燕山石化化工七场实习报告材料.docx

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燕山石化化工七场实习报告材料

北京化工大学

化学工程与工艺专业

生产实习报告

姓名：

班级：

学号：

成绩：

实习时间：

实习地点：

北京燕化化工七厂（制苯厂）

1．车间概况

1．1．车间概况

中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司坐落于北京市房山区，地处京广线旁边，具有十分便利的陆路、铁路运输条件。

公司于2000年4月25日随中国石化股份有限公司重组设立，由炼油厂、研究院、物资装备中心、铁路运输部、消防支队、职业病防治所6个单位构成，主要业务为石油炼制、石油产品的储运销售、石油化工技术和催化剂的研究、开发。

本次生产实习参观的厂区为燕化七厂的制苯装置。

北京燕山石化公司化工七厂制苯装置始建于1976年，共分为三个单元即HPG加氢，PYROTOL脱烷基和HPU氢提纯单元。

其中前两部分是美国空气产品公司胡德利分部专利，后一部分是西德林德公司专利。

1975年8月28日签订合同并由林德公司承包，1976年3月动工建设，1978年8月投产。

1994年7月作为公司30万吨乙烯装置改扩建项目的配套工程，制苯装置进行了技术改造，共分为三个单元，即加氢单元、抽提单元和压缩机单元，同年10月改造后一次开车成功，投入正常生产。

年消耗乙烯装置的副产品裂解汽油30.02万吨，经过加氢和抽提两个单元，年生产纯苯7万吨。

2001年9月作为公司66万吨乙烯装置改扩建项目的配套工程，制苯装置又进行了新一轮技术改造，共分为三个单元，即加氢单元、抽提单元和压缩机单元，年消耗乙烯装置的副产品裂解汽油41.5万吨，经过加氢和抽提两个单元，年生产纯苯10万吨。

1．2．原料与能耗

原料为来自一厂乙烯装置的裂解汽油，主要原材料为裂解汽油（pyrolysisgasoline），为裂解装置的副产品，设计年耗量41.5万吨。

主要辅助原材料富氢气体（richhydrogen），来源于裂解装置，设计年耗量3785吨。

主要辅助原材料N-甲酰基吗啉（NFM），设计年耗量4.16—12吨。

其组成成分较复杂，主要包括非芳烃C5—C8和芳烃C6-C7组分以及C9+等。

其相对密度：

水二18寸为0.70—0.78，空气二1时为3～4。

易燃，火险分级为甲类。

闪点—43℃，自燃温度255～390℃，爆炸下限1.4%（体积），爆炸上限7.6%（体积）。

其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火极易燃烧爆炸。

因此极具危险性。

（2）氢气，五色无臭气体。

相对密度：

水：

1时为0.07（—252℃），空气二1时为0.07。

易燃，火险分级属甲类，闪点<—50℃，自燃温度400℃，爆炸下限4.1%（体积），爆炸上;限74.1%（体积），可见爆炸范围极宽，是很危险的气体。

1．3．产品

北京燕山石化公司化工七厂制苯装置是以乙烯装置的副产品裂解汽油和氢气为原料，应用各种技术，以生产纯苯为主，同时副产多种石油化工原料的石油化工装置。

裂解汽油在制苯装置中通过加氢、抽提分离得到纯苯，同时可得到C5、C9、甲苯、抽余油、C8等重要的副产品。

苯是苯乙烯、苯酚丙酮、间甲酚等装置的基础原料。

主要产品为苯（benzene），英文缩写为B，主要是经过裂解汽油加氢后用N-甲酰基吗啉（NFM）作溶剂进行抽提蒸馏所得，设计年产纯苯10万吨。

主要作为下游苯乙烯装置、间苯酚装置及苯酚丙酮装置的原料。

苯还可以用于制造油漆、涂料、染料及农药等。

主要副产品塔五馏分（C5—）设计年产量8.082万吨，副产品碳九馏分（C9+）设计年产量8.222万吨，目前，此两种副产品主要用作燃料，部分用作加氢溶剂油和树脂等原料。

是制苯装置预分馏系统分离出来的。

主要副产品碳七馏分（C7）在苯抽提时年产2.446万吨，切割塔分离出来的。

主要副产品碳八馏分（C8）年产5.225万吨，是预分馏系统分离和加氢出来的。

主要副产品抽余油年产4.390万吨，是抽提蒸馏出来的，主要用于提取高效溶剂。

主要副产品甲苯在苯—甲苯抽提时年产3.067万吨，是苯塔分离出来的，主要供给化学品事业部。

1．4．安全与环保

苯对人体健康非常有害，会使血液内的白血球下降，降低人的免疫功能，在国家卫生部2003年公布的高毒物品目录中，苯被列人其中。

车间最高允许浓度为40mg/m3。

该装置副产C5馏分、加氢C8馏分、C9+馏分及燃料气四种副产品。

这些产品都是甲类易燃液体，其蒸气与空气形成爆炸性混合物遇明火能引起燃烧爆炸。

装置类型为加氢工艺类型，裂解汽油中除含苯、甲苯、二甲苯外，还含有单烯烃、双烯烃、饱和烃（直链烷烃、环烷烃）以及含硫、氧、氮的有机化合物，根据色谱分析，有200多种组分，组成相当复杂。

这种油的特点为稳定性差，存放过程中易聚合生成低聚合度产物（即胶质），故在应用中必须先经过加氢工艺处理。

鉴于从裂解汽油中除去双烯烃、单烯烃和硫、氧、氮有机化合物的条件不同，国内外普遍采用两段加氢法。

一段加氢主要是双烯烃加氢;二段加氢主要是单烯烃加氢，同时将硫、氧、氮有机化合物加氢转变为相应的硫化氢、水和氨而被除去。

裂解汽油选择性加氢过程中催化剂起着关键性的作用，随着乙烯丙烯工业的飞速发展和裂解汽油加氢装置的不断增加，国内外对此类催化剂，尤其是一段加氢催化剂的研究开发和工业应用高度重视。

从催化剂类型分为两段高温加氢和一段低温二段高温加氢工艺。

从加工物料分为全馏分加氢和分馏加氢。

由油品的不同使用目的又可分为一段加氢和两段加氢。

　从重整油和裂解汽油中分离芳烃的方法有溶剂抽提法、吸附法、抽提蒸馏法、共沸蒸馏法等。

目前，溶剂抽提法是工业生产轻芳烃的主要手段。

2．生产工艺、运行与维护

2．1．工艺流程说明

本部分主要介绍制苯装置。

　制苯装置的主要构成为加氢单元和抽提单元，加氢单元分为预分馏系统、脱砷系统、两段加氢系统、氢气压缩机系统、C8加氢系统和稳定塔系统;抽提单元分为精馏系统、抽提蒸馏系统和白土塔系统。

图2—1为制苯生产工艺方框流程图。

图2-1

（1）预分馏系统

这个部分包括脱戊烷塔、脱砷反应器、预分馏塔和C8分离塔。

脱戊烷塔的作用是切除裂解汽油中的C5-馏分;CHP脱砷作用是为了防止催化剂的砷中毒，将原料中的砷含量降至50PPb以下;预分馏塔的作用是分离C6—C7和C8—C9馏分，C8分离塔主要作用是分离C8和C9+馏分。

其工艺流程图如下：

（2）脱砷系统

　　将原料中的砷脱除，主要包括混合器及脱砷反应器。

　　（3）两段加氢反应系统

　　加氢反应分为两段，为防止不稳定的双烯烃在高温下聚胶;所以采用两种催化剂，在不同的操作条件下进行两段加氢处理，一段加氢选用低温、活性高的钯（Pd）系催化剂，在比较缓和的条件下将原料中的双烯烃加氢成为单烯烃，使一段加怪油双烯值≤2.5，同时也有一部分单烯烃加氢成饱和烃。

反应为放热反应。

二段加氢选用高活性的钻—钼—镍（Co、Mo、Ni）系催化剂，在比较苛刻的条件下，将剩余的单烯烃加氢，并分解除去进料中的硫、氮氧、金属等化合物，分解为H2S、NH3、H20、金属及相应的烃，有机金属化合物分解后，金属沉积在催化剂上。

在上述主反应进行的同时，也有少量芳烃加氢和裂解等副反应，生成少量的轻质烃。

这些反应都是放热反应。

　　（4）C8加氢系统

　　C8加氢系统选用低温、活性高的钯（Pd）系催化剂，在比较缓和的条件下将C8中的双烯烃和苯乙烯加氢成为烷烃和乙苯。

　　（5）氢气压缩系统

　　氢气压缩机包括：

补充氢压缩机和循环氢压缩机。

　　（7）精馏系统

其作用为C6、C7，馏分的分割及苯馏分的精馏。

工艺流程图如下：

　　（8）抽提系统

　　主要包括抽提蒸馏塔、汽提塔、非芳烃蒸馏塔及溶剂再生塔，是利用Ⅳ—甲酰基吗啉作溶剂进行抽提蒸馏，实现非芳烃与芳烃的分离。

其工艺流程图如下:

　　（9）白土塔系统

　　包括白土塔及所属过滤器、换热器等，除去芳烃产品中的微量溶剂和分解物吗啉。

　　2.工艺流程

　　从界区外来的裂解汽油进入本装置后，送至脱戊烷塔。

脱除C5及更轻的烃类，C5馏分副产品送往界外。

塔釜液与定量打人的CHP在混合器混合均匀，一起进入脱砷反应器，再进入预分馏塔。

塔顶馏出物料为C6—C7，馏分，进入两段加氢系统。

塔底C8、C9+馏分进入C8分离塔进行分离。

塔底得到C9+馏分副产物外送。

塔顶C8馏分进入C8一段加氢系统进行C8加氢处理。

　　C8加氢采用一段加氢催化剂（Pd系催化剂），物料和氢气由顶部进入固定床，大部分双烯不饱和化合物被加氢。

之后作为副产品送出。

　　C6～C7馏分与新鲜氢气从反应器底部进入，混合通过催化剂床层，进行加氢反应，大部分双烯不饱和化合物被加氢。

反应的人口温度控制在30—80℃，反应压力为2.6MPa。

反应后的汽液混合物料经反应器级间闪蒸罐进行气液分离，并在二次闪蒸罐中将冷凝液分离，富氢气体送往一段循环气压缩机;液相一部分返回一段反应器入口，作为一段反应器内的循环物料;另一部分进入二段加氢反应系统。

物料在二段反应器进出料换热器内进行换热，到混合器与氢气混合、汽化进入级间加热炉加热到反应器进口温度，然后送人二段反应器。

二段反应器人口温度控制在230—300℃，反应压力为4.8MPs（表），在二段反应器中全部的不饱和烃被完全加氢并脱除硫、氮等杂质。

反应器出来的物料，换热、冷却后进入高压闪蒸罐进行气液分离。

闪蒸氢气经二段循环气压缩机升压后循环使用。

液体进入低压闪蒸罐再次闪蒸，以除去剩余的轻组分。

之后在稳定塔除去H2S等轻组分。

送往芳烃抽提作原料。

　　加氢汽油C6—C7馏分进入切割塔进行C6、C7馏分的分离。

C6馏分由塔顶蒸出，与塔釜液C7馏分分别进入抽提蒸馏塔。

来自汽提塔塔釜的热贫溶剂进入抽提蒸馏塔第17块板。

净化溶剂进入第1块板位置。

在抽提蒸馏塔内经过多级汽液平衡，芳烃组分富集在溶剂当中从塔底排出，进入汽提塔;非芳烃组分从塔顶流出，进入非芳烃蒸馏塔后外送。

　　在汽提塔富溶剂进行减压蒸馏，使芳烃和溶剂分离，塔顶采用的苯、甲苯产品再经过白土处理后在苯完成分离。

塔顶产出苯产品，塔釜产出甲苯产品。

汽提塔釜的贫溶剂，分两路返回抽提蒸馏塔循环使用。

2．2．主要工艺指标与技术先进性

2001年9月作为公司66万吨乙烯装置改扩建项目的配套工程，制苯装置又进行了新一轮技术改造，共分为三个单元，即加氢单元、抽提单元和压缩机单元，年消耗乙烯装置的副产品裂解汽油41.5万吨，经过加氢和抽提两个单元，年生产纯苯10万吨。

制苯装置2001年改造项目是由北京石油化工工程公司进行设计，其中加氢单元二段加氢反应器由燕化公司研究院进行基础设计，整个改造工程由燕化公司建筑安装公司承建施工。

改扩建后，抽提系统改用北京石油科学研究院提供的N-甲酰基吗啉（NFM）抽提蒸馏组合工艺专有技术，溶剂使用N-甲酰基吗啉（NFM）。

2007年一段加氢催化剂更换JohnsonMattheyPublicLimitCompany生产的镍系催化剂HTCNi400，二段加氢采用燕化研究院研究，天大天久公司生产的钴-钼-镍Co-Mo;C8加氢用镍系催化剂HTCNi200。

与国内外同类装置的先进水平相比，本装置以下几个方面存在优势：

一、一段加氢采用低温加氢技术，代表当今裂解汽油加氢最高水平。

二、部分采用高速离心泵，机械效率高。

三、由北京石油化工工程公司和江苏启东混合器厂参照国外专利技术，结合国内同类装置水平，仿制的混合雾化器M301在制苯装置中使用，雾化效果良好。

四、采用-甲酰基吗啉（NFM）作溶剂的抽提蒸馏工艺，降低了装置的能耗。

3．主要设备原理与参数

　　装置的重点设备以两段加氢反应器为主，包括重点机组补充氢压缩机和循环氢压缩机。

另外反应系统的第二循环氢冷却器、二段进料预热器、循环氢预热器以及高压闪蒸罐和加热炉，出现问题后处理不当都会造成部分或全部装置停工，或导致恶生事故发生。

　　高压分离罐：

　　高压分离罐是气液分离设备，也是加氢系统的压力控制点。

高压分离罐是加氢系统的高低压分界，二者的液面计、压力表、安全阀、调节阀等失灵，均能造成严重影响，液面过高会造成氢压机系统带油损坏氢气压缩机，严重时造成压缩机撞缸，液面过低则易发生高压窜低压而引起爆炸事故。

　　4.氢压机系统

　　氢气压缩机是装置的心脏，如果循环氢压缩机一旦发生故障停车，循环氢流量突然降低，将会使反应器内热量无法带出，会造成“飞温”使加热炉管过热，造成催化剂和设备损坏。

另外氢气压缩机厂房内易发生氢气泄漏事故。

　　5.加氢换热器

　　加氢换热器在停车过程中或正常操作中因温度变化，极易发生泄漏。

　　6.加热炉

　　反应系统中加热炉是为反应部分提供热量的，炉管内充满高温高压氢气，如炉管壁温超高，将会使炉管寿命缩短，严重超温会导致炉管爆裂，造成爆炸事故。

在操作时要严楷按《操作法》进行操作。

在停炉时注意把火嘴根部阀门关闭，防止电磁阀泄漏，造成燃料气在炉膛积聚发生危险。

在点火时行点长明灯火嘴，后打开主火嘴阀门，投主火嘴。

　　7.脱砷系统

　　由于脱砷剂过氧化氢异丙苯的化学性质极不稳定，易在物料带水或物料停留时间过长时在脱砷反应器部位发生物料聚合。

发生事故会导致装置局部或全部停工。

脱砷剂储罐注意温度过高发生分解爆炸，在加装CHP时会产生静电火花引起爆炸，加装CHP所用气泵没有置换于净，其他化学物质混入CHP储罐中，与过氧化氢异丙苯发生化学反应会引起爆炸。

3．1．主要化学反应设备

1.加氢反应器

加氢反应器是制苯装置的生产关键设备，燕化公司制苯装置的两台加氢反应器使用了20年。

两台反应器当温度压力发生变化时，易造成反应器超温和泄漏。

加氢反应系统包括两台加氢反应器。

一台C8加氢反应器和一台预硫化反应器。

分离罐是气液分离设备，也是加氢系统的压力控制点。

6台氢气压缩机组成的压缩机组是装置的心脏部位。

两台加热炉为正压式圆筒炉，是二段加氢反应的热量来源。

也是系统的控制重点。

高温换热器在开、停车过程中，或正常操作中因温度变化，极易发生泄漏。

冷却器也均在高压下操作。

预硫化氢气预热器为高压蒸汽加热富含H2S氢气介质的换热器（间断使用）。

若以上部位发生事故将会导致恶性事故的发生。

一段加氢反应器（R—201）在1990年再生时发生超温，造成筒体间断裂纹，虽经修复，但属监护使用，在1994年改造后降压至2。

6MPa（原操作压力为5.9MPa），由于使用了钯系催化剂，R—201入口温度为50～85℃，比原来的操作温度（260℃）大为降低。

二段反应器（R—301）原设计压力为6.6MPa，设计温度为360℃，目前压力定为5.4MPa，操作温度严格限制，不得超过3600℃

　　2.硫化反应器

　　二段加氢催化剂中的活性组分Co、Mo元素，是以氧化态的形态附在氧化铝骨架上，为了使催化剂有充分的活性和选择性，并且抑制不希望发生的加氢裂化和聚合反应，催化剂活性组分应变成硫化态下操作，催化剂在第一次使用或经过再生操作后，要对催化剂进行预硫化。

催化剂预硫化操作时间7—lOh，但硫化流程长，易产生泄漏点，造成浓度较大硫化氢外泄。

在加氢系统中硫化氢对设备易造成严重腐蚀，另外硫化剂更换时要做好置换工作，避免硫化物自然。

3．2．主要分离设备

抽提蒸馏塔，在塔内完成苯抽提和非芳脱除的主要任务，该塔处理量大，热交换量大。

由于进料多样、操作复杂，有一定的危险性。

是抽提制苯的重要设备。

4．问题调研

4．1调研问题－1：

有关DCS系统的问题 

DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），它综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

现代化的化工生产几乎都离不开DCS系统，化工生产中需要同时监控大量的工艺参数，如温度、压力、流量、浓度等等，各个参数间相对独立而又有一定的联动性，例如在精馏塔中，冷液进料的情况下，加大原料流量，会使得塔顶温度下降，产品浓度随之发生变动。

DCS系统就可以在原料流量增大的同时，同时调节塔的其他操作参数，使得塔产品浓度在一定限度范围内符合要求，以达到正常生产的目的。

4．2．调研问题－2：

管路上各种不同阀门的选取 

在化工厂中，随处可见各种管路，阀门是化工装置中量大面广的重要压力管道元件。

它具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流、泄压等功能。

在现场，可以看到各种各样的阀门：

闸阀，截止阀，蝶阀，安全阀，还有一些叫不出名字的阀门，有关阀门的选用，技术员做了简单的介绍。

阀门的种类很多，有如下的分类方法：

1. 按照用途分类：

切断用、止回用、分配用、调节用、安全用等等； 2. 按照操作方式分类：

手动型、气动型、液动刑、电动型等等； 

3. 通用分类：

闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、球阀、安全阀、疏水阀、隔膜阀

等； 

阀门的选用要因地制宜，一般根据其用途来决定。

化工中的常用阀门如下：

 闸阀，闸阀是石化行业中用途最广泛的一种阀门，一般不用于调节介质流量之用，常用于常开、常关场合，流阻小，具有一定的调节性能，并能从阀杆升降的高低识别调节量的大小，可以双向流动，适合、合于制成大门径的阀门，适用范围广，除用于蒸汽、油品等介质外，还适用于含有粒状固体及粘度较大的介质，并适于做放空阀及低真空系统的阀门。

截止阀，截止阀的性能，主要做切断管道介质用，由于开闭所需力较大，因此，口径通常≤200，开启高度小，关闭时间比闸阀短。

调节性能较好，但流阻较大，密封性一般比闸阀差，对含有机械杂质的介质，关闭阀门时，易损伤密封面，适用于蒸汽介质；不宜用于粘度较大，带颗粒、易结焦、易沉淀的介质，也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。

截止阀的价格比闸阀便宜。

蝶阀，蝶阀的关闭件为一圆盘形，绕阀体内一固定轴旋转来开启、关闭和调节流体通道。

与同公称压力等级的平行式闸板阀比较，尺寸小、重量轻、结构简单，开启力小，开关较快，操作简便、迅速，具有良好的流量调节功能和关闭密封性能。

此种阀门发展最快，正在朝高温、高压、大口径、高密封性、优良的调节性能、长寿命方向发展，已部分取代闸阀、截止阀和球阀。

5．其他（业务和思想上的心得体会、建议等）

为期4天的化工七厂实习经历，让我受益匪浅。

本以为化工厂就是“乌烟瘴气”的地方，而燕山却风景宜人，环境优美，在这生活和休闲也成了我一段难忘的记忆。

化工技术可以本来就应该服务于人类，除了为人们的衣食住行提供便利之外，也应该维持现有的生态环境，不以不需要的代价进行生产。

这次实习虽然大部分的时间都在屋里看书，但是有了年轻有活力的女老师的讲解让我们的理论的基础更进一步，加上技术人员带领下的参观，我们对反应过程和反应设备有了更深的认识。

相信会这些都会为以后的工作奠基。

最后，谢谢老师们！