30萬噸大慶原油常壓工藝設計摘要本次設計基本是針對年處理量30萬噸大慶原油的常壓蒸餾設計。自2008全球金融危機在全世界范圍內蔓延開來，全球的物價，尤其是石油漲幅令人瞠目結舌。此外，隨著世界油價的普遍走高，全國唯一逆差最大的行業(yè)石化行業(yè)，面對著嚴峻的挑戰(zhàn)，所以必須要在石化工藝上出新的突破。原油常壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用，在煉廠具有舉足輕重的地位，其運行的好壞直接影響到后續(xù)的加工過程。其中重要的分離設備常壓塔的設計，是能否獲得高收率、高質量油的關鍵。近年來常減壓蒸餾技術和管理經(jīng)驗不斷創(chuàng)新，裝置節(jié)能消耗顯著，產(chǎn)品質量提高。但與國外先進水平相比，仍存在較大的差距。為了更好地提高原油的生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對大慶混合原油進行常壓蒸餾設計。設計的基本方案是本設計采用常壓塔，常壓塔采取雙側線，常壓塔塔頂生產(chǎn)汽油，兩個側線分別生產(chǎn)煤油，柴油，塔底為重油。設計了一個常壓塔一段汽化蒸餾裝置，此裝置由一臺管式加熱爐、一個常壓塔以及若干臺換熱器完善的換熱流程應達到要求充分利用各種余熱；換熱器的換熱強度較大；原油流動壓力降較小。冷凝冷卻器、機泵等組成，在常壓塔外側為側線產(chǎn)品設汽提塔。流程簡單，投資和操作費用較少。原油在這樣的蒸餾裝置下，可以得到350360以前的幾個餾分，可以用作石腦油、汽油、煤油、輕柴油、重柴油產(chǎn)品，也可分別作為重整化工（如輕油裂解）等裝置的原料。蒸余的塔底重油可作鋼鐵或其它工業(yè)的燃料。在某些特定的情況下也可以作催化裂化或加氫裂化裝置的原料。本次設計共用31塊浮閥塔板，塔板間距06M，塔徑24M，塔高度21182M換熱流程一共通過12次換熱達到工藝要求，換熱效率是659,另外本設計利用了ASPENPLUS進行了物料和熱量方面核算及優(yōu)化，利用CAD完成了流程圖和常壓塔的繪制工作。關鍵詞減壓蒸餾；常壓塔；餾出產(chǎn)品；熱平衡DAQING300000TONSOFCRUDEOILPROCESSDESIGNABSTRACTTHISDESIGNISTHEBASICOFATMOSPHERICDISTILLATIONFORTHEANNUALHANDLINGCAPACITYOF300000TONSOFCRUDEOILFROMDAQINGSPREADFROMTHE2008GLOBALFINANCIALCRISISWORLDWIDE,THEGLOBALCOMMODITYPRICES,ESPECIALLYOILORABESTRUCKDUMBINADDITION,ASWORLDOILPRICESGENERALLYHIGHER,THEONLYTHELARGESTDEFICITINDUSTRY,PETROCHEMICALINDUSTRY,ISFACINGSEVERECHALLENGES,SOMUSTTHENEWBREAKTHROUGHINPETROCHEMICALPROCESSACRUDEOILATMOSPHERICDISTILLATIONASACRUDEOILPROCESSINGTECHNOLOGY,PLAYSANIMPORTANTROLEINTHECRUDEOILPROCESSINGPROCESS,HASPLAYADECISIVEROLEPOSITIONINREFINERY,ITSOPERATIONHASADIRECTINFLUENCEONTHESUBSEQUENTPROCESSINGPROCESSDESIGNOFSEPARATIONEQUIPMENTIMPORTANTATMOSPHERICTOWERONE,ISTHEKEYTOOBTAINHIGHYIELD,HIGHQUALITYOILINRECENTYEARS,ATMOSPHERICANDVACUUMDISTILLATIONTECHNOLOGYANDEXPERIENCEOFMANAGEMENTINNOVATION,DEVICEENERGYCONSUMPTIONSIGNIFICANTLY,IMPROVEPRODUCTQUALITYBUTCOMPAREDWITHFOREIGNADVANCEDLEVEL,THEREARESTILLLARGEGAPSINORDERTOIMPROVEOILPRODUCTIONCAPACITY,WITHLESSINVESTMENT,LOWENERGYCONSUMPTION,HIGHEFFICIENCYTHOUGHTDISTILLATIONDESIGNFORDAQINGMIXEDCRUDEOILTHEBASICSCHEMEOFTHEDESIGNISTHISDESIGNUSESTHEATMOSPHERICTOWER,ATMOSPHERICTOWERTOTAKEBILATERALLINE,ATMOSPHERICPRESSURETOWERTOPRODUCEGASOLINE,TWOLATERALLINEWEREPRODUCINGKEROSENE,DIESELOIL,HEAVYOILTOWERBOTTOMAVAPORIZATIONDISTILLATIONUNITINANATMOSPHERICTOWERDESIGN,THEDEVICECONSISTSOFAFURNACE,ANATMOSPHERICTOWERANDANUMBEROFHEATEXCHANGERSHEATTRANSFERPROCESSSHOULDBEIMPROVEDTOMEETTHEREQUIREMENTSFULLUSEOFWASTEHEATHEATEXCHANGERSTRENGTHSMALLDROPOFOILFLOWPRESSURECOOLER,PUMPSETC,ASTRIPPERFORTHESIDEPRODUCTSINTHEATMOSPHERICTOWEROUTSIDESIMPLEPROCESS,LESSINVESTMENTANDOPERATINGCOSTSINTHISKINDOFCRUDEOILDISTILLATIONUNIT,CANGETSEVERALFRACTIONSOF350360BEFORE,CANBEUSEDASNAPHTHA,GASOLINE,KEROSENE,LIGHTDIESELOIL,HEAVYDIESELOILPRODUCTS,ALSOCANBEUSEDASRENORMALIZATIONINDUSTRYSUCHASNAPHTHACRACKINGDEVICESSUCHASRAWMATERIALBOTTOMHEAVYOILCANBEUSEDFORSTEELOROTHERINDUSTRIALFUELRESIDUEINCERTAINCIRCUMSTANCESCANALSOBEUSEDASCATALYTICCRACKINGORHYDROCRACKINGFEEDSTOCKMAKEUPSETTHISDESIGNWITH31BLOCKSOFFLOATINGVALVETRAY,TRAYSPACINGOF06M,THEDIAMETEROFTHECOLUMN24M,TOWERHEIGHT21182MHEATTRANSFERPROCESSISTHROUGHTHE12HEATANDMEETTHETECHNOLOGICALREQUIREMENTS,THEHEATTRANSFEREFFICIENCYIS659,THISDESIGNUSESASPENPLUSFORTHEMATERIALANDHEATFIELDCALCULATIONANDOPTIMIZATION,USINGCADTOCOMPLETETHEFLOWCHARTANDATMOSPHERICTOWERRENDERINGKEYWORDSVACUUM；DISTILLATIONTOWER；DISTILLATIONPRODUCT；HEATBALANCE目錄摘要IABSTRACTII前言11原油及其產(chǎn)品的性質611綜述612處理量613氣提蒸汽性質614原油的種類、性質6141數(shù)據(jù)處理7142各種餾出產(chǎn)品的性質102塔工藝參數(shù)的選取1621原油精餾塔計算草圖求取16211確定蒸汽用量16212塔板型適合塔板數(shù)16213精餾塔計算草圖16214操作壓力的確定1722汽化段和塔底溫度的確定18221汽化段溫度18222進料在汽化段中的焓18223塔底溫度193塔頂及側線溫度的假設與回流熱分配2131全塔回流熱21311設塔頂及各側線溫度假21312全塔回流熱21133流熱分配2132側線及塔頂溫度的校準22321柴油抽出板（第18層）溫度22322煤油抽出板（第9層）溫度23323塔頂溫度244結論27參考文獻29致謝30前言石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。石油的性質因產(chǎn)地而異，密度為0810克/厘米3，粘度范圍很寬，凝固點差別很大（3060C），沸點范圍為常溫到500C以上，可容于多種有機溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。組成石油的化學元素主要是碳（8387）、氫（1114），其余為硫（00608）、氮（00217）、氧（008182）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵等）。由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分,約占9599，含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害,在石油加工中應盡量除去。不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結構和所占比例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油；以環(huán)烷烴、芳香烴為主的稱環(huán)烴基石油；介于二者之間的稱中間基石油。我國主要原油的特點是含蠟較多，凝固點高，硫含量低，鎳、氮含量中等，釩含量極少。除個別油田外，原油中汽油餾分較少，渣油占1/3。組成不同類的石油，加工方法有差別，產(chǎn)品的性能也不同，應當物盡其用。原油精餾裝置是煉油企業(yè)的“龍頭”，是煉油工業(yè)的第一道工序，為二次加工裝置提供原料，是原油加工的基礎，其能量的綜合利用程度和拔出率高低體現(xiàn)在石化企業(yè)的效益上，因此，開展常壓精餾裝置的研究很有意義。原油常減壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用，在煉廠具有舉足輕重的地位，其運行的好壞直接影響到后續(xù)的加工過程。其中重要的分離設備常壓塔的設計，是能否獲得高收率、高質量油的關鍵。近年來常減壓蒸餾技術和管理經(jīng)驗不斷創(chuàng)新，裝置節(jié)能消耗顯著，產(chǎn)品質量提高。但與國外先進水平相比，仍存在較大的差距，裝置能耗仍然偏高，分餾精度和減壓拔出深度偏低，對含硫原油的適應性差等。進一步提高常減壓裝置的操作水平和運行水平，顯著日益重要，對提高煉油企業(yè)的經(jīng)濟效益也具有重要意義。常減壓蒸餾過程經(jīng)過一百多年的發(fā)展,已成為一個比較完整成熟的工藝。目前，國內外大致都是采用由初餾塔、常壓塔、壓塔，常壓爐、減刃壓爐組成的三塔兩爐工藝流程，但是仍存在一些問題。近年來，我國常減壓蒸餾裝置，呈現(xiàn)了規(guī)模大型化，原油加工品種多樣化生產(chǎn)操作智能化等趨勢，技術水平有了較大的提高。作為煉油企業(yè)的“龍頭”，常減壓蒸餾裝置技術水平高低，不但關系到原油的有效利用，而且對全廠的質量，產(chǎn)品收率，經(jīng)濟效益都有很大影響，這就要求我們積極應用先進適用技術，繼續(xù)推動常減壓蒸餾技術進步，促進整體煉油水平的不斷提高。與國際先進水平相比，我國常減壓蒸餾裝置仍然存在較大的差距，主要是裝置規(guī)模小，運行負荷低，運行周期短，關鍵工藝技術落后，能耗依然偏高等。原油中的汽油餾分含量低，渣油含量高是我國原油餾分組成的一個特點。此次設計的大慶原油屬于低硫石蠟基原油，凝固點高，蠟含量高，膠質含量適中，瀝青質含量低，金屬含量中NI含量較高。為了更好地提高原油的生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對大慶原油進行常壓蒸餾設計。設計的基本方案原油換熱系統(tǒng)電脫鹽系統(tǒng)加熱爐系統(tǒng)常壓系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)，經(jīng)常壓蒸餾得到汽油、煤油、柴油等燃料出裝置及常壓重油去催化裂化車間。塔設備是化工，石油化工、煉油廠等廠中，塔設備的性能對于整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護等各個方面，都有重大的影響。據(jù)有關材料報道，塔設備的投資費占整個工藝設備投資費的較大比例，它所耗用的鋼材重量在各類工藝設備中也屬較多。因此，塔設備的設計和研究，受到化工、煉油等行業(yè)的極大重視。作為主要用于傳質過程的塔設備，首先必須使氣（汽）液；兩相能充分接觸，以獲得較高的傳質效率。此外，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設備還得考慮下列的各項要求生產(chǎn)能力大。在較大的氣（汽）夜流速下，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或者液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象。操作穩(wěn)定、彈性大。塔設備的氣（汽）夜負荷量有較大的波動時，仍能在較高的傳質效率下進行穩(wěn)定的操作。并且塔設備應保證能長期連續(xù)操作。流體流動的阻力小，即流體通過塔設備的壓力降小。這將有助于節(jié)省生產(chǎn)中的動力消耗，用來降低經(jīng)常操作費用。對于減壓蒸餾操作，較大的壓力降還可以使系統(tǒng)無法維持必要的真空度。結構簡單、材料用量小、制造和安裝容易，這可以減少基建過程中的投資費用。耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調節(jié)和檢修。石油作為一種能流密度高，便于存儲、運輸、使用的清潔能源已廣泛應用于國民經(jīng)濟的方方面面。石油煉制工業(yè)是國民經(jīng)濟最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是提供能源，尤其是交通運輸燃料和有機化工原料的最重要的工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，全世界總能源需求的40依賴于石油產(chǎn)品，汽車，飛機，輪船等交通運輸器械使用的燃料幾乎全部是石油產(chǎn)品，有機化工原料主要也是來源于石油煉制工業(yè)，世界石油總產(chǎn)量的10用于生產(chǎn)有機化工原料。石油是十分復雜的烴類非烴類化合物的混合物。石油產(chǎn)品種類繁多，市場上各種牌號的石油產(chǎn)品達1000種以上，大體上可分為以下幾類燃料如各種牌號的汽油、航空煤油、柴油、重質燃料油等；潤滑油如各種牌號的內燃機油、機械油等；有機化工原料如生產(chǎn)乙烯的裂解原料、各種芳烴和烯烴等；工藝用油如變壓器油、電纜油、液壓油等；瀝青如各種牌號的鋪路瀝青、建筑瀝青、防腐瀝青、特殊用途瀝青等；蠟如各種食用、藥用化妝品用，包裝用的石蠟和地蠟；石油焦炭如電極用焦、冶煉用焦、燃料焦等。從上述石油產(chǎn)品品種之多和用途之廣也可以看到石油煉制工業(yè)在國民經(jīng)濟和國防中的重要地位。石油作為一種能流密度高，便于儲存、運輸、使用的清潔能源已廣泛應用于國民經(jīng)濟的方方面面。按2001年中國各行業(yè)石油消費構成看，交通運輸業(yè)占30以上，是消費石油最多的行業(yè)。在交通運輸業(yè)中，汽車是最大的石油消費用戶。在石油產(chǎn)品中，汽油的8590和柴油的30被汽車所消耗。面對中國目前汽車的飛速發(fā)展，保有量的迅猛增長，不能不未雨綢繆，以防石油短缺制約汽車工業(yè)的正常發(fā)展。從世界范圍看，汽車的出現(xiàn)把石油工業(yè)推向了快速發(fā)展的軌道，加快了石油產(chǎn)品的消費和需求。燃料包括汽油、柴油及噴氣燃料（航空煤油）等發(fā)動機燃料以及燈用煤油、燃料油等。我國的石油產(chǎn)品中燃料約占80，而其中約60為各種發(fā)動機燃料，所產(chǎn)柴油和汽油的比例約為131；潤滑劑包括潤滑油和潤滑脂，主要用于降底機件之間的磨擦和防止磨損，以減少能耗和延長機械壽命。其產(chǎn)量不多，僅占石油產(chǎn)品總量的2左右，但品種達數(shù)百種之多；石油瀝青用于道路、建筑及防水等方面；其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量3；石油蠟屬于石油中固態(tài)烴類，是輕工、化工和食品等工業(yè)部門的原料，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量的1；石油焦可用以制作煉鋁及煉鋼用電極等，其產(chǎn)量約為石油產(chǎn)品總量的2；約有10的石油產(chǎn)品，是用作石油化工原料和溶劑，其中包括制取乙烯的原料（輕油），以及石油芳烴和各種溶劑油。2002年，中國原油生產(chǎn)量位居世界第5位，由2001年的1649108T，增加到2002年的1689108T，進口石油1004108T（原油694107T,石油產(chǎn)品31107T），其中從中東進口389107T，比2001年增加47106T，進口國家和地區(qū)接近20個。大慶原油是一種低硫、低膠、高含蠟、高凝點、的石蠟基石油。由于含烷烴多，所以，在其各個餾分中，烷烴的相對含量高，生產(chǎn)汽油抗爆性較差，小于180C餾分，馬達法辛烷值僅40左右。噴氣燃料的相對密度較小，結晶點較高，故只能符合2號噴氣燃料規(guī)格。由于硫含量很低，輕質燃料油不需要精制。同時，在加工中，設備腐蝕問題不大。大慶原油的餾分組成較重，故須采取二次深度加工，以提高輕質燃料收率。潤滑油餾分的黏溫特性好，但凝點高，加工時需要脫蠟。勝利原油相對密度較大，含硫較多，膠質、瀝青質含量較多，屬于含硫中間基原油。孤島混合原油是勝利油田中比較特殊的石油，其特點是含硫、氮、膠質較高，酸值大，黏度大，凝點較低，屬環(huán)烷中間基原油。克拉瑪依石油是低硫中間基原油，特點是含硫量很低約為004到007，含蠟少，凝點低，是生產(chǎn)噴氣燃料和低凝點的輕柴油的良好原料，但直餾餾分的酸度較高，需堿洗。中原混合原油相對密度小，黏度、膠質和硫、氮含量均較低，屬于低硫石蠟基原油。遼河曙光首站原油密度大，黏度大，含蠟量低，屬于硫環(huán)烷中間基原油。俄羅斯原油在室溫下（約22攝氏度）流動性較好，且較輕，20攝氏度密度在07868克每立方厘米到08533克每立方厘米之間，輕質餾分含量較高，氣體的質量收率高達242；粘度較低，50攝氏度粘度在127立方毫米每秒到247立方毫米每秒之間；原油的硫含量較高，含鹽量也較高，所以加工前應進行脫鹽處理。殘?zhí)俊⒒曳趾恳膊桓?。我國?jīng)濟生產(chǎn)的特點是工業(yè)技術水品整體不高，工業(yè)生產(chǎn)的能源和資源消耗及污染排放量高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)比重逐漸增大，但其三廢基本沒有經(jīng)過任何處理而四處排放，污染十分嚴重。我國能源結構中煤炭仍占70左右，煤煙對大氣污染程度不易減輕，環(huán)保治理技術水平落后，嚴重地制約環(huán)保工作的深入開展。人們認識到既不能走“先污染，后治理”的道路，也不能走“邊污染，邊治理”的道路，而應該是采取積極的態(tài)度?！叭嬉?guī)劃，合理布局，綜合利用，化害為利，依靠群眾，大家動手，保護環(huán)境，造福人民”的中國環(huán)保方針，明確了環(huán)境保護的綜合防止思想，是將環(huán)境作為一個有機整體，根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件，按污染物的產(chǎn)生、變遷和歸宿的各個環(huán)節(jié)，采取法律、行政、經(jīng)濟和工程技術相結合的措施，以防為主，以最大限度地合理利用資源、減少污染物的產(chǎn)生和排放，用最經(jīng)濟的方法獲取最佳的防止效果，以實現(xiàn)資源、環(huán)境與發(fā)展的良性循環(huán)。為了實現(xiàn)化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵是搞好環(huán)境保護，需要石油煉制過程中在幾的不同層次上開展工作第一層是對污染進行更有效的治理，實現(xiàn)達標排放。其目的是把生產(chǎn)的有害物質再近期危害限制在一定水平內。第二層是通過工藝改造，盡可能的在正常運行條件下把污染消化在企業(yè)內部。第三層是用潔凈的綠色工藝代替有污染的工藝。即在產(chǎn)品的源頭和生產(chǎn)過程中預防污染，而不是在污染產(chǎn)生后再去治理。第四層是建立“生態(tài)化工”的概念，即根據(jù)對產(chǎn)品和過程生命周期的分析，使用自然界代謝的全過程來規(guī)劃生產(chǎn)。圖01燃料型煉油廠的生產(chǎn)工藝流程圖1原油及其產(chǎn)品的性質11綜述確定一種原油的加工方案是煉廠設計和生產(chǎn)的首要任務。人們根據(jù)所加工原油的性質、市場對產(chǎn)品的需求、加工技術的先進性和可靠性以及經(jīng)濟效益等方面的大量信息，進行全面的分析、研究對比，方能訂出合理的加工方案。一個煉油成產(chǎn)裝置由各種工藝設備（如加熱爐、塔、反應器）及機泵等，它們是為完成一定的生產(chǎn)任務按照一定的工藝技術要求和原料的加工流向互相聯(lián)系在一起，即構成一定的工藝流程。一個工業(yè)裝置的好壞不僅取決于各種設備性能，而且與采用的工藝流程合理程度有很大關系。最簡單的原油蒸餾方式是一段汽化常壓蒸餾工藝流程，所謂一段汽化指的是原油經(jīng)過一次的加熱汽化冷凝完成了將原油分割為符合一定要求餾出物的加工過程。本設計是對年產(chǎn)30萬噸大慶原油常壓塔的設計。主要對常壓塔核心裝置進行了物料衡算和熱量衡算，并對其進行了工藝參數(shù)的確定以及設備尺寸計算與選型。設計中我們繪制了工藝流程圖。12處理量30萬噸/年8000小時/年13氣提蒸汽性質P301KGF/CM2T42014原油的種類、性質大慶原油的性質見表11表11大慶原油性質大慶原油采樣時間年月20085餾程V密度（20）852010032比重指數(shù)34612060粘度（50）MM2/S222114076凝固點30160105閃點（閉口）7180140酸值,MGKOH/G018200170含蠟,M/M1107220185鹽含量,MGNACL/L240218瀝青質,M/M030260252膠質,M/M706280296殘?zhí)?M/M2975300406重金屬,UG/G初餾32FE333NI936元素分析CU050S036PB049N026V041含水,V/V痕跡灰分,M/M0008特性因數(shù)（K）125原油性質由表11可知，該原油密度適中，凝固點高，蠟含量高，膠質含量中，瀝青質含量低（03M/M），金屬含量中NI含量較高（936UG/G）。該原油第一和第二關鍵餾分的性質見表12表12大慶原油每10餾分蒸餾收率（M/M）01020304050607080900246時對恩氏蒸餾數(shù)據(jù)按式（710）石油煉制工程LGD000852T1691進行校正。式中D溫度校正值（加至T上），T超過246的恩氏蒸餾溫度，校正后的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)為見表111表111校正后的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出（體積分數(shù)）01030507090100汽油6593114131150182194煤油20422022423124427952905柴油21723126022773296032013308計算各產(chǎn)品的實沸點蒸餾點溫度查石油化工工藝計算圖表76頁確定實沸點蒸餾50點，由圖表查得它與恩蒸餾50點之差分別為17，73，12。故實沸點蒸餾50點分別為1327，2383，2893。查石油化工工藝計算圖表75頁得實沸點蒸餾曲線各段溫差見表112表112蒸餾溫差曲線線段組分恩氏蒸餾溫差實沸點蒸餾溫差汽油28451煤油16295010柴油14265汽油21341煤油4891030柴油292438汽油1726煤油7123050柴油171266汽油19265煤油131915070柴油187263汽油32378煤油3554067090柴油241295汽油1214煤油1110890100柴油107121計算舉例1030恩氏蒸餾溫差汽油1149321，煤油2242204，柴油2602231292由實沸點蒸餾50點，推算得其實沸點溫度，見表113表113實沸點蒸餾點溫度餾出，V01030507090100汽油275726106713271592197211煤油187921742263238325742983088柴油1924218926272893315634513572計算舉例以汽油為例0點726451275（）10點106734172630點1327261067（）50點13277013272651592（）901592378197（）100點19714211（）計算產(chǎn)品收率直餾汽油的實沸點終餾點211，煤油實沸點蒸初餾點1879汽油與煤油的切割溫度為（2111879）/219945（）煤油與柴油的切割溫度為（30881924）/22506（）柴油與重油的切割溫度為（3572350）/23536（）整理見表114表114產(chǎn)品的切割溫度產(chǎn)品實沸點蒸餾終餾點實沸點蒸餾初餾點切割溫度汽油211煤油3088187919945柴油357219242506重油3503536查圖11石油煉制工程讀出汽油，煤油，柴油的蒸餾收率分別為17、20、35將各體積收率換算為質量收率分別為1487和1890、3331各餾出產(chǎn)品的性質求五個平均沸點體積平均沸點（T10T30T50T70T90）/5（）體積平均沸點TV汽（93114131150182）/5134（）TV煤（220224231244275）/52388（）TV柴（231257273290311）/52724（）斜率S（90餾出溫度10餾出溫度）/（9010）得汽油11125，煤油06875，柴油1由圖34石油煉制工程查得體積平均沸點、質量平均沸點、實分子平均沸點、立方平均沸點和中平均沸點。將各沸點值見表115表115五個平均沸點產(chǎn)品體積平均沸點質量平均沸點子平均沸點立方平均沸點中平均沸點汽油1341361122913181271煤油23882392233123762357柴油27242733267227112696查石油化工工藝計算圖表128頁得K1117,K2120,K3116查石油化工工藝計算圖表59頁得M1114，M2194，M3211，API1512，API2435，API3335查石油化工工藝計算圖表89頁焦點溫度臨界溫度分別為62，243，269查石油化工工藝計算圖表88頁焦點壓力臨界壓力分別為126大氣壓，57大氣壓，59大氣壓K查石油化工工藝計算圖表102頁假臨界溫度分別為578K，709K，725K查石油化工工藝計算圖表106頁假臨界壓力分別為271MPA，251MPA，198MPA查石油化工工藝計算圖表105頁假臨界溫度分別為578K，709K，725K真臨界溫度分別為。590K，715K，730K真臨界溫度與假臨界溫度之比為1021,1008,1007查石油化工工藝計算圖表107頁真臨界壓力分別為331MPA，289MPA，221MPA帕焦點溫度分別為37885，46615，48375焦點壓力分別為61MPA，471MPA，49MPA。以上數(shù)據(jù)見表116表116油品的性質油品汽油煤油柴油密度D420，G/CM3074350803308092比重指數(shù)，API0512435335特性因數(shù)，K117120116相對分子量，M114194211027518791924平衡汽化溫度，10021130883572溫度，32142584694臨界參數(shù)壓力，MPA4242143焦點參數(shù)溫度，壓力，1063788561466154714837549物料衡算根據(jù)物料衡算要求，進入蒸餾塔的進料的質量應等于各出料的質量之和。根據(jù)已知數(shù)據(jù)和進料質量可以求出個產(chǎn)品質量。具體數(shù)據(jù)見表118表118物料平衡（按每年開工8000小時計）油品產(chǎn)率,處理量或產(chǎn)量體積分數(shù)質量分數(shù)104T/YT/DKG/H原油10010040120050000汽油171487595178507437煤油201890756226809450柴油353331133239972166502塔工藝參數(shù)的選取21原油精餾塔計算草圖求取211確定蒸汽用量側線產(chǎn)品及塔底重油都用過熱蒸汽汽提。使用的是420，00301MPA的過熱蒸汽。用量見表21表21汽提水蒸氣用量油品質量分數(shù)（對油）KG/HKMOL/H一線煤油3028351969二線柴油2948285335塔底重油20329262286合計1095617609數(shù)據(jù)計算過程如下煤油945032835（KG/H）；柴油166502948285（KG/H）；重油（500009450166507437）232926（KG/H）212塔板型適合塔板數(shù)石油精餾塔的塔板數(shù)主要靠經(jīng)驗選用表（77）（78）【石油煉制工程】是常壓塔板數(shù)的參考值。參照表選定塔板數(shù)見表22表22各油段所占的塔板層數(shù)汽油煤油段9層煤油柴油段6層柴油汽化段3層塔底氣提段4層考慮采用一個中段回流，用3層換熱塔板，全塔塔板數(shù)總計為28層。213精餾塔計算草圖將塔底、塔板、進料及產(chǎn)品進出口、中段循環(huán)回流位置、汽體返塔位置、塔底汽提點等繪制成草圖見圖21圖21精餾塔計算草圖214操作壓力的確定壓力為013MPA。塔頂采用兩級冷卻流程。取塔頂空冷器壓力為001MPA，使用一個管殼式后冷器，殼程壓力降取0017MPA，故塔頂壓力01300100170157MPA（絕對壓力）取每層浮閥塔板壓力降為05KPA（4MMHG），則推算得常壓塔各關鍵部位的壓力如下（單位為MPA）塔頂壓力為0157（MPA）；一線抽出板（第9層）上壓力為0161（MPA）；二線抽出板（第18層）上壓力為0166（MPA）；汽化段壓力（第21層）下壓力為0167MPA）；取轉油線壓力降為0035MPA，則加熱爐出口壓力017000350202MPA）22汽化段和塔底溫度的確定221汽化段溫度汽化段中進料的汽化率與汽化度取過汽化度為進料的2（質量分數(shù)）或203（體積分數(shù)），即過汽化量為750KG/H要求進料在汽化段中的汽化率為（172035203）7403汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如表23表23汽化段中各物料的流量產(chǎn)品KMOL/H汽油6524煤油4871柴油7891過汽化油25油汽量合計19536其中過汽化油的相對分子量取300，則過汽化油流量為750/30025KMOL/H）塔底氣提還有水蒸氣2286KMOL/H由此計算的汽化段的油氣分壓為016724525/（245252286）0153（MPA）汽化段溫度的求定汽化段溫度應該是在汽化段油氣分壓0153MPA之下汽化7403體積分數(shù)）的溫度，作出在0153MPA下原油平衡汽化曲線；原油在常壓下的實沸點曲線與平衡汽化曲線的交點為280，將此交點溫度280換算為0155MP下的溫度，查石油煉工程66頁得2889從該點作垂直于橫坐標的直線A，在A線上找的2989之點，過此點作平行于原油常壓平衡汽化曲線2的線4，即為原油在0153MPA下的平衡汽化曲線。由曲線4可查EF為7403的溫度為3555222進料在汽化段中的焓查圖317石油煉制,進料在汽化段中的焓計算見表24（P0170MPA,T3495）表24進料在汽化段中的焓值及帶入汽化段的熱量焓，KJ/KG油料氣相液相熱量，KJ/H106汽油煤油柴油過汽化油重油合計11507911221211137411095692114115079929375107011221211812513261113742081875231911095612501399212057518956749其中過汽化油和重油的密度分別為08513，08615。223塔底溫度根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，原油蒸餾裝置的常壓塔的塔底溫度一般比汽化段溫度低510，取塔底溫度比汽化段溫度低7，則塔底溫度3555734853塔頂及側線溫度的假設與回流熱分配31全塔回流熱311設塔頂及各側線溫度假在塔內有水蒸氣存在的情況下，常壓塔頂汽油蒸汽可以大致定為該油品恩氏蒸餾60點的溫度。（1405）當全塔汽提水蒸氣用量不超過進料量的12時，側線抽出板溫度大致相當于與該油品恩氏蒸餾50點的溫度。80166188000/310710038512假設塔頂?shù)臏囟燃案鱾染€溫度見表31表31假設塔頂?shù)臏囟燃案鱾染€溫度塔頂溫度1405煤油抽出板（第9層）溫度2276柴油抽出板（第18層）溫度2603312全塔回流熱按上述假設條件作全塔熱平衡，由此求出全塔回流熱，見表32表32全塔回流熱操作條件焓，KJ/KG物料流率KG/H密度G/CM3壓力，MPA溫度，氣相液相熱量106KJ/KG進料500000852016735556749汽提蒸氣10956103014203316454入方合計51095617203汽油7437074350157140665317607煤油9450080330161227657362678柴油166500809201662602678291412重油329260861501713485908581869水蒸氣109561015714052702370出方合計34961874936所以，全塔回流熱Q（720349361062267106（KJ/H）313流熱分配塔頂采用二級冷凝冷卻流程，塔頂回流溫度定為60；采用一個中段回流位于煤油側線與柴油側線之間（第1113層之間）?；亓鳠岱峙湟姳?3表33回流熱分配塔頂回流取熱50Q111335106KJ/H中段回流取熱50Q211335106KJ/H32側線及塔頂溫度的校準321柴油抽出板（第18層）溫度按下圖的隔離體系作第18層以下塔段的熱平衡圖31柴油抽出板下方草圖第18層以下塔段的熱平衡見表34表34第18層以下塔段的熱平衡操作條件焓，KJ/KG物料流率KG/H密度G/CM3壓力，MPA溫度，氣相液相熱量106KJ/KG進料500000852016735556749汽提蒸氣10956103014203316136內回流L08354016624756196861968L入方合計51095616885汽油7437074350166260391695852煤油94500803301662603904391068柴油166500809201662603678291412重油329260861501713485908581869水蒸氣1095610166260330024124內回流L0835426038876488764L出方合計34961875325由熱平衡得，688510661968L532510688764L所以，內回流L5821764（KG/H）或5821764/21127591（KMOL/H）柴油抽出板上方氣相總量為8152608927591228644118（KMOL/H）柴油蒸汽（即內回流）分壓為016627591/441180104（MPA）由柴油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算01MPA下平衡汽化0點溫度，可以用圖224和圖223石油化工工藝計算圖表先換算的常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)，再用換算成0104MPA下的平衡汽化數(shù)據(jù)，其計算結果如表（35）表35柴油蒸汽分壓下的溫度換算項目0103050恩氏蒸餾溫度，恩氏蒸餾溫差，平衡汽化溫差，常壓平衡汽化溫度，0105MPA下平衡汽化溫度，2172311426511124257262125727316652802745281由以上可求得柴油在0104MPA下的泡點溫度為257，與原假設的2603很接近，可認為原假設溫度是正確的。322煤油抽出板（第9層）溫度按圖32的隔離體系作第9層以下塔段的熱平衡圖32煤油抽出板下方草圖第9層以下塔段的熱平衡見表36表36第9層以下塔段的熱平衡操作條件焓，KJ/KG物料流率KG/H密度G/CM3壓力，MPA溫度，氣相液相熱量106KJ/KG進料500000852016735556749汽提氣10956103014203316337內回流L080630161183452204522L入方合計51095617086汽油7437074350161227684577786煤油9450080330161227657362678柴油166500809201662603678291412重油329260861501713485908581869水蒸氣10956101612276293312298內回流L0806322768290382903L出方合計34961875043由熱平衡得，70861064522L504310682903L所以，內回流L5421543（KG/H或5421543/19427946（KMOL/H）煤油抽出板上方氣相總量為8512279462286335441738（KMOL/H）煤油蒸汽（即內回流）分壓為016127946/417380108（MPA）由煤油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算0108MPA下平衡汽化0點溫度，可以用圖224和圖223石油化工工藝計算圖表先換算的常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)，再用換算成0108MPA下的平衡汽化數(shù)據(jù)，其計算結果見表37表37煤油油蒸汽分壓下的溫度換算項目0103050恩氏蒸餾溫度，恩氏蒸餾溫差，平衡汽化溫差，常壓平衡汽化溫度，0105MPA下平衡汽化溫度，2042201646122623222423171223412332342由以上可求得煤油在0108MPA下的泡點溫度為226，與原假設的2276很接近，可認為原假設溫度是正確的。323塔頂溫度塔頂蒸氣一般冷凝到5590?；亓鳒囟萒060，其焓值H01632KJ/KG；塔頂溫度T11405，回流（汽油）蒸氣的焓H164317KJ/KG，故塔頂冷回流量為L0Q1/（H1H0）11335106/（6531716320）2313407（KG/H）塔頂油氣量（汽油內回流蒸氣）為（5575929375）/11413043（KMOL/H）塔頂水蒸氣流量為82177/184565（KMOL/H）塔頂油氣分壓為015728445/（284457609）01239（MPA）塔頂溫度應該是汽油在其油氣分壓下的露點溫度。由恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算汽油壓露點溫度，見表38。表38露點溫度的換算項目507090100恩氏蒸餾溫度，恩氏蒸餾溫差，平衡汽化溫差，常壓平衡汽化溫度，1311501932916811712618219412321428146由上表可求得汽油常壓露點溫度為146已知汽油焦點溫度和焦點壓力依次為37885，591MPA根據(jù)以上數(shù)據(jù)在平衡汽化坐標紙上作出汽油平衡汽化100點的PT線；由上述作出的汽油露點線相圖，見圖33可讀得油氣分壓為01239MPA時的露點溫度為147。不凝氣以后求得的塔頂溫度比實際塔頂溫度約高出3，可將計算所得的塔頂溫乘以系數(shù)097作為采用的塔頂溫度。則塔頂溫度為147097814259，與假設的1405很接近，故原假設溫度正確。圖33汽油的露點相圖驗證在塔頂條件下，水蒸氣是否會冷凝塔頂水蒸氣分壓為01570123900331MPA相應于此壓力的飽和水蒸氣溫度為7190（）遠低于塔頂溫度1405，故在塔頂?shù)乃魵馓幱谶^熱狀態(tài)，不會冷凝4結論畢業(yè)設計即將結束，在這幾個月的畢業(yè)設計過程中，我不僅僅把所學的知識復習了一遍，更重要的是初步培養(yǎng)了我要做為一個工程技術人員應有的那種認真負責，謹慎而有創(chuàng)造性的工作風格。關于本次設計我總結如下在工藝計算中，一些參數(shù)的求取，我采用的是一種經(jīng)驗數(shù)值，或者假設和對比的方法，其優(yōu)點是使計算比較簡單，計算的結果比較接近實際；在對水力學等方面進行設計時，尤其是對塔盤的設計，我采用的是逐板分析法確定塔板數(shù)，對塔板結構進行了詳細的分析和查閱資料，對一些主要尺寸進行了給定，這方面設計的好與壞直接關系到整個設計的成與敗。原油常減壓蒸餾裝置耗能極大,約占整個煉油廠煉油用能量的2030,而且目前我國的一些煉油廠用的換熱網(wǎng)絡僅僅考慮到工藝要求,而未考慮熱量的合理利用因此,優(yōu)化換熱網(wǎng)絡結構,最大限度地回收熱量,不僅可提高原油的預熱中溫,減少燃料油的消耗,還可降低冷卻熱負荷要保證有效能損失最小,即遵循高溫位熱流與高溫位冷流換熱,中溫位與中溫位換熱,低溫位與低溫位換熱的匹配原則,而且要有效利用熱流的高溫位熱源,對原有換熱器進行充分利用,使設備投資費降到最低。常壓蒸餾裝置提高經(jīng)濟效益的方法如下（1）改變工藝流程、調整產(chǎn)品結構調整常壓塔側線產(chǎn)品方案開發(fā)新工藝、生產(chǎn)新產(chǎn)品回收不凝氣中的液化石油氣（2）精心操作、增加高附加值產(chǎn)品減少石腦油含量、提高柴油收率強化汽提段操作、提高輕油收率（3）常壓汽提