遼河原油常壓塔工藝畢業(yè)論文目錄TOC\h\z\t"標題1,1,標題2,2,標題3,3"摘要 IAbstract II第1章文獻綜述 11.1我國煉油的現(xiàn)狀 11.1.1中國煉油工業(yè)的現(xiàn)狀 11.1.2我國能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢初探 21.2煉油行業(yè)的對策 51.2.1煉油廠常減壓裝置節(jié)能新措施 51.2.2降低常減壓裝置能耗的新措施 61.2.3采用新工藝新設(shè)備，提高能量轉(zhuǎn)換利用水平 91.2.4基于工藝操作條件優(yōu)化的節(jié)能措施 10第2章工藝設(shè)計計算 122.1設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 122.1.1原油及產(chǎn)品性質(zhì)的性質(zhì) 122.1.2原油實沸點蒸餾及餾分性質(zhì) 162.2加工方案的確定 162.3裝置特點及主要技術(shù)措施 172.3.1裝置特點 172.3.2主要技術(shù)措施 172.3.3計算產(chǎn)品有關(guān)性質(zhì) 202.4常壓塔物料平衡計算 242.5汽提蒸汽用量 242.6選定塔板形式和塔板數(shù)及其計算草圖 252.6.1確定塔板型式和塔板數(shù) 252.6.2常壓分餾塔計算草圖 252.7確定常壓塔各關(guān)鍵部位操作壓力 262.8確定汽化段溫度 272.8.1汽化段油汽分壓 272.8.2汽化段溫度的初步求定 272.8.3tF的校核 282.9確定塔底溫度 292.10全塔熱平衡及回流熱的分配 292.10.1假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度 292.10.2回流熱 302.10.3回流方式及回流熱分配 302.11側(cè)線及塔頂溫度校核 312.11.1裂化原料抽出板（第10層）溫度校核 312.11.2常二柴油板（第22層）溫度校核 332.11.3常一線（第36層）重石腦油抽出板溫度 352.11.4塔頂溫度 372.12有代表性塔板的汽液負荷的計算 372.12.1汽提段汽液負荷： 372.12.2汽化段汽液負荷 372.12.3第5層板熱平衡 382.12.4第二中段回流抽出板（第17層）的熱平衡 392.12.5第二中段回流抽出板（第21層）的熱平衡 402.12.6第一中段回流抽出板（第31層）的熱平衡 422.12.7第一中段回流抽出板（第35層）的熱平衡 432.12.8第45層板汽液負荷 452.13汽液負荷分布 462.13.1汽液負荷表 462.13.2汽液負荷圖 48第3章常壓塔設(shè)備尺寸確定及水利學校核 493.1確定塔徑 493.1.1計算塔徑 493.2塔高確定 503.3溢流裝置 513.3.1堰長、出口堰高 513.3.2弓形降液管寬度和中間降液管寬度和面積 513.3.3閥孔數(shù)目的確定及布置形式 523.4塔板流體力學校核 543.4.1氣體通過浮閥塔板的壓力降 543.4.2液泛情況 553.4.3霧沫夾帶情況 553.4.4塔板負荷性能圖 57第4章常壓塔設(shè)備尺寸及工藝計算匯總 60參考文獻 61遼河原油原油常壓塔工藝計算第1章文獻綜述1.1我國煉油的現(xiàn)狀1.1.1中國煉油工業(yè)的現(xiàn)狀當前人類正面臨著可持續(xù)發(fā)展的考驗，我國政府也提出了要建設(shè)節(jié)約型社會的宏偉目標。節(jié)約能源是建設(shè)節(jié)約型社會的重要內(nèi)容。在我國建筑能耗已占總能耗的28%并逐步上升，正向35%靠攏。而我國能源狀況并不樂觀，建筑用能浪費嚴重，節(jié)約能源的任務不但十分繁重而且極為迫切。筆者僅就我國能源狀況及建筑節(jié)能有關(guān)問題談一些個人看法，供共同討論[1]。（1）我國能源狀況我國人口眾多，能源資源相對缺乏。自然資源總量排在世界第七位，能源資源總量居世界第三位。我國人均能源占有量約為世界平均水平的40%。我國是以煤為主要能源的國家，煤炭在一次能源生產(chǎn)和消費中所占比例一直保持在70%左右。今后這種情況也難以有較大的改變。我國煤炭資源相對豐富，儲量居世界第三位，煤炭預測地質(zhì)儲量為4.5萬億t，探明儲量為1.02萬億t，約占世界總儲量的11.1%，但人均占有量約為世界人均占有量的50%，能用于建礦井的資源儲量為2200億t。若平均回采率按30%計算，可開采儲量660億t。2005年我國原煤產(chǎn)量21.9億t，能用于建礦井的原煤能開采30多年。我國煤炭資源分布很不均衡，北方地區(qū)儲量多，南方地區(qū)儲量少。北方地區(qū)又主要集中在山西、內(nèi)蒙古、陜西三省，其儲量約占全國總儲量的2/3。南方除貴州、云南儲量較多外，其它地區(qū)儲量很少，廣西探明原煤儲量僅為22億t，占全國總儲量的0.2%。（2）我國石油和天然氣資源相對貧乏石油預測儲量為4832億t，探明剩余可采儲量為24.9億t，2005年我國原油產(chǎn)量為1.81億t，石油及煉油產(chǎn)品消費量為3.1億t。按目前的產(chǎn)出量石油探明儲量也只能開采13年。我國探明石油可開采儲量僅占世界總儲量的1.5%，人均占有量僅為世界人均水平的7.7%[2]。（3）我國天然氣資源情況和石油相似目前探明剩余儲量為2.6萬億m3，2005年我國產(chǎn)量為500億m3，按照目前產(chǎn)量可開采50年，當然天然氣也存在不可能把全部資源都采上來的問題。天然氣在我國大規(guī)模開采利用歷史較短，在消費的能源總量。但天然氣是一種使用方便的清潔能源，其使用過程中產(chǎn)生的有害氣體量遠低于煤炭，因此，需求量有大幅度增加的趨勢。特別是作為城市生活用燃料需求量很大。我國探明的天然氣儲量僅為世界的1.4%，人均資源占有量僅為世界人均占有量的7%左右。（4）總體看來我國能源資源是短缺的能源作為一種特殊的資源對它的開采使用必須本著“開源節(jié)流”的原則，既要擴大能源生產(chǎn)，更要高度重視節(jié)省能源，這是保證我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要條件。目前我國能源浪費情況仍較嚴重，一些高能耗的落后生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)技術(shù)，落后的工業(yè)設(shè)備和產(chǎn)品仍在使用生產(chǎn)，高能耗建筑也大量存在，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗量為發(fā)達國家3倍以上，因此節(jié)能的潛力是很大的。國家“十一五”規(guī)劃就明確提出到“十一五”末，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值平均能源消耗要降低20%，要實現(xiàn)這一目標必須采取更嚴厲更有效的節(jié)能措施。1.1.2我國能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢初探能源供應和環(huán)境保護是經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基本條件，如何才能使二者相互協(xié)調(diào)發(fā)展？21世紀將靠什么能源？本世紀人類將直接面對的兩大問題：一是能源消耗增長帶來的日益嚴重的環(huán)境問題；二是能源資源的匱乏導致的全球能源危機。我國能源工業(yè)同樣面臨著資源、能源和環(huán)境的壓力。（1）能源結(jié)構(gòu)及利用①我國能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒2001》統(tǒng)計，2000年我國各種常規(guī)能源在一次能源消耗總量中所占比重為：煤炭67％，石油23.6％，天然氣2.5％，一次電力（水、核電）6.9％。我國的環(huán)境污染相當嚴重，在世界污染最嚴重的10個城市中，我國就占到了7個。這種狀況與大量消耗煤炭有關(guān)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，空氣中70%的懸浮顆粒物和90%的二氧化碳來自燃煤。隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，社會對能源的需求量越來越大，人類對生活環(huán)境日益關(guān)注。因此，切實解決“未來全球能源危機”和“環(huán)境保護”兩大問題顯得尤為重要?？偟膩碚f，問題的解決可以從實現(xiàn)能源供應優(yōu)質(zhì)化、多樣化和改善我國能源結(jié)構(gòu)兩方面著手，分兩個層次相繼展開：一是推廣利用清潔能源，減少煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重；二是扶持發(fā)展新能源和可再生能源，建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)。②大力推廣利用天然氣，隨著近年來中國石油的短缺和環(huán)保力度的日益加大，天然氣利用問題已經(jīng)得到政府、天然氣企業(yè)和廣大用能單位的廣泛重視。在本世紀的最初幾年內(nèi)，天然氣市場將在全國中東部地區(qū)得到初步發(fā)育，并將在2005年以后快速發(fā)展。中國天然氣需求增長速度也將快于煤炭和石油。據(jù)《中國中長期能源戰(zhàn)略》預測：天然氣在一次能源總需求構(gòu)成中的比重2010年約為6.5%，2020年約為9%；屆時按基本需求估計，天然氣需求將分別達到約1100×108m3和1800×108m3。城市氣化、發(fā)電、工業(yè)窯爐燃氣及化工原料是今后我國天然氣利用的主要方向。隨著發(fā)電氣化的大規(guī)模實施，電力生產(chǎn)部門將成為天然氣消費大戶，這是保護環(huán)境，減少污染的一個重大舉措。例如：一座100×104kW燃煤電站每年約消耗原煤3×106t，向大氣排放煙塵77×104t，二氧化硫6.1×104t，氮氧化物1.3×104t，二氧化碳2.13×106t，苯并芘630kg。利用天然氣發(fā)電就可以完全避免煙塵和二氧化硫、氮氧化物、苯并芘等有害物的排放。城市氣化主要指城市民用燃料的燃氣化。居民集中居住區(qū)可以采用燃氣式中央空調(diào)實現(xiàn)居室溫度系統(tǒng)調(diào)節(jié)；居民分散區(qū)可以以戶為單元形成一個小的天然氣利用系統(tǒng)。室內(nèi)調(diào)溫、洗浴、炊事等各子系統(tǒng)既相對獨立又相互聯(lián)系，這樣既操作方便，又可以對能量進行綜合利用，達到節(jié)能目的。這種小系統(tǒng)在歐洲一些國家已經(jīng)相當普遍。隨著天然氣的大規(guī)模使用，我國城市環(huán)境污染嚴重的狀況會逐步得到改善。今后15年，我國天然氣利用的總體目標是：充分利用國內(nèi)、外兩種資源，構(gòu)筑我國天然氣管網(wǎng)及配套設(shè)施，滿足我國天然氣市場的需求，發(fā)展我國天然氣利用事業(yè)；以“以氣代油、以氣發(fā)電，城市氣化”為我國天然氣利用的發(fā)展方向，提高天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例，爭取2020年接近10%；減輕環(huán)境壓力，提高居民生活質(zhì)量。盡管如此，天然氣的使用也只是在某些方面緩解了環(huán)境壓力。更重要的是天然氣資源有限，不可再生，同樣無法解決“未來全球能源危機”問題。為此世界上許多國家重新加強了對新能源和可再生能源利用技術(shù)發(fā)展的支持，我國也制定了相關(guān)政策，積極推進新能源和可再生能源的發(fā)展。③新能源和可再生能源的利用：我國新能源和可再生能源資源和利用現(xiàn)狀，我國政府一直關(guān)心新能源和可再生能源的開發(fā)利用。1992年聯(lián)合國全球環(huán)境與發(fā)展大會后，國務院提出了我國對環(huán)境與發(fā)展采取的10條對策和措施，明確指出要“因地制宜地開發(fā)和推廣太陽能、水能、風能、地熱能、潮汐能、生物能等清潔能源”。我國具有豐富的新能源和可再生能源資源。20年來，我國新能源和可再生能源的開發(fā)利用也得到了很大發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)實能源系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。目前各類新能源和可再生能源，年提供能量約7.58×1012MJ，這對促進國民經(jīng)濟發(fā)展和滿足廣大農(nóng)村和邊遠地區(qū)人民生活的能源需求起到了重要作用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。水能可開發(fā)資源為3.78×108kW，目前已開發(fā)利用11％，小水電開發(fā)和利用取得世界公認的成就。生物能利用量約為6.59×1012MJ，占農(nóng)村生活能源消費的70％，整個用能的50％；薪炭林建設(shè)和薪材能源開發(fā)取得了顯著進展；生物能利用技術(shù)有了新發(fā)展，全國年產(chǎn)沼氣12×108m3以上。在我國約600×104km2可利用太陽能的國土上，太陽能年總輻射量超過60×104kJ/cm2，太陽能資源豐富，開發(fā)利用前景廣闊。國內(nèi)太陽能熱利用方面，主要有太陽能熱水器、太陽灶、被動式太陽房和太陽能干燥器、太陽能光伏發(fā)電。風能資源總量為16×108kW，約10％可供開發(fā)利用；我國風力發(fā)電總裝機容量達到2.6×104kW；風能綜合利用基礎(chǔ)理論研究、實用工藝技術(shù)等方面均取得進展。地熱資源尚待繼續(xù)勘探，我國目前已探明的地熱儲量約為11686×1012MJ，現(xiàn)已利用的相當于1010×108MJ，不足十萬分之一。已建成的西藏羊八井地熱電站現(xiàn)裝機總?cè)萘?.5×104kW，年發(fā)電量達9700×104kW·h，為拉薩電網(wǎng)供電的50％，是我國目前最大的地熱電站。我國海洋能源資源亦十分豐富，其中可開發(fā)的潮汐能就有2000×104kW以上。海洋能開發(fā)利用方面，目前已建有潮汐發(fā)電站總裝機容量5930kW，年發(fā)電量1021×104kW·h；波浪發(fā)電試驗電站也在建設(shè)之中。氫能等有應用前景的新能源技術(shù)開發(fā)尚處于實驗室試驗研究階段。可以看出我國在新能源和可再生能源方面已經(jīng)取得可喜的成績，但總的來說，無論是科研水平、開發(fā)利用規(guī)模、還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面都同國際水平有很大差距。其根本問題在于：一是尚未納入國家能源建設(shè)計劃；二是對新能源和可再生能源的研究與開發(fā)投入太少，如對太陽能研究與開發(fā)經(jīng)費投入不及美國的1％，甚至不及印度等國家；三是商品化程度低，產(chǎn)業(yè)化薄弱。我國新能源和可再生能源的大發(fā)展還有待于國家制定相關(guān)政策大力扶持。新能源和可再生能源發(fā)展展望，今后15年，新能源和可再生能源發(fā)展的總目標是：提高轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本，增大在能源結(jié)構(gòu)中所占比例；新技術(shù)、新工藝有大的突破，國內(nèi)外已成熟的技術(shù)要實現(xiàn)大規(guī)模、現(xiàn)代化生產(chǎn)，形成比較完善的生產(chǎn)體系和服務體系；實際使用數(shù)量要達到9.85×1012MJ以上，為保護環(huán)境和國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展做出貢獻。1.2煉油行業(yè)的對策1.2.1煉油廠常減壓裝置節(jié)能新措施常減壓裝置是煉油廠最大的耗能裝置之一，約占煉油總耗能的25%～30%，因此降低該裝置的能耗對煉油廠的節(jié)能降耗具有極其重要的意義。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)常減壓裝置的最低能耗約為41013MJ/t，而平均能耗則為51813MJ/t，差距高達108MJ/t，可見該裝置的節(jié)能尚有較大的挖掘潛力。本文分析了常減壓裝置的用能特點和存在的問題，并根據(jù)實際應用和科研成果，總結(jié)了近年來國內(nèi)應用的一些富有成效的節(jié)能措施，分析了其節(jié)能效果，供各煉油廠在常減壓裝置改造時借鑒，從而提高裝置整體用能效率，降低能耗。在傳輸和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，能量的利用率為86.9%。在直接損失的能量中，加熱爐的排煙熱損失占總供入能量的8.45%。在工藝利用環(huán)節(jié)，裝置工藝總用能較高，大于1000MJ/t，且系統(tǒng)回收循環(huán)能較低，僅占36.1%，其它用能需要由裝置外界燃料、蒸汽和電力等進行補充。能量回收利用環(huán)節(jié)的回收率為64.5%，有近18.8%的待回收能量被冷卻水帶走，另有12.5%的能量以散熱形式排入大氣中。由此可以看出；在能量的傳輸轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)中，直接熱損失特別是排煙熱損失占的比例較大，因此應重點考慮加熱爐高溫煙氣能量的再利用問題；在工藝利用環(huán)節(jié)應改進系統(tǒng)換熱流程，合理利用不同溫位的熱源，加強循環(huán)能的回收，同時優(yōu)化操作，借用其它裝置的能量降低本裝置總用能；在能量回收環(huán)節(jié)應減少冷卻負荷，著重加強低溫熱的回收。1.2.2降低常減壓裝置能耗的新措施（1）采用系統(tǒng)優(yōu)化匹配方法，統(tǒng)籌考慮節(jié)能方案系統(tǒng)優(yōu)化匹配就是打破單套裝置界限，根據(jù)不同溫位熱源的特點，合理地實行裝置間的聯(lián)合，在較大范圍內(nèi)進行冷、熱物流的優(yōu)化匹配的方法，其根本目的是避免“高熱低用”，實現(xiàn)能量利用的最優(yōu)化。以某廠50萬t/a常減壓裝置和氧化瀝青裝置的聯(lián)合優(yōu)化方案為例；該方案將氧化塔底抽出的瀝青由260℃與常減壓裝置的脫后原油換熱至180℃后再出裝置，可使原油升溫35℃，常壓爐節(jié)省燃料135kg/h。同時，通過將常壓換熱后原油送至瀝青裝置的焚燒爐對流段與高溫煙氣(約900℃)進行換熱，又可使其溫度升高16℃。裝置進行優(yōu)化后，極大地提高了常壓爐的進料溫度，降低了爐子熱負荷，使常減壓裝置的能耗由原來的522.47MJ/t下降到484.66MJ/t[3]，節(jié)能效果相當明顯。此外，將常減壓裝置的中間產(chǎn)品直接供入下游加工裝置，進行“接口進料”，也可以較好地達到節(jié)能目的。如常減壓蠟油和渣油熱供料到催化裂化、加氫裂化、焦化、瀝青等裝置，組成物流聯(lián)合系統(tǒng)，既可以減少下游裝置進料升溫加熱的負荷，降低其能耗，又可以減少常減壓裝置的產(chǎn)品冷卻負荷，降低冷卻水用量，從而達到綜合節(jié)能效果。優(yōu)化換熱網(wǎng)絡，合理匹配冷熱物流常減壓裝置的剩余熱量主要是蒸餾塔塔頂回流和各中段回流取出的，熱流的溫位從上而下逐漸升高，因此為提高原油的最終換熱溫度，應合理分配取熱，增加高溫位熱源熱量，而進行換熱網(wǎng)絡的優(yōu)化是重中之重。根據(jù)對換熱過程有效能損失的分析[4]，在設(shè)計換熱網(wǎng)絡時，應安排一個高溫熱源進行多次換熱，即根據(jù)冷源溫度的高低依次進行換熱，使每次的傳熱溫差較小，而不宜使之直接與溫度很低的冷流進行換熱并產(chǎn)生較大的溫差。目前，對于換熱網(wǎng)絡優(yōu)化合成應用比較廣泛的是夾點技術(shù)[5]。“夾點”的概念最初是由英國教授B,Linnhoff提出的。他認為在換熱網(wǎng)絡中存在著一個最小的允許傳熱溫差ΔTmin——這一點即為“夾點”，它限制了網(wǎng)絡最大熱量的回收。無論多么復雜的熱傳遞網(wǎng)都可以在溫—焓圖上按一定的規(guī)則作出能量組合曲線，而熱流曲線與冷流曲線之間的最小垂直溫差就是網(wǎng)絡的夾點。冷熱流曲線將整個溫—焓圖分為傳遞系統(tǒng)換熱負荷、公用工程冷卻負荷和公用工程加熱負荷三部分，通過選取適當?shù)膴A點溫差就可以達到最小的公用工程負荷，從而實現(xiàn)熱量最經(jīng)濟的匹配。近年來利用夾點技術(shù)對原有裝置換熱網(wǎng)絡進行改造取得了一些明顯的效果。如大慶石化總廠[6]應用基于夾點設(shè)計原則的PDMI軟件對其第三常減壓裝置的原有換熱網(wǎng)絡進行了優(yōu)化，在增加3臺換熱器和1臺蒸汽發(fā)生器后，使該裝置的總能耗降低約4%，年節(jié)約燃料油1438t?？死斠罒捰蛷S[7]也曾根據(jù)該技術(shù)對其常減壓裝置換熱系統(tǒng)進行了優(yōu)化改造，僅增加了7臺冷換設(shè)備就使原油換熱總溫由250℃提高到295℃，節(jié)能效果相當可觀。此外，針對常減壓的換熱優(yōu)化節(jié)能過程，高維平等開發(fā)了“換熱網(wǎng)絡的合成”、“換熱網(wǎng)絡的分析”、“換熱器優(yōu)化設(shè)計”和“換熱網(wǎng)絡的流程模擬”等技術(shù)，并利用“換熱網(wǎng)絡優(yōu)化節(jié)能軟件包”對吉化煉油廠原有常減壓換熱流程進行了改造[8]，使初底油換熱終溫由272℃升高到308℃，年可節(jié)省燃料7800t，也取得較好的節(jié)能效果。（2）采用新工藝新設(shè)備，提高能量轉(zhuǎn)換利用水平提高加熱爐效率，加熱爐是重要的升溫設(shè)備，煉廠綜合能耗的1/3是由其進行轉(zhuǎn)換和消耗的，節(jié)能潛力巨大。針對加熱爐效率的提高主要有如下幾種新的措施；將常規(guī)的煙氣余熱加熱自用燃燒空氣、原油獨立換熱流程改為加熱爐對流室冷流原油與煙氣直接換熱流程[9]。該流程的優(yōu)點是：既加強了煙氣余熱回收系統(tǒng)和裝置換熱系統(tǒng)冷熱流的匹配優(yōu)化，又將原來的氣—氣換熱改為氣—液換熱，極大地提高了換熱效率。某廠裝置進行流程改造后，使加熱爐的平均效率由65%提高到85%。采用熱管式空氣預熱器進一步強化加熱爐煙氣能量的回收，減少排煙熱損失。由熱管組成的熱管式空氣預熱器是一種高效氣—氣換熱設(shè)備。熱管內(nèi)外封閉，管外帶有翅片，管內(nèi)充有儲熱介質(zhì)。借助于介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝可以高效地實現(xiàn)煙氣和空氣之間的換熱，其最大負荷可達5MW[10]。采用新型燃燒器火嘴，提高加熱爐燃料的燃燒效率。燃燒器火嘴的結(jié)構(gòu)決定了燃料的霧化性能和燃燒效果，這一點對重油燃料更為重要。目前，針對重油燃料的高粘特性，北京航空航天大學成功開發(fā)了內(nèi)混合多孔互擊式音速空氣霧化火嘴，可使重油霧化粒度小于20μm，具有霧化性能好、燃燒充分、不易結(jié)焦堵塞的特點，與其它重油燃燒器相比可節(jié)約燃料10%左右。這種新型火嘴已實現(xiàn)了工業(yè)應用，取得較好效果。采用內(nèi)波外螺紋換熱器，強化換熱效果從傳熱方程Q=K·A·Δt看，在傳熱面積A和溫差Δt一定時，提高傳熱系數(shù)K可以提高傳熱速率Q。根據(jù)對換熱器管壁流體流動狀態(tài)的分析[11]，由于兩側(cè)的冷、熱流體在緊靠壁處處于熱阻較大的層流狀態(tài)，因此為提高K必須改變管壁處流體的流動狀態(tài)，增大其紊流程度，改變總傳熱系數(shù)由管內(nèi)膜層流傳熱系數(shù)控制的狀況。內(nèi)波外螺紋換熱器就是基于這樣的原理來強化換熱器傳熱效果的[12]。該換熱器管管壁呈內(nèi)凸外凹的波紋形，當流體流經(jīng)管壁的凹、凸槽時，會產(chǎn)生一個方向始終垂直于層流流動方向的縱向渦流。該渦流使層流層受到?jīng)_擊干擾，轉(zhuǎn)變成紊流狀態(tài)，從而提高了總傳熱速率。由于此型換熱器的特殊設(shè)計同時強化了管束兩側(cè)的傳熱，近年來它正逐步取代常用的浮頭換熱器，在煉油廠得到廣泛應用。應用變頻調(diào)速技術(shù)，降低電耗目前常減壓裝置都是利用離心泵進行原油的傳送，機泵電機的設(shè)計功率也較大。在需要降量生產(chǎn)時通常采用關(guān)小出口閥門的方法進行控制。實踐證明這種“大馬拉小車”的操作極大地浪費了能源。采用變頻調(diào)速技術(shù)為徹底解決這一問題提供了可能。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是：對同一機泵進行轉(zhuǎn)速控制時，其流量與轉(zhuǎn)速成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，于是可根據(jù)泵流量的變化調(diào)節(jié)電機功率，在流量降低時適時降低電機輸出功率而達到節(jié)能的目的。變頻調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)的控制如圖1所示，其控制信號為4～20mA電流。該系統(tǒng)具有反應快、精度高、安全可靠、節(jié)能效果明顯的特點。呼和浩特煉油廠常減壓裝置原油泵采用變頻調(diào)速技術(shù)后，在試運期間取得了節(jié)能率高達50%的良好效果[13]。調(diào)節(jié)減壓塔急冷油回注量，提高減渣溫度減渣是熱容最大的高溫位換熱熱源。減壓塔在設(shè)計時為減少渣油的高溫裂解，提高塔頂真空度，常要求向塔內(nèi)回注一定量的急冷油，使渣油溫度低于350℃。根據(jù)研究[14]，原油換熱終溫隨減渣溫度的變化而變化，較高的減渣溫度(>342℃)對原油終溫的提高影響更加明顯，同時減渣即使在355℃裂解量也很小，基本不降低塔的真空度，因此可以改變現(xiàn)有操作的局限，減少冷油回注，提高減渣抽出溫度以提高原油換熱終溫，降低加熱爐能耗。1.2.3采用新工藝新設(shè)備，提高能量轉(zhuǎn)換利用水平（1）提高加熱爐效率加熱爐是重要的升溫設(shè)備，煉廠綜合能耗的1/3是由其進行轉(zhuǎn)換和消耗的，節(jié)能潛力巨大。針對加熱爐效率的提高主要有如下幾種新的措施[15]；①將常規(guī)的煙氣余熱加熱自用燃燒空氣、原油獨立換熱流程改為加熱爐對流室冷流原油與煙氣直接換熱流程。該流程的優(yōu)點是；既加強了煙氣余熱回收系統(tǒng)和裝置換熱系統(tǒng)冷熱流的匹配優(yōu)化，又將原來的氣—氣換熱改為氣—液換熱，極大地提高了換熱效率。某廠裝置進行流程改造后，使加熱爐的平均效率由65%提高到85%。②采用熱管式空氣預熱器進一步強化加熱爐煙氣能量的回收，減少排煙熱損失。由熱管組成的熱管式空氣預熱器是一種高效氣—氣換熱設(shè)備。熱管內(nèi)外封閉，管外帶有翅片，管內(nèi)充有儲熱介質(zhì)。借助于介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝可以高效地實現(xiàn)煙氣和空氣之間的換熱，其最大負荷可達5MW。③采用新型燃燒器火嘴，提高加熱爐燃料的燃燒效率。燃燒器火嘴的結(jié)構(gòu)決定了燃料的霧化性能和燃燒效果，這一點對重油燃料更為重要。目前，針對重油燃料的高粘特性，北京航空航天大學成功開發(fā)了內(nèi)混合多孔互擊式音速空氣霧化火嘴，可使重油霧化粒度小于20μm，具有霧化性能好、燃燒充分、不易結(jié)焦堵塞的特點，與其它重油燃燒器相比可節(jié)約燃料10%左右。這種新型火嘴已實現(xiàn)了工業(yè)應用，取得較好效果。（2）采用內(nèi)波外螺紋換熱器，強化換熱效果從傳熱方程Q=K·A·Δt看，在傳熱面積A和溫差Δt一定時，提高傳熱系數(shù)K可以提高傳熱速率Q。根據(jù)對換熱器管壁流體流動狀態(tài)的分析，由于兩側(cè)的冷、熱流體在緊靠壁處處于熱阻較大的層流狀態(tài)，因此為提高K必須改變管壁處流體的流動狀態(tài)，增大其紊流程度，改變總傳熱系數(shù)由管內(nèi)膜層流傳熱系數(shù)控制的狀況。內(nèi)波外螺紋換熱器就是基于這樣的原理來強化換熱器傳熱效果的。該換熱器管管壁呈內(nèi)凸外凹的波紋形，當流體流經(jīng)管壁的凹、凸槽時，會產(chǎn)生一個方向始終垂直于層流流動方向的縱向渦流。該渦流使層流層受到?jīng)_擊干擾，轉(zhuǎn)變成紊流狀態(tài)，從而提高了總傳熱速率。由于此型換熱器的特殊設(shè)計同時強化了管束兩側(cè)的傳熱，近年來它正逐步取代常用的浮頭換熱器，在煉油廠得到廣泛應用。（3）應用變頻調(diào)速技術(shù)，降低電耗目目前常減壓裝置都是利用離心泵進行原油的傳送，機泵電機的設(shè)計功率也較大。在需要降量生產(chǎn)時通常采用關(guān)小出口閥門的方法進行控制。實踐證明這種“大馬拉小車”的操作極大地浪費了能源。采用變頻調(diào)速技術(shù)為徹底解決這一問題提供了可能。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是；對同一機泵進行轉(zhuǎn)速控制時，其流量與轉(zhuǎn)速成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，于是可根據(jù)泵流量的變化調(diào)節(jié)電機功率，流量降低時適時降低電機輸出功率而達到節(jié)能的目的。該系統(tǒng)具有反應快、精度高、安全可靠、節(jié)能效果明顯的特點。呼和浩特煉油廠常減壓裝置原油泵采用變頻調(diào)速技術(shù)后，試運期間取得了節(jié)能率高達50%的良好效果。1.2.4基于工藝操作條件優(yōu)化的節(jié)能措施根據(jù)原油的性質(zhì)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化工藝操作條件也可以取得較好的節(jié)能效果。（1）苛刻操作，降低常壓塔過汽化率為保證常壓塔精餾段最低側(cè)線以下塔板上有足夠的液相回流，原油進塔時一般設(shè)計2%～4%的過汽化率。然而研究證明，過汽化率每提高1%可使加熱爐的負荷增加2%，因此在實際生產(chǎn)中，只要能夠保證側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量，應對現(xiàn)有操作進行調(diào)整，使過汽化率降到最低，從而降低加熱爐出口溫度，節(jié)省燃料。（2）調(diào)節(jié)減壓塔急冷油回注量，提高減渣溫度減渣是熱容最大的高溫位換熱熱源。減壓塔在設(shè)計時為減少渣油的高溫裂解，提高塔頂真空度，常要求向塔內(nèi)回注一定量的急冷油，使渣油溫度低于350℃。根據(jù)研究，原油換熱終溫隨減渣溫度的變化而變化，較高的減渣溫度(>342℃)對原油終溫的提高影響更加明顯，同時減渣即使在355℃裂解量也很小，基本不降低塔的真空度，因此可以改變現(xiàn)有操作的局限，減少冷油回注，提高減渣抽出溫度以提高原油換熱終溫，降低加熱爐能耗。第2章工藝設(shè)計計算2.1設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2.1.1原油及產(chǎn)品性質(zhì)的性質(zhì)原油及產(chǎn)品的性質(zhì)數(shù)據(jù)均由洛陽石化公司石油研究所的《遼河原油評價》提供。產(chǎn)品性質(zhì)：該煉油裝置的原油常壓分餾塔生產(chǎn)輕石腦油（常頂）、重石腦油（常一）、柴油（常二）、裂化原料（常三）、塔底重油。遼河原油一般性質(zhì)見表2-1，遼河原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見表2-2。

表2-1遼河原油的一般性質(zhì)項目性質(zhì)項目性質(zhì)取樣地點石油六廠脫水以后第一關(guān)鍵餾分K值11.4取樣時間1989.4250℃～275℃比重0.9269比重0.8655API20.5第二關(guān)鍵餾分K值11.8粘度mm2/s50℃99395℃～425℃80℃27.74比重0.9124凝點℃11酸度mgKOH/g1.66殘?zhí)?7.16微量金屬PPmFeNiCuVNaPb40開口閃點℃6453.8含蠟量8.2不詳瀝青、膠質(zhì)18.81.2元素分析％HCSN12.493.285.670.60.25原油類別低硫環(huán)烷中間基0.54

表2-2遼河原油混合原油實沸點蒸餾及窄餾分性質(zhì)序號沸點范圍℃收率%Wt餾分累計比重凝點℃運動粘度mm2/s20℃100℃特性因數(shù)K相關(guān)指數(shù)API1HK～900.96290～1432.443.400.75300.7911.727.23143～1802.025.420.78631.1711.630.04180～2162.668.080.82612.0611.444.05216～2503.5111.590.8490-353.2011.444.06250～2753.7215.310.8655-295.2311.446.07275～2972.8718.180.8671-178.1311.543.08297～3172.8721.050.8720-912.0911.641.09317～3504.2825.330.8906321.8111.547.010350～4008.4433.770.9055234.6011.649.011400～4501.9644.730.9209318.7711.751.012450～50013.458.130.93064020.1811.851.013＞50041.6499.770.98454520.4514損失0.2315合計100密沸沸運度點點動20℃℃粘℃400度實沸點蒸餾曲線0.9035060密度30050504025030400.80凝點20200粘度50℃10300150-1020粘度100℃-200.70100-3010粘度20℃020406080收率圖2-1原油實沸點蒸餾及性質(zhì)曲線2.1.2原油實沸點蒸餾及餾分性質(zhì)表2-3遼河混合原油常壓產(chǎn)品收率及性質(zhì)名稱密度（20℃）收率W%恩氏蒸餾數(shù)據(jù)0%10%30%50%70%90%100%輕石腦油0.74451.598093103113122134152重石腦油0.79893.28151155160164169178196柴油0.866117.49200248265281295315340裂化原料0.91624.43340355362365372378380過汽化油0.91621.64重油0.962671.57合計1002.2加工方案的確定由已給定遼河混合原油一般性質(zhì)可以：看出該原油為含硫原油，含硫量為0.25%，屬于低硫中間基原油。從實沸點蒸餾數(shù)據(jù)可以看出：140℃以前的餾分為原油的4.5%，說明汽油餾分少；200℃以前的餾分占6.8%，310℃以前的餾分占68.5%。以上說明汽油餾分少，輕重柴油含量一般，潤滑油餾分占較大比例，由此可得該種性質(zhì)的遼河混合原油的直餾產(chǎn)品如下：實沸點出溜點～120℃餾分為汽油餾分，可以作為重整原料實沸點120℃～162℃餾分為重石腦油餾分，可以用于燃燒、裂化原料實沸點162℃～253℃餾分為柴油餾分，可以用于機車燃料油實沸點253℃～335℃餾分為加氫裂化原料實沸點335℃～500℃餾分為加氫裂化原料蠟油等實沸點＞500℃進入減壓裝置2.3原油的平衡汽化數(shù)據(jù)及油品性質(zhì)參數(shù)的計算2.3.1將原油實沸點的質(zhì)量百分收率換算為體積百分收率數(shù)據(jù)依據(jù)式其中質(zhì)量收率換算為體積收率，列于表2-4表2-4原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)餾分沸點范圍密度20℃收率收率總收率%%Wt%Vt1HK～900.70000.961.271.271.27290～1430.75302.443.403.002.994.263143～1800.78632.025.422.382.376.634180～2160.82612.668.082.982.979.605216～2500.84903.5111.593.833.8213.406250～2750.86553.7215.313.983.9717.397275～2970.86712.8718.183.073.0620.458297～3170.87202.8721.053.053.0423.459317～3500.89064.2825.334.454.4427.9510350～4000.90558.4433.778.648.6036.5511400～4500.902910.9644.7311.0311.0147.5612450～5000.930613.458.1313.3513.3260.8813＞5000.984541.6499.7739.2039.1214損失0.2315合計100100.23100.002.3.2用實沸點蒸餾數(shù)據(jù)換算平衡汽化數(shù)據(jù)：根據(jù)初底油為原油拔出2.5%(m)即3%(v)后所剩組分，由圖2有平移法得初底油實沸點數(shù)據(jù)：餾出%(v)溫度℃0%12010%24530%37550%47270%540初底油平衡汽化曲線⑴計算實沸點蒸餾曲線的參考斜率及各點溫度該參考線斜率=℃/%=該參考線各點溫度：0%=245-4.92×(10-0)=195.8℃10%=245℃30%=245+4.92×(30-10)=343.4℃50%=245+4.92×(50-10)=441.8℃70%=540℃⑵求平衡汽化參考線的斜率及各點溫度根據(jù)實沸點蒸餾曲線10%～70%斜率4.92℃/%，查文獻[16]圖4-21(a)得平衡汽化參考線斜率為3.28℃/%，查圖4-21(b)可得△F=22℃，故平衡汽化參考線各點溫度為：50%=441.8-22=419.8℃0%=419.8-3.28×(50-0)=255.8℃10%=419.8-3.28×(50-10)=288.6℃30%=419.8-3.28×(50-30)=354.2℃70%=419.8+3.28×(70-50)=485.4℃⑶計算實沸點曲線及其參考線各點溫度△F0%=120-195.8=-75.8℃△F10%=0℃△F70%=0℃△F30%=375-343.4=31.6℃△F50%=472-441.8=30.2℃⑷求平衡汽化曲線各點溫度由文獻[16]圖4-21(c)查得各餾出%的溫差比值：K0%=0.25，K10%=0.25，其余Ki=0.33計算平衡汽化曲線與其參考線間的溫差△T0&=(-75.8)×0.25=-18.95℃△T10%=0℃△T70%=0℃△T30%=31.6×0.33=10.4℃△T50%=30.2×0.33=9.97℃故平衡汽化曲線各點溫度應為：0%=255.8-18.95=236.85℃10%=288.6+0=288.6℃30%=354.2+10.4=364.6℃50%=419.8+9.97=429.77℃70%=485.4+0=485.4℃由表2-4原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)繪得原油實沸點蒸餾曲線圖2-2由上面數(shù)據(jù)可以繪制平衡汽化曲線見圖2-2圖2-2實沸點蒸餾曲線及平衡汽化曲線2.3.3計算產(chǎn)品有關(guān)性質(zhì)初底油密度的計算：由文獻[16]公式（1-9A），（1-9B）有：油品性質(zhì)參數(shù)：以輕石腦油為例計算，輕石腦油恩氏蒸餾數(shù)據(jù)：餾出V%溫度℃0%8010%9330%10350%11370%12290%134100%152⑴該油品恩氏蒸餾10%～90%的曲線斜率為：℃/%⑵油品的各種平均沸點由文獻[16]，公式（1-1）體積平均沸點：℃/%根據(jù)及斜率這兩個數(shù)值由圖1-7查得重量平均沸點校正值為+1.7℃則℃依次查得實分子平均沸點的校正值為-5.3℃則℃立方平均沸點校正值為-0.9℃則℃中平均沸點校正值為-3.1℃則℃⑶密度和相對密度由前由表1-11查得△d=0.0049 由文獻[16]，公式（1-7A），（1-6）有：△△d=0.7445+0.0049=0.7494⑷特性因數(shù)K，分子量M由圖1-12根據(jù)比重指數(shù)API和平均沸點特性因數(shù)K=11.73，分子量M=104.9⑸粘度根據(jù)圖1-17和圖1-18查油品得粘度100℃的粘度50℃的粘度0.38m㎡/s0.51m㎡/s⑹臨界參數(shù)根據(jù)圖1-27由和重量平均沸點，可以查得t真=296℃根據(jù)圖1-27由和分子平均沸點，可以查得t假=288℃根據(jù)圖1-29由和中平均沸點，可以查得P假=39.9atm由P假=39.9atm和，在圖1-30上查得P真=48.3atm⑺焦點參數(shù)由恩氏蒸餾10%～90%餾分的曲線斜率和查圖4-28，圖4-29有：焦點溫度-臨界溫度=t焦-t真=42.1℃所以t焦=42.1+296=338.1℃焦點壓力-臨界壓力=P焦-P真=151.1atm所以P焦=48.3+15.1=63.4atm⑻平均汽化溫度由參考文獻[16]《石油加工工藝學》按圖4-19換算50%點溫度先求出恩氏蒸餾10%～70%斜率℃/%再求出它們的溫差為-6.2℃則平衡汽化50%點=113-6.2=106.8℃由圖4-20確定平衡汽化曲線各段溫差曲線線段0%～10%恩氏蒸餾溫差℃13平均汽化溫差℃5.210%～30%104.630%～50%105.050%～70%93.870%～90%124.090%～100%185.430%=106.8-5=101.8℃10%=101.8-4.6=97.2℃0%=97.2-5.2=92℃70%=106.8+3.8=110.6℃90%=110.6+4=114.6℃100%=114.6+5.4=120℃由以上數(shù)據(jù)可以將各油品的性質(zhì)參數(shù)列于表2-5中表2-5油品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù)性質(zhì)輕石腦油重石腦油柴油裂化原料常底重油0.74450.79890.86610.91620.9626分子量105132215296特性因數(shù)11.7311.5011.4011.37粘度50℃0.510.952.5010.2100℃0.380.551.353.3臨界參數(shù)T(℃)296358.8473.0559.4P(atm)48.32.902.121.63焦點參數(shù)T(℃)228.1275.1195.0467.2P(atm)63.427.82.581.74平衡汽化蒸餾溫度0%92160.5247.7356.710%97.2160.9273.0361.830%101.8163.7282.0365.650%106.8165.7290.0367.470%110.6168.2296.0371.090%114.6171.2304.7372.2100%120176.2313.9373.02.4常壓塔物料平衡計算表2-6常壓塔物料平衡表油品產(chǎn)率處理量%(體)%(重)104t/yT/d㎏/hKmol/h進料100100292.58775365625產(chǎn)品輕石腦油1.591.594.65139.525813.4455.37重石腦油3.833.289.59287.821192.590.85柴油18.8217.4951.161534.7563947.81297.43裂化原料4.504.4312.96388.7316197.1954.72重油69.2771.57209.346280.27261677.81合計100100292.587753656252.5汽提蒸汽用量由參考文獻[16]《石油加工工藝學》，表4-11汽提蒸汽用量表得汽提蒸汽用量：本塔分為三段汽化，分別是：常底、常一、常二.其用量列于表3-4，該蒸汽都用300kpa，390℃的過熱蒸汽，其用量是根據(jù)考察同類型裝置的情況而定的。表2-7常壓分餾塔汽提蒸汽用量表(P=300kpa，T=390℃)油品占各產(chǎn)品質(zhì)量分率流率㎏/hKmol/h重石腦油2239.8513.33柴油2.51598.7088.82常底重油25233.56290.75合計7072.11392.92.6選定塔板形式和塔板數(shù)及其計算草圖2.6.1確定塔板型式和塔板數(shù)選用浮閥塔板參照文獻[16]《石油加工工藝學》表4-9選得塔板數(shù)如下：輕石腦油～重石腦油重石腦油～柴油柴油～常三線重油常三線重油～常底重油塔底汽提段11層11層9層5層4層考慮采用兩個中段回流，每個用3層塔板共6層塔板，全塔塔板數(shù)總計46層。2.6.2常壓分餾塔計算草圖將所要計算的常壓分餾塔塔體、塔板、進料及產(chǎn)品進出口、中段循環(huán)回流、汽提返塔、側(cè)線及塔底汽提點等數(shù)據(jù)和位置繪制成草圖如圖3-2所示，然后陸續(xù)填入物料流量及操作條件，計算草圖使設(shè)計計算一目了然，便于分析和避免差錯。2.7確定常壓塔各關(guān)鍵部位操作壓力由文獻[16]《石油加工工藝學》分餾塔的操作壓力部分，取塔頂產(chǎn)品罐壓力為120kpa，塔頂采用二級冷凝冷卻流程，取塔頂空冷器壓力降為10kpa，后冷器殼程壓力降取20kpa。塔頂壓力=120+10+20=150kpa。由文獻[16]《石油加工工藝學》表4-12塔板壓降值，取每層浮閥塔板壓力降0.65kpa，推算常壓分餾塔各關(guān)鍵部位壓力(kpa)。取轉(zhuǎn)油線壓力降為：35kpa。則加熱爐出口壓力為172.1+35=207.1kpa。塔頂壓力一線抽出板(第36層)上壓力二線抽出板(第22層)上壓力三線抽出板(第10層)上壓力汽化段壓力(第4層)上壓力150157.15166.25169.5172.12.8確定汽化段溫度2.8.1汽化段油汽分壓汽化段中各物料的流量如下輕石腦油kmol/h55.37重石腦油90.85柴油297.43裂化原料54.72過汽化油18..74油汽量合計517.11塔底汽提蒸汽290.75則汽化段油汽分壓為：kpa。2.8.2汽化段溫度的初步求定汽化段溫度應該是在汽化段油汽分壓110.2kpa之下汽化30.74%(體)的溫度，所以需要作出110.2kpa下的原油平衡汽化曲線見圖2-2，曲線4.作常壓分餾塔進料的平衡汽化曲線和實沸點蒸餾曲線1，交點溫度是312℃.將交點溫度換算為kpa下的溫度是315℃，過此點做平行于初底油常壓平衡曲線2的曲線3，曲線3即為初底油在110.2kpa下的平衡汽化曲線。由曲線3可查得為30.74%時的溫度為357℃，即為由相平衡關(guān)系求得的汽化段溫度，見圖3-2上所示。2.8.3tF的校核校核的主要目的是看由tF要求的加熱爐出口溫度是否合理，其基本依據(jù)是不考慮轉(zhuǎn)油線的散熱損失：爐出口出油料熱焓=塔汽化段出油料熱焓當汽化率=30.74%（v）時=357℃，壓力P=110.2kpa，進料帶入汽化段熱量見表2-8。表2-8進料帶入汽化段的熱量（P=110.2kpa，T=357℃）油料相對密度（）流量Wi(㎏/h)相態(tài)焓值H（KJ/㎏）WiH(GJ/㎏)輕石腦油0.74455813.44g1186.36.9重石腦油0.798911992.5g1151.413.81柴油0.866163947.81g1134.672.56裂化原料0.916216197.19g1109.517.97過汽化油0.91625996.25g1109.56.65塔底重油0.9626261677.81l887.6232.27合計365625350.16所以進料在汽化段的焓值為：=KJ/㎏按照前述方法作出初底油在爐出口壓力為207.1kpa下平衡汽化曲線4，207.1kpa下交點溫度換算成390℃，進料在爐出口處攜帶的熱量見表2-9。表2-9進料在爐出口處攜帶熱量油料流量Wi(㎏/h)相對密度（）相態(tài)焓值H（KJ/㎏）WiH(GJ/㎏)輕石腦油5813.440.7445g1297.97.55重石腦油11992.50.7989g1272.815.56柴油63947.810.8661g1256.080.32裂化原料16197.190.9162g1098.3417.49過汽化油5996.250.9162g1046.76.28塔底重油261677.810.9626l1025.8268.43合計365625395.63所以進料爐出口處的焓值為KJ/㎏因為＞，所以設(shè)計汽化段溫度在357℃之下能保證所需的拔出率。爐出口溫度也不至于超過允許限度(360℃)。2.9確定塔底溫度如果塔底溫度比汽化段溫度低6℃，即塔底溫度T=357-6=351℃。2.10全塔熱平衡及回流熱的分配2.10.1假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度塔頂溫度常一抽出板（36層）溫度常二抽出板（22層）溫度常三抽出板（10層）溫度過汽化油抽出板（5層）溫度120℃162℃242℃325℃360℃

表2-10全塔熱平衡油品流量Wi（㎏/h）相對密度（）溫度（℃）相態(tài)焓值H（KJ/㎏）WiH(GJ/h)Q入-Q出(GJ/h)常頂油5813.440.7445入：357g1186.36.903.25出：120g628.023.65常一線11992.50.7989入：357g1172.314.066.99出：162l589.377.07常二線63947.810.8661入：357g1158.374.0735.78出：242l598.738.29常三線16197.190.9162入：357g1144.418.545.25出：325l820.6113.29過汽化5996.250.9162入：357g1144.46.861.44出：354l904.355.42重油261677.810.9626入：357g921.1241.0313.69出：352l868.76227.34水蒸氣7072.11入：357g3329.9823.554.34出：120l2715.819.21合計372697.11入：385.0170.74出：314.272.10.2回流熱由表2-10可知全塔回流熱Q=385.01-314.27=70.74GJ/h2.10.3回流方式及回流熱分配塔頂采用二級冷凝冷卻流程，塔頂回流溫度定為80℃，采用兩個中段微回流，第一個位于常一重石腦油和常二柴油之間，第二個位于常二柴油和常三裂化原料之間?；亓鳠岱峙洌核敾亓魅?0%第一中段回流取熱25%第二中段回流取熱35%Q0=28.296GJ/hQc1=17.685GJ/hQc2=24.759GJ/h2.11側(cè)線及塔頂溫度校核2.11.1裂化原料抽出板（第10層）溫度校核作隔離體得第10層以下塔段的熱平衡見圖3-4及表2-11表2-11第10層以下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度操作條件Kpa操作條件℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625172.1357混350.16氣提蒸汽5233.56300390g3261.017.07內(nèi)回流L11～0.867169.5320l613.2613.2L11合計370858.56+L11367.32+613.2L11常頂5813.440.7445169.5325g1099.045.16常一11992.50.7989169.5325g1080.1910.34常二63947.810.8661169.5325g1050.8938.29常三16197.850.9162169.5325l820.6113.29過汽化油5996.250.9162178.45354l904.355.42重油261677.810.9626181.13352l868.46227.36水蒸氣5233.56166.25325g3112.9315.46內(nèi)回流L11～0.913166.25325g1110.71110.7L11合計370858.56+L11343.62+1110.7L11液相密度：ρ=0.7271g/cm3，M=296。所以內(nèi)回流：常三裂化原料抽出板上方汽相負荷55.37+90.85+297.43+160.32+290.75=894.72kmol/h所以油氣分壓：由文獻[16]《石油加工工藝學》查得在374.88mmHg下，50%點的溫度為335.2℃。由前常壓下平衡汽化溫度知50%點溫度為367.4℃，=10.7℃。從而該分壓下泡點溫度為335.2－10.7=324.5℃。與原假設(shè)接近假設(shè)正確。2.11.2常二柴油板（第22層）溫度校核作隔離體得第22層下塔段得熱平衡見圖3-5及表2-12表2-12第22層以下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度操作條件Kpa操作條件℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625172.1357混350.16氣提蒸汽5233.56300390g3261.017.07內(nèi)回流L23～0.867166.25235l577.78577.78L23合計370858.56+L230.7445166.25242g367.32+577.78L23常頂5813.440.7989166.25242g887.65.16常一11992.50.8661166.25242l862.4810.34常二63947.810.9162166.25242l598.738.29常三16197.850.9162169.5325l820.6113.29過汽化油5996.250.9162178.45354l904.355.42重油261677.810.9626181.13352l868.46227.36水蒸氣5233.56166.25242g2954.115.46內(nèi)回流L23～0.867166.25242g837.36837.36L23二中28.296合計343.62+837.36L23液相密度：ρ=0.72g/cm3，M=215所以內(nèi)回流：常二柴油抽出板上方汽相負荷：55.37+90.85+427+290.75=864kmol/h所以油氣分壓：由文獻[16]查圖4-31得50%點的溫度為287℃=42.3℃所以287-42.3=244.7℃與假設(shè)接近。2.11.3常一線（第36層）重石腦油抽出板溫度作隔離體得36層以下塔段的熱平衡見圖3-6及表2-13表2-13第36層以下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度操作條件Kpa操作條件℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625172.1357混350.16氣提蒸汽7072.11300390g3261.023.06內(nèi)回流L37～0.796157.15160l381.0381L37合計0.7445373.22+381L37常頂5813.440.7989157.15162g699.24.06常一11992.50.8661157.15162l385.194.62常二63947.810.9162166.25242l598.738.29常三16197.850.9162169.5325l820.6113.29過汽化油5996.250.9162178.45354l904.535.42重油261677.80.9626181.13352l867.76227.36水蒸氣7072.11157.15162g2796.3219.78內(nèi)回流L37～0.796157.15162g678.26678.26L37二中17.685合計355.26+678.26L37液相密度：ρ=0.68g/cm3，M=132所以內(nèi)回流：常一重石腦油抽出板上方汽相負荷55.37+457+290.75=753.12kmol/h所以 油氣分壓：由文獻[16]查圖4-31得50%點的溫度為170.5℃=5.2℃所以170.5-5.2=165.3℃與假設(shè)接近。2.11.4塔頂溫度塔頂冷向流溫度為=80℃，其焓值前述方法查得ht0v=217.71kJ/kg。塔頂溫度：t1=120℃，焓值htol=628.02kJ/kg。液相密度：ρ=0.64g/cm3，M=105。故塔頂冷向流量為：塔頂油汽量為：塔頂水蒸氣量為：塔頂汽相負荷為：2.12有代表性塔板的汽液負荷的計算2.12.1汽提段汽液負荷：由于汽提段汽相負荷近似相似。所以由有汽相負荷根據(jù)計算得：，M=3502.12.2汽化段汽液負荷M=330液相負荷：汽相負荷：所以氣相負荷：2.12.3第5層板熱平衡首先作隔離體的第五層板以下熱平衡，見圖3-7及表2-14內(nèi)回流性質(zhì)參數(shù)：P=171.45kpa，T=360℃，M=320

表2-14第五層板以下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度溫度℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625357混350.16汽提蒸汽5233.56390g326217.07內(nèi)回流L6～0.915352l900.16900.16L6合計370858.56+L6369.63+900.16L6常頂5813.440.7445360g1197.476.96常一11992.50.7989360g1155.5613.86常二63947.810.8661360g1138.8072.82常三16197.850.9162360g1117.8818.12過汽化油5996.250.9162360l933.665.60重油261677.80.9626352l867.76227.36水蒸氣5233.56360g3194.616.72內(nèi)回流L6～0.915360g1113.691113.69L6合計370858.56+L361.46+1113.69L6液相密度：ρ=0.71g/cm3所以內(nèi)回流：則該板上方汽相總量：55.37+50.85+297.43+54.72+290.75+119.57=908.74kmol/h所以汽相負荷：2.12.4第二中段回流抽出板（第17層）的熱平衡首先做隔離體的第17層板以下的熱平衡，見圖3-8及表2-15內(nèi)回流性質(zhì)參數(shù)：P=169.5kpaT=283℃M=249表2-15第17層板其下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度溫度℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625357混350.16氣提蒸汽5233.56390g326117.07內(nèi)回流L18～0.885280l690.82690.82L18合計370858.56+L18367.23+690.82L18常頂5813.440.7445283g983.905.72常一11992.50.7989283g967.1511.60常二63947.810.8661283g1151.3773.63常三16197.190.9162325g820.6113.29過汽化油5996.250.9162354l904.355.42重油261677.810.9626352l867.76227.36水蒸氣5233.56283g3040.3415.91內(nèi)回流L18～0.885283g925.28925.28L18合計370858.56+L18352.93+925.28L18所以內(nèi)回流：液相密度：ρ=0.72g/cm3則該板上方氣相總量：55.37+90.85+297.43+290.75+244.9=979.3kmol/h所以氣相負荷：2.12.5第二中段回流抽出板（第21層）的熱平衡首先做隔離體的第21層板以下的熱平衡，見圖3-9及表2-16內(nèi)回流性質(zhì)參數(shù)：P=166.9kpaT=249℃M=218表2-16第21層板其下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度溫度℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625357混350.16氣提蒸汽5233.56390g326117.07內(nèi)回流L32～0.876245l615.46615.46L32合計372457.3+L32367.23+615.46L32常頂5813.440.7445249g900.505.23常一11992.50.7989249g889.7010.67常二63947.810.8661249g883.4156.29常三16197.190.9162325l820.6113.29過汽化油5996.250.9162354l904.355.42重油261677.810.9626352l867.76227.36水蒸氣5233.56249g2970.215.54內(nèi)回流L32～0.876249g845.73845.73L32二中回流28.696合計372457.3+L32362.296+845.73L32液相密度：ρ=0.72g/cm3所以內(nèi)回流：則該板上方氣相總量：55.42+90.85+297.43+290.75+98.28=832.73kmol/h所以氣相負荷：2.12.6第一中段回流抽出板（第31層）的熱平衡首先做隔離體的第31層板以下的熱平衡，見圖3-10及表2-17內(nèi)回流性質(zhì)參數(shù)：P=160.4kpaT=190℃M=140表2-17第31層板其下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度溫度℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625357混350.16氣提蒸汽6832.26390g326122.28內(nèi)回流L32～0.820188l452.17452.17L32合計372457.3+L32372.44+452.17L32常頂5813.440.7445190g759.94.42常一11992.50.7989190g720.138.64常二63947.810.8661242l593.7038.29常三16197.190.9162325l820.6113.29過汽化油5996.250.9162354l904.355.42重油261677.810.9626352l867.76227.36水蒸氣6832.26190g2852.319.49內(nèi)回流L32～0.820190g734.78734.78L32二中回流28.696合計372457.3+L32345.61+734.78L32液相密度：ρ=0.67g/cm3所以內(nèi)回流：則該板上方氣相總量：55.42+90.85+379.57+678.11=1203.95kmol/h所以氣相負荷：2.12.7第一中段回流抽出板（第35層）的熱平衡首先做隔離體的第35層板以下的熱平衡，見圖3-11及表2-18內(nèi)回流性質(zhì)參數(shù)：P=157.8kpaT=168℃M=140表2-18第35層板其下塔段的熱平衡物料流率Kg/h相對密度溫度℃相態(tài)焓值KJ/Kg熱量QGJ/h進料365625357混350.16氣提蒸汽6832.26390g326122.28內(nèi)回流L36～0.800165l397.75397.75L36合計372457.3+L36372.44+397.75L36常頂5813.440.7445168g718.044.17常一11992.50.7989168g699.28.39常二63947.8