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认识实习报告
一、实习目的
1.对工程建立一个初步的概念,对工厂建立一个感性的认识,做到理论联系实际.
2.感性认识化工厂的常用仪表,如流量计、温度计、压力表等;及常用设备,如反应器,精馏塔,换热器,泵等。
为今后的工程科目学习奠定基础。
3.初步了解石油化工的生产工艺。
4.向技术人员学习专业修养及处理事件的方式,感受厂区气氛,树立工科思维。
二、工厂车间概况
1)大港石化公司简介
大港石化公司始建于1965年,地处天津东南,渤海之滨,海陆空交通便捷,基础设施完善。
经过近40年的发展,现加工能力500万吨/年,2008年加工原油425万吨,轻油收率76%,综合商品率91.1%,柴汽比3,利润总额3.9亿元。
现包括的主要装置,第一联合车间(500万吨/年常减压装置,100万吨/年延迟焦化装置),第二联合车间(100万吨/年蜡油加氢裂化装置,40000Nm3/h制氢装置,5万吨/年催化汽油加氢脱硫装置,4万吨/年烃重组装置)第三联合车间(160万吨/年催化裂化装置,30万吨/年液化气分离装置,5万吨/年MTBE装置)第四联合车间(30万吨/年催化重整装置,5万吨/年重整汽油分离苯装置,50万吨/年柴油加氢改质装置,10000Nm3/h催化干气制氢装置,16万吨/年汽油加氢装置,80吨/小时污水汽提装置,0.5万吨/年硫磺回收装置)加工类型为燃料-化工型,原料主要为大港油田原油。
大港高凝原油(大港混合原油):
属中间石蜡基原油,轻质油含量高。
目前大港石化分公司原油一次加工能力500万吨/年,以加工大港混合原油为主,同时参炼部分进口原油主要产品:
包括90#汽油、93#汽油、97#汽油、0#柴油、-10#柴油、液化气、丙烯、石脑油及MTBE等。
2)第一联合车间
(1)500万吨/年常减压装置
装置主要加工为大港高凝原油和进口原油。
主要由电脱盐系统、初馏和常压系统及减压分馏系统组成。
(2)100万吨/年延迟焦化装置
延迟焦化装置由中油股份华东设计院设计,2003年底开始建设,2004年11月建成投产。
装置以减压渣油为主要原料,年处能力为100万吨(80~110万吨/年)。
3)第二联合车间(未参观)
4)第三联合车间
(1)160万吨/年催化裂化装置
催化装置于1998年、2000年、2002年、2004年、2006年进行了五次较大规模的技术改造,目前装置设计规模160万吨/年,主要包括反再(包括烟气能量回收系统和三旋)、分馏、吸收稳定、双脱(包括干气、液化气脱硫和汽油、液化气脱硫醇)、轴流风机(包括两台备用风机和由电机、变速箱、轴流风机及烟机组成的三机组)和以背压式蒸汽透平驱动的气压机等六部分。
(2)30万吨/年液化气分离装置
气分装置由北京寰球化学工程公司设计,投产于2003年7月,原设计能力为20万吨/年,2004年经过改扩建后,现加工能力达30万吨/年。
装置主要由脱丙烷、脱乙烷及丙烯精馏三部分组成
(3)5万吨/年MTBE装置
MTBE(甲基叔丁基醚)装置是由中国石化洛阳石油化工工程公司设计的搬迁改造工程。
原装置为林源炼油厂气体分馏装置技术改造配套工程(MTBE装置),装置公称设计能力为3×104t/a甲基叔丁基醚产品。
搬迁后装置公称设计能力扩能改造为5×104t/a甲基叔丁基醚产品。
5)第四联合车间
(1)30万吨/年催化重整装置
装置设计规模:
预处理部分设计规模为34.35×104t/a;重整部分设计规模为30×104t/a.装置组成:
由预处理部分、重整部分及余热锅炉等几部分组成。
本装置以直馏石脑油和焦化加氢石脑油为原料,主要产品为RON95的高辛烷值汽油组分,副产品为氢气及少量燃料气。
(2)5万吨/年重整汽油分离苯装置
苯抽提装置由中国石油集团华东设计院设计,年处理能力5万吨(预分馏部分为20.958×104t/a;抽提部分为5.99×104t/a)。
该装置于2005年7月破土动工兴建,于2006年10月开工投产。
苯抽提装置采用金伟晖公司开发的SUPER-SAE-Ⅱ专利技术。
(3)50万吨/年柴油加氢改质装置
柴油加氢装置由中石化北京设计院设计,1999年12月竣工投产,原设计加工量为40万吨/年,装置于2003年扩能改造,改造完成后,处理量提至50万吨/年。
装置原料为催化柴油和焦化柴油,装置投产后使我公司的柴油主要调和组分在胶质含量、沉渣量、颜色及安定性等方面有了很大的改观。
(4)10000Nm3/h催化干气制氢装置
10000Nm3/h变压吸附制氢装置是化工部西南化工研究院负责工艺设计,1998年开始建设。
1999年11月开车投入运行。
装置分为原料和预处理部分、变压吸附部分、氢气部分、解吸气部分;是将我公司催化裂化装置的副产品催化干气里的氢气提纯至99.99%以上,供加氢精制装置做氢气源;剩余杂质由解吸气压缩机加压后送公司燃料管网。
(5)16万吨/年汽油加氢装置
16万吨/年焦化汽油加氢装置是由原有的8万吨/年润滑油加氢装置改造而成的。
2004年,该装置由华东设计勘察院进行改造设计,取消了原装置的分馏系统,对反应系统进行了适当改造,于2004年12月1日正式投产。
装置以延迟焦化装置生产的焦化汽为油原料,产品为加氢脱硫、脱氮后的精制油,作为重整装置的预加氢进料,副产品为含氢、硫化氢为主的干气。
三、生产工艺
(一)第一联合车间
1)常减压蒸馏(常减压装置)
(1)工艺原理
压蒸馏是原油加工的第一道工序。
本装置是根据原油中各组份的沸点(挥发度)不同用加热的方法从原油中分离出各种石油馏份。
其中常压蒸馏馏出低沸点的汽油、柴油等组份,而沸点较高的蜡油、渣油等组份留在未被分出的液相中。
将常压渣油经过加热后,送入减压蒸馏系统,使常压渣油在避免裂解的较低温度下进行分馏,分离出馏份油等二次加工原料,剩下减压渣油作为延迟焦化装置原料。
(2)原料及产品
原料:
原油
产品:
直馏汽油(初顶汽油,常顶汽油),直馏柴油(常一,常二,常三,减一),减二,减原油,减三,减渣。
(3)工艺流程图
4)主要操作单元及条件
装置主要加工为大港高凝原油和进口原油。
主要由电脱盐系统、初馏和常压系统及减压分馏系统组成。
主要操作单元:
(1)原油蒸馏采用三级蒸馏:
初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。
(2)电脱盐系统采用两级交直流电脱盐技术,其中一级为高速电脱盐罐。
(3)减压蒸馏采用深拔技术,减压塔选用全填料内件,采用先进的液体分布器(根据各段不同汽液负荷条件,选用不同性能的填料)。
生产方式按照干式操作考虑,可以转成微湿式操作。
(4)常一、常二汽提塔为导向浮阀塔盘,常三汽提塔采用乱堆填料。
(5)装置操作采用DCS集散控制系统,是美国FoxboroI/A`S系统。
以提高装置的管理水平并实现过程的优化控制。
主要操作条件
原油换热要达到250℃以上才可以进入装置进行反映,而常压蒸馏换热系统和减压蒸馏换热系统统一考虑,采用窄点技术,充分利用装置余热,使原油换热终温达到300℃以上。
2)焦化(100万吨/年延迟焦化装置)
(1)工艺原理
焦化是焦炭化的简称,是重质油(如重油、减压渣油、裂化渣油甚至土沥青等)在高温条件下进行裂解和缩合反应,生成油气(含不凝气、汽油、轻柴油、轻蜡油、重蜡油)和石油焦的过程。
延迟焦化的反应机理与热裂化基本相似,只是延迟焦化工艺是将重质油进行高温热裂解。
渣油在通过加热炉时,采用高流速和较高的加热强度,使油品在短时间内获得焦化反应所需的热量,并迅速离开加热炉管进入焦炭塔内进行裂解、缩合反应。
反应生成的高温油气经分馏塔切割后得到富气、粗汽油、柴油、蜡油;反应生成焦炭采用水力除焦的方法除焦。
富气和粗汽油经吸收、解吸后分离出干气、液化气和稳定汽油。
(2)原料及产品
原料:
减压渣油
产品:
汽油,干气(副产品),柴油,液化气,蜡油,石油焦。
(3)主要操作单元及条件
装置主体包括焦化、分馏、吸收稳定三部分,辅助系统包括焦炭塔水力除焦和天车装置。
工艺上采用一炉两塔、单井架水力除焦、无堵焦阀密闭放空的先进工艺,生焦周期为24小时。
在加热炉管中控制原料油基本上不发生裂化反应,而延缓至专设的焦炭塔中进行裂化反应。
在焦化反应中,重质芳香烃是生焦的必要条件,一般认为缩合反应是重质芳香烃与烯烃同时作用的过程。
原料油经加热到495—505℃进入焦炭塔,待陆续满后,进入另一焦炭塔。
热原料油在焦炭塔内进行焦化反应,生成的轻质产物从顶部出来进入分馏塔,分馏出石油气、汽油、柴油和重馏分油。
(4)工艺流程
图
分馏系统反应系统
吸收系统
(二)第二联合车间(未参观)
(三)第三联合车间
160万吨/年催化裂化装置
1)工艺原理
催化裂化是炼油工业中重要的二次加工过程,是重油轻质化的重要手段。
它是使原料油在适宜的温度、压力和催化剂存在的条件下,进行分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合等一系列化学反应,原料油转化成气体、汽油、柴油等主要产品及油浆、焦炭的生产过程。
气体脱硫、汽油液化气脱硫醇装置部分
1)干气、液化气脱硫部分:
干气及液化气脱硫采用胺法脱硫,脱硫溶剂选用复合型甲基二乙醇胺(MDEA)。
脱硫后的富胺液送至溶剂再生塔再生后循环使用。
液化气脱硫醇采用预碱洗脱硫化氢、催化剂碱液抽提脱硫醇工艺,催化剂碱液经再生后循环使用。
其脱硫化氢催化反应方程式为:
H2S+2NaOH→Na2S+2H2O
其脱硫醇催化反应方程式为:
RSH+NaOH→RSNa+H2O
2RSNa+H2O+1/2O2→RSSR+2NaOH
脱硫醇催化反应总方程式为:
RSH+1/2O2→RSSR+H2O
3)汽油脱硫醇部分:
该装置采用经济的化学精制法:
抽提-催化氧化(MEROX)法。
该工艺采用的是有机金属催化剂(磺化酞氰酤)在常压下就能使汽油中的硫醇加速氧化成二硫化物的方法,氧是从空气中供给,反应是在碱性环境下完成。
脱硫醇的基本原理就是硫醇或硫醇的官能团(-SR)首先转移到碱性的水相中去,并在那里同催化剂结合,形成络合物,在氧的作用下,这种硫醇与氧的络合物被氧化,生成二硫化物和水。
2)原料及产品
主要原料为减压蜡油、减压渣油和常压渣油,主要产品有汽油、柴油、液化气等。
3)主要操作单元及条件
催化裂化的生产过程包括以下几个部分:
反应再生部分:
其主要任务是完成原料油的转化。
原料油通过反应器与催化剂接触并反应,不断输出反应产物,催化剂则在反应器和再生器之间不断循环,在再生器中通入空气烧去催化剂上的积炭,恢复催化剂的活性,使催化剂能够循环使用。
烧焦放出的热量又以催化剂为载体,不断带回反应器,供给反应所需的热量,过剩热量由专门的取热设施取出加以利用。
分馏部分:
主要任务是根据反应油气中各组份沸点的不同,将它们分离成富气、粗汽油、轻柴油、回炼油、油浆,并保证汽油干点、轻柴油凝固点和闪点合格。
吸收稳定部分:
利用各组份之间在液体中溶解度不同把富气和粗汽油分离成干气、液化气、稳定汽油。
反应再生的部分的条件要求较为严格,第一段再生是在较低的再生温度(640—710℃)下将催化剂上的部分炭和全部氢烧掉,这样降低了第二再生器的水蒸气分压,虽然第二再生器温度(680—730℃)比一再高,但由于没有水蒸气存在,因而使催化剂免于水热失活,两段再生能很好的保持催化剂的活性和选择性,提高了催化剂活性,提高了利用率。
4)工艺流程图
(四)第四联合车间
30万吨/年催化重整装置
1)工艺原理
(1)重整原料的预加氢精制反应原理
预加氢部分是原料预处理部分的核心,其作用是脱除对重整催化剂活性有害的物质,其中包括砷、铅、铜、硫、氮、氧、双键烯烃等。
金属杂质通过吸附作用沉积在催化剂表面,而无机杂质则转化为易于脱除的无机物如H2S、NH3、H2O等,使重整原料油中S<0.5μg/g(w),N<0.5μg/g(w),As<1ng/g(w),Cu及Pb均<10ng/g(w),并通过加氢反应使双键烯烃饱合为烷烃。
(2)重整反应部分工艺原理
催化重整是以C6~C11石脑油馏分为原料,在一定的操作条件和催化剂作用下,烃类分子发生重新排列,使环烷烃和烷烃转化为芳烃,同时产生氢气的过程。
重整反应深度(指生成油的辛烷值或芳含)与原料油性质,催化剂性能(金属功能Mt和酸性功能Ac)以及操作反应苛刻度有关。
2)原料及产品
本装置以直馏石脑油和焦化加氢石脑油为原料,主要产品为RON95的高辛烷值汽油组分,副产品为氢气及少量燃料气。
3)工艺流程图
预处理
重整反应,在接触部分
4)主要操作单元及条件
由预处理部分、重整部分及余热锅炉等几部分组成。
该装置原料为石脑油或低质量汽油,其中含有烷烃、环烷烃和芳烃。
含较多环烷烃的原料是良好的重整原料。
催化重整用于生产高辛烷值汽油时,进料为宽馏分,沸点范围一般为80~180℃;用于生产芳烃时,进料为窄馏分,沸点范围一般为60~165℃。
重整原料中的烯烃、水及砷、铅、铜、硫、氮等杂质会使催化剂中毒而丧失活性,需要在进入重整反应器之前除去。
对该过程的影响因素除了原料性质和催化剂类型以外,还有温度、压力、空速和氢油比。
温度高、压力低、空速小和低氢油比对生成芳烃有利,但为了抑制生焦反应,需要使这些参数保持在一定的范围内。
此外,为了取得最好的催化活性和催化剂选择性,有时在操作中还注入适当的氯化物以维持催化剂的氯含量稳定。
50万吨/年柴油加氢改质装置
1)工艺原理
加氢精制是馏分油在氢压下进行催化改质的统称。
是指在催化剂和氢气存在下,石油馏分中硫、氮、氧的非烃组分和有机金属化合物分子发生脱除硫、氮、氧和金属的氢解反应,烯烃和芳烃分子发生加氢反应使其饱和。
通过加氢精制可以改善油品的气味、颜色和安定性,提高油品的质量,满足环保对油品的使用要求。
2)原料及产品
原料为催化柴油和焦化柴油
3)主要操作单元及条件
柴油加氢精制的主要化学反应为加氢脱硫、脱氮、脱氧,烯烃、芳烃加氢饱和等反应。
4)流程图
5万吨/年重整汽油分离苯装置
1)工艺原理
抽提又可称为液--液萃取,是分离液体混合物的一种单元操作。
抽提和蒸馏、吸附等操作一样,全属于物理的分离方法。
芳烃抽提是用抽提的方法从烃类混合物中分离出芳烃的一种过程。
抽提是基于混合物中各组份在溶剂中的不同溶解度而得以分离的操作。
工业上的抽提过程必须考虑溶剂的循环使用,因而抽提过程不可避免地,而且总是伴随着溶剂回收过程。
2)原料及产品
3)工艺流程图
四、实习感想
在大港石化公司的认识实习只有这短短的一天,但是我也收获了很多。
这是完全跟课堂上不一样的学习场所,我们在参观的过程中,学到了和课堂上完全不一样的知识。
我认为,一名工科学生,进入工厂认识实习是至关重要的,它让我们增加了对自己专业的感性认识、对知识的更深入的了解,将所学的理论模型化为实际。
在早上9点至10点,我们参观了第一联合车间,包含常减压蒸馏,和延迟焦化设备,十点到十一点参观了第三联合车间的催化裂化和操作室,下午又参观了第四联合车间的柴油加氢,催化重整和重整汽油分离苯装置。
在这几处参观中我深切感受到了工厂的环保和高科技,油渣变焦炭,脱硫制硫磺,将从汽油中脱出的苯变为产品,将石油中的每一个部分都化为产品,尽量使用反应余热,实现低浪费,既环保有经济。
而且工厂已经基本上实现自动化,程序化。
控制室将每个装置都尽收眼底,可以监控和修改工作参数,对出现的问题进行及时的修改。
化工厂已经不再是人们想象中的那么污染。
在参观之中,我也切实感受到理论知识与实际应用的差别。
我们在书本上学到的一个简单的反应,在现实中实现的复杂程度远远超过了想象。
原料进入反应塔,需要预处理,需要能量的循环、热量的利用,而反应中又需要控制温度、压强等各种条件,以保证反应的顺利进行,反应后又需要把产物与杂质分离,涉及蒸馏、沉降等各种过程,然而在生产途径的选择中,我们还需要考虑成本和收益的问题。
而且对化工生产装置以及生产流程的了解不是仅仅靠书本理论就能掌握的,虽然我已经学习了一些化工原理的知识,在实验室看过化工生产装置的模型,但是真正来到化工厂,才明白自己对于实践的认识太少了。
这次的实习让我意识到了在学习化学工程的道路上我还有很多路要走,我们不应该只局限于课本上的知识,而应该多实践,多学习一些实际案例。
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