1、学习情境一 延迟焦化装置操作与控制学习目标一、能力目标1、能够说出原有蒸馏装置的生产工序和工艺原理2、会识别设备图形的标示3、能识读、绘制工艺流程图4、能进行自控仪表、计算机控制系统的台面操作5、会进行蒸馏装置模拟开工操作和停工操作6、会监控装置正常运行时的工艺参数7、通过 DCS 操作界面能够及时发现异常工况8、会分析发生异常工况的原因，并对异常工况进行处理二、知识目标1、了解原油蒸馏生产过程的作用和地位、发展趋势、主要设备结构和特点2、熟悉原油蒸馏生产过程对原料的要求、原油预处理原理和方法、原油蒸馏原理和特点3、熟悉装置的生产工序和设备的标示4、了解三段汽化原油蒸馏工艺流程和操作影响因素5
2、、初步掌握蒸馏装置模拟开工操作、停工操作的方法6、了解生产时的安全用电、环保和安全生产常识三、任务描述。利用常减压蒸馏装置仿真操作系统让学生懂得原油蒸馏装置的生产流程与原理，学会装置的 DCS 操作并能对异常工况进行分析和处理，本项目所针对的工作内容主要是对原油蒸馏装置的操作与控制，具体包括：常减压蒸馏装置工艺流程、工艺参数的调节、开工和停工操作、事故处理等环节，培养学生分析和解决化工生产中常见的实际问题的能力四、任务设置任务一：原油蒸馏工艺流程任务二：原油蒸馏工艺操作与控制任务三：原油蒸馏装置设备使用与维护任务四：原油蒸馏装置开工和停工仿真操作实训学习情境二 延迟焦化装置操作与控制学习目标一
3、、能力目标1、能够说出延迟焦化装置的生产工艺和工艺原理2、会识别设备图形的标示3、识读、绘制工艺流程图4、能进行自控仪表，计算机控制系统的台面操作5、会进行延迟焦化装置模拟开工操作和停工操作6、会监控装置正常运行时的工艺参数7、会分析发生异常工况的原因，并对异常工况进行处理二、知识目标1、了解延迟焦化装置的作用和地位、发展趋势、主要设备结构和特点2、熟悉延迟焦化工艺原理和特点3、熟悉装置的生产工序和设备标示4、了解延迟焦化装置工艺流程和操作影响因素分析5、初步掌握延迟焦化装置模拟开工、停车操作的方法6、了解安全生产操作用电常识、环保常识和安全生产常识三、任务描述延迟焦化是炼油厂提高轻质油收率和
4、生产石油焦的主要手段，利用仿真操作系统让学生动的延迟焦化装置的生产流程与原理，学会装置的 DCS 操作并能够对异常工况进行分析和处理。要求学生以小组为单位，根据任务要求，制定出工作计划，完成仿真操作，能够分析和处理操作中遇到的异常情况，写出工作报告。四、任务设置任务一：识读延迟焦化装置的工艺流程任务二：延迟焦化装置操作与控制任务三：延迟焦化的开工和停工仿真实训任务四：延迟焦化装置主要设备使用和维护任务五：延迟焦化装置的生产异常及事故处理一、概况焦化是深度热裂化过程，也是处理渣油的手段之一。它又是唯一能生产石油焦的工艺过程，是任何其他过程所无法代替的。是某些行业对优质石油焦的特殊需求，致使化过程
5、在炼油工业中一直占据着重要地位延迟焦化是一种石油二次加工技术，是以贫氢的重 质 油 (如 减 压 渣 油 、 裂 化渣 油 以 及 沥 青 等 )为原料，在高温(400500)进行深度的热裂化反应。通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品；由于缩 合 反 应 ，使渣油的另一部分转化为焦炭。延迟焦化装置的作用：将重质油馏分经裂解、聚合，生成油气、轻质油、中间馏分和焦炭。二、工艺原理焦化是在高温条件下，热破坏加工重油(减压渣油)的一种方法，其目的是得到汽油、柴油、焦炭、裂化馏分油(焦化蜡油)和气体。焦化过程是一种热分解和缩合的综合过程。也是一种渣油轻质化的过程。原料油一般加热到 420开
6、始热解，于 500下进行深度热裂化反应。延迟焦化是将原料油通过加热炉加热时,采用高的油流速(入口混相流速 3.54m/s)和高的加热强度(35kw/m 2)，使油品在短时间内达到焦化反应所需的温度同，并且迅速离开加热炉进入焦炭塔，从而使生焦反应不在加热炉中进行,而延迟到焦炭塔中进行的一种热加工过程。焦化反应的机理较为复杂，一般简单表示为：四、主要工艺设备气体汽油柴油裂化馏分油高分子烃类 胶质 沥青质 炭青质 焦炭综合的大分子芳烃渣油热分解序号 工艺编号 设备名称 介 质序号 工艺编号 设备名称 介 质1 V-101 原料缓冲罐 渣油 10 P-101 原料油泵 渣油2 V-104 加热炉进料缓
7、冲罐 渣油 11 P-409 加热炉进料泵 渣油3 T-101 分馏塔 渣油、油气 12 P-108 重蜡油泵 重蜡油4 T-201 焦碳塔 渣油气 13 P-121 循环油泵 循环油5 T-202 焦碳塔 渣油气 14 P-107 轻蜡油泵 轻蜡油6 F-301 加热炉 渣油 15 P-106 中段回流泵 蜡油7 L-101 T101 顶空冷器 空气、油气 16 P-103 塔顶循环回流泵 汽油8 L-102 T101 顶冷却器 油气、循环水 17 P105 柴油泵 柴油9 V-102 油水气分离罐 瓦斯、汽油 18 P-116 污水泵 污水五、主要工艺操作指标项 目 控制指标 项 目 控制
8、指标加热炉辐射出口温度 493505 分馏塔柴油回流量 25120M3/h炉膛温度 F303：780F301：800 分馏塔柴油箱温度 200240加热炉炉膛温差 40 分馏塔蜡油箱温度 350385过热蒸汽温度 220400 分馏塔蒸发段温度 350400焦炭塔入口温度 480498 分馏塔蜡油温控 350390焦炭塔出口温度 400425 加热炉入口压力 F303：1.5 MPaF301：2.8分馏塔油气入口温度 400420 加热炉出口压力 0.6 MPa分馏塔塔底温度 370 焦炭塔顶压力 0.27 MPa分馏塔顶压力 0.070.16 MPa 加热炉排烟温度 155220V101 温
9、度 150 加热炉分支进料量 2045 t/h分馏塔中段回流量 40260M3/h 加热炉分支总注水量 F303：300600 kg/hF301：5001000 kg/h学习情境三 催化裂化装置操作与控制学习目标一、能力目标1、能够说出催化裂化装置的生产工序和工艺原理2、会识别设备图形的标示3、能识读、绘制工艺流程图4、能进行自控仪表、计算机控制系统的台面操作5、会进行催化裂化模拟开工操作和停工操作6、会监控装置正常运行时的工艺参数7、通过 DCS 操作界面能够及时发现异常工况8、会分析发生异常工况的原因，并对异常工况进行处理二、知识目标1、了解催化裂化生产过程的作用和地位、发展趋势、主要设备
10、结构和特点2、熟悉催化裂化生产过程对原料的要求、原油预处理原理和方法、催化裂化原理和特点3、熟悉装置的生产工序和设备的标示4、了解三段汽化催化裂化工艺流程和操作影响因素5、初步掌握催化裂化装置模拟开工操作、停工操作的方法6、了解生产时的安全用电、环保和安全生产常识三、任务描述利用催化裂化装置仿真操作系统让学生懂得催化裂化装置的生产流程与原理，学会装置的 DCS 操作并能对异常工况进行分析和处理，本项目所针对的工作内容主要是对催化裂化装置的操作与控制，具体包括催化裂化装置工艺流程、工艺参数的调节、开工和停工操作、事故处理等环节，培养学生分析和解决化工生产中常见的实际问题的能力四、任务设置任务一：
11、催化裂化工艺流程任务二：催化裂化工艺操作与控制任务三：催化裂化装置设备使用与维护任务四：催化裂化装置开工和停工仿真操作实训催化裂化装置催化裂化在炼油工业中的作用 催化裂化是重要的石油二次加工手段之一，催化裂化是现代化炼油厂用来 改质重质馏分和渣油的核心技术。 一般原油经过一次加工（即常减压蒸馏）后可得到 1040的汽油，煤油及柴油等轻质油品，其余的是重质馏分和残渣油。如果不经过二次加工它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。但是国民经济和国防上需要的轻质油量是很大的，但市场对轻质油的需求量是很大的，以我国目前为例，对轻质燃料油、重质燃料油和润滑油的需求比例大约是 20:6:1；另一方面，由于内燃机
12、的发展，对汽油的质量提出了更高的要求，而一般直馏汽油则难以满足这些要求。如目前我国车用汽油标准里面所有汽油的研究法辛烷值都在90 以上，随着我国高标号汽油（指研究法辛烷值为 93 及以上汽油）的消费量不断增长，高标号汽油产量所占的比例已由 2003 年的 285上升到 2006 年的565。而直馏汽油的辛烷值一般只有 4060，不能满足上述要求。 催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化(生产汽、柴油)的核心工艺。催化裂化以各种重质油（VGO、CGO、AR、VR 等）为原料，在500左右、0.20.4MPa 及催化剂的作用下，通过催化裂化反应得到气体(干气和 LPG)、
13、高辛烷值汽油、催化柴油（LCO） 、重质油及焦炭。因此，催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段。就加工能力来说，我国的催化裂化位居其它二次加工过程之首，催化裂化几乎是所有石化企业最重要的二次加工手段。 催化裂化过程有以下几个特点： 轻质油收率高，可达 70%80%； 催化裂化汽油的辛烷值较高，安定性好； 催化裂化汽柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合才能使用； 催化裂化气体产品中，80%是 C3 和 C4 烃类（称为液化石油气 LPG） ，其中丙烯和丁烯占一半以上，因此这部分产品是优良的石油化工和生产高辛烷值汽油组分的原料。主要包括： 1).裂解反应：大分子烃类裂解为小分子，环烷烃
14、进行断环或侧链断裂，单环芳烃的烷基侧链断裂。 2).异构化反应：正构烷烃变成异构烷烃，带侧链的环烃或烷烃变成环异烷，产品中异构烃含量增加。 3).芳构化反应：环己烷脱氢生成芳香烃，烯烃环化脱氢生成芳烃。 4).氢转移反应：多环芳烃逐渐缩合成大分子直至焦炭，同时一种氢原子转移到烯烃分子中，使烯烃饱和成烷烃。 催化裂化装置的规模近三十年来逐步发展到 350 万吨/年(加工 1000 万吨/年原油)。学习情境四 加氢裂化装置操作与控制学习目标一、能力目标1、能够说出加氢裂化装置的生产工序和工艺原理2、会识别设备图形的标示3、能识读、绘制工艺流程图4、能进行自控仪表、计算机控制系统的台面操作5、会进行
15、加氢装置模拟开工操作和停工操作6、会监控装置正常运行时的工艺参数7、通过 DCS 操作界面能够及时发现异常工况8、会分析发生异常工况的原因，并对异常工况进行处理二、知识目标1、了解加氢裂化生产过程的作用和地位、发展趋势、主要设备结构和特点2、熟悉加氢裂化工艺原理和产品特点3、熟悉装置的生产工序和设备的标示4、了解加氢裂化工艺流程和操作影响因素5、初步掌握加氢裂化模拟开工操作、停工操作的方法6、了解生产时的安全用电、环保和安全生产常识三、任务描述加氢裂化技术是石油炼制工艺最重要的二次加工过程之一。利用加氢裂化装置仿真操作装置让学生懂得其生产流程及原理，学会 DCS 操作。加氢裂化装置工艺流程、工
16、艺参数的调节、开工和停工操作、事故处理等环节，培养学生分析和解决化工生产中常见的实际问题的能力四、任务设置任务一：识读加氢裂化装置的工艺流程任务二：加氢裂化装置操作与控制任务三：加氢裂化的开工和停工仿真实训任务四：加氢裂化装置主要设备使用和维护任务五：加氢裂化装置的生产异常及事故处理主要设备加氢反应器加氢反应器多为固定床反应器，加氢反应属于气液固三相涓流床反应，加氢反应器分冷壁反应器和热壁反应器两种：冷壁反应器内有隔热衬里，反应器材质等级较低；热壁反应器没有隔热衬里，而是采用双层堆焊衬里，材质多为21/4Cr1M0。加氢反应器内的催化剂需分层装填，中间使用急冷氢，因此加氢反应器的结构复杂，反应
17、器人口设有扩散器，内有进料分配盘、集垢篮筐、催化剂支承盘、冷氢管、冷氢箱、再分配盘、出口集油器等内构件。加氢反应器的操作条件为高温、高压、临氢，操作条件苛刻，是加氢装置最重要的设备之一。2高压换热器反应器出料温度较高，具有很高热焓，应尽可能回收这部分热量，因此加氢装置都设有高压换热器，用于反应器出料与原料油及循环氢换热。现在的高压换热器多为 U 型管式双壳程换热器，该种换热器可以实现纯逆流换热，提高换热效率，减小高压换热器的面积。管箱多用螺纹锁紧式端盖，其优点是结构紧凑、密封性好、便于拆装。高压换热器的操作条件为高温、高压、临氢，静密封点较多，易出现泄漏，是加氢装置的重要设备。3高压空冷高压空
18、冷的操作条件为高压、临氢，是加氢装置的重要设备，中国华北地区某炼油厂中压加氢裂化装置，高压空冷两次出现泄漏，使装置被迫停工处理，因此，高压空冷的设计、制造及使用也应引起重视。4高压分离器高压分离器的工艺作用是进行气油水三相分离，高压分离器的操作条件为高压、临氢，操作温度不高，在水和硫化氢存在的条件下，物料的腐蚀性增强，在使用时应引起足够重视。另外，加氢装置高压分离器的液位非常重要，如控制不好将产生严重后果，液位过高，液体易带进循环氢压缩机，损坏压缩机，液位过低，易发生高压窜低压事故，大量循环氢迅速进入低压分离器，此时，如果低压分离器的安全阀打不开或泄放量不够，将发生严重事故。因此，从安全角度讲
19、高压分离器是很重要的设备。反应加热炉加氢反应加热炉的操作条件为高温、高压、临氢，而且有明火，操作条件非常苛刻，是加氢装置的重要设备。加氢反应加热炉炉管材质一般为高 Cr、Ni 的合金钢，如 TP347。加氢反应加热炉的炉型多为纯辐射室双面辐射加热炉，这样设计的目的是为了增加辐射管的热强度，减小炉管的长度和弯头数，以减少炉管用量，降低系统压降。为回收烟气余热，提高加热炉热效率，加氢反应加热炉一般设余热锅炉系统。6新氢压缩机新氢压缩机的作用就是将原料氢气增压送入反应系统，这种压缩机一般进出口的压差较大，流量相对较小，多采用往复式压缩机。往复式压缩机的每级压缩比一般为 235，根据氢气气源压力及反应
20、系统压力，一般采用 23 级压缩。往复式压缩机的多数部件为往复运动部件，气流流动有脉冲性，因此往复式压缩机不能长周期运行，多设有备机。往复式压缩机一般用电动机驱动，通过刚性联轴器连接，电动机的功率较大、转速较低，多采用同步电机。7循环氢压缩机循环氢压缩机的作用是为加氢反应提供循环氢。循环氢压缩机是加氢装置的“心脏”。如果循环氢压缩机停运，加氢装置只能紧急泄压停工。循环氢压缩机在系统中是循环作功，其出人口压差一般不大，流量相对较大，一般使用离心式压缩机。由于循环氢的分子量较小，单级叶轮的能量头较小，所以循环氢压缩机一般转速较高（800010000r/nfin），级数较多（68 级）。循环氢压缩机
21、除轴承和轴端密封外，几乎无相对摩擦部件，而且压缩机的密封多采用干气式密封和浮环密封，再加上完善的仪表监测、诊断系统，所以，循环氢压缩机一般能长周期运行，无需使用备机。循环氢压缩机多采用汽轮机驱动，这是因为蒸汽汽轮机的转速较高，而且其转速具有可调节性。8自动反冲洗过滤器加氢原料中含有机械杂质，如不除去，就会沉积在反应器顶部，使反应器压差过大而被迫停工，缩短装置运行周期。因此，加氢原料需要进行过滤，现在多采用自动反冲洗过滤器。自动反冲洗过滤器内设约翰逊过滤网，过滤网可以过滤掉25/1m 的固体杂质颗粒，当过滤器进出口压差大于设定值（01018MPa）时，启动反冲洗机构，进行反冲洗，冲洗掉过滤器上的杂质。
