北京化工大学
化学工程与工艺专业
生产实习报告
年 月 日
目录
1．车间概况
1．1．炼油厂概况
1．2．车间概况
1．3．产品
2．生产工艺、运行与维护
2．1．工艺流程说明
2．2．主要工艺指标与技术先进性
2．2．1.国外连续重整工艺技术
a. 早期催化重整
b. 半再生铂重整工艺
c. 固定床循环再生工艺
d. 移动床连续再生工艺
2．2．2.连续重整工艺技术的对比
2．2．3.国内连续重整工艺技术
2．3．运行与控制
2．4．维护与检修
3．主要设备原理与参数
3．1．主要化学反应设备
3．2．主要分离设备
3．3．主要设备
4．问题调研
4．1．调研问题－1
4．2．调研问题－2
5．其他
5. 1. 感想与总结
5. 2. 建议
1．车间概况
1．1．燕山石化炼油厂概况
燕山石化炼油厂自上个世纪60年代建厂投产，今已有四十多年的历史，累计加工原油量2.3亿吨，生产汽油、煤油、柴油、润滑油9000多万吨，提供化工轻油4300多万吨，为国家的经济发展做出了贡献，同时，经过四十多年的发展，也有建厂初期的3套炼油装置发展到目前的26套，加工能力由最初的250万吨/年提高到1000万吨/年，形成了一个上下游装置基本配套、公用加工设施完备、技术水平较为先进的千万吨级炼油厂。
近十多年来，燕山石化炼油厂发展速度进一步加快，原油一次加工能力达到了目前的1600万吨/年，在1994年化工系统完成了45万/年乙烯改造工程后，炼油厂先后于1995年完成了300万吨/年的蒸馏装置的异地改造，1997年新建了60万吨/年连续重整装置和100万吨/年中压加氢改质装置，1998年完成了200万吨/年重油催化裂化装置的建设，并将加工120万吨/年蜡油的二催化装置改造成80万吨/年的全大庆减压渣油的重油催化裂化装置，配套把20万吨/年气体分馏装置扩能改造到42.8万吨/年，提高了炼油厂的原油加工深度和高品质油品生产能力。20##年为满足柴油质量升级换代的需要，建设了100万吨/年柴油加氢精制装置，加氢处理催化裂化柴油。20##年为调整；炼油产品结构，满足日益增长的航空煤油需要，建设了80万吨/年航煤加氢精制装置。同年建设了30000Nm3/h催化干气提浓料装置，回收催化干气中的碳二等轻烃，提高资源的利用效率。随着大庆原油供应的减少，20##年对一蒸馏进行改造，开始加工含硫中间基的俄罗斯原油，同时启动了1000万吨/年炼油系统改造工程，以提高原油加工能力并适应含硫原油的加工要求，新建4套生产装置和1套三废处理装置，以及为满足京标（IV）汽油质量标准的汽油吸附脱硫装置，于20##年6月实现一次开车成功。
今后几年，燕山石化还将继续对炼油系统实施技术改造，一方面消除重油变化对润滑油基础油的影响和满足润滑油质量升级换代的需要，将新建加氢法生产润滑油基础油的系列装置，提高润滑油基础油的质量和产量；另一方面，将针对1000万吨/年炼油改造工程开工后出现的二次加工能力不配套的问题，实施配套改造和建设，使上下游炼油装置处理能力满足1300万吨/年原油加工量的要求，增强对原油品质变化的适应能力，使燕山石化炼油系统能够继续作为满足北京市及华北地区油品供应的主要生产基地，并承担起为了燕山石化化工系统进一步发展的原料保障任。
1．2．车间概况
燕山石化分公司是中国特大型燃料-润滑油-化工原料型综合性炼油企业之一，拥有30多套生产装置。主要包括三大系统：
⑴三套常减压蒸馏装置能力为850万吨/年。
⑵燃料油生产装置。主要包括：三套重油催化裂化装置，加工能力为400万吨/年；中压加氢裂化装置，设计加工能力为130万吨/年；宽馏份重整装置，设计加工能力为60万吨/年；铂重整装置，设计能力为15万吨/年；天然气制氢装置，设计能力为2万立方米/时；汽油加氢装置，设计能力22万吨/年；柴油加氢精制装置，设计能力为100万吨/年；气体分馏装置，设计加工能力为40万吨/年。
⑶润滑油装置。主要生产装置包括70万吨/年丙烷脱沥青装置、52万吨/年酮苯脱蜡装置、两套糠醛精制装置、20万吨/年润滑油白土补充精制装置、6万吨/年石蜡加氢精制装置。
本次生产实习参观的厂区为炼油二厂，包括常减压蒸馏装置，柴油加氢装置，三催化裂化装置，连续重整装置。
二蒸馏装置原设计为250万吨/年，与1969年9月建成投产，1981年改造为300万吨/年常减压蒸馏装置，是燕山公司炼油类甲类危险性装置。分别为后续化工装置切割出铂重整料、催化裂化原料、乙烯裂解了、润滑油料等，同时还可以产出直馏汽油、航空煤油、直馏柴油、燃料油等产品。
柴油加氢装置，为迎接2008奥运会的召开，满足生产更高质量标准的汽柴油，改善重质加工和转化能力不足的现状，燕山石化公司确立了200万吨/年加氢裂化装置，也是燕山石化第一套最大高压制氢裂化装置。本装置由中国石化工程建设公司设计，采用中国石油化工集团公司石油化工科学研究院开发的加氢精制和加氢裂化催化剂。产品主要有：尾油馏分，重石脑油，干气，液化气等。目前，中石化第一套按欧Ⅴ柴油标准设计的柴油加氢精制装置——燕山石化年产260万吨柴油加氢精制装置已进入设备安装阶段，预计将于20##年12月建成中交。项目开工投产后，燕山石化柴油质量将达到国五排放标准。
三催化是燕山石化的第三套催化裂化装置，它拥有200万吨/年的生产加工量，由中国石化北京设计院设计，采用美国UOP技术， 1996年开始建设，1998年8月建成投产，催化剂再生部分采用并列式两段完全再生技术，反应部分采用全提升管反应器。是燕山石化炼油厂的重要生产部门。三催化装置（重油催化裂化装置）的主要原料
有蒸馏装置的常三、常四、减二、减三、减四、减五线、减压渣油及酮苯蜡膏、糠醛抽余油和丙烷脱沥青油等为原料，主要产品有轻质油（汽油、柴油）和化工原料等。
连续重整装置：北京燕山分公司80万吨/年连续重整装置共有重整氢增压机三台，为两开一备配置，其型号为4M40(52)-142/2.4-8.5-57.1/7.5-23BX，工艺位号为K202A/B/C，是由沈阳气体压缩机厂生产的两段两级往复式压缩机。该机组是连续重整装置的核心设备，于1997年8月投入运行。
1．3．产品
二蒸馏装置分别为后续化工装置切割出铂重整料、催化裂化原料、乙烯裂解了、润滑油料等，同时还可以产出直馏汽油、航空煤油、直馏柴油、燃料油等产品。
柴油加氢装置,： 主要产品有尾油馏分，重石脑油，干气，液化气等。
三催化裂化装置： 主要产品有轻质油（汽油、柴油）和化工原料等。
连续重整装置： 主要产品为高辛烷值汽油组分、苯、二甲苯、氢气等。
2．生产工艺、运行与维护
2．1．工艺流程说明
本部分主要介绍炼油二厂的连续重整装置。
重整装置是炼油化工厂生产清洁汽油、芳烃基本化工原料的一个核心单元,进料换热器起着回收装置反应产物热量,降低能耗的作用。
图一 连续重整总貌流程图
图 二 连续重整加氢工艺流程图
2．2．主要工艺指标与技术先进性
2．2．1.国外连续重整工艺技术
a.早期催化重整
早期催化重整采用金属氧化物催化剂（如含铬、钼等氧化物），此类催化重整工艺工业化的主要有：
临氢重整：采用固定床循环再生式工艺流程，使用含9% MoO3/Al2O3催化剂有四个固定床反应器，分成A、B两组，每组由2个反应器串联组成，交替切换操作。主要生产甲苯（当时主要用于生产TNT的原料）和航空汽油。
b.半再生铂重整工艺
催化重整的真正发展，应当是在1949年美国环球油品公司（UOP）的Pt/Al2O3催化剂开发成功以后。Pt/Al2O3催化剂比含铬、钼等氧化物催化剂活性高100多倍，而且重整选择性、活性稳定性、产品收率，以及运转周期等也要远远高于早期重整催化剂。可以说，含铂重整催化剂的开发成功，开创了催化重整工艺的新时代，是催化重整工艺在50至60年代获得了巨大的发展。
70年代以来，美国Exxon公司，法国石油研究院（IFP）、美国环球油品公司（UOP）、Chevron公司、荷兰AKZO和美国Englehard公司等开发了一系列Pt-Re和Pt-Sn双金属催化剂。
在固定床半再生催化剂重整工艺中，有UOP公司的Platforming工艺，自1949年第一套装置投产后，已成为当今世界炼油工业的一种典型工艺，见下图。
C . 固定床循环再生工艺
固定床半再生催化剂重整工艺，因催化剂失活加快，一般一年左右要停下来再生，为此50年代美国Exxon公司和美孚石油公司研究开发了循环再生工艺，使装置可以不断运转。流程类似于半再生工艺，不同的是增加了个额外反应器。第一套工业化装置于1954年5月投产，采用低压高温操作，使用Pt-Re催化剂，运转周期为2-3年.
d . 移动床连续再生工艺
美国UOP公司和法国IFP分别于1971年和1973年各自建成了第一套移动再生工业化催化重整装置。由于连续再生工艺能在接近新鲜催化剂条件下操作，芳烃转化率高，液收高，生成油辛烷值高，氢产率高，因而获得迅速发展。
美国UOP公司于1971年在美国海岸炼油厂投产的世界第一套催化剂连续再生的移动床催化重整装置，处理能力为90.2万吨/年；1980年在美国Koch炼制公司的德克萨斯州Corpus Cristi炼油厂投产了第二代连续重整装置，处理能力为130万吨/年。1993年UOP又开发了Cyclemax(第三代)连续再生技术。至20##年底，全世界采用UOP催化重整装置专利技术的装置累计已有800余套，其中137套为CCR专利技术。UOP移动床连续再生重整工艺明显区别于IFP工艺是反应器重叠布置，占地少第一代反应压力为0.8MPa, 第二代反应压力为0.35MPa，加压0.25MPa CCR再生，第三代反应压力亦为0.35MPa,CycleMax再生，示意流程图见下：
法国石油研究院（IFP）开发的第一套催化剂连续再生移动催化重整装置，于1973年在意大利San Quirco 炼油厂投产，处理能力为8.16万吨/年，1991年在韩国Ssangyong 公司炼油厂投产了第二代连续再生催化重整工艺，新近有投产了第三代（Regen C）连续再生技术，工艺流程图见下：
2．2．2.连续重整工艺技术的对比
随着连续重整技术的不断发展和不断完善，美国UOP公司和法国石油研究院（Axens）两家公司的连续重整技术已经完全工业化，两家连续重整专利各有特点，在反应器布置、再生系统控制方法、催化剂烧焦还原技术上都存在一些差异，但其在工程上最主要的差别有两点：（1）反应器布置：UOP采用重叠式，Axens采用并列式：（2）再生回路流程：UOP采用热循环，Axens采用冷循环。这两种方式，从不同的观点看各有长短。反应器重叠布置与并列布置相比，催化剂提升次数少，流程简单，占地少，但反映其整体高达90m左右，设备之灾运输都比较困难，同时反应器框架很高，操作维修不方便。又如再生回路冷循环与热循环相比，设备数量多，且能耗稍高。从已投产的工业装置来看，两家技术都是成功的，用户反应都不错，同时，也都在不断改进。
UOP近年来在连续重整装置上推广一种新型的名为Chlorsorb脱氯技术，其利用再生放空气体与再生催化剂在适宜温度下接触以回收再生放空气体中的氯，减少催化剂的再生注氯量，同时取消了传统的碱洗系统，避免了碱洗系统腐蚀设备等对操作带来的不利影响，更为重要的是避免了废碱液的处理以及对环境肯能的二次污染。
2．2．3.国内连续重整工艺技术
到目前为止，我国已经建成30余套连续重整。连续重整装置建设，早期靠成套引进；90年代中后期做到只买工艺包，自己进行工程设计，随着我国对重整技术的掌握，可以只付专利费，完全自己设计（北京工程公司 SEI 和洛阳石化工程公司均可以），催化剂也完全可以国产化，新型催化剂性能非常好，已经达到世界级水平。
3．主要设备原理与参数
3．1．主要化学反应设备
本部分主要介绍燕山石化新型高效节能设备———板壳式换热器
重整装置中的反应进出料换热器具有冷热流进出口温差大、流量大、热负荷高及阻力降要求高的特点,以往多采用立置管壳式换热器。由于传统管壳式换热器的传热效率较低,所需传热面积大,当单元装置规模较大时,要采用2 台或多台并联的方式,并采取必要的措施保持并联物流分配均匀。由于系统总压降较小,物料易产生偏流,在多台设备并联运行时难以实现热负荷及物流的均衡分配,且设备占用空间大,金属耗量多。因此,立置管壳式混合进料换热器已完全不能满足装置大型化、现有装置扩能改造以及确保装置平稳长周期运行的要求。在现有的大型重整、芳烃装置中,板壳式换热器是进料换热器的首选。
3．1．1. 设备参数
燕山石化80 ×104 t/ a 重整装置用板壳式进料换热器设计参数:
壳程操作压力0. 329 MPa , 板程操作压力0. 54 MPa ;
壳程设计压力0. 51 MPa , 板程设计压力0. 91 MPa ;
壳程操作温度(进/ 出) 489. 7 ℃/109. 0 ℃,
板程操作温度(进/ 出) 96. 1 ℃/ 441. 8 ℃;
壳程设计温度(热侧/ 冷侧) 549 ℃/ 288 ℃,
板程设计温度(热侧/ 冷侧) 500 ℃/ 288 ℃;
壳、板程质量流量均为106 175 kg/ h 。
设备型号为LBQ2500 ×10 20. 621500RZ4 ,
设备规格(直径×高度) 2 500 mm ×18 850 mm ,金属质量121 t 。
3．2．反应设备应用
2008 年11 月,燕山石化80 ×104 t/ a 重整装置开车运行,现场运行结果与设计参数对比见表1 表中,设计工况为100 %负荷,实际运行工况为80 %负荷。从表中可以看出,实际运行情况优于设计值,超出预期目标值。
从表2 可以看出,板壳式与管壳式进料换热器相比,换热面积减小56 % ,传热系数提高186. 7 % ,多回收热量7. 09 % ,热端温差减小24. 2 ℃,冷端温差减小10 ℃,节约占地20 m2 ,节省设备造价约计896 万元,节省框架费30 万元。按照年操作时间8 000 h 、燃料油的低热值41 870 kJ / kg 进行核算,年节约燃料费约410 万元。
3．3．节能减排
3．3．1. 设计工况
设计工况下,板壳式进料换热器回收热负荷35. 92 MW ,按照年操作时间8 000 h 、燃料油的低热值41 870 kJ / kg、1 kg 燃料油产生3. 1 kg CO2 、燃料油中碳含量85 %基准进行计算,每年可节省燃料油24 714 t 、减少CO2 燃排放量76 614 t 。与管壳式进料换热器相比,板壳式进料换热器可多回收热负荷2. 38 MW ,每年可多节省燃料油1637 t 、减少CO2 燃排放量5 076 t 。
3．3．2. 实际工况
在80 %负荷运行情况下,板壳式进料换热器热负荷为28. 93 MW , 比对应设计工况多回收0. 19 MW。每年可多节省燃料油130. 7 t 、减少CO2燃排放量405 t 。由此类推,在100 %负荷下,比对应设计工况多回收0. 238 MW , 每年可多节省燃料油约164 t ,减少CO2 燃排放量505 t 。
4．问题调研
4．1．调研问题－1：有关DCS系统集成度的问题
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。
在实习过程中我了解到炼油二厂的各个装置之间（蒸馏装置、三催化装置、连续重整装置）的DCS系统是相互独立，既然DCS 系统可以把化工生产集成到一起控制，为什么不把这四个装置以及整个化工厂的DCS系统集成到一起？
以上疑问我咨询了糠醛装置的技术员，有关于DCS的高度集成度问题，需要从不同方面来评价。
优点：集成度更高的DCS可以实现一体化控制，例如在本套三催化装置中，原料为蒸馏装置减一线的馏分，将整个化工三成的DCS集成到一起后，一旦减一线馏分的参数发生变化，通过连锁反应，三催化装置能够立即做出响应，调整工艺参数以保证本套装置正常运行，大大提高了装置的运行稳定性。而且可以实现在一个中控室内监测整个炼油二厂的运行状况，需要的员工更少，有利于人员的合理化调配，信息的管理。
缺点：整个化工厂的占地面积比较大，将所有装置放在一起集中控制，必然会出现有些设备比较近，有些设备比较远，一旦出现故障，到达现场的时间长短不一，及时维修难以保障。DCS集成到一起后，每个员工都要对整个厂区设备的运行有所了解，这就要求员工有更为全面的专业知识，对员工的能力提出了更高的要求。
所以，将各个装置的DCS集成到一起有利也有弊，也许在不久的将来会解决种种缺点，实现更高水平的集中控制。
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）
5. 1. 感想与总结
为期四天的生产实习很快就结束了，在这段短暂的实习时间里，收获和感想很多，通过这次生产实习，使我们有了锻炼自己分析并排除在操作过程中机械可能出现的各种故障的机 会，而这种机会在工厂的实地实习中几乎是不可能有的。生产实习还让我们感受到了在化工 厂工作的气氛，紧张而严谨，以及在成功完成一个化工机械开车后的喜悦和成就感。
所以个人认为还是有必要在此进行简要总结。我觉得这种形式的参观实习非常有意义，因为这比坐在课堂里听讲来得更为实际、直观。通过讲解，实地参观，交流询问，我们不但在所学专业领域了解了催化加氢工艺、烷烃提取工艺流程，对工业生产的各个环节和主要设备都有了一定认识，并对北京知名的燕山石化以及其重要环节之一的炼油二厂有了很多了解。此外，通过与带领技术员的交流，认识到了将来职业岗位上的责任、工作、待遇和在这样的环境下技术人员的生活与感悟。我感到自己真的是学到了很多与专业相关的知识，同时也提高了我在生产实践中认识、分析问题的能力，为日后的实际工作打下了基础。但同时，也意识到了自己知识是如此匮乏，所以在今后的日子里，我们要更加努力的学习专业知识，填补自己的空白，争取将来也能在化工专业的岗位上做得出色。
相信经过这次生产实习，我们每 个人无论是准备考研还是找工作，都有了一个更加明确的目标。 本次实习虽然辛苦，但是我的收获却很大。这次实习让我们懂得实践出真知，再多的理论知 识只有到了实践当中才有应用的价值，才能够得到完善。我们要不怕吃苦，多去工厂、车间 参观学习， 我们在参观的过程中往往能够找到理论知识在实际中的应用， 从而通过点滴的积 累来不断充实自己的知识储备与实践能力。
5. 2. 建议
希望增加这样的实习机会，并在条件允许的情况下，能够让各个企业单位多派出几名员工给我们进行更为细致讲解，或采用较高级的扩音设备，也希望能给同学们留出专门自由提问的时间。