《凝析油、化工轻油（石脑油、宽馏份汽油组分、烷基苯料、各类溶剂油等）、重油、渣油等》。 ●产品：汽油、煤油、柴油、燃料油、石油沥青、石油焦、液化石油气、化工轻油、润滑油等。 ●它的生产装置和设施主要分四大部分： a. 一次加工（原油蒸馏）：原油预处理（电脱盐脱水）、常压蒸馏、减压蒸馏（有的常减压合在一起）。 ▼ 利用原油/原料加热气化后，不同组分不同的沸点，分离出汽、煤、柴油等。 减压蒸馏也称真空蒸馏，把在常压下难于蒸馏的常压重 油在抽真空的条件下降低其沸点进行蒸馏，可以把沸点高达500℃以上的馏分拔出来。 总的讲，一次加工，基本上属于物理过程。,,b. 二次加工（深加工）：催化裂化装置(包括重油催化、渣油催化)、加氢裂化、延迟焦化、催化重整（连续重整、芳烃抽提）、氧化沥青等。 目的： ▼ 提高轻质油的产量。 ▼ 也有为下游合成纤维作原料的，如：生产PX，他是将常减压和加氢裂化装置的生产作少许变化，生产石脑油，作为连续重整的原料，进而生产重整汽油，重整汽油作为PX装置（对二甲苯）的原料。 二次加工，有的是利用催化剂作为触媒，在一定条件下，进行裂解、异构化、氢转移等反应，使重质油变成轻质油，并提高其汽油的辛烷值（如：催化裂化、加氢裂化、连续重整等）； 有的是通过氧化或高温，改变原料的组分（如：氧化沥青、延迟焦化）；,,c．油品精制和提高质量、环保的有关工艺装置：它主要是为了进一步提高产品质量，使产品达到有关标准；或者为保证环保、节能综合利用而设置的工艺装置。 如：加氢精制（汽油加氢、柴油加氢）、气体分馏、MTBE、脱硫醇、硫回收等装置。 汽油加氢、柴油加氢是在催化剂、氢气存在，并在一定温度压力下，脱除原料油品中的硫、氮、氧和金属杂质，并使烯烃饱和，获得精制汽油、柴油。 又如：脱硫醇。它是为了脱除直馏汽油、煤油、溶剂油、轻柴油中的硫丶硫醇、氮、氧等杂质，一般采用预碱洗，然后在反应器中（内有某种活性炭）进行氧化反应，得到脱硫醇汽油等。,,d. 第四大部分，为上述三大部分正常生产而提供水、电、蒸汽、风、氢气及原料、产成品储运；自控；消防等的公用配套设施。如：供水厂/站；循环水厂；污水处理厂/站；高、低压变配电所/间；汽电联产的动力站/发电厂；空压站；空分装置、制氢装置；全厂中心控制室；原料罐区、中间原料罐区、成品罐区/库区、装卸车站/台；输送带/栈桥、消防站；检维修车间、全厂给排水、工艺热力管网、火炬等。 燃料型的石化装置或设施（炼油），一般都是按照它主要的生产工艺来命名的，如：常压装置、催化裂化装置、汽油加氢装置、连续重整装置、硫磺回收装置等，少数按照装置的主要产品来命名。 总体讲，二次加工装置的工艺技术、操作条件较复杂，施工技术难度、技术含量也相对要大。 就一次加工装置而言，由于现在的单套规模越来越大，（150万吨→800→1000万吨），另外原料中硫、重金属等的含量也越来越高，其设备、管道的材质档次也不断提高，因此，其现场施工的工作量很大，其施工技术难度、技术含量也不能小视（150万吨和800万吨不是一个档次的）。,,2．石化（化工型）：上面讲到的以生产石化、化工原料为主（如三烯：乙烯、丙烯、丁二烯；三苯：苯、甲苯、二甲苯），即我们常说的“乙烯”，扬子乙烯、齐鲁乙烯、抚顺乙烯等。 ●原料：石脑油、炼厂气、加氢裂化尾油；油田的天然气(湿性天然气)加工后的天然气凝析液/油（LPG、NGL）， 目前，还有用甲醇来制取低碳烯烃（乙烯、丙烯等）；有用液化石油气制丙烯、丁二烯、异丁烯的。 ●产品：“乙烯、丙烯、丁二烯”三烯是基本化工原料，通过它们可以生产许多化工产品。 2.1乙烯： * 聚合→聚乙烯─塑料制品； * 氧化→环氧乙烷→乙二醇（化纤、炸药、增塑剂）； 二乙二醇、二乙醇胺等（溶剂、香料等）； 乙酸→乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等（溶剂、香料、医药等）； * 齐聚→高碳醇（洗涤剂、增塑剂、医药）； * 氯化→氯乙烯（塑料制品）； * 烃化→乙苯（医药中间体） 苯乙烯→ 聚苯乙烯、丁苯橡胶、各类树脂； * 水合→乙醇； * 共聚→乙丙橡胶等。,,● 由于乙烯为无色、无臭、易燃、易爆的气体，它的沸点：﹣104度，与空气混合是的爆炸极限为2.5%—34%，因此，凡涉及乙烯的装置、工程项目，都有一些特殊的技术要求，如：密封要求高，乙烯装置的裂解炉、急冷锅炉等施工的技术含量、难度都很大；还有低温输送、储存涉及低温钢等。 2.2丙烯： * 聚合→聚丙烯（塑料制品）； * 共聚→（与上面的乙烯）乙丙橡胶； * →环氧丙烷（溶剂、表面活性剂、聚醚）； 丙二醇（不饱和聚酯树脂、化妆品、防冻剂等）； * 氧化→丙烯酸→甲基丙烯酸（有机玻璃、溶剂、涂料）； * →丙烯氰（綪纶、丁綪橡胶、ABS树酯）； * →异丙醇（溶剂、涂料、医药等）； 2.3 丁二烯： 主要制备橡胶（氯丁、顺丁、丁苯橡胶）；及ABS树脂等。,,2.4苯： 通过烃化/加氢/硝化/氧化/氯化可以制备各类化工产品，如：烷基苯、顺酐、苯酚等（合成洗涤剂、增塑剂、染料、各类树脂、溶剂、农药等） 2.5甲苯： 甲苯是生产染料、炸药、有机颜料、甲酚、漂白剂等化工产品的重要原料。我们常讲的：PX、PTA，就是对二甲苯和对苯二甲酸，它是制涤纶的原料。 2.6二甲苯： 甲苯通过分离可得到对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯。邻二甲苯可制苯酐，进而制增塑剂（DOP）；间二甲苯可制各类树脂、涂料、耐高温材料等。 这些化工型装置或设施，基本上都是按照它的最终的主要产品的名称来命名的，如：聚乙烯、聚丙烯、环氧乙烷、苯酐、DOP、丁苯橡胶等。,,2.7 乙烯装置的主要生产工艺： 由于自然界没有烯烃存在，因此，烯烃的获得主要采用石油烃高温裂解生产烯烃的技术。我们常说的乙烯装置，主要包括管式炉裂解（裂解炉）和深冷分离。 裂解炉得到的裂解产物（裂解气）是含有甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、氢和混台碳四、碳五、裂解汽油等混合物，还含有少量杂质，必须对其进行分离精制才能得到合格的乙烯、丙烯和其他产品。 目前，裂解气分离方法主要采用深冷分离法。它是利用裂解气中各组分沸点相差较大，相对挥发度不同，在不同温度下用精馏方法进行分离。有在常温下的、有在–30～–40℃的、有在–90～–100℃等。 混台碳四、碳五要经丁二烯抽提才能得到丁二烯； 裂解汽油须经汽油加氢和芳烃抽提才能得到苯、甲苯和二甲苯。 ● 这里还有一个要注意的，同样一个装置名称，如果它采用不同的生产工艺技术、生产流程（不同的技术/专利），它们的设备、材料、控制水平等会有很大的区别，相应的工程特点、施工难点、施工方法等也会有很大区别。,三、石化及炼油行业及其工程的特点：,第一， 生产规模的大型化； 由于生产规模的大型化，相应的设备、管道等就必然大型化，其配套的电气、自控仪表的量级也大，也带来配件、阀门、电气、自控仪表等的配置大、现场工作量大。 第二，工艺过程复杂、生产连续化、自动化程度较高； 第三，高温高压或深冷、易燃易爆、不同程度的有毒有害： 它所使用的设备（动、静设备、电气、仪表等）、以及材料、材质具有复杂，等级高的特点。 所以，石化/炼油工程，从设计到设备制造、到材料配件、到施工、到投料试车，对质量控制要求都十分严格，都要求严格遵循有关的规范标准，按照一定的管理程序和标准来组织实施。 第四，在工程建设、项目管理上有不少地方有别于其它一些行业（如工业、民用建筑工程、市政公用工程、水利水电工程、电力工程、铁路工程、公路工程、一般的大型机电安装工程等）。,四．石化/炼油工程的主要硬件结构,1．按照它的使用状态，可分为动设备和静设备两大类： 动设备（机械设备），像各类泵、压缩机、送/引风机等； 静设备（工艺设备），像塔、反应器/釜、再生器、冷凝器、换热器、空冷器、加热炉、加热/聚合/搅拌釜、重沸器、容器、储罐等等，也叫“非标设备”； ● 泵： 按泵体材质：铸铁、铸钢、合金、不锈钢、塑料等；按其构造和工作原理：主要有离心、漩涡、往复、计量、螺杆、齿轮泵等； ● 压缩机：按结构：主要可分为：往复式、离心式和螺杆式； 按它的作用：有空气压缩机、石油气压缩机、氧气压缩机、新氢压缩机、循环氢压缩机、氨压缩机等。 ● 送/引风机、鼓风机：和我们市政公用工程、工业民用建筑工程等其它的行业的基本一样， ● 塔：根据它的内件结构，分为两大类：填料塔和板式塔,,●反应器：绝大部分反应器都是高温、高压，（材质、制造工艺要求较高），反应器基本上都是制造商整体交货，其重量从几十吨到数百吨。也有的反应器需现场组装（如：催化裂化反应器），里面构件较复杂。 ●容器：一般讲，容积≤100 m3，称为容器，≥100 m3的称储罐，分为简单和复杂容器两种。 ●冷换设备（是换热器、冷凝器、冷却器的统称）： a.管壳式：主要又分：① 固定管板式、② 浮头式； b．水浸式冷却器； c．管式换热器； d．板式换热器； e．空气冷却器（空冷器）； ● 炉子：石化/化工工程常见的有：园筒炉、立式炉、箱式炉、裂解炉、气化炉、废热锅炉、焚烧炉等：（除大型蒸汽锅炉）；煤气化炉，主要用在煤化工，煤气化炉对安装及炉砌筑要求较高。,,2．储罐（拱顶罐、内／外浮顶罐、气柜、球形罐、料仓等）； 一般讲：化工用的罐较小，一般≤3000立（因品种多）， 石化、炼油的罐较大，5000立～10万（原油）。 储罐，所采用的材质也很多，有碳钢、低合金钢、铝镁合金、低温钢（A333）、不锈钢等。 3．管道（工艺管道、热力管道、给排水管道的统称）： 管道制作安装在石化、化工工程建设中占有很重要的地位，它占得工作量比重较大，对一个项目（特别是装置）的工期、质量影响很大。 ▼ 管道可按压力来分类， ≤0：真空；≤1.6MPa：低压； ≤10MPa：中压； ≥10MPa高压； 有时也按介质的温度来分类，―般-40ºC以下称低温管道，120ºC以下称常温管道，120ºC～450ºC称中温管道，450ºC以上称高温管道； ▼ 按照管道的材质，可分这么几大类： 碳钢管；合金钢管（低合金、耐热钢、不锈钢、）；其它合金管(铝镁、铜钼、铅合金等)；有色金属管（黄铜、紫铜、铅）和非金属管（硬聚氯乙烯、低压聚乙烯、聚四氟乙烯…）。 这些管材还可分为：无缝钢管、焊接/有缝钢管（纵向焊、螺纹焊接钢管，螺纹又分埋弧焊、高频焊等）。 ▼ 管道工程的管件和伐门： ① 管件：弯头、三通、异径接管、法兰（平焊、对焊等；按法兰面的形式又可分为：光滑面、凹凸面、梯形槽面等）、管件还有螺栓螺帽、垫片、膨胀节（管道波形补偿器）、短节等。 ② 阀门：有闸阀（Z）、截止阀（J）、球阀（Q）、止回阀（H单向阀）、减压阀（Y）、蝶阀（D）、旋塞阀（X）、安全阀（）A、疏水器（S）等 材质有：碳钢（铸钢的）、合金钢、耐热钢、不锈钢、非金属的，（如管道是衬胶等，阀门里面也要衬胶）…。 阀门根据它使用的工作压力可分为：6Kg、10、16、25、40、68、100、160 Kg 等。,,4．自控仪表： 自控仪表在石化、炼油行业及其工程上有如下特点： 一是施工面广，关联整个工程；二是施工零星而分散；三是有效工期短；四是技术、硬件更新换代快。 石化/化工、炼油工程的自动化仪表常见的有三种系统：自动检测系统、自动调节系统和信号联锁系统。 按照其系统组成的作用来看，一般又可分为五大类： 测量仪表、显示调节、单元组合、执行器、集中控制装置/设施。 有时我们通常将仪表分为一次仪表、二次仪表（一般讲：安装在设备和管道上的测量仪表为一次仪表；集中在仪表盘上或安放在控制室内的仪表为二次仪表） 石化、化工的自动控制仪表工程的硬件主要有：仪表盘（柜、箱、操作台）、电脑、一次仪表、二次仪表、各种金属桥架、槽盒、电（管）缆盒、支架、控制电缆、管缆、各类导线、仪表风管、导压管、伴热回水管、仪表供电系统等。,,5. 电气工程：总体和工业、民用建筑、市政公用工程及其它一些行业的工程是相通的，除少量的高压（6000V、1万V），大部分是低压（380V）。 6. 厂房、设备基础及建构筑物（一般通用）。 7. 采暖通风工程（一般通用）。 8. 防腐保温/保冷。 ▼ 保温/保冷：石化、化工工程由于对温度控制要求比较严格，因此，保温/保冷的材料规格、品种比较多： 9.有岩棉制品、矿渣棉、石棉、超细玻璃棉制品、微孔硅酸钙制品、水泥珍珠岩制品、磷酸盐珍珠岩、聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。 10. 特殊设备（造粒机、破碎机、压片机、成型打包机、工业电梯、行车等）很多； 一般这些特殊设备，都由制造商来现场指导安装、由他们负责调试运行。,