30万吨每年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计说明书(2)

目录 第八章 总图设计 .................................................................................................................... 44

8.1 工厂布局 ........................................................................................................... 44

8.1.1 厂区布置的基本任务 ............................................................................ 44 8.2 厂区设计参照标准 ........................................................................................... 44 8.3 本厂布置 ........................................................................................................... 44

8.3.1 厂区组成 ................................................................................................ 45 8.3.2 布局指标 ................................................................................................ 46 8.4 产品包装 ........................................................................................................... 47 8.5 运输 ................................................................................................................... 48

第九章 环境保护 .................................................................................................................... 49

9.1 建设地点环境状况 ........................................................................................... 49 9.2 编制依据及采用标准 ....................................................................................... 50 9.3 环境评价 ........................................................................................................... 50

第十章 结论 ............................................................................................................................ 52 参考文献 .................................................................................................................................. 53 致谢 .......................................................................................................................................... 54

VI

前言 前言

当前，碱洗-电精制-硫酸中和法间歇工艺是炼油行业精制含酸直馏柴油和回收环烷酸的主要方法，但是该工艺与可持续发展相悖。而醇氨法精制直馏柴油作为新的工艺研究热点，具有不使用高压电场、不使用强酸强碱、没有“三废” 排放、溶剂能循环使用、连续操作，且同时得到精制柴油和环烷酸等优点，符合节能减排和绿色生产的要求。醇氨法采用的溶剂是由氨、低分子醇和水组成，低分子醇在脱酸过程中起到防乳化、破乳、抽提环烷酸及其皂盐的作用。但是醇氨法仍然存在着剂油体积比高、溶剂循环量大、溶剂再生能耗高（如蒸馏、气提等）和溶剂损耗大（精制油品中参与的溶剂含量高达1.5%-2.0%）及需要对精制柴油进行水洗、蒸馏、气提等问题。醇氨法精制含酸直馏柴油工艺研究的现状，化学精制法在国内外都广泛的应用；吸附法需要建立吸附、脱附及溶剂回收装置，条件比较咳咳，设备投资大、回收的环烷酸酸值低，故该法研究受挫；加氢精制工艺是很不错的精制方法，精制的油品安定性好，质量也很好，但是该法不能获得环烷酸。对工艺进行改进研究，提出新的工艺流程和优化操作条件。

国内外的研究也表明，柴油氨精制工艺在技术上实现较为容易，其最大问题是溶剂循环使用的能耗较高，采用低分子醇作破乳剂时溶剂损耗大，在经济上接受较为困难。氨法化学萃取要实现工业化必须解决两方面的技术问题:一是要开发出高效破乳剂，二是开发出能最大限度降低剂油比的新型萃取设备和高效的三相分离器。

本项目采用新型的脱酸剂为乙二醇-液氨复合溶剂，不加入水，该工艺是新的理想的脱酸方法。采用静态混合反应器，可使三相（柴油、乙二醇、液氨）达到很好的混合效果并充分反应。同时，通过研究发现在25℃时氨在乙二醇中的溶解度为15.75%，可得到很好的效果。本工艺可避免乳化现象对沉降分离的不利影响，降低沉降温度与减少沉降时间。但是也带来了剂油比较高，原料成本较高的缺点。不过因为乙二醇在油中的溶解度极低，故乙二醇在生产过程中的损耗相对于其他溶剂会少很多，从长远来看是更加经济的。

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广东石油化工学院本科毕业设计:30万吨/年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计 第一章 绪论

1.1 项目概览

本项目设计为30万吨/年直馏柴油醇-氨法化学精制装置，采用茂名及周边炼油厂直馏柴油为原料，采用醇氨化学萃取法脱酸精制，得到合格的脱酸柴油（0号柴油）与副产品粗环烷酸。

1.2 设计依据

（1）《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（2005年10月） （2）国家建筑、经济等相关法规。

1.3 项目背景

随着原油的不断开发，重质劣质原油的产量越来越大，原油中的密度、黏度、酸值等也随之上升。近年来，全球高酸原油的年产量约增长3‰，原油总产量中高酸原油占 5%[1]。因此加工高酸原油已成为炼油企业的必然选择。加工高酸原油的主要问题是设备腐蚀和产品精制困难，设备腐蚀加剧可通过设备材质升级改造，但直馏柴油高酸的性质使得产品精制困难[2]。构成柴油酸度的酸性杂质是复杂的混合物，包括酚类、芳香酸、脂肪酸和环烷酸，其中最主要的环烷酸约占 90%。这些酸性物质高温下对金属腐蚀，造成发动机喷油嘴积碳和气缸中沉淀物增加，而使磨损加剧。酸度过大还会引起柴油乳化和腐败变质。

油品中的环烷酸是主要的酸性组分，同时环烷酸也是成分复杂的石油酸的统称。油品中的环烷酸不仅会腐蚀金属的设备，而且会对后续加工过程造成严重的危害。但其作为石油加工副产品，是性能优良的精细化工原料,广泛用于食品、化工、金属加工、机械制造、运输业、农业及军事工业等领域；可用作防腐剂、涂料、化学催化剂、子午轮胎粘合剂、矿物浮选剂、油品添加剂、油墨催干剂、植物生长调节剂、杀菌剂和缓蚀剂等[3]。因此脱除油品中的环烷酸，不仅有利于油品后续的加工利用，而且具有很高的经济价值。

环烷酸是一种带有五元或六元环的十分复杂的羧酸混合物，在原油中有1500多种不同的结构，分子量变化很大，是较难挥发的粘稠液体，石油中酸性组分有90%以上为环烷酸。凝固点的不同是石油中的环烷酸和合成的环烷酸二者的主要区别，合成的环烷酸凝固点一般大于30℃，而石油中天然的环烷酸凝固较低,在-80℃也不凝固。石油中环烷酸大多分布250~350℃的直馏柴油馏分中。

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第一章 绪论 1.4 产品及原料方案

本工艺原料有直馏柴油、液氨、乙二醇、氮气。

直馏柴油采用来自茂名石化及周边炼油厂的直馏柴油，通过管道输送到本厂加工。

表 1-1 原料规格

原料名称 直馏柴油

规格 酸度：

210mgKOH/100ml

乙二醇 液氨 氮气

含量：99（％） 含量：99（％）

工业级 工业级 来自工厂制氮机自产

8400 2900

1400 35 12

国家标准 ------

单价（元/吨）

4600

需求量（吨/年）

30万

表 1-2 产品规格

产品名称 精制柴油

规格 酸度：<7mgKOH/100ml

环烷酸

含量：>80（％）

工业级

2921

6200

国家标准 0号柴油

产量（万吨/年）

29.7079

单价（元/吨）

7430

产品精制柴油可作为燃料直接出售给各加油站，亦可输送回茂名石化与其他油品调配出售。

从直馏柴油中提取的环烷酸是具有高应用价值，是很好的精细化工原料，用途非常广泛。可用于生产油漆催干剂、增塑剂、木材防腐剂、炼油缓蚀剂、金属加工乳化剂、植物助长剂和皮革加脂剂等，具有良好的经济效益，并且符合国家发展绿色化学工业政策。

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广东石油化工学院本科毕业设计:30万吨/年直馏柴油醇氨法化学精制装置工艺设计 第二章 工艺流程设计

2.1 柴油脱酸工艺介绍

柴油中的石油酸主要由环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类物质组成，其中环烷酸含量达95%以上，油品的酸度主要由该酸引起，所以在石油加工中，必须对直馏柴油进行脱酸精制。

在工业生产中化学精制法为国内外广泛采用。在直馏柴油精制脱酸新工艺研究中，萃取法精制直馏柴油是目前直馏柴油脱酸工艺的研究热点。吸附法需建立吸附、脱附及溶剂回收装置的基础上，设备投资较大、回收的酸值低，故其研究报道比较少。一般情况下，含酸原油的酸值大于0.5 mgKOH/g。由于原油组成具有复杂性，对于直接从原油中脱除酸的报道还比较少，大多数的脱除酸的工艺都是针对环烷酸分布比较集中的柴油馏分和轻质润滑油而开发的[4,5]。下面对现有的几种脱酸工艺进行对比。

表2-1 直馏柴油精制工艺汇总

过程名称

化学精制

碱洗-电精制-硫酸中和法

工艺特点

用碱液来脱环烷酸，用高压电场来加速油剂相分离，浓硫酸回收环烷酸，间歇操作

加氢精制法

物理萃取

乙醇溶剂法

采用加氢方法将环烷酸转化为碳酸化合物和水

采用乙醇-水溶剂萃取环烷酸，蒸馏溶剂来回收环烷酸，连续操作

氨法化学萃取

甲醇-氨法 乙醇-氨法 异丙醇-氨法 SW-1氨法

甲醇、乙醇、异丙醇均为破乳剂，用氨水化学萃取环烷酸，靠剂油密度差实现相分离，加热分解环烷酸铵、蒸馏回收溶剂、环烷酸，连续操作 SW-1破乳剂可以循环使用的，不需再生，加热分解皂液回收氨和环烷酸，溶剂吸收氨得到再生，连续操作

吸附法

铝土矿吸附法 沸石吸附法 硅胶吸附法 贝壳吸附法

采用天然铝土矿吸附，用硫酸洗涤回收环烷酸 采用天然沸石吸附环烷酸，用石油醚洗出 用硅胶15-20℃吸附环烷酸，加热或者加溶剂解吸

采用在温度300-350℃下煅烧贝壳

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工艺进展

国内外广泛采用

国外广泛应用

实验室研究

实验室研究 已完成中试 已完成中试 已完成实验室研究，正准备中试

实验室研究

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