论文模版 提高沥青泵运转周期20141117-23.doc

项目名称：提高沥青泵运转周期 用户单位所行业项目目 录 绪 论 1 一、问题的确定及分析 3 1、关键技术问题的确定 3 2、问题分析 4 2.1系统分析 4 2.2 问题分解图 …………………………………………………………………………… 4 二、 解决问题 9 （1） 基于功能查询解决问题 9 （2） 运用创新原理得到解决方案 13 （3） 由进化路线构思解决方案 20 三、 方案评价 21 四、进化分析 23 结 论 25 绪 论 丙烷脱沥青工艺是加工重质油的一种石油加工工艺。其原理是以丙烷为溶剂，用萃取的方法，从原油蒸馏所得的减压渣油（有时也从常压渣油）中，萃取获得蒸馏手段无法获得的更重的馏分，以制取脱沥青油作为重质润滑油原料或裂化原料；脱除的胶质和沥青质等非理想组分存在于脱油沥青之中。脱沥青油进一步通过溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制（或白土精制）制取高粘度润滑油基础油；也可作为催化裂化和加氢裂化的原料。 脱油沥青用于生产道路石油沥青或建筑石油沥青，以及各种改性沥青和硬质沥青的原料，也有做减粘裂化原料生产燃料油。 丙烷脱沥青工艺包括萃取和溶剂回收，萃取部分一般采取二段萃取流程。萃取塔顶压力一般为3.8～3.9MPa,塔顶温度68～82℃，溶剂比(体积)为6～10:1，最大为13:1。 溶剂回收部分：沥青与重脱沥青油溶液中含丙烷少，采用中压蒸发及低压汽提回收丙烷；轻脱沥青油溶液中含丙烷较多，采用多效蒸发及汽提，或临界回收及汽提回收丙烷，以减少能耗。  临界回收过程，是利用丙烷在接近临界温度和稍高于临界压力(丙烷的临界温度96.8℃、临界压力4.2MPa)的条件下，对油的溶解度接近于最小以及其密度也接近于最小的性质，使轻脱沥青油与大部分丙烷在临界塔内沉降、分离，从而避免了大量丙烷采用蒸发回收，减少了蒸发和冷凝过程造成的能耗。 利用老装置改造的临界回收过程由于设备限制在近临界区操作。 超临界回收，是利用溶剂在高于临界温度和压力下对油的溶解度最小和溶剂密度很小的性质，进行油和溶剂的分离。超临界状态下溶剂回收过程没有蒸发所需要的大量潜热，所以大大降低了能耗。新的溶剂脱沥青过程已经普遍采用了超临界回收工艺。 近年来，各国致力于提高萃取效果，如改进溶剂回收流程和操作条件，并开展超临界萃取的研究。 自2007年10月，XXX的丙烷脱沥青装置开工以来，沥青泵使用效果一直较差，频繁出现抽空现象，造成生产波动，影响安全生产，同时由于抽空产生的气蚀和汽蚀现象，导致机械密封频繁泄露，通常情况下使用周期一个月内，需要更换四套金属波纹管密封，维修成本较高。 沥青泵泵体材质为1Cr18NiTi不锈钢管，转子、轴的材质均为沉淀硬化型不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb，波纹管密封的动、静环材质都为SiC，辅助密封圈为耐高温的柔性石墨。从密封摩擦副的材料来分析，均符合使用螺杆泵输送沥青的优选范围。脱油沥青介质温度较高，工作温度达到了238℃，粘度最大时达到了63mm2/s。 正是带着以上装置上出现的技术难题，我参加了这次由新疆科技干部培训中心举办的创新工程师培训班，在亿维讯公司各位老师的精心指导下，通过15天的共同努力，获得了所带技术难题项目共13个技术方案，可以说卓有成效，同时参加这次培训也让我收获一种全新的思维理念，对我今后的工作和生活将受益非浅。 一、问题的确定及分析 1、关键技术问题的确定 本项目的课题任务是XXX的丙烷脱沥青装置沥青泵经常由于抽空等现象发生的技术难题进行改进，争取实现长周期运转。图1所示为丙烷脱沥青工艺流程图，图2为沥青泵构造示意图。 图1 丙烷脱沥青工艺流程图 图2 沥青泵构造示意图 2、问题分析 项目描述： 从沥青泵频繁出现抽空后，导致沥青泵密封处油气大量外涌的现象分析，脱油沥青内含有不稳定的气相和汽相组分。螺杆泵所输送大的脱油沥青来源于脱油沥青汽提塔。而汽提塔长期处于高液位，螺杆泵在最大负荷的情况下外送都不能将汽提塔控制在中低液位，说明脱油沥青在丙烷汽提的过程中携带较多量的丙烷气体和不完全挥发的水蒸气。另外，由于不能及时外送，导致汽提塔液位继续升高，丙烷气体携带量增大，如此循环，只有降低装置加工量来维持操作运行。泵在输送的介质中由于含有气体，形成泡沫，造成运行不稳定，泵体半抽空，从而导致密封磨损严重，油气外涌，泄漏加剧，严重影响生产正常运行。 现存问题： 当沥青汽提塔液面较低，汽提蒸汽量较小时，沥青泵容易出现抽空现象；沥青泵外送压力波动大而且压力较高时，泵密封容易出现泄漏现象，造成生产波动，影响产品质量。由于频繁出现的泵内热油介质泄漏现象，在通常情况下使用周期一个月内，需要更换四套机械密封，维修成本较高。 改进目标：常规解决方案：理想系统： 2.1.1 组