蘇丹黑格里格原油常壓蒸餾裝置工藝計(jì)算設(shè)計(jì)摘要根據(jù)蘇丹黑格里格原油評(píng)價(jià)報(bào)告，其蠟含量高、氮含量較高、硫含量低、酸值低，屬于低硫中間-石蠟基原油。由于原油的密度大、輕質(zhì)油收率較低，為了最大程度地利用原油，所以確定原油加工方案為：燃料-化工型加工方案。根據(jù)原油特性，本文分別對(duì)閃蒸塔、常壓塔以及加熱爐進(jìn)行了設(shè)計(jì)。其中，閃蒸塔的直徑為1.4m。常壓塔全塔共33層，高28.7m，其直徑為4.2m，塔盤(pán)采用的是F1型雙溢流浮閥；常壓塔的回流方式為：塔頂回流加塔側(cè)兩個(gè)中段循環(huán)回流。在加熱爐的設(shè)計(jì)中，采用兩個(gè)立式圓筒爐并聯(lián)運(yùn)行，其中，對(duì)流室的長(zhǎng)為5.25m，寬為2.34m，高為4.16m；輻射室的高為13m，其節(jié)圓直徑為7.18m；煙囪高15m。然后按照任務(wù)書(shū)要求，對(duì)所設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行了安全環(huán)保評(píng)價(jià)以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。最后采用AutoCAD繪制工藝流程圖。關(guān)鍵詞：蘇丹黑格里格原油；閃蒸塔；工藝設(shè)計(jì)；常壓塔；加熱爐目錄TOC\o"1-2"\h\u24341緒論 緒論課題的意義蘇丹是一個(gè)石油儲(chǔ)量豐富的國(guó)家，中國(guó)與其的石油合作曾為兩國(guó)帶來(lái)了重大利益。多年來(lái)，我國(guó)和蘇丹一直通過(guò)油氣合作互利共贏，同時(shí)也發(fā)展了兩國(guó)經(jīng)濟(jì)。這不僅改善了中國(guó)石油供應(yīng)安全問(wèn)題，而且兩國(guó)合作也使得中國(guó)油氣企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨國(guó)經(jīng)營(yíng)，在海外石油合作上取得了質(zhì)的突破。中國(guó)石油以蘇丹項(xiàng)目為起點(diǎn)，陸續(xù)進(jìn)入尼日利亞、安哥拉、埃及、阿爾及利亞、乍得等十多個(gè)非洲國(guó)家開(kāi)展石油合作。在此過(guò)程中積累了豐富的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，提升了團(tuán)隊(duì)國(guó)際化管理水平，形成了公司優(yōu)勢(shì)技術(shù)核心競(jìng)爭(zhēng)力[3]。同時(shí)也提升了蘇丹的石油競(jìng)爭(zhēng)力，使得蘇丹僅在兩年時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)石油自給，并迅速開(kāi)啟了石油出口。由于原油成分的復(fù)雜性以及其餾程寬的特性，只有通過(guò)最初的蒸餾作用，才能將原油餾分分割，然后再進(jìn)行二次加工。進(jìn)行常減壓蒸餾的目的是為了將原油中的汽、煤、柴餾分切割出來(lái)，以生產(chǎn)合格的化工產(chǎn)品。所以在大多數(shù)的煉油廠中，原油的第一個(gè)加工裝置就是常壓蒸餾裝置[4]。面對(duì)國(guó)內(nèi)石油需求的不斷增長(zhǎng)，中蘇石油合作無(wú)疑是互惠互利。在中國(guó)油企走出國(guó)門(mén)，積極探索海外市場(chǎng)的過(guò)程中，（前）蘇丹是最為成功的典范，集中體現(xiàn)了中國(guó)在非洲的石油利益需求[5]。中蘇合作之共贏有目共睹，本課題是針對(duì)蘇丹黑格里格原油進(jìn)行常壓蒸餾裝置設(shè)計(jì)，這不僅能更進(jìn)一步加深對(duì)蘇丹原油的了解、促進(jìn)雙方合作互惠，更能提高常減壓蒸餾技術(shù)，從而逐步降低我國(guó)石油對(duì)外的高依存度。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀（1）常減壓蒸餾裝置應(yīng)用負(fù)荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，通過(guò)技術(shù)改造而擴(kuò)大其加工能力。（2）國(guó)內(nèi)的油品質(zhì)量參差不齊，如果不采取其他的控制手段，就會(huì)出現(xiàn)拔出深度較差的問(wèn)題，從而影響到產(chǎn)品質(zhì)量[8]。因此，國(guó)內(nèi)采用較高的操作溫度來(lái)設(shè)置初餾塔或閃蒸塔，如此一來(lái)，既能保證較高的拔出率、緩解原油系統(tǒng)的壓力，也能很有效地降低裝置的加工能耗。（3）破乳劑是可脫除原油和重油中的水的一種表面活性劑，現(xiàn)如今，我國(guó)煉化企業(yè)加工的油品性質(zhì)參差不齊，破乳劑的水平尚不能完全適應(yīng)要求，因此原油電脫鹽技術(shù)水平與國(guó)外相比尚有一定的差距。（4）對(duì)于國(guó)內(nèi)的常減壓蒸餾裝置，為了降低設(shè)備投資，提高能量回收能力以及盡量減少塔徑。較多的抽出側(cè)線帶來(lái)了換熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜、換熱率較低等問(wèn)題。油品換冷設(shè)備內(nèi)的流速較低，在節(jié)省了機(jī)泵動(dòng)力消耗的同時(shí)，也造成設(shè)備結(jié)垢較嚴(yán)重，裝置運(yùn)行后期熱回收能力下降[9]。（5）原油蒸餾裝置是煉油企業(yè)中對(duì)煉廠影響最大的裝置，因此，國(guó)內(nèi)很好地利用自動(dòng)化控制來(lái)控制常減壓蒸餾裝置。這種良好的過(guò)程控制不僅可以保證長(zhǎng)期的安全生產(chǎn)，還能保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低裝置能量消耗、提高產(chǎn)品收率，而且還可以為下游裝置的生產(chǎn)提供良好的條件。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀（1）國(guó)外多采用輕質(zhì)原油進(jìn)行加工，因輕質(zhì)原油的切割點(diǎn)更好控制。對(duì)不同類(lèi)型的原油，要控制減壓塔的氣化處理參數(shù)，否則就會(huì)出現(xiàn)拔出深度偏低的問(wèn)題，而會(huì)影響工藝結(jié)果。在汽提蒸汽的使用量上，國(guó)外明顯高于國(guó)內(nèi)，且國(guó)外采用高真空操作，由此，國(guó)外的減壓拔出能力比國(guó)內(nèi)好，但是其能耗較大。（2）國(guó)外的常壓塔最多采用兩級(jí)冷凝冷卻。（3）國(guó)外的常壓塔，一種產(chǎn)品采用一條側(cè)線抽出，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于常減壓蒸餾裝置的研究已經(jīng)愈發(fā)成熟，此大型化技術(shù)包括先進(jìn)的工藝流程、高速電脫鹽脫水、大型常減壓塔、大型加熱爐等一系列先進(jìn)技術(shù)。在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間，人類(lèi)對(duì)能源的需求還是只增不減，而可供開(kāi)采的原油已經(jīng)很少了，這就要求我們?cè)跓捰图夹g(shù)上狠下功夫。其中，常減壓蒸餾作為煉油的第一道工序顯得尤為重要。設(shè)計(jì)好常減壓蒸餾裝置，才能更好地利用好原油，讓它發(fā)揮更大的價(jià)值，我們還有很大的發(fā)展空間。1.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)本次工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有：（1）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；（2）蘇丹黑格里格原油評(píng)價(jià)報(bào)告1.4設(shè)計(jì)處理能力（1）年加工能力：3.5Mt/a（2）年開(kāi)工時(shí)間：8000h1.5裝置特點(diǎn)（1）本設(shè)計(jì)有閃蒸塔、常壓塔及加熱爐的設(shè)計(jì)； （2）主要產(chǎn)品有常一線產(chǎn)品3號(hào)航煤、常二線產(chǎn)品-10號(hào)柴油、常三線產(chǎn)品重柴油、重整原料油等；（3）除常一線采用再沸器汽提外，其余二線及塔底均采用水蒸汽汽提；（4）本裝置采用塔頂回流加塔側(cè)兩個(gè)中段循環(huán)回流的回流方式；1.6工藝流程簡(jiǎn)述（1）原油換熱和電脫鹽原油在一二級(jí)電脫鹽后，一路換熱至280℃進(jìn)入閃蒸塔，另一路由加熱爐換熱至236.7℃進(jìn)入閃蒸塔。（2）閃蒸塔原油以280℃、0.2MPa的條件進(jìn)入閃蒸塔進(jìn)行閃蒸。閃頂油進(jìn)入常壓塔第14層塔板，閃底油進(jìn)入常壓塔第28層塔板。（3）常壓塔閃底油加熱到290℃后，進(jìn)入加熱爐對(duì)流室下段；加熱到304℃進(jìn)入輻射段；加熱到360℃進(jìn)入常壓塔第28塊板進(jìn)行分餾。塔頂油氣（128℃，0.167MPa）冷凝到60℃后，一路作冷回流返回塔頂；另一路作重整原料出裝置。常一線在第8層（168℃，0.171MPa）塔板抽出，經(jīng)再沸器汽提后，精制后出3號(hào)航煤。常二線在第16層（233℃，0.175MPa）塔板抽出，經(jīng)常二線汽提塔汽提后，堿洗精制后出-10號(hào)柴油。常三線在第24層（282℃，0.178MPa）塔板抽出，經(jīng)常三線汽提塔汽提后，堿洗精制后出重柴油。常壓渣油（343.2℃，0.181MPa）換熱后進(jìn)入減壓塔再次進(jìn)行分餾。常壓塔第一中段回流從第12層（200.5℃，0.1730MPa）塔板抽出，換熱后返回到第10塔板層上；第二中段回流從第20層（257.5℃，0.1765MPa）塔板抽出，換熱后返回到第18層塔板上。（4）加熱爐本設(shè)計(jì)處理量大、熱負(fù)荷高，所以采用雙圓筒并聯(lián)。為了有效地利用煙氣余熱，同時(shí)提高加熱爐熱效率，采取三段式加熱方式：對(duì)流室上段加熱冷原油；中段加熱水蒸汽；下段加熱閃底油。2原油加工方案及切割方案2.1原油評(píng)價(jià)簡(jiǎn)述蘇丹黑格里格原油屬于低硫中間—石蠟基原油，其20℃的密度為0.8796g/cm3；蠟含量很高，為20.95m%；凝點(diǎn)只有6℃；鹽含量、殘?zhí)亢慷己芨撸蚝浚?.06m%）、酸值（0.39mgKOH/g）、以及重金屬鎳、釩含量都很低。根據(jù)該原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾的收率數(shù)據(jù)可得：原油輕質(zhì)油收率不高，15-200℃、200-350℃餾分的收率分別為7.62m%、25.12m%；350-540℃的直餾蠟油收率為48.6m%；到540℃時(shí)的拔出率低，只有54.29m%。>540℃的減壓渣油收率高，為45.71m%。切取15-200℃的餾分作為直餾汽油餾分，其收率較低，為7.54m%；酸度和硫含量較低，但其辛烷值為62.0，餾程不合格，只能作為汽油調(diào)和組分。切取65-165℃的餾分作為重整原料餾分，其收率也不高，約為5m%；該餾分砷含量低（<2ppb）、硫含量低（14ppm）、氮含量低（0.54ppm）；（環(huán)烷烴+芳烴）為51.15m%，精制后可作為重整原料。切取165-240℃的餾分作為噴氣燃料餾分，其收率為5.85m%；閉口閃點(diǎn)為57℃；煙點(diǎn)為32mm；其酸值低、冰點(diǎn)<-63℃、芳烴含量較高（5.2v%）、以及硫、氮、硫醇含量都比標(biāo)準(zhǔn)值要低很多，這些性質(zhì)都符合3號(hào)噴氣燃料的標(biāo)準(zhǔn)。故產(chǎn)品不需精制，即可直接生產(chǎn)噴氣燃料。切取200-350℃、240-350℃的餾分作為柴油餾分，其收率較高，分別為17.48m%、13.87m%；因這兩個(gè)餾分的閉口閃點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)粘度、腐蝕、餾程、灰分、硫醇性硫、硫含量、色號(hào)等都符合柴油優(yōu)級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，且這兩個(gè)餾分的凝點(diǎn)都較低（分別為-28℃、-26℃），十分適合生產(chǎn)-20號(hào)優(yōu)級(jí)品柴油。又因這兩個(gè)餾分的酸度較高，故將餾分經(jīng)過(guò)堿洗精致后即可生產(chǎn)-20號(hào)優(yōu)級(jí)品柴油。切取350-500℃的餾分作為催化裂化原料，此時(shí)的收率高達(dá)23.48m%。由于飽和烴含量和氫含量都較高，平均分子中烷基側(cè)鏈碳原子百分?jǐn)?shù)（Cp%）高達(dá)63.3，特性因數(shù)為12.23，故該餾分是較好的催化裂化原料。該原油的常壓渣油和減壓渣油的收率都很高。該原油>350℃常壓渣油的殘?zhí)恐禐?.04m%；硫含量低；氮含量低；重金屬含量除了鎳含量較高，其余都不高；飽和烴含量和氫含量均較高。因此，該餾分可不經(jīng)過(guò)預(yù)處理而直接作為重油催化裂化原料。該原油>500℃、>540℃減壓渣油的殘?zhí)糠謩e為9.31m%、10.4m%，其飽和烴含量都較高、氮含量低，故可作為焦化原料。2.2加工方案圖2.1原油加工方案AGOVGO3號(hào)航煤蘇丹黑格里格原油含水量為0.7m%，大于0.5m%，必須先進(jìn)行脫水處理。由于原油較重，且初餾點(diǎn)較低，所以在進(jìn)行常減壓蒸餾前先閃蒸，進(jìn)行一次分離氣液兩相-10號(hào)柴油燃料油減壓渣油石油焦減粘裂化一脫三注原油閃蒸常減壓蒸餾蠟油加氫精制重柴油柴油堿洗精制汽油調(diào)和組分加氫精制延遲焦化液化氣丁烯丙烯催化裂化氣體分餾苯液化氣乙苯干氣乙苯合成汽油調(diào)和組分BTX芳烴分離催化重整。加工方案如圖2.1所示。圖2.1原油加工方案AGOVGO3號(hào)航煤-10號(hào)柴油燃料油減壓渣油石油焦減粘裂化一脫三注原油閃蒸常減壓蒸餾蠟油加氫精制重柴油柴油堿洗精制汽油調(diào)和組分加氫精制延遲焦化液化氣丁烯丙烯催化裂化氣體分餾苯液化氣乙苯干氣乙苯合成汽油調(diào)和組分BTX芳烴分離催化重整表2.1原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾及其窄餾分性質(zhì)餾分號(hào)沸點(diǎn)范圍，℃密度（20℃）收率，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%收率，體積分?jǐn)?shù)%g/cm3每餾分總收率每餾分總收率1氣體60-8060-0.0.080.080.770.77215~650.70090.260.340.331.10365~80100-1200.71000.901480~100120-10.73841.682.922.004.215100~120110.75030.643.560.754.966120~1400.75780.654.210.755.727140~1650.76781.195.401.367.088165~1800.77930.886.280.998.079180~2000.79451.347.621.489.5610200~2200.81321.679.291.8111.3611220~2400.82091.9611.252.1013.4612240~2600.83312.2813.532.4115.8713260~2800.84392.5916.122.7018.5714280~3000.85132.3918.512.4721.0415300~3200.85242.7121.222.8023.8416320~3500.86043.9025.123.9927.8217350~3700.86881.7326.851.7529.5818370~4000.86634.1130.964.1733.7519400~4200.87690.8131.770.8134.5620420~4500.87947.5839.357.5842.1421450~4700.88424.3243.674.3046.4422470~5000.88474.9348.604.9051.3423500~5200.88313.4452.043.4354.7724520~5400.88252.2554.292.2457.01渣油>5400.935345.71100.0042.99100.00圖2.2原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線圖圖2.3原油中比密度曲線圖2.4原油中比凝點(diǎn)曲線因柴油牌號(hào)根據(jù)凝點(diǎn)劃分，所以需根據(jù)所繪制的中比凝點(diǎn)曲線來(lái)確定具體柴油牌號(hào)。以切割點(diǎn)為290℃為例，根據(jù)中比性質(zhì)，查取圖中體積收率為18.76%所對(duì)應(yīng)的凝點(diǎn)，為-39℃；同理可得切割點(diǎn)為365℃時(shí)的凝點(diǎn)為-7.5℃。根據(jù)最新國(guó)家成品油標(biāo)準(zhǔn)，可生產(chǎn)-10號(hào)柴油和重柴油。2.3切割方案產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)，℃實(shí)沸點(diǎn)沸程，℃收率，%ρ20g/cm3實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度，℃體積分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%10%30%50%70%90%100%重整原料油16515~1686.315.320.76281568.284.396.9124.9152.21683號(hào)航煤240162~2457.155.930.8170162173.7192.2208.0221.8234.0245-10號(hào)柴油290235~2976.356.070.8448235245.4256.0265.9275.2284.9297重柴油365283~3759.329.100.8636283297.7311.4325.0339.0354.5375重油—>35570.8773.580.8846———————3油品性質(zhì)參數(shù)計(jì)算以重整原料油部分為例計(jì)算3.1蒸餾數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化3.1.1實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度→恩氏蒸餾溫度表3.1實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)餾出體積分?jǐn)?shù)，%01030507090100餾出溫度℃重整原料油1568.284.396.9124.9152.21683號(hào)航煤162173.7192.2208.0221.8234.0245-10號(hào)柴油235245.4256.0265.9275.2284.9297重柴油283297.7311.4325.0339.0354.5375原油—204.9373.0491.8626.0758.5—先假設(shè)恩氏蒸餾50%點(diǎn)溫度為96.6℃，然后查圖3-2-2[10]可得：差值為0.3℃，則實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50%點(diǎn)的溫度為96.6+0.3=96.9℃，所以假設(shè)正確。查圖3-2-1[10]得恩氏蒸餾曲線各段溫差，如表3.2所示：表3.2恩氏蒸餾曲線各段溫差曲線線段實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差，℃恩氏蒸餾溫差，℃0%~10%53.234.510%~30%16.18.230%~50%12.66.350%~70%28.020.070%~90%27.321.290%~100%15.813.9根據(jù)恩氏蒸餾50%點(diǎn)溫度=96.6℃，可得其他點(diǎn)的恩氏蒸餾溫度：30%點(diǎn)：96.6-6.3=90.3℃10%點(diǎn)：90.3-8.2=82.1℃0%點(diǎn)：82.1-34.5=47.6℃70%點(diǎn)：96.6+20.0=116.6℃90點(diǎn)：116.6+21.2=137.8℃100%點(diǎn)：137.8+13.9=151.7℃同理，用上述方法可得其余產(chǎn)品的恩氏蒸餾溫度，匯總于表3.3中：表3.3恩氏蒸餾數(shù)據(jù)產(chǎn)品恩氏蒸餾溫度，℃0%10%30%50%70%90%100%重整原料油47.682.190.396.6116.6137.8151.73號(hào)航煤177.9183.00192.5202.1211.1219.8233.8-10號(hào)柴油240.9245.3249.9255.8261.8268.9278.9重柴油289.2296.5303.4311.0320.2333.2351.3原油—173.3331.3441.2551.6647.4—3.1.2實(shí)沸點(diǎn)溫度→平衡汽化溫度根據(jù)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50%點(diǎn)溫度為96.9℃，實(shí)沸點(diǎn)蒸餾30%-10%=16.1℃。查圖6-12[11]得差值為1.8℃。所以平衡汽化50%點(diǎn)溫度為96.9+1.8=98.7℃。查圖6-13[11]，得平衡汽化曲線各段溫差，如表3.4所示：表3.4平衡汽化曲線各段溫差曲線線段實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差，℃平衡汽化蒸餾溫差，℃0%~10%53.218.010%~30%16.15.230%~50%12.64.350%~70%28.012.270%~90%27.312.490%~100%15.85.0因50%點(diǎn)的平衡汽化溫度為98.7℃，所以可得其他點(diǎn)的平衡汽化溫度：30%點(diǎn)：98.7-4.3=94.4℃10%點(diǎn)：94.4-5.2=89.2℃0%點(diǎn)：89.2-18=71.2℃70%點(diǎn)：98.7+12.2=110.9℃90%點(diǎn)：110.9+12.4=123.3℃100%點(diǎn)：123.3+5.0=128.3℃同理，用上述方法可得其余產(chǎn)品的平衡汽化溫度，匯總于表3.5中：表3.5產(chǎn)品平衡汽化數(shù)據(jù)產(chǎn)品平衡汽化溫度，℃0%10%30%50%70%90%100%重整原料油71.289.294.498.7110.9123.3128.33號(hào)航煤195.3198.1204.3210.1216.1222.1227.5-10號(hào)柴油259.2261.4265.3269.1273.3277.7281.7重柴油316.1319.8324.3328.2334.3341.6347.8原油—272.3357.8431.8510.9577.6—3.2平均溫度的計(jì)算（1）體積平均沸點(diǎn)（2）恩氏蒸餾曲線10%~90%斜率S（3）實(shí)分子平均沸點(diǎn)根據(jù)恩氏蒸餾的曲線斜率和體積平均沸點(diǎn)，查圖3-2[11]可得，則（4）質(zhì)量平均沸點(diǎn)根據(jù)恩氏蒸餾的曲線斜率和體積平均沸點(diǎn)，查圖3-2[11]可得，則（5）立方平均沸點(diǎn)查圖3-2[11]可得，則（6）中平均沸點(diǎn)查圖3-2[11]可得，同理，其余餾分的平均溫度計(jì)算結(jié)果匯總于表3.6中表3.6油品的平均溫度油品，℃恩氏蒸餾10%~90%斜率，℃，℃，℃，℃重整原料油104.700.69697.50106.15102.58100.483號(hào)航煤201.700.460196.90202.24200.05199.20-10號(hào)柴油256.340.295253.14256.52254.94254.44重柴油312.860.459308.07312.33311.22310.38原油428.965.926320.46451.86403.86346.433.3求，比重指數(shù)API°由，查表1-2-28[10]可得：g/cm3同理，其余餾分的計(jì)算結(jié)果匯總于表3.7中：表3.7油品密度及比重指數(shù)產(chǎn)品，g/cm3，g/cm3比重指數(shù)重整原料油0.76280.767652.843號(hào)航煤0.81700.821540.75-10號(hào)柴油0.84480.849135.15重柴油0.86360.867831.56原油0.87960.883728.623.4求分子量M、特性因素K由，，查圖3-4[11]可得：K=11.41，M=96.14，其余油品的查圖結(jié)果匯總于表3.8中表3.8油品特性因數(shù)及相對(duì)分子質(zhì)量產(chǎn)品KM重整原料油11.4196.143號(hào)航煤11.54156.80-10號(hào)柴油11.58200.15重柴油11.62250.90原油11.65285.703.5求臨界性質(zhì)（1）求真臨界溫度、假臨界溫度因求定真假臨界溫度都需要用到華氏度（℉），所以需將溫度轉(zhuǎn)換方可查圖。結(jié)合API°=52.84，查圖4-2-2[10]得tc=562.50℉=294.72℃根據(jù)tm=97.5℃=207.50℉，API°=52.84，查圖4-2-2[10]得tc′=551.50℉=288.61℃（2）求假臨界壓力由tMe=100.48℃=212.86℉，API°=52.84，查圖4-2-4[10]得假臨界壓力為=31.64atm（3）求真臨界壓力Pc因求臨界壓力需用到列氏溫度，所以需對(duì)溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)換方可查圖。tc=(562.50-32)/2.25=235.78列氏度tc′=(551.5-32)/2.25=230.89列氏度則，查圖4-2-3[10]得真臨界壓力為Pc=3.60MPa=35.52atm同理，其余餾分的臨界性質(zhì)算法同上，匯總于表3.9中。表3.9油品臨界性質(zhì)產(chǎn)品臨界溫度，℃臨界壓力，atm真臨界溫度假臨界溫度假臨界壓力pc′真臨界壓力pc重整原料油294.72288.6131.6435.523號(hào)航煤392.25387.7224.1627.08-10號(hào)柴油440.31437.8420.0120.48重柴油498.25490.8916.2618.71原油593.33504.4415.1734.573.6求焦點(diǎn)性質(zhì)（1）求焦點(diǎn)溫度t0由tv=104.7℃，S=0.696℃/%，查圖3-5-3[10]得：t0-tc=50℃，則焦點(diǎn)溫度為t0=tc+50=294.72+50=344.72℃（2）求焦點(diǎn)壓力由tv=104.7℃，S=0.696℃/%，查圖3-5-4[10]得：=19.3atm=1.9556MPa,則焦點(diǎn)壓力為P0=1.9556+Pc=5.8758MPa同理，其余餾分的焦點(diǎn)性質(zhì)算法同上，匯總于表3.10中。表3.10油品焦點(diǎn)性質(zhì)產(chǎn)品焦點(diǎn)溫度t0/℃焦點(diǎn)壓力P0/MPa重整原料油344.725.87583號(hào)航煤414.253.9892-10號(hào)柴油450.712.5305重柴油511.752.4829原油627.334.36413.7油品性質(zhì)參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總表3.11油品性質(zhì)參數(shù)1油品分子量恩氏蒸餾溫度，℃0%10%30%50%70%90%100%重整原料油96.1447.682.190.396.6116.6137.8151.73號(hào)航煤156.80177.9183.00192.5202.1211.1219.8233.8-10號(hào)柴油200.15240.9245.3249.9255.8261.8268.9278.9重柴油250.90289.2296.5303.4311.0320.2333.2351.3原油285.70—173.3331.3441.2551.6647.4—表3.12油品性質(zhì)參數(shù)2油品，℃恩氏蒸餾10%~90%斜率，℃，℃，℃，℃特性因數(shù)K重整原料油104.700.69697.50106.15102.58100.4811.413號(hào)航煤201.700.460196.90202.24200.05199.2011.54-10號(hào)柴油256.340.295253.14256.52254.94254.4411.58重柴油312.860.459308.07312.33311.22310.3811.62原油428.965.926320.46451.86403.86346.4311.65油品平衡汽化蒸餾溫度，℃臨界溫度，℃臨界壓力，atm0%10%30%50%70%90%100%重整原料油71.289.294.498.7110.9123.3128.3294.7235.523號(hào)航煤195.3198.1204.3210.1216.1222.1227.5392.2527.08-10號(hào)柴油259.2261.4265.3269.1273.3277.7281.7440.3120.48重柴油316.1319.8324.3328.2334.3341.6347.8498.2518.71原油—272.3357.8431.8510.9577.6—593.3334.57表3.13油品性質(zhì)參數(shù)3表3.14油品性質(zhì)參數(shù)4油品比重焦點(diǎn)溫度，℃焦點(diǎn)壓力，MPa實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度/℃比重指數(shù)0%100%重整原料油0.762852.84344.725.8758151683號(hào)航煤0.817040.75414.253.9892162245-10號(hào)柴油0.844835.15450.712.5305235297重柴油0.863631.56511.752.4829283375原油0.879628.62627.334.3641——4閃蒸塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算首先，由原油的焦點(diǎn)溫度、焦點(diǎn)壓力及其平衡汽化溫度繪制原油的P-T-e相圖。圖4.1原油P-T-e相圖取閃蒸塔塔頂操作壓力為0.2MPa，并設(shè)閃底油進(jìn)料溫度為280℃。讀圖可得：當(dāng)汽化溫度為280℃、壓力為0.2MPa時(shí)，原油的汽化率為10.04%。原油恩氏蒸餾的10%~30%曲線斜率，API°=28.62，查圖3-6-3[10]得：閃底油的相對(duì)密度為：API°=21.87則閃頂油的相對(duì)密度為：API°=75.95則4.1閃頂和閃底油性質(zhì)的計(jì)算（1）恩氏餾程在0.2MPa、280℃時(shí)，原油恩氏蒸餾的10%~70%曲線斜率為由斜率s，氣化率e=10.04%，查圖3-6-1[10]、3-6-2[10]可得閃頂油、閃底油在常壓下與原油恩氏蒸餾的溫差，然后可計(jì)算得出閃頂油、閃底油在常壓下的恩氏蒸餾溫度，結(jié)果如表4.1所示：表4.1恩氏蒸餾溫度體積分?jǐn)?shù)原油恩氏蒸餾溫度，℃原油恩氏蒸餾溫度和閃頂油恩氏溫差，℃閃頂油恩氏蒸餾溫度，℃原油恩氏蒸餾溫度和閃底油恩氏溫差，℃閃底油恩氏蒸餾溫度，℃10％173.311063.358231.330％331.3205126.350381.350％441.2285156.239480.270％551.6320231.627578.690%647.4340307.412659.4（2）平衡汽化溫度以閃頂油為例計(jì)算：恩氏蒸餾30%—10%=63℃，查圖3-2-4[10]可得恩氏蒸餾50%餾出溫度與平衡汽化50%餾出溫度的差值為-24.3℃，則平衡汽化50%餾出溫度為156.2-24.3=131.9℃。查圖3-2-3[10]可得平衡汽化各段溫差，如表4.2所示：表4.2平衡汽化各段溫差曲線線段恩氏蒸餾溫差，℃平衡汽化蒸餾溫差，℃10%~30%63.043.230%~50%29.917.850%~70%75.452.670%~90%75.851.2則可得閃頂油的平衡汽化溫度，匯總于表4.3中。閃底油的轉(zhuǎn)換方法同上，也匯總于表4.3中。表4.3平衡汽化溫度匯總表產(chǎn)品平衡汽化溫度，℃10%30%50%70%90%閃頂油70.9114.1131.9184.5235.7閃底油283.8372.7445.4513.6567.9（3）平均溫度的計(jì)算表4.4平均溫度匯總油品tv，℃10%~90%斜率Stm，℃tw，℃tcu，℃tMe，℃閃頂油176.963.051131.46186.71166.73148.75閃底油466.165.351345.61494.78435.18371.53（4）求分子量M、特性因數(shù)K閃頂油：M=139.2K=13.45閃底油：M=309.8K=11.46（5）求真臨界溫度、假臨界溫度閃頂油：閃底油：（6）求假臨界壓力閃頂油：閃底油：（7）求真臨界壓力閃頂油：閃底油：（8）求焦點(diǎn)溫度t0及焦點(diǎn)壓力閃頂油：閃底油：4.2熱平衡計(jì)算首先，將體積分?jǐn)?shù)化為質(zhì)量分?jǐn)?shù)：已知，則：閃頂油流量F1=0.0772×F0=0.0772×437500=33775kg/h閃底油流量F2=437500-33775=403725kg/h取閃底油出口溫度比進(jìn)料溫度低3℃，即閃底油溫度t2=280-3=277℃，查圖3-14[11]分別求出原油及閃底油的焓值：在t0=280℃時(shí)，原油的焓值；在t2=277℃時(shí)，閃底油的焓值=162.5kcal/kg，假設(shè)原油在閃蒸塔中有1.1%的能量損失，則有如下關(guān)系：代入數(shù)據(jù)得：=240.6kcal/kg則再根據(jù)閃頂油的，查圖3-14[11]，則可得閃頂油的出口溫度為t1=275℃原油、閃頂油、閃底油三者之間的溫差較小，滿(mǎn)足工藝要求。閃蒸塔計(jì)算草圖如下圖所示：閃閃蒸塔進(jìn)料t0=280℃F0=437500kg/h閃頂油t1=275℃F1=33775kg/h閃底油t2=277℃F2=403725kg/h圖4.2閃蒸塔計(jì)算草圖4.3塔徑計(jì)算閃頂油的分子量M=139.2，出口溫度T1=275℃=548.15K，則其氣象密度為氣相體積流率為取空塔氣速u(mài)=1.2m/s，則塔徑根據(jù)塔徑圓整標(biāo)準(zhǔn)，選取塔徑為1.4m。校核空塔氣速：4.4閃蒸塔計(jì)算結(jié)果匯總表4.5閃蒸塔計(jì)算結(jié)果匯總油品溫度，℃壓力，MPa流量，kg/h進(jìn)料2800.2437500閃頂油2750.233775閃底油2770.24037255常壓塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算5.1物料平衡表5.1物料平衡（按每年開(kāi)工8000小時(shí)計(jì)）油品產(chǎn)率處理量ψ%ω%104t/at/dkg/hkmol/h閃頂進(jìn)料10.047.7227.02810.633775242.64閃底進(jìn)料89.9692.28322.989689.44037251303.18合計(jì)100.0100.0350105004375001545.82原油100.0100.0350105004375001531.33重整原料6.315.3218.62558.623275242.093號(hào)航煤7.155.9320.755622.6525943.75165.46-10號(hào)柴油6.356.0721.245637.3526556.25132.68重柴油9.329.1031.85955.539812.5158.68常壓渣油70.8773.58257.537725.9321912.5504.575.2汽提蒸汽用量常二線、常三線及常壓渣油都采用過(guò)熱水蒸汽（420℃，0.3MPa）汽提。表5.2汽提水蒸氣用量油品質(zhì)量分?jǐn)?shù)(對(duì)油)%汽提蒸汽用量kg/hkmol/h-10號(hào)柴油2.2548.2430.42重柴油2.3915.6950.82常壓渣油2.58047.81446.60合計(jì)—9511.74527.845.3確定常壓塔操作條件5.3.1塔板形式和塔板數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選用型浮閥塔板。根據(jù)表6-10[11]和表6-11[11]確定塔板數(shù)，并匯總于表5.3中。表5.3塔板數(shù)選取重整原料—常一線8層常一線—常二線5層常二線—常三線5層常三線—汽化段5層塔底汽提段4層塔側(cè)采用兩個(gè)中段回流，每個(gè)用3層換熱塔板，則總塔板數(shù)為：8+5+5+5+4+2×3=33層。5.3.2操作壓力取塔頂產(chǎn)品罐壓力為0.14MPa，塔頂采用二級(jí)冷凝冷卻。取塔頂空冷器壓力降為0.01MPa，塔頂使用一個(gè)管殼式后冷器，取殼程壓力降0.017MPa，故塔頂絕壓為0.14+0.01+0.017=0.167MPa每層浮閥塔板的壓力降取0.5kPa，則常壓塔各關(guān)鍵部位的壓力為：(1)塔頂壓力0.167MPa(2)常一線抽出板(第8層)上壓力為：0.167+0.0005×7=0.171MPa(3)常二線抽出板(第16層)上壓力為：0.167+0.0005×15=0.175MPa(4)常三線抽出板(第24層)上壓力為：0.167+0.0005×23=0.178MPa(5)汽化段(第28層)上壓力為：0.167+0.0005×27=0.181MPa(6)取轉(zhuǎn)油線壓力降為0.035MPa，則：加熱爐出口壓力=0.181+0.035=0.216MPa5.3.3汽化段溫度（1）進(jìn)料汽化率與過(guò)汽化度取過(guò)汽化油的分子量為260，過(guò)汽化度為進(jìn)料的4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))或體積分?jǐn)?shù)為4.03%，所以，過(guò)汽化量為：4037250.04=16149kg/h因?yàn)樵蜌饣蕿?.72%，大于重整原料油的氣化率（5.32%），所以閃蒸塔中的重整原料油完全汽化，航煤部分汽化。所以可求出未汽化的航煤在閃底油中的所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：ω%=(5.32+5.93-7.72)/(100-7.72)=3.83%未汽化的航煤的量為403725×0.0383=15462.67kg/h為使每個(gè)餾分在常壓塔內(nèi)全部汽化，要求進(jìn)料在汽化段中的汽化率為：（體積分?jǐn)?shù)）=(6.31+7.15+6.35+9.32-10.04)/(100-10.04)+4.03%=25.25%（2）汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如下：表5.4氣化段流量物料流量kmol/h常一線（3號(hào)航煤）165.46常二線（-10號(hào)柴油）132.68常三線（重柴油）158.68過(guò)汽化油62.11油氣合計(jì)518.93因塔底所需的汽提水蒸汽的量為446.60koml/h，則汽化段油氣分壓為：0.181×518.93/（518.93+446.60）=0.111MPa（3）汽化段溫度的初步求定作閃底油的P-T-e相圖，如圖5.1所示。當(dāng)壓力為0.111MPa時(shí)，作出此壓力下閃底油的平衡汽化曲線，如圖5.2所示：圖5.1閃底油的P-T-e相圖圖5.20.111MPa下閃底油的平衡汽化曲線由圖5.2可知：當(dāng)汽化率為25.25%時(shí)，進(jìn)料溫度（4）的校核1）當(dāng)時(shí)，進(jìn)料帶入的熱量QF如下表所示：表5.5進(jìn)料帶入汽化段的熱量QF油料ρ20g/cm3流率kg/h焓，kcal/kgQF:熱量×106，kcal/h氣相液相常一線0.817025943.75266—25943.75×266=6.90常二線0.844826556.25262—26556.25×262=6.96常三線0.863639812.5261—39812.5×261=10.39過(guò)汽化油0.875312111.75256—12111.75×256=3.10常壓渣油0.8846321912.5—211321912.5×211=67.92合計(jì)——95.27所以進(jìn)料在汽化段中的焓常一線為航煤餾分，且有規(guī)定：爐出口溫度不超過(guò)360℃。作0.216MPa下閃底油的平衡汽化曲線，如圖5.3所示。查圖可得e0=23.57%<eF=25.25%，二者差值小于所取過(guò)汽化度4%，所以過(guò)汽化油和柴油全部處于氣相。圖5.3閃底油的平衡汽化曲線（0.216MPa）2）閃底油在爐出口溫度最大限制下（360℃）的h0表5.6閃底油在爐出口處攜帶的熱量Q0油料ρ20g/cm3流量kg/h焓，kcal/kgQ0:熱量×106，kcal/h氣相液相常一線0.817025943.75274—25943.75×274=7.11常二線0.844826556.25271—26556.25×271=7.20常三線0.863639812.5269—39812.5×269=10.71常壓渣油0.8846321912.5—220321912.5×220=70.82合計(jì)——95.84則可得在爐出口條件下，閃底油的焓值為：>所以：在設(shè)計(jì)的汽化段溫度（350.2℃）下，既能保證拔出率（體積分?jǐn)?shù)為25.25%），同時(shí)爐出口溫度也不會(huì)超出范圍。5.3.4繪制草圖將塔體；塔板層數(shù)；側(cè)線抽出位置、返塔位置；中段循環(huán)回流位置；塔底汽提點(diǎn)以及操作條件等繪制成草圖，如圖5.4所示：重整原料重整原料23275kg/h塔頂冷回流取熱8.435×106kcal/h再沸器熱量：1.5×105kcal/h常一線：25943.75kg/h168℃0.171MPa常二線汽提蒸汽548.24kg/h（420℃）常二線：26556.25kg/h233℃0.175MPa常三線汽提蒸汽915.69kg/h(420℃)常三線39812.5kg/h282℃0.178MPa塔底汽提蒸汽8047.81kg/h(420℃)常壓渣油321912.5kg/h閃底進(jìn)料403725kg/h過(guò)汽化油44.86kmol/h二中回流取熱5.061×106kcal/h一中回流取熱3.374×106kcal/h閃頂進(jìn)料33775kg/h128℃181012141618202428343.2℃0.181MPa0.167MPa總熱量:Q=16.87×106kcal/h圖5.4常壓塔計(jì)算草圖5.3.5塔底溫度取塔底溫度低于汽化段溫度7℃，則塔底溫度為：350.2-7=343.2℃。5.3.6塔頂和側(cè)線溫度的假設(shè)及回流熱分配（1）假設(shè)塔頂和側(cè)線溫度參考同類(lèi)裝置的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，假設(shè)的溫度如表5.7所示：表5.7塔頂及各側(cè)線溫度的假設(shè)塔頂溫度，℃128常一線抽出板(第8層)溫度，℃168常二線抽出板（第16層）溫度，℃233常三線抽出板（第24層）溫度，℃282（2）全塔回流熱根據(jù)表5.7中假設(shè)的溫度作全塔熱量衡算，可得全塔回流熱，如表5.8所示:表5.8全塔回流熱物料流率kg/hρ20g/cm3操作條件焓，kcal/kg熱量×106kcal/h壓力MPa溫度℃氣相液相入閃頂進(jìn)料337750.67670.174275236—7.97閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提水蒸氣9511.74—0.300420792.5—7.54再沸器—0.15合計(jì)—102.93出重整原料232750.76280.167128145—3.37常一線25943.750.81700.171168—1002.59常二線26556.250.84480.175233—1353.59常三線39812.50.86360.178282—1716.81常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20565.99汽提蒸氣9511.74—0.177125389.9—3.71合計(jì)—86.06則全塔回流熱為（3）回流熱分配塔頂冷回流溫度定為60℃，采用二級(jí)冷凝冷卻。全塔設(shè)兩個(gè)中段循環(huán)回流，一中回流位于第10~12層，二中回流位于第18~20層?；亓鳠岱峙淙缦卤?.9所示：表5.9回流熱分配塔頂回流取熱：50%Q0=8.435×106kcal/h一中回流取熱：20％Qc1=3.374×106kcal/h二中回流取熱：30％Qc2=5.061×106kcal/h5.4溫度校核自下而上的順序進(jìn)行校核。5.4.1常三線抽出板的溫度按照如下的隔離體系作第23層以下塔段的熱平衡。以下油品的焓值均由圖3-14[11]查得，汽提蒸汽的焓值由水蒸氣焓值表查得。圖5.5第23塊塔板以下塔段的熱平衡表5.10第23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℃氣相液相入閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸汽8047.81—0.300420792.5—6.38內(nèi)回流L0.85250.178275—178178L合計(jì)—93.65+178L出常一線25943.750.81700.178282230—5.97常二線26556.250.84480.178282225—5.98常三線39812.50.86360.178282—1716.81常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20565.99汽提蒸汽8047.81—0.178282716.1—5.76內(nèi)回流L0.86260.178282225—225L合計(jì)—90.51+225L由熱平衡關(guān)系可得：93.65×106+178L=90.51×106+225L則可得L=66808.51kg/h=66808.51/244.56=273.18kmol/h，所以常三線抽出板上方氣相總量為：V=165.46+132.68+446.60+273.18+158.68=1176.6kmol/h所以常三線的蒸汽分壓為：P=0.178×273.18/1176.6=0.041MPa表5.110.041MPa下常三線的平衡汽化數(shù)據(jù)項(xiàng)目0%10%30%50%實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度，℃283.0297.7311.4325.0實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差，℃14.713.713.6—平衡汽化溫差，℃—常壓下平衡汽化溫度，℃—328.20.041MPa下平衡汽化溫度，℃281.7——294由表5.11可知：常壓下平衡汽化50%點(diǎn)的溫度為328.2℃，查圖3-5-5[10]可得：0.041MPa下平衡汽化50%點(diǎn)的溫度為294℃，則常三線油品的泡點(diǎn)溫度為281.7℃，與原假設(shè)282℃非常接近，所以原假設(shè)溫度正確。5.4.2常二線抽出板的溫度按照如下的隔離體系作第15層以下塔段的熱平衡。以下油品的焓值均由圖3-14[11]查得，汽提蒸汽的焓值由水蒸氣焓值表查得。圖5.6第15塊塔板以下塔段的熱平衡表5.12第15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，℃氣相液相入閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸汽8963.5—0.300420792.5—7.10內(nèi)回流L0.84130.175225—137137L合計(jì)—94.37+137L出常一線25943.750.81700.175233197—5.11常二線26556.250.84480.175233—1343.56常三線39812.50.86360.178282—1716.81常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20565.99汽提蒸汽8963.5—0.175233602.3—5.40內(nèi)回流L0.84480.175233193—193L二中取熱—4.497合計(jì)—91.367+193L根據(jù)熱平衡：94.37×106+137L=91.367×106+193L，則可得L=53625kg/h=53625/194.73=275.38kmol/h則常二線抽出板上方氣相總量為：V=165.46+497.42+275.38=938.26kmol/h所以常二線的蒸汽分壓為：P=0.175×275.38/938.26=0.051MPa表5.130.051MPa下常二線平衡汽化數(shù)據(jù)項(xiàng)目0%10%30%50%實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度，℃235245.4256.0265.9實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差，℃10.410.69.9—平衡汽化溫差，℃—常壓下平衡汽化溫度，℃—269.10.051MPa下平衡汽化溫度，℃232.6——242.1由表5.13可知：常壓下平衡汽化50%點(diǎn)的溫度為269.1℃，查圖3-5-5[10]可得：0.051MPa下平衡汽化50%點(diǎn)的溫度為242.1℃，則常二線油品的泡點(diǎn)溫度為232.6℃，與原假設(shè)233℃非常接近，所以可知原假設(shè)溫度正確。5.4.3常一線抽出板的溫度按照如下的隔離體系作第7塊塔板以下塔段的熱平衡。以下油品的焓值均由圖3-14[11]查得，汽提蒸汽的焓值由水蒸氣焓值表查得。圖5.7第7塊塔板以下塔段的熱平衡表5.14第7塊塔板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℃氣相液相入閃頂進(jìn)料337750.67670.174275236—7.97閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣9511.74—0.171420792.5—7.54內(nèi)回流L0.80930.171162—9494L合計(jì)—102.78+94L出重整原料232750.76280.167168170—3.96常一線25943.750.81700.171168—1002.59常二線26556.250.84480.175233—1353.59常三線39812.50.86360.178282—1716.81常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20465.67汽提蒸氣9511.74—0.171168668.44—6.36內(nèi)回流L0.81700.171168168—168L一中取熱—2.998二中取熱—4.497合計(jì)—96.475+168L根據(jù)熱平衡可得：102.78×106+94L=96.475×106+168L所以L=85202.70kg/h=85202.70/148.13=575.19kmol/h則常一線抽出板上方氣相總量為：V=242.09+527.84+575.19=1345.12kmol/h所以常一線的蒸汽分壓為：P=0.171×575.19/1345.12=0.073MPa表5.150.073MPa下常一線的平衡汽化數(shù)據(jù)項(xiàng)目0%10%30%50%實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度，℃162173.7192.2208實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差，℃11.718.515.8—平衡汽化溫差，℃—常壓下平衡汽化溫度，℃—210.10.073MPa下平衡汽化溫度，℃168.5——182.5由上表可知：常壓下平衡汽化50%點(diǎn)的溫度為210.1℃，查圖3-5-5[10]可得：0.073MPa下平衡汽化50%點(diǎn)的溫度為182.5℃，則常一線油品的泡點(diǎn)溫度為168.5℃，與原假設(shè)168℃非常接近，所以可知原假設(shè)溫度正確。5.4.4塔頂溫度設(shè)塔頂冷回流溫度t0=60℃，用重整原料油的密度=0.7628g/cm3，查焓圖3-14[11]，可得其焓值=36kcal/kg；當(dāng)塔頂溫度t1=128℃時(shí)，回流蒸氣的焓值。所以塔頂冷回流量為=7.495×106/(146-36)=68136.36kg/h則塔頂油氣量，即內(nèi)回流蒸氣+重整原料油量為：（68136.36+23275）/96.14=950.82kmol/h所以塔頂?shù)挠蜌夥謮簽椋篜=0.167×950.82/（950.82+527.84）=0.1074MPa因塔頂溫度是重整原料在其油氣分壓下的露點(diǎn)溫度。則：重整原料油在常壓下的平衡汽化100%點(diǎn)的溫度（露點(diǎn)溫度）為128.3℃。根據(jù)重整原料油的焦點(diǎn)溫度（344.72℃）和焦點(diǎn)壓力（5.8758MPa）以及常壓下的泡點(diǎn)溫度（15℃）作出其平衡汽化100%的P-t曲線。圖5.8重整原料油平衡汽化100%的P-t曲線由圖5.8可得，油氣分壓為0.1074MPa時(shí)的露點(diǎn)溫度為132.1℃?？紤]到存在不凝氣，所以還需乘以系數(shù)0.97，以此作為實(shí)際溫度。則塔頂溫度為：132.1×0.97=128.1℃，與假設(shè)的128℃非常相近，所以假設(shè)正確。而塔頂水蒸氣分壓P=0.167-0.1074=0.0596MPa，在此壓力下，飽和水蒸氣溫度為85.9℃<塔頂溫度128℃。所以，即使水蒸汽在塔頂處于過(guò)熱狀態(tài)，也不會(huì)冷凝。所以塔頂溫度假設(shè)正確。5.5全塔氣液相負(fù)荷分布5.5.1回流量（1）塔頂回流密度取，分子量取M=96.14，抽出溫度取塔頂溫度為128℃，返塔溫度即塔頂冷回流溫度為60℃。焓值由圖3-14[11]查得，則回流量為8.435×106/112=75312.5kg/h（2）第一中段回流（10~12塊板）通過(guò)內(nèi)插法，密度取，分子量取M=173.06，抽出溫度取中段回流最下面那塊板的溫度為200.5℃，返塔溫度取200.5-100=100.5℃。焓值由圖3-14[11]查得，則回流量為3.374×106/59=57186.44kg/h（3）第二中段回流（18~20塊板）通過(guò)內(nèi)插法，密度取，分子量取M=219.18，抽出溫度取中段回流最下面那塊板的溫度為257.5℃，返塔溫度取257.5-100=157.5℃。焓值由圖3-14[11]查得，則回流量為5.061×106/66=76681.82kg/h表5.16回流量項(xiàng)目ρ20g/cm3分子量抽出溫度℃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0.762896.14128601503811275312.5一中回流0.8247173.06200.5100.5116575957186.44二中回流0.8529221.9261161157916676681.825.5.2需要計(jì)算的塔板繪制全塔氣液相負(fù)荷圖需要計(jì)算的塔板有：1、2、7、8、9、10、12、15、16、17、18、20、23、24、25、28、325.5.3全塔各板氣液分布密度需用校正后的值，密度校正公式為：（1）塔底段氣液相負(fù)荷（第33塊塔板）第33塊塔板的液相負(fù)荷即為常壓渣油的流量L=321912.5kg/h，汽相負(fù)荷約等于常壓渣油汽提水蒸氣的量V=8047.81kg/h。液相溫度t=336.4℃ρ20=0.8846g/cm3查文獻(xiàn)[12]可得：γ=0.00063所以=0.8846-0.00063×（336.4-20）=0.6853g/cm3則液相負(fù)荷為：VL=321912.5/（0.6853×1000）=469.74m3/h氣相溫度t=343.2℃壓力P=0.167+0.0005×31=0.1825MPa氣相負(fù)荷約為塔底汽提蒸汽用量：n=8047.81/18.02=446.60kmol/h則氣相負(fù)荷為：（2）作第28塊板的氣液相負(fù)荷液相負(fù)荷即為過(guò)汽化油的量：L=16149kg/h液相溫度為t=345.2℃ρ20=0.8727g/cm3查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00064所以：=0.8727-0.00064×(345.2-20)=0.6646g/cm3則液相負(fù)荷為：=16149/（0.6646×1000）=24.30m3/h氣相溫度為t=350.2℃壓力P=0.181MPa氣相負(fù)荷即為進(jìn)料后氣化量加塔底汽提水蒸汽量：n=165.46+132.68+158.68+74.76+446.60=978.18kmol/h則氣相負(fù)荷為：作第25塊板的氣液相負(fù)荷第24塊板的一些必要參數(shù)：M=250.9t=282℃表5.17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℃氣相液相入閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸汽8047.81—0.300420792.5—6.38內(nèi)回流L0.86360.178282—172172L合計(jì)—93.65+172L出常一線25943.750.81700.1786289.58237—6.15常二線26556.250.84480.1786289.58235—6.24常三線39812.50.86360.1786289.58—1807.17常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20365.34汽提蒸氣8047.81—0.1786289.58733.18—5.90內(nèi)回流L0.86780.1786289.58230—230L合計(jì)—90.8+230L由熱平衡可得：93.65×106+172L=90.8×106+230L則L=49137.93kg/h=49137.93/250.9=195.85kmol/h液相密度為ρ20=0.8636g/cm3，溫度為t=282℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00065，所以：=0.8636-0.00065×(282-20)=0.6933g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=49137.93/（0.6933×1000）=70.88m3/h氣相溫度為t=295.64℃，壓力P=0.1786MPan=165.46+132.68+158.68+195.85+446.60=1099.27kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（4）作第24塊板的汽液相負(fù)荷液相流量L=66808.51kg/h=66808.51/244.56=273.18kmol/h液相溫度t=275.88℃，密度ρ20=0.8613g/cm3查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00066所以：=0.8613-0.00066×(275.88-20)=0.6924g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=66808.51/（0.6926×1000）=96.46m3/h氣相溫度t=282℃，壓力P=0.178MPan=165.46+132.68+273.18+446.60+158.68=1176.6kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（5）作第23塊板的汽液相負(fù)荷第22塊板的一些必要參數(shù)：ρ20=0.8589g/cm3t=269.75℃M=238.2表5.18第22塊板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℃氣相液相入閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣8963.5—0.3420792.5—7.10內(nèi)回流L0.85890.1773269.75—163163L合計(jì)—94.37+163L出常一線25943.750.81700.1776275.88224—5.81常二線26556.250.84480.1776275.88220—5.84常三線39812.50.86360.178282—1736.89常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20465.67汽提蒸氣8963.5—0.1776275.88722.1—6.47內(nèi)回流L0.86130.1776275.88220—220L合計(jì)—90.68+220L由熱平衡得：94.37×106+163L=90.68×106+220L則L=64736.84kg/h=64736.84/238.2=271.78kmol/h液相密度ρ20=0.8589g/cm3溫度t=269.75℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00066所以：=0.8589-0.00066×(269.75-20)=0.6941g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=64736.84/（0.6941×1000）=93.27m3/h氣相溫度t=275.88℃壓力P=0.1776MPan=165.46+132.68+271.78+497.42=1067.34kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（6）作第20塊板的汽液相負(fù)荷第19塊板的一些必要參數(shù)：ρ20=0.8519g/cm3t=251.38℃M=219.18表5.19第19塊板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℃氣相液相入閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣8963.5—0.300420792.5—6.54內(nèi)回流L0.85190.1761251.38—153153L二中回流76681.820.85190.1761251.38—15211.66合計(jì)—105.47+153L出常一線25943.750.81700.1765257.5215—5.58常二線26556.250.84480.1765257.5212—5.63常三線39812.50.86360.178282—1706.77常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20465.67汽提蒸氣8963.5—0.1765257.5715.73—6.42內(nèi)回流L0.85420.1765257.5210—210L二中回流76681.820.85420.1765257.5—15111.58合計(jì)—101.65+210L由熱平衡可得：105.47×106+153L=101.65×106+210L所以L=67017.54kg/h=67017.54/219.18=305.76kmol/h液相密度ρ20=0.8519g/cm3溫度t=251.38℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00067所以：=0.8519-0.00067×(251.38-20)=0.6969g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=67017.54/（0.6969×1000）=96.17m3/h氣相溫度t=257.5℃壓力P=0.1765MPan=165.46+132.68+305.76+497.42=1101.32kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（7）作第18塊板的汽液相負(fù)荷第17塊板的一些必要參數(shù)：ρ20=0.8472g/cm3t=239.13℃M=206.49表5.20第17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℃氣相液相入閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣8963.5—0.300420792.5—7.10內(nèi)回流L0.84720.1754239.13—142142L合計(jì)—94.37+142L出常一線25943.750.81700.1758245.25208—5.40常二線26556.250.84480.1758245.25204—5.42常三線39812.50.86360.178282—1716.81常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20265.03汽提蒸氣8963.5—0.1758245.25705.8—6.33內(nèi)回流L0.84950.1758245.25205—205L二中取熱—5.061合計(jì)—94.051+205L根據(jù)熱平衡：94.37×106+142L=94.051×106+205L所以L=5063.49kg/h=5063.49/206.49=24.52kmol/h液相密度ρ20=0.8472g/cm3溫度t=239.13℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00067所以：=0.8472-0.00067×(239.13-20)=0.7004g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=5063.49/（0.7004×1000）=7.23m3/h氣相溫度t=245.25℃壓力P=0.1758MPan=165.46+132.68+24.52+497.42=820.08kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（8）作第17塊板的汽液相負(fù)荷第16塊板的一些必要參數(shù)：ρ20=0.8448g/cm3t=233℃M=200.15表5.21第16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℃氣相液相入閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣8963.5—0.300420792.5—7.10內(nèi)回流L0.84480.175233—136136L合計(jì)—94.37+136L出常一線25943.750.81700.1754240200—5.19常二線26556.250.84480.1754240198—5.26常三線39812.50.86360.178282—1716.81常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20365.35汽提蒸氣8963.5—0.1754240700.2—6.28內(nèi)回流L0.84750.1754240199—199L二中取熱—5.061合計(jì)—93.951+199L根據(jù)熱平衡可得：94.37×106+136L=93.951×106+199L所以L=6650.79kg/h=6650.79/200.15=33.23kmol/h液相密度ρ20=0.8448g/cm3溫度t=233℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00068所以：=0.8448-0.00068×(233-20)=0.7000g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=6650.79/（0.7000×1000）=9.50m3/h氣相溫度t=240℃壓力P=0.1754MPan=165.46+132.68+33.23+497.42=828.79kmol/h所以氣相負(fù)荷為：作第16塊板的汽液相液相流量L=53625kg/h=53625/194.73=275.38kmol/h液相密度ρ20=0.8413g/cm3溫度t=224.875℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00068所以：=0.8413-0.00068×(224.875-20)=0.7020g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=38089.29/（0.7020×1000）=27.85m3/h氣相溫度t=233℃壓力P=0.175MPan=165.46+275.38+497.42=938.26kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（10）作第15塊板的汽液相負(fù)荷第14塊板的一些必要參數(shù)：ρ20=0.8379g/cm3t=216.75℃M=189.31表5.22第14塊板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4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣9511.74—0.300420792.5—7.54內(nèi)回流L0.83790.174216.75—129129L合計(jì)—94.81+129L出方常一線25943.750.81700.1745224.88196—5.08常二線26556.250.84480.175233—1353.59常三線39812.50.86360.178282—1716.81常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20465.67汽提蒸氣9511.74—0.1745224.88691.3—6.56內(nèi)回流L0.84130.1745224.88191—191L二中取熱—5.061合計(jì)—92.771+191L由熱平衡可得：94.81×106+129L=92.771×106+191L所以L=32887.10kg/h=32887.10/189.31=173.72kmol/h液相密度ρ20=0.8379g/cm3溫度t=216.75℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.00068所以：=0.8379-0.00068×(216.75-20)=0.7041g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=32887.10/（0.7041×1000）=46.71m3/h氣相溫度t=224.88℃壓力P=0.1745MPan=165.46+173.72+527.84=867.02kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（11）作第12塊板的汽液相負(fù)荷第11塊板的一些必要參數(shù)：ρ20=0.8274g/cm3t=192.38℃M=173.06表5.23第11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℃氣相液相入方閃頂進(jìn)料337750.67670.174275236—7.97閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣9511.74—0.300420792.5—7.54內(nèi)回流L0.82740.1725192.38—113113L一中回流57186.440.82740.1725192.38—1126.40合計(jì)—109.18+113L出方重整原料232750.76280.173200.5186—4.33常一線25943.750.81700.173200.5182—4.72常二線26556.250.84480.175233—1363.61常三線39812.50.86360.178282—1736.89常壓渣油321912.50.88460.181343.2—20465.67汽提蒸氣9511.74—0.173200.5686.8—6.53內(nèi)回流L0.83090.173200.5178—178L一中回流57186.440.83090.173200.5—1186.75二中取熱—5.061合計(jì)—104.561+178L由熱平衡可得：109.18×106+111L=104.561×106+178L則L=71061.54kg/h=71061.54/173.06=410.62kmol/h液相密度ρ20=0.8274g/cm3溫度t=192.38℃查文獻(xiàn)[12]可得γ=0.0007所以：=0.8274-0.0007×(192.38-20)=0.7067g/cm3所以液相負(fù)荷為：VL=71061.54/（0.7067×1000）=100.55m3/h氣相溫度t=200.5℃壓力P=0.173MPan=242.09+165.46+410.62+527.84=1346.01kmol/h所以氣相負(fù)荷為：（12）作第10塊板的汽液相負(fù)荷第9塊板的一些必要參數(shù)：ρ20=0.8205g/cm3t=176.13℃M=162.22表5.24第9塊塔板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℃氣相液相入方閃頂進(jìn)料337750.67670.174275236—7.97閃底進(jìn)料4037250.91880.179350.225421387.27汽提蒸氣9511.74—0.300420792.5—7.54內(nèi)回流L0.82050.1715176.13—9494L合計(jì)—102.78+94L出方重整原料232750.76280.172184.25176—4.10常一線25943.750.81