年處理萬(wàn)噸原油常壓精餾塔設(shè)計(jì)

1、第1章 緒 論石油是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展國(guó)家穩(wěn)定的命脈。 在石油、化工生產(chǎn)中，塔設(shè)備是非常重要的設(shè)備之一，塔設(shè)備的性能，對(duì)于整個(gè)化工和煉油裝置的產(chǎn)品質(zhì)量及其生產(chǎn)能力和消耗額等均有較大影響。據(jù)相光關(guān)資料報(bào)道，塔設(shè)備的投資和金屬用量，在整個(gè)工藝裝置中均占較大比例，因此塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和研究，始終受到很大的重視。塔設(shè)備廣泛應(yīng)用于蒸餾、吸收、介吸、萃取、氣體的洗滌、 增濕及冷卻等單元操作中，它的操作性能好壞，對(duì)整個(gè)裝置的生產(chǎn)，產(chǎn)品產(chǎn)量，質(zhì)量，成本以及環(huán)境保護(hù)，“三廢”處理等都有較大的影響。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)它的研究也比較多，但主要是集中在常壓塔的結(jié)構(gòu)和性能方面，例如：如何提高塔的穩(wěn)定性、如何利用理論曲線解決常

2、壓塔在性能方面存在的問(wèn)題等。在原油的一次加工過(guò)程中，常壓蒸餾裝置是每個(gè)正規(guī)煉廠都必須具備的，而其核心設(shè)備常壓塔的性能狀況將直接影響煉廠的經(jīng)濟(jì)效益，由于在原油加工的第一步中，它可以將原油分割成相應(yīng)的直餾汽油，煤油，輕柴油或重柴油餾分及各種潤(rùn)滑油餾分等。同時(shí)，也為原油的二次加工提供各種原料.在進(jìn)一步提高輕質(zhì)油的產(chǎn)率或改善產(chǎn)品的質(zhì)量方面，都有著舉足輕重的地位.考慮到常壓塔在實(shí)際應(yīng)用方面的價(jià)值和意義，如何實(shí)現(xiàn)這樣一種最經(jīng)濟(jì)、最容易的分離手段，是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的重要依據(jù)。近年來(lái)，由于石油、化工企業(yè)不斷向大型化的生產(chǎn)發(fā)展，因此塔設(shè)備的單臺(tái)規(guī)模也隨之增大。例如：有的板式塔的直徑可達(dá)10m以上，塔的總高度可

3、達(dá)到80m，而填料塔更有直徑為15m ,塔高為100m的大塔已經(jīng)投產(chǎn)。應(yīng)當(dāng)指出，設(shè)備大型化后，必須保證它在全負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，否則經(jīng)濟(jì)損失將是非常巨大的。對(duì)于大型設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、操作和維修等，應(yīng)提出更高、更嚴(yán)格的要求。常壓塔的研究也趨向于結(jié)構(gòu)材料的探索，提高設(shè)備的使用周期，主要體現(xiàn)在所選擇材料的防腐性和一些防腐材料的研究，同時(shí)也著眼于設(shè)備的安去性和環(huán)保性，以上這些都成為了當(dāng)今常壓塔研究的熱門課題。第2章工藝計(jì)算2.1 原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)的計(jì)算2.1.1 體積平均沸點(diǎn)汽油 =煤油 =輕柴油 =重柴油 =2.1.2 恩氏蒸餾9010%斜率汽油：（144-93）/（90-10）=0.6375煤油：41

4、/80=0.5125輕柴油：（316-256）/80=0.75重柴油：（368-316）/80=0.652.1.3 立方平均沸點(diǎn)查石油化工工藝計(jì)算圖表表2-1-1查得體積平均沸點(diǎn)校正值為 汽油 1.2oC 煤油 -1.1 oC 輕柴油 -0.8 oC 重柴油 -0.6oC 汽油 =120煤油 =189.1輕柴油=281-0.8=280.2重柴油=340.6-0.6=3402.1.4 中平均沸點(diǎn)查石油化工工藝計(jì)算圖表表2-1-1得體積平均沸點(diǎn)校正值為汽油 2.4oC 煤油 2.1oC 輕柴油 -2.4oC 重柴油 -2.2oC汽油 =121.2-2.4=118煤油 =190.2-2.1=188.

5、1輕柴油 =281-2.4=281.6 重柴油 =340.6-2.2=338.4 2.1.5 特性因數(shù)K查石油化工工藝計(jì)算圖表表2-1-10或2-1-11得汽油 K=12.3煤油 K=12.08輕柴油K=12.24重柴油 K=12.25重油K=11.92.1.6 分子量查石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-1-5或2-1-6得汽油 M=115煤油 M=155輕柴油 M=240重柴油 M=2952.1.7 平均蒸發(fā)溫度查石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-3經(jīng)計(jì)算列表如下:恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC10%9330%11250

6、%12370%13490%144100%16119 11 11 10 17 11.8 5.1 5.2 4.3 5.7123 8.2 = 114.884.8103.8114.8120124.3130表2-1汽油平衡蒸發(fā)溫度表2-2煤油平衡蒸發(fā)溫度恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC0%15410%17230%18050%18870%19890%213100%232 18 8 8 10 15 19 7.8 3.7 4.1 4.2 6.2 6.0平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC 188 -1.2 = 186.8156.7174.7182.7186.819

7、2.9199.1205.1表2-3輕柴油平衡蒸發(fā)溫度恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0%24210%25630%26550%27670%29290%316100%337 14 9 11 16 24 21 5.7 4.8 5.3 7.2 11.5 7.0 276+6.2=282.2266.2271.7276.7282.2291.2302.7309.7表2-4重柴油平衡蒸發(fā)溫度恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0%28910%31630%

8、32850%34170%35090%368100%376 27 12 13 9 18 8 12 6.3 6.2 4.0 8.0 2.0 341+18.2=359.2335.1346.8353359.2363.3371.3373.32.1.8 臨界溫度查石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-3-4得汽油 T=173.8+121.2=295 煤油 T=178.8+190.2=369輕柴油 T=181+281=462重柴油 T=173+340.6=513.62.1.9 臨界壓力，大氣壓由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-3-5.查得：汽油 =26.2大氣壓煤油 =20.8大氣壓輕柴油=17.2大氣壓重柴油=17.3大氣

9、壓2.1.10 焦點(diǎn)壓力，大氣壓由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-19查得 汽油 13.4+26.2=39.6 煤油 6.4+20.8=27.2 輕柴油3.4+17.2=20.6 重柴油 2.3+17.3=19.62.1.11 焦點(diǎn)溫度由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-19查得 汽油45+295=340煤油23+369=392輕柴油18+462=444 重柴油14+513.6=527.62.1.12 實(shí)沸點(diǎn)切割范圍對(duì)塔頂汽油產(chǎn)品，只需查出實(shí)沸點(diǎn)100%點(diǎn)溫度；塔底重油只須查出實(shí)沸點(diǎn)0%點(diǎn)溫度，但因?yàn)樗字赜秃苤兀茈y由恩氏蒸餾數(shù)據(jù)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，所以可由實(shí)驗(yàn)室直接提供，其它各側(cè)線產(chǎn)品均應(yīng)求出其0%及10

10、0%點(diǎn)的實(shí)沸點(diǎn)餾出溫度：由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-1查得表2-1-5 汽油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC50 12370 13490 144100 161 11 10 17 17.0 13.8 19 123+1.4=124.4 124.4 141.4 155.2 174.2表2-1-6 煤油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0 154 10 17230 18050 18870 19890 213

11、100 232 18 8 8 10 15 19 32 16 13.8 14.5 19.3 20.3 188+4.3=192.3130.7162.7178.7192.3206.8226.1245.1表2-1-7 輕柴油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0 242 10 25630 26550 2767029290 316100 337 14 9 11 16 24 21 26.2 21 18.4 23 29.8 22.8 276+12=288228.4252.6270288310.8340.3364.7

12、表2-1-8 重柴油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0 289 10 3163032850 34170 35090 368100376 27 12 13 9 18 8 44 22.3 21 13.7 22.3 9.2 341+21=362274.4318.7341362348.3326316.8表2-1-9 原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)名稱0%10%30%50%70%90%100%D比重指數(shù)汽油61931121231341441610.72961.3煤油1541721801881982132320.778

13、49.1輕柴油2422562652762923163370.81441.34重柴油2893163283413503683760.83936.2常壓重油0.897原油0.857名稱體積平均沸點(diǎn)恩氏蒸餾9010%斜率立方均沸點(diǎn)，中平均沸點(diǎn)，特性因數(shù)K分子量M汽油121.20.6375120118.812.3115煤油190.20.5125189.1188.112.08155輕柴油281.00.75280.2281.612.24240重柴油340.60.65340338.412.25295常壓重油11.9原料油名稱平衡蒸發(fā)餾出溫度，0% 10% 30% 50% 70% 90% 100%汽油52.88

14、4.8103.8114.8120124.3130溫差1411.85.15.24.35.7煤油156.7174.7182.7186.8溫差7.83.74.1輕柴油266.2271.7276.7 282.2溫差 5.6 5 5.5 重柴油335.1346.8353 359.2溫差 11.7 6.2 6.22.2 物料平衡物料平衡可由同一原油，同一產(chǎn)品方案的相同裝置的常壓塔的生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定，確定后列物料平衡表.表2-2-1表2-2-1 物料平衡表（按每年開工300天計(jì)）物料體積產(chǎn)率（體）%重量產(chǎn)率（重）%年處理量萬(wàn)噸/年日處理量噸/日時(shí)處理量公斤/時(shí)分子流量公斤分子/時(shí)原油1003333.313888

15、7.5汽油4.63.913.91130.335430.4147.22煤油6.65.995.99199.678319.5853.67輕柴油10.810.2610.263421425059.37重柴油87.837.832611087536.86重油7072.0172.012400.33100013.752.3 決定塔板數(shù)、塔頂壓力和塔板壓力降選定塔板數(shù)根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-3“國(guó)內(nèi)某些煉油廠采用塔板數(shù)”表可決定本常壓石油分餾塔的塔板數(shù)如下：汽油-煤油段： 9層煤油-輕柴油： 6層輕柴油-重柴油： 6層重柴油-汽化段： 3層塔底汽提段： 4層取兩個(gè)中段循環(huán)回流，每個(gè)中段循環(huán)回流用3層換熱塔板，所以全

16、塔的換熱塔板數(shù)共為6層，全塔塔板數(shù)34層。決定塔頂壓力為: 1.5Pa（絕壓），溫度120。決定塔板壓力降采用浮閥塔板，根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-8、1-9推薦每塊塔板的壓力降為4毫米汞柱，各側(cè)線抽出層及蒸發(fā)段、爐出口壓力即可決定如下： 塔頂壓力 1.5Pa（絕壓） 一側(cè)線抽出塔板上壓力 1.542Pa（絕壓） 二側(cè)線抽出塔板上壓力 1.59Pa（絕壓） 三側(cè)線抽出塔板上壓力 1.637Pa（絕壓） 汽化段壓力 1.658Pa（絕壓）爐出口壓力 2.008Pa（絕壓）2.4 計(jì)算各側(cè)線及塔底的總汽提量根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-6取定汽提蒸汽量為： 一線煤油 3公斤/100千克 （煤油） 二線輕柴油 2

17、.5公斤/100千克 （輕柴油） 三線重柴油 2.8公斤/100千克 （重柴油） 塔底重油 3公斤/100千克 （塔底重油）所以各側(cè)線及塔底的總汽提蒸汽量為： 一線煤油 249.58千克/時(shí) （煤油） 二線輕柴油 365.25千克/時(shí) （輕柴油） 三線重柴油 304.5千克/時(shí) （重柴油） 塔底重油 3000千克/時(shí) （塔底重油）2.5 常壓精餾塔計(jì)算草圖汽油5430.41千克/小時(shí)蒸汽3311千克/小時(shí)壓強(qiáng)1.5千克/平方厘米塔頂回流取熱3261000千卡/小時(shí)第一中段回流1304400千卡/小時(shí)煤油8319.58千克/小時(shí) 壓強(qiáng)1。59千克/平方厘米蒸汽641千克/小時(shí)壓強(qiáng)300000帕輕

18、柴油14250千克/小時(shí) 重柴油10875千克/小時(shí)第二中段回流，取熱1956600千卡/小時(shí)進(jìn)料13887.5千克/小時(shí)過(guò)汽化量2777.75千克/時(shí)蒸汽3000千克/小時(shí)蒸塔底重油100013.72千克/小時(shí)1201809，1013182022273034圖1：常壓分餾塔計(jì)算草圖2.6 計(jì)算過(guò)汽化量 根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-7，過(guò)汽化量選定占進(jìn)料重量的2%（體積為2.03%）即過(guò)汽化油量為2777.75千克/時(shí)。其中過(guò)汽化油量占進(jìn)料體積占2.03%2.7 計(jì)算汽化段溫度和估計(jì)塔底溫度2.7.1 計(jì)算汽化段溫度汽化段各組分千克分子數(shù)如下：汽油 47千克分子/時(shí)煤油 54千克分子/時(shí)輕柴油 59

19、千克分子/時(shí)重柴油 37千克分子/時(shí)過(guò)汽化油 9.26千克分子/時(shí)（假設(shè)過(guò)汽化油分子量為300）水蒸氣 130 千克分子/時(shí)汽化段油氣和水蒸氣的總千克分子為：47+54+59+37+9.26+130=336.26 千克分子/時(shí)汽化段油氣總千克分子數(shù)為： 47+54+59+37+9.26=206千克分子/時(shí)汽化段油氣分子分?jǐn)?shù)： 206/336.26=0.613汽化段油氣分壓為： 0. 6131.658=1.016 Pa根據(jù)塔的工藝計(jì)算圖1-13查得在常壓下汽化率31.62%（體）的溫度為348，再按石油化工工藝計(jì)算圖表圖6-1-18換算為汽化段油氣化油氣分壓為1.016Pa（絕）條件下的溫度為3

20、53。2.7.2 求汽化段油品在353的熱焓由石油化工工藝計(jì)算圖表圖4-3-57計(jì)算并列表如下：表2-1汽化段油品各餾分熱焓名稱相態(tài)熱焓，千卡/千克熱量，千卡/小時(shí)汽油氣2801.52 煤油氣2722.26輕柴油氣2733.89重柴油氣2702.94過(guò)汽化油氣2670.927塔底重油液21221.2由石油化工工藝計(jì)算圖表圖4-3-57求得。=32.737千卡/千克2.7.3按上述方法作出爐壓力2.008Pa（絕壓）下的平衡蒸發(fā)曲線并計(jì)算起熱焓根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-9，確定爐出口的最高溫度為360根據(jù)塔的工藝計(jì)算圖1-13縱坐標(biāo)上找出360的點(diǎn)自此點(diǎn)做縱坐標(biāo)的垂線與曲線 相交，此焦點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐

21、標(biāo)餾出體積為26%。按石油化工工藝計(jì)算圖表圖4-3-57 查得各油品的熱焓，從而可求爐出口的總熱焓 （假設(shè)重柴油在爐出口條件未全部汽化）表2-2各餾分在爐出口熱焓名稱相態(tài) 360的熱焓，千卡/千克 熱量, 千卡/小時(shí)汽油氣2882.366煤油氣2803.54輕柴油氣2786.03重柴油氣（70%）2733.21液（30%）2321.1765塔底重油液22534.2=33.17千卡/千克 < 所以在設(shè)計(jì)的汽化段條件下既能保證所需要的抽出率，又能保證爐出口不超溫。2.7.4 取塔底溫度取塔底溫度比進(jìn)料溫度低7既為353-7=3462.8 參考同類裝置的操作數(shù)據(jù)，先假定塔頂及各抽出側(cè)線的溫度塔

22、頂 120 輕柴油抽出層（第18層） 254煤油抽出層（第9層） 180 重柴油抽出層（第27層） 3152.9 作全塔熱平衡并計(jì)算回流熱先判斷是飽和還是過(guò)熱水蒸氣。再根據(jù)煉油廠設(shè)備加熱爐設(shè)計(jì)手冊(cè)LY-100-圖2水蒸氣的焓-熵圖茶查水蒸汽的焓值并計(jì)算列表如下：表2-3全塔熱平衡表名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓 千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料32.737汽提蒸汽33114203.542.62總計(jì)35.357出塔熱量汽油5430.410.7291201460.793煤油8319.580.7781801060.882輕柴油142500.8142541552.21重柴油108750.839

23、3151962.13塔底重油100013.750.89734720720.7蒸汽33111206482.12總計(jì)28.835回流熱為（35.357-28.835）=6.522千卡/小時(shí)2.10 確定流程塔頂使用二段冷凝冷卻回流，塔頂回流油品溫度定為60，使用兩個(gè)中段循環(huán)回流，第一個(gè)在煤油抽出層下，第二個(gè)在輕柴油抽出層下。 回流熱如下分配： 表2-4回流熱如下分配回流熱%熱量，kcal/h塔頂503.261×106第一中段回流2013.044×106第二中段回流301.9566×1062.11 校核各側(cè)線及塔頂溫度2.11.1 重柴油抽出層（第27層）溫度校核 按范

24、圍做27層以下的熱平衡表表2-5 27層以下的熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓 千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料32.737汽提蒸汽30004207922.376內(nèi)回流 G0.825308.5190190G總計(jì)35.113+190G出塔熱量汽油5430.410.7293152581.4煤油8319.580.7783152522.096輕柴油142500.8143152473.52重柴油108750.8393151962.13塔底重油100013.750.89734721021蒸汽30003157422.13內(nèi)回流G0.840315245245G總計(jì)32.38+245G內(nèi)回流 35.

25、113+190G=32.38+245G 計(jì)算得 G=49690 (Kg/h)重柴油抽出層上重柴油內(nèi)回流千克分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=282）49690/282=176 （千克分子/時(shí)）重柴油抽出層上氣體總千克分子數(shù)為：47+54+59+176+130=466 （千克分子/時(shí)）重柴油蒸汽分子分?jǐn)?shù)為： 176/466=0.388重柴油蒸汽分壓為：1.6370.388=0.618千克/平方厘米 (470毫米汞柱)由工藝計(jì)算圖表圖2-2-13查得10毫米汞柱下平衡蒸發(fā)30%的溫度是160 由于5760毫米汞柱范圍不同壓力下的平衡蒸發(fā)各段溫差是相等的，重柴油餾出10-30%、0-10%的平衡蒸發(fā)溫差

26、分別為6.2、11.7， 所以10毫米汞柱下0%點(diǎn)溫度為： 160-6.2-11.7=142.1作減壓條件下餾出0%相圖。重柴油在760毫米汞柱、平衡蒸發(fā)0%的溫度為340，10毫米汞柱平衡蒸發(fā)0%的溫度為142.1，由此可在工藝計(jì)算圖表圖2-28上畫出重柴油在10毫米汞柱到760毫米汞柱平衡蒸發(fā)曲線，在平衡蒸發(fā)曲線坐標(biāo)紙上找到470毫米汞柱壓力下，平衡蒸發(fā)0%的溫度為314，與所假設(shè)的相近，所以認(rèn)為原假設(shè)的抽出溫度正確。2.11.2 輕柴油抽出層（第18層）溫度校核表2-6輕柴油抽出層熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓千卡/千克 熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料32.737汽提蒸汽3304.

27、54207922.62內(nèi)回流 G0.812257154156G總計(jì)35.357+154G出塔熱量汽油5430.410.7292642241.22 煤油8319.580.7782642211.84 輕柴油142500.8142641652.35重柴油108750.8393151922.09塔底重油10013.750.89734221621.6蒸汽3304.5264715.42.36內(nèi)回流G0.817264217217G總計(jì)31.46+217G35.357+154G=31.46+217G解得 G=61857 Kg/h輕柴油抽出層上輕柴油內(nèi)回流千克分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=222）61857/2

28、22=278.6 （千克分子/時(shí)）輕柴油抽出層上氣體總千克分子數(shù)為：47+54+176+130+278.6=568.6 （千克分子/時(shí)）輕柴油蒸汽分子分?jǐn)?shù)為： 278.6/568.6=0.40635輕柴油蒸汽分壓為：1.590.40635=0.646千克/平方厘米 (491毫米汞柱)由工藝計(jì)算圖表圖2-2-13查得10毫米汞柱下平衡蒸發(fā)30%的溫度是116。由于5760毫米汞柱范圍不同壓力下的平衡蒸發(fā)各段溫差是相等的，由此可按的求法：在平衡蒸發(fā)曲線坐標(biāo)紙上找到540毫米汞柱壓力下，平衡蒸發(fā)0%的恩度是255，與原假設(shè)的溫度256相近，故原假設(shè)溫度是正確的。2.11.3 煤油抽出層（第9層）溫度

29、校核表2-7煤油抽出層的熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓 千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料32.737 汽提蒸汽3660.74207922.899內(nèi)回流 G0.778175105105G總計(jì)35.636+105G出塔熱量汽油5430.410.7291801770.96 煤油8319.580.778180106.70.887 輕柴油142500.814254166.32.37重柴油108750.8393151942.1塔底重油100013.750.89734721621.6蒸汽3660.71806712.46內(nèi)回流G0.778180175175G一二中段回流 3.08總計(jì)33.46+

30、175G35.636+105G=33.46+175G解得 G=31086 Kg/h煤油抽出層上輕柴油內(nèi)回流公斤分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=154）31086/154=202 （千克分子/時(shí)）煤油抽出層上氣體總千克分子數(shù)為：47+2027+37+130=416 （千克分子/時(shí)）煤油蒸汽分子分?jǐn)?shù)為： 202/416=0.4855煤油蒸汽分壓為：1.542 0.4855= 0.7487 千克/平方厘米 (569毫米汞柱)由工藝計(jì)算圖表圖2-13查得10毫米汞柱下平衡蒸發(fā)30%的溫度是50.5，由于5760毫米汞柱范圍內(nèi)不同壓力下的平衡蒸發(fā)各段溫差是相等的，又由于表1-1知煤油餾出1030%，010

31、%的平衡蒸發(fā)溫差4.0，6.5所以10毫米汞柱下0%點(diǎn)溫度為： 50.5-4.0-6.5=40在草圖上作減壓條件下餾出0%相圖。煤油在760毫米汞柱、平衡蒸發(fā)0%的溫度為174.6，10毫米汞柱平衡蒸發(fā)0%的溫度為40，由此可在工藝計(jì)算圖表圖2-28上畫出輕柴油在10毫米汞柱到760毫米汞柱平衡蒸發(fā)曲線，如圖1-4，在此線上找到569毫米汞柱壓力下，平衡蒸發(fā)0%的溫度為176，與所假設(shè)的相近，所以認(rèn)為原假設(shè)的抽出溫度正確。2.11.4 塔頂溫度塔頂冷回流溫度為60，熱焓為41千卡/千克塔頂120時(shí)，汽油蒸汽熱焓為146千卡/千克塔頂冷回流量為： 3.08/（148-41） =29333.3 千

32、克/時(shí)塔頂汽油公斤分子數(shù)為 （29333.3+5430.4）/87=399.58 千克分子/時(shí)塔頂水蒸氣千克分子數(shù)為： 3911.2/18=217.28 千克分子/時(shí)塔頂油氣 分子分?jǐn)?shù)為399.58/（399.58+217.28）=0.647塔頂油氣分壓為： 1.55*0.647= 0.971千克/平方厘米在草圖上做塔頂油氣餾出100%相圖。根據(jù)表1-1汽油的焦點(diǎn)溫度340，焦點(diǎn)壓力39.6大氣壓，又已求得常壓平衡蒸發(fā)100%的溫度為161在工藝計(jì)算圖表圖2-17的坐標(biāo)紙上，據(jù)已做出圖2-16汽油餾出100%的平衡蒸發(fā)曲線，在此線上找出0.971千克/平方厘米的溫度為124，如圖1-5，則塔頂

33、溫度為1240.97=120.28，與假設(shè)接近，所以原假設(shè)正確。驗(yàn)證塔頂水蒸氣是否冷凝。水蒸氣分壓為：1.5-0.971=0.529千克/平方厘米 對(duì)于0.529千克/平方厘米的飽和水蒸氣約為80，現(xiàn)在塔頂溫度120，所以水蒸氣不會(huì)冷凝。2.12 做全塔汽液負(fù)荷分布圖由于前面的計(jì)算結(jié)果，第一層，第九層，第十八層，第二十七層的汽液負(fù)荷已求出，再計(jì)算第十三層，第二十二層，第三十層汽液負(fù)荷。2.12.1 第13層塔板下氣、液相負(fù)荷表2-17第13層熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料32.737汽提蒸汽3660.74207922.89內(nèi)回流 G0.798210

34、123123G總計(jì)53.2756+123G出塔熱量汽油5430.410.7292151971.07 煤油8319.580.77872151931.6 輕柴油142500.8142151121.6重柴油108750.8393151942.1塔底重油100013.750.897334721621.6蒸汽3660.72166932.53一二中段回流2.41內(nèi)回流G0.798215190190G總計(jì)30.24+190G35.627+123G=30.24+190G解得 G=80403 Kg/h第十三層上內(nèi)回流千克分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=217）80403/217=370 千克分子/時(shí)第十三層上氣體

35、總千克分子數(shù)為：47+54+130+3707=601千克分子/時(shí)根據(jù)圖1-1以及各部分參數(shù)查閱工藝計(jì)算圖表圖4-3-57將得以下有關(guān)數(shù)據(jù)。求液相總重：石油加工工藝學(xué)1-13可得相對(duì)密度D=0.796時(shí)，1的溫度校正值為=0.000788，代入D= D-r(t-20)，表中t=215。 D（215-20）=0.66查化工原理上冊(cè)附錄5，“水的重要物理性質(zhì)”采用內(nèi)差法，可得水在4時(shí)的密度為999.89kg/m3。所以液相總量 L=G/=求液相總量：212.2 第22層塔板下氣、液相負(fù)荷表2-18第22層熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料32.737汽提蒸汽

36、3304.54207922.62內(nèi)回流 G0.821291175175G總計(jì)35.357+175G出塔熱量汽油5430.410.7292912401.3 煤油8319.580.7782912331.94 輕柴油142500.8142912323.31重柴油1.08750.8393141942.11塔底重油100013.750.89734721721.7蒸汽3304.50.82362917292.41內(nèi)回流G0.8236291232232 G總計(jì)32.77+232 G35.357+175G =32.77+232G解得 G=45386 Kg/h第二十二層上內(nèi)回流千克分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=2

37、56）45386/253=177.3 千克分子/時(shí)第二十二層上氣體總千克分子數(shù)為：47+54+59+130+177.3=467.3千克分子/時(shí)根據(jù)圖1-1以及各部分參數(shù)查閱工藝計(jì)算圖表圖4-3-57將得以下有關(guān)數(shù)據(jù)。求液相總重：石油加工工藝學(xué)1-13可得相對(duì)密度D=0.824時(shí)，1的溫度校正值為=0.000728，代入D= D-r(t-20)，表中t=291。 D（291-20）=0.627查化工原理上冊(cè)附錄5，“水的重要物理性質(zhì)”采用內(nèi)差法，可得水在4時(shí)的密度為999.89kg/m3。所以液相總量 L=G/=求液相總量：212.3 第30層塔板下氣、液相負(fù)荷表2-23第30層熱平衡名稱流量K

38、g/h比重D溫度熱焓千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料32.737汽提蒸汽30004207922.376內(nèi)回流 G0.871335212212G總計(jì)35.113+212G出塔熱量汽油5430.410.7293442771.5 煤油8319.580.7783442742.288 輕柴油142500.8143442663.79重柴油108750.839344266 2.9塔底重油100013.750.89734721531.5蒸汽30003447542.376內(nèi)回流G0.871344263263 G總計(jì)34.346+263G35.113+212G =34.346+263G解得 G=15039

39、 Kg/h第三十層上內(nèi)回流千克分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=115） 15039/115=131千克分子/時(shí)第三十層上氣體總千克分子數(shù)為：47+54+59+37+131+130=458千克分子/時(shí)根據(jù)圖1-1以及各部分參數(shù)查閱工藝計(jì)算圖表圖4-3-57將得以下有關(guān)數(shù)據(jù)。求液相總重：石油加工工藝學(xué)1-13可得相對(duì)密度D=0.871時(shí)，1的溫度校正值為=0.000685，代入D= D-r(t-20)，表中t=335。 D（335-20）=0.655查化工原理上冊(cè)附錄5，“水的重要物理性質(zhì)”采用內(nèi)差法，可得水在4時(shí)的密度為999.89kg/m3。所以液相總量 L=G/=求液相總量：2.12.4 煤油

40、抽出層塔板下氣、液相負(fù)荷根據(jù)圖1-1以及各部分參數(shù)查閱工藝計(jì)算圖表圖4-3-57將得以下有關(guān)數(shù)據(jù)。求液相總重：石油加工工藝學(xué)1-13可得相對(duì)密度D=0.778時(shí)，1的溫度校正值為=0.000805，代入D= D-r(t-20)，表中t=180。 D（180-20）=0.65查化工原理上冊(cè)附錄5，“水的重要物理性質(zhì)”采用內(nèi)差法，可得水在4時(shí)的密度為999.89kg/m3。所以液相總量 L=G/=求液相總量： 輕柴油抽出層塔板下氣、液相負(fù)荷根據(jù)圖1-1以及各部分參數(shù)查閱工藝計(jì)算圖表圖4-3-57將得以下有關(guān)數(shù)據(jù)。求液相總重：石油加工工藝學(xué)1-13可得相對(duì)密度D=0.81時(shí)，1的溫度校正值為=0.0

41、00715，代入D= D-r(t-20)，表中t=264。 D（264-20）=0.64查化工原理上冊(cè)附錄5，“水的重要物理性質(zhì)”采用內(nèi)差法，可得水在4時(shí)的密度為999.89kg/m3。所以液相總量 L=G/=求液相總量： 重柴油抽出層塔板下氣、液相負(fù)荷根據(jù)圖1-1以及各部分參數(shù)查閱工藝計(jì)算圖表圖4-3-57將得以下有關(guān)數(shù)據(jù)。求液相總重：石油加工工藝學(xué)1-13可得相對(duì)密度D=0.825時(shí)，1的溫度校正值為=0.000742，代入D= D-r(t-20)，表中t=315。 D=0.825-0.000742（315-20）=0.61查化工原理上冊(cè)附錄5，“水的重要物理性質(zhì)”采用內(nèi)差法，可得水在4時(shí)

42、的密度為999.89kg/m3。所以液相總量 L=G/=求液相總量：2.12.7各層塔板汽液負(fù)荷間表層數(shù)液相負(fù)荷L氣相負(fù)荷V,m3/h汽油369484煤油481065413層12214581輕柴油97 1500022層 72.47468重柴油811509730層41012605212.8 畫出本塔的氣液負(fù)荷圖（如下圖）110203434氣相負(fù)荷，立方米/小時(shí) 10000 20000液相負(fù)荷， 立方米/小時(shí) 100 200液相負(fù)荷 氣相負(fù)荷線圖3：氣液相負(fù)荷圖第3章 塔的操作彈性計(jì)算3.1 浮閥類型根據(jù)塔設(shè)備設(shè)計(jì)表3-6得標(biāo)記基本參數(shù)塔盤板厚 SHL材質(zhì)閥片厚度閥片重量F1Z-3B2 33 31

43、1.515.51Cr18Ni9Ti3.2塔板間距的選擇：選間距為：3.3 塔徑計(jì)算3.3.1 計(jì)算塔板汽相空間截面積上最大的允許氣體速度=rv 汽相重度 kg/m3 r l 液相重度 kg/m3 Vv 氣體體積流率 m3/s Vl 液體體積流率 m3/s3.3.2 適宜的氣體操作速度取系統(tǒng)因數(shù) 由所選板間距 選定安全系數(shù) K=0.83于是 =0.830.941.28 =0.998 （m/s）3.3.3 計(jì)算氣相空間截面面積按塔的工藝計(jì)算式（5-3） 計(jì)算3.3.4 計(jì)算降液管內(nèi)液體流速Vd = =0.1184（m/s）取兩值中較小的: 取 (m/s)3.3.5 計(jì)算降液管面積Fd取兩值中較大者

44、: 取 3.3.6 計(jì)算塔橫截面積和塔徑計(jì)算塔橫截面積計(jì)算塔徑3.3.7 采用的塔徑及設(shè)計(jì)的空塔氣速根據(jù)浮閥塔直徑系列，選取采用的塔徑D為： D=3.0 m采用的塔截面面積：采用的空塔氣速：采用的降液管面積：采用的降液管面積占塔截面面積的百分?jǐn)?shù)：3.4浮閥數(shù)及開孔率計(jì)算計(jì)算浮閥孔的臨界速度閥孔臨界速度按塔的工藝計(jì)算式（5-14）為：相應(yīng)的閥孔動(dòng)能因數(shù)為：計(jì)算塔板開孔率開孔率可按塔的工藝計(jì)算式(5-13)求得為：=17% 確定浮閥數(shù)浮閥孔總面積：浮閥數(shù)： （個(gè)）(對(duì)十字架型浮閥dh取)3.5溢流堰及降液管的選擇3.5.1 液體在塔板上的流動(dòng)形式據(jù)塔的工藝計(jì)算表5-3選用雙溢流3.5.2 決定溢流堰、降液管由 從塔的工藝計(jì)算圖5-8查得：所以堰長(zhǎng)堰寬：35.3 溢流堰高度及塔板上的清液層高度的選擇本系統(tǒng)采用液膜控制，為了保證