最新修訂版500萬噸年度煉油減壓蒸餾裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、（ 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！ ）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目： 500 萬噸年煉油減壓蒸餾裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)院名稱 化工學(xué)院專 業(yè) 過程裝備與控制工程學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職 稱 教授一、原始依據(jù)隨著工業(yè)的興旺發(fā)展，我國對(duì)于石油的需求缺口越來越大。所以，石油的 制備與儲(chǔ)備也重要萬分，煉油裝置的高產(chǎn)高效也日益重要。原油蒸餾是原油加工的第一道工序，它是先將原油進(jìn)行加熱，使其全部或 部分氣化，再將生成的氣化物按照不同的溫度，分段進(jìn)行冷凝和冷卻，得到不 同要求的各種產(chǎn)品。這種氣化與冷卻冷凝的方式可以重復(fù)進(jìn)行多次。原油通過 蒸餾可分割成汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)餾分油，各種潤滑油餾分、裂化原料

2、（即減壓餾分油或蠟油 ）等重質(zhì)餾分油及減壓渣油。從常壓塔底抽出的塔底油經(jīng)減壓爐加熱至 370410 左右后進(jìn)入減壓塔。 由于原油在常壓下加熱至 400 以上時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂化，引起加熱爐爐管結(jié)焦，并 影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此加熱溫度不宜再高，采用在負(fù)壓下進(jìn)行蒸餾，可獲得更多 的餾出油，以提供更多的二次加工原料。為了降低塔頂冷卻器的阻力降，減少 塔頂抽真空設(shè)備的負(fù)荷，減壓塔餾出的產(chǎn)品基本上全部從側(cè)線抽出，塔頂一般 不出產(chǎn)品，直接與抽真空設(shè)備連接，一般塔頂壓力為 40 mmHg 以下。抽真空設(shè) 備的作用是將塔內(nèi)產(chǎn)生的不凝氣 （主要是裂解氣和漏入的空氣 ）和吹入的水蒸汽 連續(xù)地抽走以保證減壓塔的真空度要求。根據(jù)

3、生產(chǎn)要求，減壓塔常開35 個(gè)側(cè)線，可用來制造潤滑油或作催化裂化的原料。如對(duì)最下一個(gè)側(cè)線產(chǎn)品的殘?zhí)恐?和重金屬含量有較高要求，則需在塔進(jìn)口與最下一個(gè)側(cè)線抽出口之間設(shè)12 個(gè)洗滌段。塔底渣油可以送至焦化或氧化瀝青裝置或其它渣油深度加工裝置。為 了充分回收熱量，在裝置流程中，將原油與減壓塔各種經(jīng)加工的餾分油在一系 列換熱器中進(jìn)行換熱。減壓精餾塔一般要求有盡可能高的拔出率，為此除了選用適當(dāng)?shù)恼婵毡檬?塔頂保持較高真空度外，應(yīng)采用低阻力的塔內(nèi)件。本課題主要是根據(jù)工藝數(shù)據(jù) 進(jìn)行設(shè)計(jì)原油減壓蒸餾內(nèi)件的結(jié)構(gòu)，使得全塔壓降降低，提高拔出率。通過對(duì) 流程的分析和塔的設(shè)計(jì)，了解目前國內(nèi)外該類設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，思考對(duì)其

4、有何 改進(jìn)，對(duì)蒸餾減壓塔設(shè)備的研究可以提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)水平，對(duì)將來工作、 科研打下良好的基礎(chǔ)。二、參考文獻(xiàn)1 廖芝文 .常減壓裝置減壓深拔模擬與實(shí)踐 .石化技術(shù)與應(yīng)用 ,2008,26（2）: 172-176152 劉海燕,于建寧,鮑曉軍.世界石油煉制技術(shù)現(xiàn)狀及 未來發(fā)展趨勢(shì).過程工程 學(xué) 報(bào),2007,7(1):176-1853 趙建明簡述煉油技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 J中國科技財(cái)富， 2008，10.4 王松漢主編，石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2001 年5 羅資琴 .論原油蒸餾技術(shù)的發(fā)展方向 .蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) ,2003,3 (1):1-36 湯湘華，丁少恒 200

5、8 年我國成品油市場半年回顧與展望國際石油經(jīng)濟(jì)，2008，8：55-60.7 于長青加氫裂化裝置能耗分析及降耗措施J廣石化科技， 2008， 9(3)： 17-21.8 陳士軍，黃費(fèi)喜常減壓蒸餾裝置擴(kuò)能改造新途徑J石油煉制與化工， 2004，35(7)：27-30.9 蘭州石油機(jī)械研究所主編現(xiàn)代塔器技術(shù) M 北京，中國石化出版社， 2005三、設(shè)計(jì)(研究)內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)目標(biāo)：根據(jù)已有的工藝模擬計(jì)算和塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算結(jié)果，完成 500 萬噸 年減壓塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)， 掌握常規(guī)塔的設(shè)計(jì)方法， 并熟練設(shè)計(jì)軟件的應(yīng) 用。設(shè)計(jì)內(nèi)容：減壓塔設(shè)計(jì)規(guī)格為 48007800?？倛D和支承； DN4800 管子、槽式

6、 液體分布器、壓圈、塔盤、集油箱 (不考慮熱膨脹結(jié)構(gòu)，全連通設(shè)計(jì) )、 填料支撐(云梯梁支承) ；DN7800 管子、槽式液體分布器、壓圈、集 油箱 (考慮熱膨脹結(jié)構(gòu)， 底部集油箱高度為 250300mm)、雙切向和能 量吸收器；雙列葉片氣體分布器設(shè)計(jì)要求： (1) 各段填料、集油箱等支撐件需采用輕型結(jié)構(gòu)， 盡量減少占塔截面 積比例，盡可能避免填料段產(chǎn)生氣液接觸“死區(qū)” 。(2) 集油箱、液體分布器的設(shè)計(jì)要結(jié)構(gòu)簡單、易于制造安裝，其高度 能滿足上限操作即可。(3) 液體分配器等在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮塔內(nèi)安裝過程中能進(jìn)行水平調(diào)節(jié)。(4) 汽提段塔盤怕吹翻需考慮加強(qiáng)，輔梁用槽鋼梁采用沖閥結(jié)構(gòu)。指導(dǎo)教師（簽

7、字）年月日審題小組組長（簽字）年月日天津大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱500萬噸年煉油減壓蒸餾裝置設(shè)計(jì)學(xué)院名稱化工學(xué)院專業(yè)名稱過程裝備與控制工程學(xué)生姓名指導(dǎo)教師一、課題的來源及意義 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，世界上對(duì)能源的需求量迅速上升，我國原油一次加工能力 達(dá)到 3.28 億噸年，居世界第二位。我國的煉油技術(shù)主要借鑒國外，整體工藝流程多從國外 引進(jìn)，長期以來缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，流程改進(jìn)甚微，與發(fā)達(dá)國家有一定的差距，特 別是我國煉油技術(shù)的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外能耗水平，是制約我國原油加工技術(shù)發(fā)展的瓶頸。 為了減少對(duì)國外的依賴，需要獨(dú)立自主地解決重大工程技術(shù)難題。目前，由于原油價(jià)格體 系

8、與國際接軌，生產(chǎn)操作成本不斷提高，石油化工行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，必須提 高煉油廠的應(yīng)變能力，降低生產(chǎn)成本，以保持企業(yè)的競爭力。常減壓蒸餾裝置是原油深加工的基礎(chǔ)，蒸餾過程的方案和設(shè)計(jì)是否合理、生產(chǎn)操作是 否穩(wěn)定優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量是否良好等，直接影響各個(gè)后續(xù)加工過程的處理量、收率和全廠的 生產(chǎn)均衡性、能耗及經(jīng)濟(jì)效益。500萬噸年煉油減壓裝置設(shè)計(jì)工作的參與和完成將會(huì)對(duì)我的專業(yè)素養(yǎng)有一個(gè)質(zhì)的提升， 比如對(duì)化工設(shè)備內(nèi)件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的熟悉，化工設(shè)備設(shè)計(jì)思路的開拓，設(shè)備設(shè)計(jì)方面經(jīng)驗(yàn)的養(yǎng)成以及 CAD 制圖能力。另外，從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我也能學(xué)到設(shè)計(jì)工作的流程與分工，以及了解化工設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域的情況。這一切無疑對(duì)

9、我日后的發(fā)展有著舉足輕重的作用。二、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r原油預(yù)處理工藝，某新粘稠原油預(yù)處理的方法：先將稠油用煤油餾分稀釋，然后將脫鈣劑與稀 釋后的稠油混合、沉降，再將脫酸劑與脫鈣后的稠油混合、萃取，最后將脫鈣劑 和脫酸劑中的溶劑回收后返回脫鈣段和脫酸段循環(huán)使用。該方法流程簡單，能同 時(shí)有效脫除粘稠原油中的鈣、酸、鹽等雜質(zhì)。破乳劑價(jià)格的昂貴和極大短缺導(dǎo)致了必須尋找提高破乳劑再次使用效果的 有效措施。研究表明可以通過正確計(jì)算相位間分配的數(shù)據(jù)來提高破乳劑再次使用 的效果，通常是指進(jìn)入原油預(yù)處理工藝流程選擇投藥點(diǎn)時(shí)的非離子表面活性劑。 用這種方法已經(jīng)解決了提高破乳劑再次使用的部分問題， 它的關(guān)鍵在于乳化劑破

10、 壞后確定破乳劑輸入的最佳位置， 并且必須在破乳劑轉(zhuǎn)換為水相指標(biāo)的最大值和 最小值相應(yīng)的條件下確定。中國石化金陵公司研究院孫曉霞進(jìn)行了關(guān)于乳化原油聲 -化學(xué)法脫水研究， 認(rèn)為可為煉油廠原油預(yù)處理提供一條新途徑，有其重要的現(xiàn)實(shí)意義減壓塔設(shè)計(jì)使用鏈系統(tǒng)控制方法對(duì)常減壓裝置減壓塔進(jìn)行質(zhì)量控制。 通過對(duì)復(fù)雜的減壓 塔系統(tǒng)模型動(dòng)態(tài)分段，控制作用逐級(jí)傳遞到受控輸出，使整個(gè)減壓塔的質(zhì)量控制 體系更加具有適應(yīng)性和穩(wěn)定性，進(jìn)而對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生重大的意義。整個(gè)系 統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)由于預(yù)估和控制僅依賴局部信息，當(dāng)局部發(fā)生故障時(shí)，不至于過多地 降低全局性能，從而使整個(gè)減壓塔質(zhì)量控制自動(dòng)化設(shè)備有了更高的可靠性。傳統(tǒng)的濕式

11、減壓蒸餾技術(shù)， 能耗較高， 并產(chǎn)生大量含油污水。 采用“微濕式” 減壓蒸餾技術(shù) （即裝置工藝流程只在減壓爐對(duì)流段與輻射段爐管之間注入少量中 壓蒸汽，減壓塔不設(shè)汽提部分 ），有利于提高減壓拔出率， 同時(shí)有效地降低了塔底 汽提蒸汽量，減少了減頂冷凝器冷卻水用量，降低了能耗。由于國內(nèi)外原油日益變重，因此如何采用新技術(shù)來提高拔出率，得到較多的直餾餾分油已受到國內(nèi)外煉油工作者的重視。 國外一些公司對(duì)減壓深拔技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究并擁有專利技術(shù)或?qū)Ｓ屑夹g(shù)。 近年來我國在常減壓蒸餾裝置的 設(shè)計(jì)和改造工程中，都盡可能采用減壓深拔技術(shù)以提高常減壓蒸餾的總拔出率， 使原油得到更充分、更有效的利用以增加經(jīng)濟(jì)效益。

12、三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及研究方法 設(shè)計(jì)目標(biāo)：根據(jù)已有的工藝模擬計(jì)算和塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算結(jié)果，完成 500 萬噸年減壓塔內(nèi) 件的設(shè)計(jì)，掌握常規(guī)塔的設(shè)計(jì)方法，并熟練設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用。設(shè)計(jì)內(nèi)容：減壓塔設(shè)計(jì)規(guī)格為 48007800?？倛D和支承； DN4800管子、槽式液體分布器、壓圈、塔盤、集油箱（不考慮熱膨脹結(jié)構(gòu)， 全連通設(shè)計(jì) ）、填料支撐（云梯梁支承）；DN7800 管子、槽式液體分布器、壓圈、集油箱 （考慮熱膨脹結(jié)構(gòu)，底部集油箱高 度為 250300mm）、雙切向和能量吸收器；雙列葉片氣體分布器 設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)文件中的計(jì)量單位制采用 SI 單位制，溫度單位采用攝氏度。在設(shè)計(jì)條件和 操作彈性范圍內(nèi)保證所提供產(chǎn)

13、品的機(jī)械性能、水力學(xué)性能、產(chǎn)品質(zhì)量和收率。四、進(jìn)度安排2009.12.242010.01.20接收畢業(yè)設(shè)計(jì)書，查閱資料；2010.03.012010.03.12開題階段，撰寫開題報(bào)告；2010.03.142010.03.21參觀工程和熟悉資料等內(nèi)容；2010.03.212010.06.13開展設(shè)計(jì)工作，編寫設(shè)計(jì)說明書， 整理計(jì)算書并完成論文；2010.06.142010.06.20準(zhǔn)備與參加畢業(yè)答辯。五、可行性分析本課題通過資料的收集，以工藝模擬計(jì)算和塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算各項(xiàng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，完成 減壓塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，本課題組良好的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，學(xué) 生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)及對(duì) Au

14、toCAD 和 ProE 等設(shè)計(jì)軟件的熟練掌握都為本課題的研究完成提 供了條件。由設(shè)計(jì)內(nèi)容與過程可知，本設(shè)計(jì)內(nèi)容可以有天津大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)四年學(xué) 制的本科生參與。同時(shí)時(shí)間安排合理，可行性較高。六、具備的試驗(yàn)條件天津大學(xué)精餾技術(shù)國家工程研究中心擁有各類先進(jìn)的軟件系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于工藝模擬， 流體力學(xué)計(jì)算、塔內(nèi)件設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核計(jì)算等，具備本課題研究所需的全部硬件條件。精 餾中心具有一流的設(shè)計(jì)人員，豐富的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及良好的設(shè)計(jì)條件，完成了單套年處理 能力突破 500 萬噸、 800 萬噸直至 1000萬噸的煉油減壓蒸餾裝置技術(shù)創(chuàng)新，同時(shí)多次創(chuàng)造 國內(nèi)最大直徑塔器的研制記錄，且本課題研究的

15、500 萬噸年煉油裝置前期工藝計(jì)算和設(shè)計(jì) 基本完成。七、主要參考文獻(xiàn)10 廖芝文 .常減壓裝置減壓深拔模擬與實(shí)踐 .石化技術(shù)與應(yīng)用 ,2008,26(2): 172-17611 劉海燕 ,于建寧 ,鮑曉軍 .世界石油煉制技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì).過程工程學(xué)報(bào) ,2007,7(1):176-18512 趙建明簡述煉油技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 J 中國科技財(cái)富， 2008，10.13 王松漢主編，石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2001 年14 羅資琴 .論原油蒸餾技術(shù)的發(fā)展方向 .蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) ,2003,3 (1):1-315 湯湘華，丁少恒 2008 年我國成品油市場半年回顧

16、與展望國際石油經(jīng)濟(jì)，2008， 8：55-60.16 于長青加氫裂化裝置能耗分析及降耗措施J廣石化科技， 2008， 9(3)： 17-21.17 陳士軍，黃費(fèi)喜常減壓蒸餾裝置擴(kuò)能改造新途徑J石油煉制與化工， 2004， 35(7)： 27-30.18 蘭州石油機(jī)械研究所主編現(xiàn)代塔器技術(shù)M 北京，中國石化出版社， 200519 姜 斌，林志偉，毛福忠，陳開輩， 池 琳，嚴(yán) 諄特大型減壓深拔的減壓塔石油化工設(shè)備技術(shù)北京 , 200920 婁世松，張鴻勛江漢原油預(yù)處理技術(shù)研究 M 北京，石油化工腐蝕與防護(hù)， 199821 聶德清化工設(shè)備設(shè)計(jì) EM 北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 199122 張遠(yuǎn)聲腐蝕破

17、壞事故 100 例 EM 北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2001選題是否合適： 是 否課題能否實(shí)現(xiàn)： 能 不能 指導(dǎo)教師(簽字)年月日選題是否合適：課題能否實(shí)現(xiàn)： 是 否 能 不能審題小組組長（簽字）年月日摘要本文介紹了原油蒸餾生產(chǎn)工藝，具體分析了原油蒸餾生產(chǎn)的工藝流程，結(jié) 合工藝流程設(shè)計(jì)了原油減壓蒸餾塔的內(nèi)件裝配圖。原油蒸餾生產(chǎn)工藝具體分為原油預(yù)處理，常壓蒸餾，減壓蒸餾三個(gè)工序。 本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求分析了原油減壓蒸餾的工藝流程和特點(diǎn)，詳細(xì)介紹了這 套年處理能力 500 萬噸的原油減壓蒸餾裝置的內(nèi)件設(shè)計(jì)。主要介紹了槽式液體 分布器，洗滌油分布管，回流分布管的具體設(shè)計(jì)過程以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析。對(duì)集 油箱

18、進(jìn)行了相關(guān)的流體力學(xué)分析與強(qiáng)度校核。填料塔內(nèi)件主要有填料支撐裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置、液體收 集裝置和其他分布裝置等。合理的選擇和設(shè)計(jì)塔內(nèi)件，對(duì)保證填料塔的正常操 作及優(yōu)良的傳質(zhì)性能十分重要。關(guān)鍵詞： 原油蒸餾；減壓蒸餾；填料塔；液體分布器；集油箱；ABSTRACTIn this paper,auther introduced the production methods of crude oil distillation.This article analysed the process of crude oil distillation and designed the assem

19、bly drawing of vacuum crude distillation columns according to the process.the process of crude oil distillation classify into three sections which are specific pretreatment, atmospheric distillation and vacuum distillation. In this paper,auther analyzed the process and feature of crude oil distillat

20、ion Combined with practical production requirements. This article specifically analyzed the design of inner parts of the vacuum crude distillation columns which can process 500 ton annually. Author mainly introduces the design process and structural characteristics of trough liquid distributors, Was

21、hing oil distribution pipe and reflux distribution pipe. Analysis of mainly contents the padding blocking, the padding contract- ing, and the liquid distribution installment and so on. Choice and design the reasonable and distillation contents to guarantee the absorption chamber the normal work, Ope

22、ration and performance.Key word : crude oil distillation ;vacuum distillation;packed ;columns; liquid distributors; oil sump tank目錄第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 石油工業(yè)簡介 11.2 石油蒸餾工藝 21.3 塔設(shè)備及原油減壓塔 31.4 小結(jié) 6第二章 原油蒸餾工藝流程82.1 原油蒸餾具體工藝流程 82.2 原油蒸餾工藝特點(diǎn) 9 第三章 原油減壓蒸餾塔的設(shè)計(jì) 103.1 原油減壓蒸餾塔基本設(shè)計(jì)要求 103.2 原油減壓蒸餾塔設(shè)計(jì)方案 103.3 原油減壓蒸餾塔內(nèi)件設(shè)計(jì)

23、 143.4 原油減壓蒸餾塔內(nèi)件應(yīng)力分析20參考文獻(xiàn) 附錄外文資料中文譯文第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 石油工業(yè)簡介 石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。由碳和氫化合 形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占 95%99% ，含硫、 氧、氮的化合 物對(duì)石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類 的結(jié)構(gòu)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(diǎn)是含蠟較多，凝固點(diǎn)高，硫 含量低，鎳、氮含量中等，釩含量極少。除個(gè)別油田外，原油中汽油餾分

24、較少， 渣油占 13。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(yīng)當(dāng)物 盡其用。石油煉制工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是提供能源，尤其是交 通運(yùn)輸燃料和有機(jī)化工原料的最重要的工業(yè)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界總能源需求的 40 依賴于石油產(chǎn)品，汽車，飛機(jī)，輪船等交通運(yùn)輸器械使用的燃料幾乎全部是石 油產(chǎn)品，有機(jī)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(jī)化工原料。石油是十分復(fù)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(hào)的石油產(chǎn)品達(dá) 1000 種以上，大體上可分為以下幾類： 燃料：如各種牌號(hào)的汽油、航空煤油、柴油、重質(zhì)燃料油等； 潤滑油：如各種

25、牌號(hào)的內(nèi)燃機(jī)油、機(jī)械油等； 有機(jī)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(hào)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(jì)和國防中的重要地位石油作為一種能流密度高，便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用的清潔能源已廣泛應(yīng)用 于國民經(jīng)濟(jì)的方方面面。按 2001 年中國各行業(yè)石油消費(fèi)構(gòu)成看，交通運(yùn)輸業(yè)占 30%以上，是消費(fèi)石油最多的行業(yè)。在交通運(yùn)輸業(yè)中，汽車是最大的石油消費(fèi)用戶。在石

26、油產(chǎn)品中，汽油的 85% 90%和柴油的 30%被汽車所消耗。面對(duì)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(fèi)和需求。燃料包括汽油、柴油及噴氣燃料（航空煤油）等發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)燃料， 所產(chǎn)柴油和汽油的比例約為 1.3:1；潤滑劑包括潤滑油和潤滑脂，主要用于降底 機(jī)件之間的磨擦和防止磨損，以減少能耗和延長機(jī)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(dá)數(shù)百種之多；

27、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。1.2 石油蒸餾工藝最基本的石油煉制過程，指用蒸餾的方法將原油分離成不同沸點(diǎn)范圍油品 （稱為餾分 ）的過程。通常包括三個(gè)工序： 原油預(yù)處理 ：即脫除原油中的水和鹽。 常壓蒸餾：在接近常壓下蒸餾出汽油、 煤油（或噴氣燃料 ）、柴油等的直餾餾分， 塔

28、底殘余為常壓渣油 （即重油 ）。減壓蒸餾：使常壓渣油在 8kPa 左右的絕對(duì)壓 力下蒸餾出重質(zhì)餾分油作為潤滑油料、裂化原料或裂解原料，塔底殘余為減壓 渣油。如果原油輕質(zhì)油含量較多或市場需求燃料油多，原油蒸餾也可以只包括 原油預(yù)處理和常壓蒸餾兩個(gè)工序，俗稱原油拔頭。原油蒸餾所得各餾分有的是 一些石油產(chǎn)品的原料；有的是二次加工（見石油煉制過程）的原料。1.3 塔設(shè)備1.3.1 塔設(shè)備簡介塔設(shè)備是化工，石油化工、煉油廠等廠中，塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的 產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面， 都有重大的影響。據(jù)有關(guān)材料報(bào)道，塔設(shè)備的投資費(fèi)占整個(gè)工藝設(shè)備投資費(fèi)的 較大比

29、例，它所耗用的鋼材重量在各類工藝設(shè)備中也屬較多。因此，塔設(shè)備的 設(shè)計(jì)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(zhì)過程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液兩相能充分接觸，以 獲得較高的傳質(zhì)效率。此外，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還得考慮下列 的各項(xiàng)要求 1.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。 2.操作穩(wěn)定、彈性大。 塔設(shè)備的 氣（汽）夜負(fù)荷量有較大的波動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作。 并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長期連續(xù)操作。 3.流體流動(dòng)的阻力小， 即流體通過塔設(shè)備的 壓力降小 。這將有助于節(jié)省生產(chǎn)中的動(dòng)力消耗，用

30、來降低經(jīng)常操作費(fèi)用。對(duì)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。 4.結(jié)構(gòu)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(fèi)用。 5.耐腐蝕和 不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。1.3.2 塔設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r精餾過程是一種傳熱和傳質(zhì)的過程，用于分離組分沸點(diǎn)不同的液體混合物； 是應(yīng)用數(shù)量最多、能耗最大和涉及面最廣的石油、化工工業(yè)單元操作，精餾塔 設(shè)備任何新的發(fā)展都將可能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是西方發(fā)達(dá)國家 近 100 多年化學(xué)工程單元操作最活躍的研究開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域。塔設(shè)備的廣泛應(yīng)用 是伴隨著十九世紀(jì)初迅猛發(fā)展的煉油工業(yè)。 1904 年煉油工業(yè)出現(xiàn)了早期的填

31、料 塔，1912 年穿流塔板也應(yīng)用于煉油工業(yè)。 1914Rachig環(huán)問世，標(biāo)志著第一代亂 堆填料的誕生，但實(shí)際生產(chǎn)效果仍沒有很大的提高，人們開始意識(shí)到汽液分布 性能對(duì)填料塔操作的重要性。1920 年泡罩塔板在煉油工業(yè)中應(yīng)用，標(biāo)志著現(xiàn)代塔設(shè)備研究開發(fā)的開始。 按照典型的技術(shù)發(fā)展，可將現(xiàn)代塔設(shè)備技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用歸納為 5 個(gè)階段，詳見圖1圖 1 塔設(shè)備研究階段示意圖階段 （20 世紀(jì) 2050 年代） 此階段的塔設(shè)計(jì)處于簡單的平衡量、塔板效率、傳質(zhì)系數(shù)、液泛等概念和 簡單設(shè)計(jì)的水平，此時(shí)盡管亂堆填料也在小型塔設(shè)備中應(yīng)用，但 泡罩塔板 是工 業(yè)應(yīng)用無可比擬的塔內(nèi)件，在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是不可替代的。在此階段

32、，研究開發(fā) 由實(shí)驗(yàn)室級(jí)別向?qū)嶒?yàn)工廠規(guī)模的轉(zhuǎn)變。階段 （50 70 年代 ）由于塔設(shè)備巨大的工業(yè)應(yīng)用市場和開發(fā)潛力，在 50 年代，在發(fā)達(dá)國家，精 餾塔內(nèi)件的研究發(fā)展到一個(gè)全新、大規(guī)模、集團(tuán)化的研究的階段。 浮閥塔板的開發(fā)在 1951 年 Koch 公司的 Nuter 率先發(fā)明了 浮閥塔板 的概念，浮閥塔板以比 泡罩塔板更低的壓降、更高的操作效率、更大的處理能力、更大的操作彈性、 極低的液面落差和低造價(jià)適用于臟、粘體系等強(qiáng)大的生命力成為塔內(nèi)件的主流， 很快替代了泡罩塔板，標(biāo)志著一個(gè)新時(shí)代的開始，直到今天浮閥塔板仍是工業(yè) 應(yīng)用的主流。由于放大效應(yīng)，塔設(shè)計(jì)出現(xiàn)了幾個(gè)放大失敗的例子，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失

33、。人們意識(shí)到對(duì)于精餾塔內(nèi)的傳熱、傳質(zhì)和流體力學(xué)研究需要開展相同或相近規(guī) 模的熱膜研究。 1952 年，由美國十二家大型石油和化學(xué)公司共同發(fā)起、并集資 建立了一個(gè)聯(lián)合工廠規(guī)模的精餾試驗(yàn)基地 FRI 開展廣泛的蒸餾塔應(yīng)用基礎(chǔ)研 究和生產(chǎn)問題研究， 為精餾塔設(shè)計(jì)水平的提高作出了重大的貢獻(xiàn)。 FRI 的成立標(biāo) 志著精餾設(shè)備集團(tuán)化研究的開始。1955 年， Monsanto 公司的 Boles 發(fā)表了著名的泡罩塔板設(shè)計(jì)手冊(cè) ，首 先提出了科學(xué)的、規(guī)范化塔板設(shè)計(jì)技術(shù)，該方法到目前為止仍然廣泛流行。 AIChE放大效應(yīng)的研究50 年代在美國 AIChE組織了三所大學(xué)進(jìn)行了著名的 AIChE精餾和吸收板效 率

34、的五年研究計(jì)劃，試圖建立一套完整和通用的精餾塔效率預(yù)測理論和放大方 法。工程實(shí)際中被證明不能可靠用于工業(yè)放大，但其研究工作對(duì)板式塔基礎(chǔ)研 究作出了巨大貢獻(xiàn)，其 AIChE 塔板效率理論和預(yù)測方法成為最經(jīng)典的板效率估 算方法。 60 年代，板式塔的另一個(gè)標(biāo)志性的技術(shù)進(jìn)步就是 大孔篩板 的研究與應(yīng) 用。大孔篩板的廣泛應(yīng)用也標(biāo)志著塔設(shè)備操作控制技術(shù)、可靠精餾工藝模擬和 塔設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)在線控制技術(shù)為生產(chǎn)控制帶來了革命性 地變化。階段 （70 90 年代） 大型液體分布器的基礎(chǔ)研究使得填料塔的放大研究成功，并在減壓塔中應(yīng) 用獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。階段 （80 21 世紀(jì) ）

35、世界范圍內(nèi)煉油和石油化學(xué)工業(yè)向精細(xì)、大型化的方向發(fā)展，在計(jì)算機(jī)控 制水平、工藝模擬和設(shè)計(jì)包、塔內(nèi)件基礎(chǔ)研究和工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累越來越豐富 等技術(shù)支撐下，現(xiàn)有塔設(shè)備的增效、增能、降耗，消除瓶頸、挖潛改造，降低 加工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益成為熱門的發(fā)展方向。填料繼續(xù)廣泛應(yīng)用于減壓塔， 并出現(xiàn)了某些常壓塔和加壓塔生產(chǎn)的增效、增能中獲得一定的效果報(bào)導(dǎo)的實(shí)例。 新型、高效、大處理能力板式塔的不斷開發(fā)和研究，并在工業(yè)應(yīng)用中獲得成功。1.3.3 減壓蒸餾塔根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的不同， 減壓塔可分為潤滑油性和燃料型兩 種。在一般情況 下，無論是哪種類型的減壓塔，都要求有盡可能高的拔出率。減壓蒸餾的核心 設(shè)備是減壓精餾塔 和

36、它的抽真空系統(tǒng) 。對(duì)減壓塔的基本要求是在盡量避免油料發(fā)生分解反應(yīng)的條件下盡可能多地 拔出減壓餾分油 。做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵在于提高 汽化段的真空度 ，為了提高汽化 段的真空度，除了需要有一套良好的塔頂抽真空系統(tǒng)外，一般還采取以下幾種 措施： 降低從汽化段到塔頂?shù)牧鲃?dòng)壓降。這一點(diǎn)主要依靠減少塔板數(shù)和降低氣 相通過每層塔板的壓降。 降低塔頂油氣流出管線的流動(dòng)壓降?，F(xiàn)代減壓塔塔頂都不出產(chǎn)品，塔頂 管線只供抽真空設(shè)備抽出不凝氣之用，采用塔頂循環(huán)回流而不采用塔頂冷回流。 一般的減壓塔塔底汽提蒸汽用量比常壓塔大，其主要目的是降低汽化段 中的油氣分壓。當(dāng)汽化段的真空度比較低時(shí)，要求塔底汽提蒸汽量較大。近年 來，

37、少用或不用汽提蒸汽的干式減壓蒸餾技術(shù)有較大的發(fā)展。 減壓塔汽化段溫度并不是常壓重油在減壓蒸餾系統(tǒng)中所經(jīng)受的最高溫 度，此最高溫度的部位是在減壓爐出口。為了避免油品分解，對(duì)減壓爐出口溫 度要加以限制，在生產(chǎn)潤滑油是不得超過 395，在生產(chǎn)裂化原料是不超過 400 420，同時(shí)在高溫爐管內(nèi)采用較高的油氣流速以減少停留時(shí)間。 縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時(shí)間。塔底減壓渣油是最重的物料，如果在 高溫下停留時(shí)間過長，則其分解、縮合等反應(yīng)會(huì)進(jìn)行的比較顯著。其結(jié)果，一 方面生成較多的不凝氣使減壓塔的真空度下降；另一方面會(huì)造成塔內(nèi)結(jié)焦。因 此，減壓塔底部的直徑常?？s小以縮短渣油在塔內(nèi)的停留時(shí)間。除了上述為滿足“避

38、免分解、提高拔出率”這一基本要求而引出的工藝特 征外，減壓塔還由于其中的油、氣的物性特點(diǎn)而反映出另一些特征。 在減壓下，油氣、水蒸氣、不凝氣的比容大，比常壓塔中油氣的比容要 高出十余倍。盡管減壓蒸餾時(shí)允許采用比常壓塔高的多（通常約兩倍）的空塔 線速，減壓塔的直徑還是很大。為此，減壓塔一般采用多個(gè)中段循環(huán)回流，常 常是在每兩個(gè)側(cè)線之間都設(shè)中段循環(huán)回流。這樣做也有利于回收利用回流熱。 減壓塔處理的油料比較重、粘度比較高，而且還可能含有一些表面活性 物質(zhì)。加之塔內(nèi)的蒸氣速度又相當(dāng)高，因此蒸氣穿過塔板上的液層時(shí)形成泡沫 的傾向比較嚴(yán)重。為了減少攜帶泡沫，減壓塔內(nèi)的板間距比常壓塔大。加大板 間距同時(shí)也是

39、為了減少塔板數(shù)。此外，在塔的進(jìn)料段和塔頂都涉及了很大的氣 相破沫空間，并設(shè)有破沫網(wǎng)等設(shè)施。由于上述各項(xiàng)工藝特征，從外形來看，減壓塔比常壓塔顯得粗而短。此外， 減壓塔的底座較高，塔底液面與塔底油抽出泵入口之間的高差在 10m 左右，這 主要是為了給熱油泵提供足夠的灌注頭。1.4 小結(jié)常減壓蒸餾裝置是原油深加工的基礎(chǔ)，蒸餾過程的方案和設(shè)計(jì)是否合理、 生產(chǎn)操作是否穩(wěn)定優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量是否良好等，直接影響各個(gè)后續(xù)加工過程的 處理量收率和全廠的生產(chǎn)均衡性、能耗及經(jīng)濟(jì)效益。本課題為 500 萬噸年的原油蒸餾工程的燃料型常減壓塔的設(shè)計(jì)，主要任務(wù) 是為催化裂化和加氫裂化提供原料。對(duì)燃料型減壓塔的基本要求是在控制

40、餾出 油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和重金屬含量的前提下盡可能提高餾出油的拔出率。根據(jù) 以上分析可以得到：采取填料塔結(jié)構(gòu)以降低從汽化段至塔頂?shù)膲航??？梢源蟠鬁p少內(nèi)回流量，在某些塔段，甚至可使內(nèi)回流量減少到零。這 可以通過塔頂循環(huán)回流和中段循環(huán)回流做到。 為了降低餾出油的殘?zhí)贾岛椭亟饘俸?，在汽化段上面設(shè)有洗滌段。洗 滌段中設(shè)有塔板和破沫網(wǎng)。所用的回流油可以是最下一個(gè)側(cè)線餾出油，也可以 設(shè)循環(huán)回流。為了保證最低側(cè)線抽出板下有一定的回流量，通常應(yīng)用1% 2%的過汽化度。對(duì)裂化原料要求嚴(yán)格時(shí)，過汽化度可高達(dá) 4% 。一般來說，過汽化 度不要過高。 燃料型減壓塔的氣、液相負(fù)荷分布與常壓塔或潤滑油型減壓塔有很大的

41、不同。在燃料型減壓塔內(nèi)，除了汽化段上面的幾層板上有內(nèi)回流以外，其余塔 段里基本上沒有內(nèi)回流。因此，它的氣、液相負(fù)荷分布無須借助于熱平衡和猜 算而可以通過分析直接算出。第二章 原油蒸餾工藝流程2.1 原油蒸餾具體工藝流程確定原油加工方案是煉廠設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的首要任務(wù)。煉廠根據(jù)所加工原油的性質(zhì)、市場需求、加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的綜合考慮， 進(jìn)行全面的分析、研究對(duì)比，才能制定出合理的加工方案。原有蒸餾具體工藝流程如下：原油預(yù)處理應(yīng)用電化學(xué)分離或加熱沉降方法脫除原油所含水、鹽和固體雜質(zhì)的過程。 主要目的是防止鹽類（鈉、鈣、鎂的氯化物）離解產(chǎn)生氯化氫而腐蝕設(shè)備和鹽 垢在管式爐爐管內(nèi)沉積。

42、采用電化學(xué)分離時(shí) , 在原油中要加入幾到幾十 ppm破乳劑（離子型破乳劑或 非離子型聚醚類破乳劑） 和軟化水，然后通過高壓電場 （電場強(qiáng)度 1.2 1.5kVcm）, 使含鹽的水滴聚集沉降，從而除去原油中的鹽、水和其他雜質(zhì)。電化學(xué)脫鹽常 以兩組設(shè)備串聯(lián)使用（二級(jí)脫鹽 ,圖 1原油二級(jí)電化學(xué)脫鹽流程）以提高脫鹽效 果。常壓蒸餾預(yù)處理后的原油經(jīng)加熱后送入常壓蒸餾裝置 （ 圖 2 常壓蒸餾（雙塔）流程 ） 的初餾塔 , 蒸餾出大部分輕汽油。初餾塔底原油經(jīng)加熱至360370°C，進(jìn)入常壓蒸餾塔（塔板數(shù) 3648），該塔的塔頂產(chǎn)物為汽油餾分（又稱石腦油） ，與初 餾塔頂?shù)妮p汽油一起可作為催化重

43、整原料，或作為石油化工原料，或作為汽油 調(diào)合組分。常壓塔側(cè)線出料進(jìn)入汽提塔， 用水蒸氣或再沸器加熱 , 蒸發(fā)出輕組分， 以控制輕組分含量 （用產(chǎn)品閃點(diǎn)表示 ）。通常, 側(cè)一線為噴氣燃料（即航空煤油） 或煤油餾分，側(cè)二線為輕柴油餾分，側(cè)三線為重柴油或變壓器油餾分（屬潤滑 油餾分），塔底產(chǎn)物即常壓渣油 （即重油 ）。減壓蒸餾也稱真空蒸餾。原油中重餾分沸點(diǎn)約 370535°C,在常壓下要蒸餾出這些 餾分, 需要加熱到 420°C以上, 而在此溫度下 ,重餾分會(huì)發(fā)生一定程度的裂化。 因此, 通常在常壓蒸餾后再進(jìn)行減壓蒸餾。在約 2 8kPa的絕對(duì)壓力下，使在不 發(fā)生明顯裂化反應(yīng)的溫

44、度下蒸餾出重組分。常壓渣油經(jīng)減壓加熱爐加熱到約 380400°C 送入減壓蒸餾塔。減壓蒸餾可分為潤滑油型（圖 3 潤滑油型減壓 蒸餾流程）和燃料油型兩類。前者各餾分的分離精確度要求較高，塔板數(shù)2426；后者要求不高，塔板數(shù) 1517。2.2 原油蒸餾工藝特點(diǎn)由以上流程分析可知，與一般的蒸餾一樣，原油蒸餾也是利用原油中各組 分相對(duì)揮發(fā)度的不同而實(shí)現(xiàn)各餾分的分離。但原油是復(fù)雜烴類混合物，各種烴 （以及烴與烴形成的共沸物）的沸點(diǎn)由低到高幾乎是連續(xù)分布的，用簡單蒸餾 方法極難分離出純化合物，一般是根據(jù)產(chǎn)品要求按沸點(diǎn)范圍分割成輕重不同的 餾分，因此，原油蒸餾塔與分離純化合物的精餾塔不同，其特點(diǎn)

45、為： 有多個(gè) 側(cè)線出料口，原油蒸餾各餾分的分離精確度不要求像純化合物蒸餾那樣高，多個(gè)側(cè)口（一般有 34 個(gè)）可以同時(shí)引出輕重不同的餾分。提濃段很短。原油蒸 餾塔底物料很重，不宜在塔底供熱。但通常在塔底通入過熱水蒸氣，使較輕餾 分蒸發(fā)，一般提濃段只有 34 塊塔板。中段回流。原油各餾分的平均沸點(diǎn)相 差很大，造成原油蒸餾塔內(nèi)蒸氣負(fù)荷和液體負(fù)荷由下向上遞增。為使負(fù)荷均勻 并回收高溫下的熱量，采用中段回流取熱（即在塔中部抽出液體，經(jīng)換熱冷卻 回收熱量后再送回塔內(nèi)） 。通常采用 23個(gè)中段回流。第三章 原油減壓蒸餾塔的設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)基本要求基本要求如下： 裝置處理能力：原油加工量 500萬噸年 年開工

46、時(shí)間： 8000小時(shí) 操作彈性： 50%105% 原油品種及摻煉比例：減壓塔設(shè)計(jì)須滿足下列二種工況： 工礦一：大慶原油：阿曼原油：沙特原油 50：25： 25（wt%） 工礦二：大慶原油：俄羅斯原油 90.48 ： 9.52 （wt%） 產(chǎn)品方案：減一線作為柴油產(chǎn)品， ASTM D86 95%365攝氏度 減壓塔盡可能多抽出催化原料及側(cè)線抽出 主要操作條件：減壓塔頂設(shè)計(jì)壓力： 20mmHg 在設(shè)計(jì)條件和操作彈性范圍內(nèi)保證所提供的產(chǎn)品的機(jī)械性能、水力學(xué)性能、產(chǎn) 品質(zhì)量和收率3.2 減壓塔設(shè)計(jì)方案根據(jù)減壓塔工藝條件所提供的原油性質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量要求，我對(duì)常減壓蒸餾 系統(tǒng)進(jìn)行了工藝模擬計(jì)算，對(duì)減壓塔進(jìn)行

47、了流體力學(xué)核算，確定了塔徑及填料、 內(nèi)件布置方案。減壓塔塔頂至進(jìn)料段全部采用規(guī)整填料，根據(jù)工藝要求，填料共分為 5 段， 設(shè)計(jì)主塔規(guī)格為 4800 78004800mm，塔總高為 47576mm。各段填料及內(nèi)件設(shè)計(jì)說明如下：（1）頂循換熱段（床層） 頂循換熱段填料采用傳質(zhì)、傳熱效率高的天津大學(xué)專利產(chǎn)品雙向金屬折波 式波紋填料 ZUPAC1.5型，高度 2.0 米，設(shè)計(jì)塔徑 4.8 米。頂循液體分布器采 用綜合性能優(yōu)良的倒班連通槽式液體分布器。減一線抽出集油箱采用新型槽盤 式集油箱，在保證減一線及頂循液體抽出的同時(shí)，可將上升氣體分布均勻，集 油箱采用可吸收受熱膨脹的結(jié)構(gòu)，防止生產(chǎn)過程中由于熱膨脹

48、造成的變形或毀 壞。為了改善填料層頂部液體初始分布效果，在填料段頂部設(shè)置 2 層 100mm高的填 料盤，其下面則為 9層 200mm高填料盤。（2）柴油分離段（床層）按工藝要求，為了使減一線生產(chǎn)合格的柴油產(chǎn)品，在減一線和減二線之間 設(shè)置柴油分離段，該段要求有較高的理論板數(shù)。該段設(shè)計(jì)塔徑。 4.8 米，填料采 用雙向金屬折峰式波紋填料 ZUPAC3型高度 2.6 米，以保證分離效果。液體分布器采用綜合性能優(yōu)良的導(dǎo)板連通槽式液體分布器。填料下方設(shè)新 型槽盤式集油箱，將液體收集后，經(jīng)降液結(jié)構(gòu)導(dǎo)入下面一中液體分布器的一級(jí) 槽中。集油箱采用可吸收受熱膨脹的結(jié)構(gòu)，防止生產(chǎn)過程中由于熱膨脹造成的 變形或毀

49、壞。為了改善填料層頂部液體初始分布效果，在填料段頂部設(shè)置2 層 100mm高填料盤，其下面則為 12層 200mm高填料盤。（3）一中換熱段（床層）一中換熱段填料采用雙向金屬折峰式波紋填料 ZUPACI15 型，高度 1.8 米， 設(shè)計(jì)塔徑 78米。其中填料段頂部為 2 層 100mm高填料盤，其余為 8層 200mm 高填料盤，以改善初始分布效果。一中換熱段抽出集油箱采用新型槽盤式集油箱，在保證減二線及一中抽出 的同時(shí)，將上升氣體分布均勻。集油箱采用可吸收受熱膨脹的結(jié)構(gòu)，防止生產(chǎn) 過程中變形或毀壞。（4）二中換熱段（床層）該段設(shè)計(jì)塔徑 7.8 米。二中換熱段填料采用雙向金屬折峰式波紋填料 Z

50、UPACI15型填料 2.2 米，其中填料段頂部為 2層 100mm高填料盤，其余為 10層 200mm高填料盤， 以改善初始分布效果。 液體分布器采用新型導(dǎo)板連通槽式液體 分布器； 二中及減三線抽出集油箱采用新型槽盤式集油箱，可同時(shí)保證減三線及二中循 環(huán)油的抽出和上升氣體重新調(diào)整、分布。集油精采用可吸收受熱膨脹的結(jié)構(gòu)， 防止生產(chǎn)過程中變形或毀壞。（5）洗滌段（床層）洗滌段設(shè)計(jì)塔徑 7.8 米。填料上段采用雙向金屬折峰式波紋填料 ZUPAC3 型 2.0 米，填料下段采用新型抗堵塞填料 TUPACI15型 0.6 米。填料盤設(shè)置為（從 上到下）：100mm高 ZUPAC3型 2 層，200mm

51、高 ZUPAC3型 9 層，200mm高 TUPACI 5 型 3 層。填料上方液體分布器采用新型導(dǎo)板連通槽式液體分布器；過汽化油抽出集 油箱采用新型槽盤式集油箱。集油箱設(shè)計(jì)為熱壁式集油箱，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于過 汽化油的采出，可避免集油箱存液結(jié)焦。該段集油箱同時(shí)采用可吸收受熱膨脹 的結(jié)構(gòu)，防止生產(chǎn)過程中因熱膨脹問題引起變形或毀壞。（ 6）進(jìn)料段大型塔器的氣體分布也是保證填料性能發(fā)揮、關(guān)系全塔設(shè)計(jì)成功與否的關(guān) 鍵。進(jìn)料分布器采用綜合性能優(yōu)良的具有捕液吸能作用的雙環(huán)流進(jìn)料分布器。（7）塔底氣提段塔底氣提段設(shè)計(jì)采用 4 層大固舌塔盤，可使進(jìn)料降液充分氣提，保證減壓 塔的拔出率及減底渣油的產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)計(jì)塔

52、徑 4.8 米。塔底抽出加設(shè) 3.2 米抽出釜， 可減小塔釜存液量以避免釜液結(jié)焦， 能更好控制 抽出時(shí)間。塔底渣油抽出口設(shè)置防渦流器。由此可得減壓塔整體結(jié)構(gòu)示意如下：圖 2 減壓塔整體結(jié)構(gòu)示意圖3.3 減壓塔內(nèi)件設(shè)計(jì)3.3.1 槽式液體分布器設(shè)計(jì)3.3.1.1 整體結(jié)構(gòu)確定本填料塔采用規(guī)整填料 , 分離率高 , 持液量小 , 孔隙率大 . 需要有好的液體分 布器配合 , 以達(dá)到好的汽液分布效果 . 良好的分布器應(yīng)有的特點(diǎn)是 : 氣相通過的 自由截面大 , 壓降小阻力小 , 不容易堵塞 , 不易造成霧沫夾帶 , 且應(yīng)便于制造安 裝. 本次設(shè)計(jì)采用的是二級(jí)槽式液體分布器，它在大、中型填料塔中的應(yīng)用

53、十分普 遍，適用于液體流量范圍較寬的場合，其操作彈性可達(dá)到 4 或者更高。該種分 布器的氣相流通面積比盤式液體分布器大，因此可以降低氣流通過分布器的阻 力。本次設(shè)計(jì)的原油蒸餾減壓塔在各段填料上部均采用了新型抗堵塞的槽式液 體分布器。二級(jí)槽式液體分布器一般由一級(jí)槽和多條相互保持一定間距，平行 布置于塔內(nèi)的二級(jí)槽組成?；亓饕汉鸵后w物料通過一級(jí)槽上方的進(jìn)料管進(jìn)入一 級(jí)槽中，一級(jí)槽按比例將其分配到各個(gè)二級(jí)槽中，再由二級(jí)槽實(shí)現(xiàn)整個(gè)塔截面 的液體均勻分布，氣體從二級(jí)槽空隙處向上流動(dòng)，這樣提供的氣體通道要比盤 式分布器所能提供的大，可以占到 55的塔截面。一級(jí)槽內(nèi)有兩個(gè)對(duì)稱布置的 緩沖槽，當(dāng)液體引入一級(jí)槽時(shí)

54、，沿著液體流動(dòng)方向存在一個(gè)較大的液體沖力， 如果這個(gè)沖力不被消除或減輕的話，該位置的對(duì)應(yīng)的二級(jí)槽液體分布的效果會(huì) 受到一定影響。因此在該位置設(shè)有緩沖槽，使沖力減小，液體分布的效果大大 優(yōu)于直接進(jìn)入一級(jí)槽時(shí)的分布效果。最終效果圖如下：二級(jí)槽圖3 槽式液體分布器效果圖3.3.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算說明按照流體力學(xué)的孔流公式 , 重力分布器的排液量與小孔數(shù)目以及孔徑存在 著以下關(guān)系 :Q C0nd2 2gh4式中 Q 液體流率； m3 s ；d 布液孔直徑 ,m ；C0 孔流系數(shù)，無因次；n 布液孔數(shù)量；g 重力加速度 ， 9.81ms2；?？琢飨禂?shù) C0 值隨小孔液體流出的雷諾數(shù) Re變化?？琢飨禂?shù)越大，表明孔對(duì) 液體的阻力越小，液體越容易從小孔流出，液位越低，所以分布器的高度越小。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)選取孔流系數(shù)。對(duì)于此次設(shè)計(jì)的槽式液體 分布器，可以利用柏努利方程，按分布器的氣體阻力為零得出液位高度值，再 加 10mm作為實(shí)際液位高度，以保證安全 . 由此得出開孔表一級(jí)槽分布器位置二級(jí)槽分布器位置12371237孔徑 (mm)810810塔徑(m)4.84.84.84.8孔數(shù)42042022262226設(shè)計(jì)流量 (m3h)63.22391.3163.22391