炼化设备的认识

【任务分析】
炼化企业的生产条件苛刻，技术含量高，生产原 理复杂，所用设备种类繁多，各种工艺装置任务不同， 所采用的设备也不尽相同。为完成新员工的培训任务， 必须具备的相关知识和技能有： 1.炼化设备类型、特点和要求； 2.炼化企业典型装置的主要设备； 3.炼化设备的常用材料、腐蚀类型与防腐措施； 4.压力容器的结构与分类； 5.压力容器的维护与保养。
5.反应器 置不同采用的反应器类型也有差别。
6.加热炉
是炼化生产的火力加热设备。对产品质量， 装置能耗，操作周期等起着重要作用。
是用来完成混合物分离的设备。是炼化 7.塔 生产主要工艺设备之一。
8.储罐 储存各种油品、石油气或其它物料。
一、炼化企业设备主要类型
流体输送设备 换热设备 加热设备 反应设备 传质设备 存储设备
二、炼化企业生产的特点
1.生产物料特点 炼化生产从原料到产品，包括工艺过程中的半
成品、中间体、各种溶剂、添加剂、催化剂等，绝 大多数属于易燃可燃性物质，还有爆炸性物质如原 油、天然气、汽油、液态烃、乙烯、丙烯等等。它 们又多以气体和液体状态存在，极易泄漏和挥发， 许多物料是高毒和剧毒物质，如苯、甲苯、氰化钠、 硫化氢、氯气等等，这些物料的处置不当或发生泄 漏，容易导致人员伤亡。
燃料 润滑油型
燃料 -润滑油 -化工型
常 原油 减
压
炼油厂燃料油系统
催 化
加
氢
重
裂
整
化
加
焦
氢
化
精 制
汽油 柴油
常减压装置
初 原油 馏
塔
加
常
热
压
炉
塔
根根据据压原力油越中低各油组品份沸点 就的越沸低点的不特同性，，将采混用抽 真合空物的切方割法成，不使同加沸热后 的点常的压“重馏油份在”负。压条件
下进行分馏。
2.封头
根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟 形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应 用最多。封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连 接（焊接）两种，可拆连接一般采用法兰连接方式。
3.密封装置 (法兰、密封元件、坚固件）
化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可 拆式连接，容器接管与外管道间可拆连接以及人孔、手孔 盖的连接等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大 程度上取决于密封装置的可靠性。
煤油
柴油
加
热
减
炉
压
塔
加氢裂化 催化裂化
减渣(催化、焦化)
常减压蒸馏装置的作用： 原油加工的第一道工序 将原油进行初步的处理、分离，为二次加工装置提供合格的原料
常减压蒸馏装置的构成： 一般包括：电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏三部分 有些装置还有：航煤脱硫醇、初馏塔等部分
加氢裂化、加氢精制装置
原料 换热
重油催化装置的原料主要由蜡油和渣油组成。 其中：渣油全部来自于常减压装置 混合蜡油包括焦化蜡油；减五线油；减四线油；减三线油；减一 线油及蜡下油等。 目前蜡油中实际只有减五线油和减四线油，且都是经过减压深拔以 后的油，原料越来越重，影响到装置的轻油收率和生焦。
渣油 原料 缓冲罐
焦化装置
加
分
热
馏
炉
塔
500≤Di≤1000mm时，开一个人孔或至少两个手孔。 300≤Di≤500mm时，至少开两个手孔。 手孔的直径一般为75～150mm，由设备尺寸而定。它的结构是在容器上 接一短管，并在此短管上盖一盲板
人孔的形状有圆形和椭圆形两种，化工设备上基本上采用圆形人孔， 其最小直径为400 mm。人孔和手孔承受的压力与设备相同，实际上它们 就是一个带有平板封头的压力容器，设计时可根据要求由标准中选用。
三、炼化企业设备的要求
1.系统性要求 各种机器与设备按工艺要求构成一个庞大的系统，并 按系统结构分类、分层次排列。 2.安全性要求 足够的强度和刚性，良好的韧性和耐腐蚀性，可靠的 密封性和抗失稳能力。 3.工艺性要求 炼化设备是为炼化工艺服务的。从结构型式和性能特 点都必须达到工艺指标，设备选用应从工艺、结构等 方面考虑提高生产效率高和降低能耗。
1 承载介质为易燃易爆、甚至有毒有害
2
长周期连续操作
3 设备大分部处于高温高压条件下操作
--外壳一般为压力容器
【思考与练习】
1.炼化企业生产有哪些特点 2.炼化设备的类型？各自作用是什么？ 3.举例说明炼化企业典型装置的工艺设备和转动设备？
任务2 压力容器的维护与保养
炼油化工生产装置使用的设备种类虽然很多，有的用 来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用 来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的 用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。 尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺 寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都 有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。所以化工容器 是炼化生产中所用设备外部壳体的总称。由于炼化生 产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器通常为 压力容器。
4.使用性要求
结构合理。制造简单，运输与安装方便。操作、 控制维护简便，有利于实现机械化和自动化。
5.规范性要求
检修设备、安全设施、消防器材、机具摆放、安 全标志、警示用语的张贴和悬挂、劳动保护用品用 具的配备和使用等都要程序化、标准化，必须符合 安全技术规范规定。
6.经济性要求
在满足安全性、工艺性、使用性的前提下应尽量 减少炼化设备的基础投资和日常维护、操作费用， 并使设备在使用期内安全运行，以获得较好的经济 效益。
圆筒内径Di＞ 1500mm时，开孔最大d≤1/3Di。且d≤1000mm； （2）凸形封头或球壳的开孔最大直径d＜1/2Di。 （3）锥壳（或锥形封头）的开孔最大直径d≤1/3Di，Di为开孔中心处的锥
壳内直径。
容器上开设人孔、手孔、视镜的规定
人孔与手孔 压力容器 Di≥1000mm时，至少开一个人孔。
学习情境1炼化设备的认识
【学习目标】 通过本情境的学习，你将做到： 1.能够识别炼化设备的类型，并能描述其功能； 2.能够分辨炼化企业典型装置的主要设备； 3.能够表述压力容器的结构和类型及材料性能； 4.能够正确维护与保养压力容器。
【情境描述】
某炼化企业由于生产装置扩能改建，需要添 置一些新设备，并招收了一批新员工，要求新 员工进装置前对生产设备有所了解，公司请你 作为培训员，完成对新员工的培训任务。
4.开孔与接管 化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体或封头
上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出 口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。
压力容器开设手孔和人孔，是为了检查设备的内部空间以及安装和 拆卸设备 的内部构件。
允许开孔的范围 （1）圆筒内径Di≤1500mm时，开孔最大直径d≤1/2Di，且d≤520mm；
一、 压力容器结构及分类
（一）压力容器结构
（一）压力容器结构
基本承压部件 1.筒体 2.封头 3.密封装置(法兰、密封元件、坚固件） 4.开孔(人/手孔) 5.接管 6.支座 附件 7.安全附件（安全阀、爆破片） 8.测量与控制仪表
1.筒体
筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反 应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之 一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒 体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。
2.生产工艺特点
炼化生产过程中，需要经历很多物理、化学过程 和传质、传热单元操作，一些过程控制条件异常苛 刻，是多品种、技术密集型的行业。每一种产品从 投料到生产出产品都有其特定的工艺流程、控制条 件和检测方法；生产过程多数在高温、高压，或低 温、真空等特定条件下进行。没有严格的管理工作 和相应的技术措施是无法正常生产，无法在生产过 程中做好防爆炸、防燃烧、防腐蚀、防污染的工作。
视镜形式多为圆形和长宽形，以圆形最为普遍，玻璃表面多数 是平面，有时为了特殊目的，也有球面。
普通视镜有带颈和不带颈两种。不带颈的由凸缘构成，直接焊在设 备上。结构简单，不易结料。 当视镜须斜装或设备直径较小，可采用带颈视镜。
圆形视镜的公称直径有DN50、80、100、125、150五种。最大公称 压力为2.45MPa。
根据以上分析，对新员工的培训可以通 过实施两个工作任务来完成： 1.炼化企业生产装置的认识； 2.压力容器的维护与保养。
炼化企业
能源的主要供应 现代工业的重要支柱
农业发展的主力
燃料型
燃料 化工型
炼化企业就是以原油为基本原
加工方案 料，通过一系列炼制工艺（或过
程），把原油加工成各种石油产品 以及各种石油化工基本原料。
汽油（去精制） 柴油（去精制） 蜡油（去加氢裂化）
焦
原料油加热到一定温度后可 炭
进行裂解和缩合反应，生成 气体、汽油、柴油、蜡油和
塔
循环油等，反应生成的固体
产品石油焦沉积在焦炭塔底
部。
石油焦
催化重整装置
在一定温度、压力、氢气条件下通过催化剂 的作用，将正构烷烃和环烷烃分子中的原子 重新调整排列转化生成分子量相近或相等的 芳香烃和异构烷烃，从而获得高辛烷值汽油 和各种轻质芳香烃。
3.生产过程特点
生产方式已经从过去的手工操作、间歇生产转 变为高度自动化、连续化生产；生产设备由敞开式 变为密闭式；生产装置由室内走向露天；生产操作 由分散控制变为集中控制。
4.生产规模特点
采用大型生产装置是炼化企业一个明显的趋势， 大型装置可以降低单位产品的建设投资和生产成本， 有利于提高劳动生产率。同时也由人工手动操作发 展到计算机控制。
系统
氢气
高分 加
热
反
炉
应
器
低分
加加氢氢精裂制化原原理理：：对在馏催份化油剂进作行用脱下硫，、烃脱类氮、 脱和氧非、烃脱化金合属物和加沥氢青转等化杂。质烷及烃对、烯烯烃烃、进芳烃 的行加裂氢化饱、和异，构从化而和来少改量善环油化品反的应气；味多、环颜色 和化安物定最性终，转提化高为油单品环的化质物量。。
在催化剂的作用下，大分 子变成小分子，一部分缩 合成焦炭。催化剂上的焦 炭经烧焦恢复活性，在系 统内循环使用。
稳定
液化气
系统
汽油
分馏 系统
柴油去加氢精制 油浆(焦化)
催化裂化
催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺，肩负着我Biblioteka Baidu80%以 上汽油与30%以上柴油的生产任务。这是由我国原油重质馏分多 的特点决定的。大于350℃馏分占 60%-70%以上
设备上安装视镜应注意的问题： （1）对较高和强酸、碱、强腐蚀介质的设备应选双层玻璃或带罩的安 全视镜。以免视镜破裂伤人。
（2）视镜因介质结晶或水蒸气冷凝影响观察时，应装设冲洗装置。 （3）要考虑照明，一般视镜成对使用，对角设置。
5.支座
化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同， 化工容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中 立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙 式支座四种。大型容器一般采用裙式支座。卧式容器支座 有支承式、鞍式和圈式支座三种；以鞍式支座应用最多。 而球形容器多采用柱式或裙式支座。
预
预
脱
初顶汽油 分
砷
馏
预
塔
加
氢
加氢石脑油
分离器 脱 水 塔
一
三
二
四
反
反
应
应
器
器
稳 芳烃抽提
定
塔 重整汽油
进入常减压
炼油厂润滑油系统
原油 常
糠
酮
减
压
醛
苯
白 润滑油
土
蜡
蜡
蜡
石蜡
脱
加
成
油
氢
型
加热炉
塔
储罐
主要设备
机泵
压缩机
反应器 换热器
1.机泵 是进行液体物料的输送，通过增加液体能量，
达到向下一流程输送介质目的。
2.压缩机
是输送各种单一气体和混合气体，是生产 装置的关键设备。
3.管线
是炼化生产的大动脉，它将整个生产联结起来， 构成一个有机整体。
阀门
是用来调节和控制介子流量和压力，或切断和 改变介子流动方向等作用。
4.换热器
是物料之间进行热量交换的设备，是炼化 企业重要的节能设备之一。
是为完成各类化学反应提供场所，工艺装
汽油去重整
分
煤油
馏
柴油 塔
尾油
加氢工艺是现代炼油工艺中最重要的技术之一，世界 各国的炼油厂加氢装置加工能力占其原料油加工能力的比 例达到50.11% ，它不仅是炼油工业生产清洁燃料的主要 手段，而且也成为石油化工企业的关键技术，发挥着不可 替代的作用。
催化裂化装置
烟机
反
再生器
应
器
取 热 器
主风 原料
可不设人孔
（1）筒体内径小于等于300㎜。 （2）设有可拆结构， （3）无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的容器。 （4）制冷装置和换热器。
人孔是一个组合件，包括：由钢板卷焊的筒节。法兰、法 兰盖、密封垫片、紧固件以及人孔启闭有关的非受压元件。
视镜 视镜是用来观察设备内部物料化学和物理变化过程的装置