原油常壓蒸餾塔全塔氣液相負(fù)荷計算案例1.1全塔氣液相負(fù)荷中段回流量見下表：表1.18中段回流流率項目密度20℃g/cm3取熱量×106kcal/h抽出溫度℃返塔溫度℃抽出溫度焓kcal/kg返塔溫度焓kcal/kg焓差kcal/kg流率kg/h塔頂回流取熱0.7318.715115651454010583000第一中段回流取熱0.82093.4862111211877711031690.91第二中段回流取熱0.85235.22928519522611411246687.5選擇常壓塔塔頂、第一塊板下方、各側(cè)線抽出板上下方、中段回流進(jìn)出口處、中段回流抽出板的下一塊板、汽化段及塔底汽提段等。氣液相負(fù)荷需要計算的塔板數(shù)為：第1，2，8，9，10，11，13，14，16，17，18，19，21，22，24，25，26，31，33（1）作第33塊板的氣液相負(fù)荷第33塊板的液相負(fù)荷等于常壓渣油的量（237832.5kg/h），而氣相負(fù)荷近似等于渣油汽提水蒸氣的量（4756.65kg/h），液相負(fù)荷的溫度為塔底溫度（345℃）。查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ（膨脹系數(shù)）=0.00061，ρ20=0.948g/cm3，代入式=0.948-0.00061×（345-20）=0.75g/cm3L=237832.5/750=317.11m3/h氣相負(fù)荷的溫度：t=345℃，P=0.171MPa265.2×8.314×（345+273.15）÷171=7970.42m3/h（2）作第30塊板的氣液相負(fù)荷液相負(fù)荷為過汽化油的用量L=7919.2kg/h=7919.2/270kmol/h=29.33kmol/h液相負(fù)荷溫度t=352℃，ρ20=0.8746g/cm3，查石油密度溫度系數(shù)表[4]得γ=0.00063=0.8746-0.00063×（352-20）=0.6522g/cm3L=7919.2/652.2=12.14m3/hn=252.36+302.95+239.17+265.2=1059.68kmol/h1059.68×8.314×(352+273.15)/171=32208.6m3/h（3）作第26塊板的氣液相負(fù)荷表1.19第26層以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽4756.65—0.300420792—3.77內(nèi)回流L0.86580.170320—183183L合計91.84+183L出方常一線37857.50.7940.170323246—9.31常二線657400.8370.170323235—15.45常三線545300.86460.170323221—12.05常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸汽4756.65—0.170323745—3.54內(nèi)回流L0.86580.170323241—241L合計88.63+241L由熱平衡得：91.84×106+183L=88.63×106+241L所以L=107068.97kh/h==107068.97/295=411.8kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00064=0.8658-0.00064×(320-20)=0.6488g/cm3L=107068.97/648.8=165.03m3/hn=252.36+302.95+239.17+265.2+411.8=1471.48kmol/h1471.48×8.314×(323+273.15)/170=42901.355m3/h（4）作第25塊板的氣液相負(fù)荷表1.20第25層以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽4756.65—0.300420792—3.77內(nèi)回流L0.860.169309—178178L合計——————91.84+178L出方常一線37857.50.7940.169320245—9.27常二線657400.8370.169320234—15.38常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸汽4756.65—0.169320744—3.54內(nèi)回流L0.860.169320240—240L合計——————86.94+240L由熱平衡得：91.84×106+178L=86.94×106+240LL=127419.3kg/h/245=439.37kmol/h則柴油抽出板上方氣相總量為：n=252.36+302.95+265.2+439.37=1259.88kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00064=0.86-0.00064×（309-20）=0.6577g/cm3L=127419.3/657.7=193.73m3/h1259.88×8.314×(320+273.15)/169=43763.52m3/h（5）作第24塊板的氣液相負(fù)荷第24塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.8474g/cm3，t=305℃，M=281，P=0.157+23×0.0005=0.1685MPa表1.21第24層以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽6875.83—0.300420792—5.45內(nèi)回流L0.84740.1685295—172172L合計——————96.52+172L出方常一線37857.50.7940.1685305243—9.2常二線657400.8370.1685305232—15.25常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸汽6875.83—0.1685305740—5.1內(nèi)回流L0.84740.1685305238—238L合計——————88.3+238L由熱平衡得：96.52×106+172L=88.3×106+238L所以L=124545.45/281=443.22kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00064=0.8474-0.00064×(295-20)=0.6714g/cm3L=124545.45/671.4=185.5m3/h氣相n=117.73+265.2+252.36+302.95+443.22=1459.34kmol/h1459.34×8.314×(305+273.15)/168.5=41630.1m3/h（6）作第22塊板的氣液相負(fù)荷第22塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.8443g/cm3，t=294℃，M=263，P=0.157+21×0.0005=0.1675MPa表1.22第22層以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽6875.83—0.300420792—5.45內(nèi)回流L0.84430.1675282—168168L合計——————96.52+168L出方常一線37857.50.7940.1675294239—9.05常二線657400.8370.1675294228—15常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸汽6875.83—0.1675294735—5.1內(nèi)回流L0.84430.1685294234—234L合計——————87.9+238L由熱平衡得：96.52×106+168L=87.9×106+234LL=130606.06/263=496.6kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00065=0.8443-0.00065×(282-20)=0.674g/cm3L=130606.06/674=193.78m3/h氣相：n=117.73+265.2+252.36+302.95+496.6=1496.38kmol/h1496.38×8.314×(294+273.15)/167.5=42121.53m3/h（7）作第21塊板的氣液相負(fù)荷第21塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.841g/cm3，t=283℃，M=254，P=0.157+20×0.0005=0.167MPa表1.23第21塊塔板以下塔段的熱平衡物料流率（kg/h）ρ20（g/cm3）操作條件焓/（kcal/kg）熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸氣6875.83—0.300420792—3.1內(nèi)回流L0.8410.167271—166166L二中回流46687.50.85230.167271—16710.28合計——————101.45+166L常一線37857.50.7940.167283236—8.93常二線657400.8370.167283225—11.79常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸氣6875.83—0.167283720—1.95內(nèi)回流L0.8410.167283226226L二中回流46687.50.85230.16728322210.4合計——————97.82+226L由熱平衡得：101.45×106+166L=97.82×106+226LL=110500kg/h=110500/254=435.04kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00066=0.841-0.00066×(271-20)=0.67534g/cm3L=110500/675.34=163.62m3/h氣相：n=117.73+265.2+252.36+302.95+435.04=1427.18kmol/h1427.18×8.314×(283+273.15)/167=39515.2m3/h（8）作第19塊板的氣液相負(fù)荷第19塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.835g/cm3，t=272℃，M=236，P=0.157+18×0.0005=0.166MPa表1.24第19以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽6875.83—0.300420792—3.1內(nèi)回流L0.8350.166260—163163L合計——————91.17+163L出方常一線37857.50.7940.166272232—8.78常二線657400.8370.166272222—11.59常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸汽6875.83—0.166272715—1.91內(nèi)回流L0.8350.166272224—224L二中回流46687.5—————5.229合計——————92.259+224L由熱平衡得：91.17×106+163L=92.259×106+224LL=31327.87/236=132.75kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00067=0.837-0.00068×(260-20)=0.6770g/cm3L=31327.87/677.0=46.27m3/h氣相：n=117.73+265.2+252.36+302.95+132.75=1083.24kmol/h1083.24×8.314×(272+273.15)/166=29576.21m3/h（9）作第18塊板的氣液相負(fù)荷第18塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.83g/cm3，t=261℃，M=227，P=0.157+17×0.0005=0.1655MPa表1.25第18以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽6875.83—0.300420792—3.1內(nèi)回流L0.830.166249—159159L合計——————91.17+159L出方常一線37857.50.7940.1655261228—8.63常二線657400.8370.166261218—11.33常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸汽6875.83—0.1655261709—1.87內(nèi)回流L0.830.1655261219—219L二中回流46687.5—————5.229合計——————91.809+219L由熱平衡得：91.17×106+159L=91.809×106+219LL=39350/227=173.35kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00067=0.83-0.00067×（249-20）=0.64553g/cm3L=39350/645.53=60.96m3/h氣相：n=117.73+265.2+252.36+302.95+173.35=1126.54kmol/h1126.54×8.314×(261+273.15)/165.5=30228.86m3/h（10）作第17塊板的氣液相負(fù)荷由熱平衡得：96.52×106+141L=88.549×106+211LL=113871.43kg/h=113871.43/217=521.75kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表得：γ=0.00067=0.825-0.00067×(239-20)=0.6709g/cm3L=113871.43/670.9=169.73m3/h氣相：n=252.36+117.73+265.2+521.75=1160.04kmol/h1160.04×8.314×(250+273.15)/165=31955.01m3/h（11）作第16塊板的氣液相負(fù)荷第16塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.8199g/cm3，t=239℃，M=209，P=0.157+15×0.0005=0.1645MPa表1.26第16以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽8641.81—0.300420792—6.84內(nèi)回流L0.81990.1645230—148148L合計——————97.91+148L出方常一線37857.50.7940.1645239219—8.29常二線657400.8370.1645250—21013.8常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.175345—20348.28汽提蒸汽8641.81—0.1645239699—6.4內(nèi)回流L0.81990.1645239207—207L二中回流46687.5—————5.229合計——————92.469+207L由熱平衡得：97.91×106+148L=92.469×106+207LL=92220.34/209=441.245kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00068=0.8199-0.00068×(230-20)=0.67098g/cm3L=92220.34/670.98=137.44m3/h氣相：n=252.36+441.245+480.1=1230.96kmol/h1230.96×8.314×(239+273.15)/161.5=31862.9m3/h（12）作第14塊板的氣液相負(fù)荷第14塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.8098g/cm3，t=217℃，M=193，P=0.157+13×0.0005=0.1635MPa表1.27第14以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相閃頂進(jìn)料790400.76500.164225200—15.86入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽8641.81—0.300420792—6.84內(nèi)回流L0.80980.1635206—125125L合計——————113.77+125L重整原料638400.7310.1635217201—12.83出方常一線53057.50.7940.1635217199—11.23常二線65729.360.8370.166250—21013.8常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.540.9480.171345—20348.28汽提蒸汽8641.81—0.1635217682—5.89內(nèi)回流L0.80980.1635217200—200L二中回流——————5.229合計——————105.5+200L由熱平衡得：113.77×106+125L=105.5×106+200LL=110266.67/193=571.33kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.00069=0.8098-0.00069×(206-20)=0.67939g/cm3L=110266.67/679.39=162.3m3/h氣相：n=638.4+252.36+480.1+571.33=2012.36kmol/h2012.36×8.314×(217+273.15)/163.5=50156.47m3/h（13）作第13塊板的氣液相負(fù)荷第13塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.8042g/cm3，t=206℃，M=185，P=0.157+12×0.0005=0.163MPa表1.28第13以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相閃頂進(jìn)料790400.76500.164225192—15.18入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽8641.81—0.300420792—6.84內(nèi)回流L0.80420.163200—121121L一中回流31690.910.80420.163200—1215.1合計——————118.19+121L重整原料638400.7310.163206195—12.45出方常一線53057.50.7940.163206192—10.19常二線657400.8370.166250—21013.8常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.50.9480.171345—20348.28汽提蒸汽8641.81—0.163206676—5.84內(nèi)回流L0.80420.163206192—192L一中回流31690.910.80420.163206—1243.486二中取熱——————5.229合計——————109.745+192L由熱平衡得：118.19×106+121L=109.745×106+192LL=118943.662/185=642.94kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.0007=0.8042-0.0007×(200-20)=0.6782g/cm3L=118943.662/678.2=175.38m3/h氣相：n=638.4+252.36+480.1+642.94=2111.26kmol/h2111.26×8.314×(206+273.15)/163=51671.65m3/h（14）作第11塊板的氣液相負(fù)荷第11塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.7980g/cm3，t=184℃，M=169，P=0.157+10×0.0005=0.162MPa表1.29第11以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相閃頂進(jìn)料790400.76500.164225192—15.86入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽8641.81—0.300420792—6.84內(nèi)回流L0.79800.162178—114114L合計——————113.77+114L重整原料638400.7310.162184182—11.62出方常一線53057.50.7940.162184179—9.5常二線657400.8370.166250—21013.8常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.540.9480.171345—20348.28汽提蒸汽8641.81—0.162184660—5.7內(nèi)回流L0.79800.162184174—174L一中回流——————3.486二中回流——————5.229合計——————108.085+174L由熱平衡得：113.77×106+114L=108.085×106+174LL=94750/169=560.65kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.0007=0.7980-0.0007×(178-20)=0.6874g/cm3L=94750/687.4=137.83m3/h氣相：n=638.4+252.36+480.1+560.65=2021.31kmol/h2021.31×8.314×(184+273.15)/162=47493.12m3/h（15）作第10塊板的氣液相負(fù)荷第10塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.7949g/cm3，t=178℃，M=160，P=0.157+9×0.0005=0.1615MPa表1.30第10以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相閃頂進(jìn)料790400.76500.164225192—15.86入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽8641.81—0.300420792—6.84內(nèi)回流L0.79490.1615170—110110L合計——————113.77+110L重整原料638400.7310.1615178176—11.24出方常一線53057.50.7940.1615178174—9.23常二線657400.8370.166250—21013.8常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.540.9480.171345—20348.28汽提蒸汽8641.81—0.1615178655—5.66內(nèi)回流L0.79490.1615178170—170L一中回流——————3.486二中回流——————5.229合計——————107.395+170L由熱平衡得：113.77×106+110L=107.395×106+170LL=106250/160=661.06kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.0007=0.7949-0.0007×(170-20)=0.6899g/cm3L=106250/689.9=154m3/h氣相：n=638.4+252.36+480.1+661.06=2129.79kmol/h2129.79×8.314×(178+273.15)/161.5=49461.68m3/h（16）作第9塊板的氣液相負(fù)荷第9塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.7912g/cm3，t=170℃，M=130，P=0.157+8×0.0005=0.161MPa表1.31第9以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相閃頂進(jìn)料790400.76500.164225192—15.86入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽8641.81—0.300420792—6.84內(nèi)回流L0.79120.161161—106106L合計——————113.77+106L重整原料638400.7310.161170170—10.85出方常一線53057.50.7940.161170168—8.9常二線657400.8370.166250—21013.8常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.540.9480.171345—20348.28汽提蒸汽8641.81—0.161170650—5.62內(nèi)回流L0.79120.161170165—165L一中回流——————3.486二中回流——————5.229合計——————106.635+165L由熱平衡得：113.77×106+106L=106.635×106+165LL=120932.2/150=930.25kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.0007=0.7812-0.0007×(161-20)=0.6825g/cm3L=120932.2/695.2=173.95m3/h氣相：n=638.4+252.36+480.1+930.25=2301.11kmol/h2301.11×8.314×(170+273.15)/161=52658.96m3/h（17）作第8塊板的氣液相負(fù)荷第8塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.7874g/cm3，t=161℃，M=140，P=0.157+7×0.0005=0.1605MPa表1.32第8以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相閃頂進(jìn)料790400.76500.164225192—15.86入方閃底進(jìn)料3959600.89100.171352——91.07汽提蒸汽8641.81—0.300420792—6.84內(nèi)回流L0.78740.1605150—9999L合計——————113.77+99L重整原料638400.7310.1605161165—10.5出方常一線53057.50.7940.1605161163—8.65常二線657400.8370.166250—21013.8常三線545300.86460.169320—19210.47常壓渣油237832.540.9480.171345—20348.28汽提蒸汽8641.81—0.1605161645—5.57內(nèi)回流L0.78740.1605161160—160L一中回流——————3.486二中回流——————5.229合計——————105.985+160L由熱平衡得：113.77×106+99L=105.985×106+160LL=127622.95/140=911.59kmol/h查石油密度溫度系數(shù)表[4]得：γ=0.0007=0.7874-0.0007×(150-20)=0.6964g/cm3L=127622.95/696.4=183.26m3/h氣相：n=638.4+911.59+480.1+252.36=2391.84kmol/h2391.84×8.314×(161+273.15)/160.5=53790.66m3/h（18）作第2塊板的氣液相負(fù)荷第2塊板的物料性質(zhì)：ρ20=0.7491g/cm3，t=126℃，M=101，P=0.157+1×0.0005=0.1575MPa表1.33第2以下塔段的熱平衡物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，k