常壓蒸餾裝置工藝設(shè)計論文

1、2.5Mt/a長慶原油常壓蒸餾裝置工藝設(shè)計摘 要：根據(jù)長慶原油評價結(jié)果，確定其加工方案為燃料-潤滑油型，裝置采用閃蒸塔、常壓塔。本設(shè)計主要對閃蒸塔、常壓塔及加熱爐進(jìn)行了工藝設(shè)計計算，其中，閃蒸塔塔徑為2.0m；常壓塔采用34層F1型雙溢流浮閥塔盤，塔徑為4.6m，塔高為28.2m，塔頂設(shè)塔頂回流，塔側(cè)采用兩個中段循環(huán)回流。加熱爐采用立式圓筒爐，輻射室高16m，節(jié)圓直徑6.41m；對流室長4.5m，寬2.17m，高6.258m；煙囪高12.8m,直徑2.14m。計算結(jié)果表明，本裝置能夠在設(shè)計的參數(shù)范圍內(nèi)正常操作和運行，說明本設(shè)計是合理可行的。此外，應(yīng)用繪圖軟件AutoCAD繪制了該裝置的工藝原理

2、流程圖。關(guān)鍵詞：長慶原油；常壓蒸餾；加熱爐；工藝計算 87The Design of 2.5Mt/a Atmospheric DistiLLation Unit of Changqing Crude OiLAbstract：According to the result of Changqing crude oil evaluation, it was determined that the processing plan was the type of fuel-lubrication.The unit included the two-step aerification flow with

3、 flash tower, atmospheric tower. This text mainly designed flash tower, atmospheric tower and furnace. The flash tower its diameter was 2.0m high.The atmospheric tower was seted 34 layers double-flow trays with the type of F-1 valve and was 28.2m high.Its diameter was 4.6m and seted reflux at the to

4、p of the tower and two intermediate circulating reflux. The furnace adopted vertical cylindrical type heater,and the radial chamber was 16m high and the pitch diameter was 6.41m. The convection chamber of the furnace was 4.5m long, 2.17m wide and 6.258m high.The chimney was 12.8m high and its diamet

5、er was 2.14m. The result indicated that the unit could normally been operated and run with the range designed, which confirmed the unit was feasible. In addition, the technological principle flow chart of the unit was drawn by use of the AutoCAD software.Key words：Changqing crude oil; Atmospheric di

6、stillation; Furnace; Technology calculation目 錄1緒論11.1 課題的意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 工藝設(shè)計概述22原油加工方案和切割方案42.1 原油評價簡述42.2 長慶原油加工方案72.3 長慶原油切割方案103 常壓塔工藝計算 113.1 油品性質(zhì)參數(shù)的計算113.2 油品性質(zhì)參數(shù)計算結(jié)果匯總143.2 閃蒸塔的工藝設(shè)計計算153.3 常壓塔的工藝設(shè)計計算184 塔板水力學(xué)計算474.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)474.2 塔板的結(jié)構(gòu)計算474.3 塔板的水力學(xué)計算514.4 負(fù)荷性能圖535 管式加熱爐的工藝設(shè)計585.1 原始數(shù)據(jù)585.2 加熱

7、爐總熱負(fù)荷585.3 燃燒過程計算595.4 全爐熱平衡615.5 輻射段的計算625.6 對流室的計算675.7 爐管內(nèi)的壓力降735.8 煙囪的設(shè)計計算76設(shè)計體會與心得81參考文獻(xiàn)82致謝83附錄84XXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)1 緒論1.1 課題的意義 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，世界上對能源的需求量迅速上升，我國原油2009年一次加工能力達(dá)到4.77億噸/年，居世界第二位1。十年前中國進(jìn)口石油占整體石油需求比例才6%，現(xiàn)在已經(jīng)提高到三分之一，到2020年預(yù)期將有60%的石油都必須來自進(jìn)口。汽車工業(yè)將是汽柴油消費最主要的生意推動力。今后20年，國內(nèi)原油產(chǎn)量雖然將繼續(xù)呈上升趨勢，但增幅有限

8、，預(yù)計2020年產(chǎn)量將達(dá)到1.8億噸左右。煉油工業(yè)的主要目的是從原油中提煉出各種燃料、潤滑油、化工原料和其他石油產(chǎn)品（例如：石油焦、瀝青等）2。一般來說，原油經(jīng)常減壓裝置加工后，可得到直餾汽油、噴氣燃料、燈用煤油、輕、重柴油和燃料油等產(chǎn)品，某些富含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的原油經(jīng)減壓深拔后還可以直接生產(chǎn)出道路瀝青。在上述產(chǎn)品中，除汽油由于辛烷值低，目前以不再直接作為產(chǎn)品，還有部分產(chǎn)品可直接或經(jīng)過適當(dāng)精制后作為產(chǎn)品出廠（如噴氣燃料、直餾柴油等）。常減壓裝置的另一個主要作用是為下游二次加工裝置或化工裝置提供質(zhì)量較高的原料。因此，常減壓裝置的操作，直接影響著下游二次加工裝置和全廠的生產(chǎn)狀況3。1.2 國內(nèi)外研究

9、現(xiàn)狀2010年是我國煉油工業(yè)“十一五”建設(shè)的收官之年，天津石化、洛陽石化、吉林石化、廣西石化等一批改擴(kuò)建及新建煉油工程相繼建成投產(chǎn)，國內(nèi)煉油能力將突破500Mt/a。上述這些重點項目的建成投產(chǎn)，為煉油工業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品布局、提升規(guī)模實力、提高國際競爭力發(fā)揮重要作用。新的石化產(chǎn)業(yè)形勢將引導(dǎo)我國煉油工業(yè)向經(jīng)濟(jì)快速增長與環(huán)境保護(hù)同步的方向發(fā)展4。在國外，煉廠大型化成為一種世界性的趨勢，其原因是大型化具有明顯的優(yōu)越性。煉油廠的大型化是提高其勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，降低能耗和物耗的一項重要措施。根據(jù)美國能源部的資料報導(dǎo)，建設(shè)1座1000萬噸/年煉廠和2座500萬噸/年煉廠相比，其投資可節(jié)約20左右，生產(chǎn)人員可減

10、少16人/100萬噸/年，提高勞動生產(chǎn)率21。1座1000萬噸/年煉廠和4座250萬噸/年煉廠相比較，加工費用可減少US0.15/m3。另據(jù)前蘇聯(lián)研究報告，1座1200萬噸/年煉廠與2座600萬噸/年煉廠相比，其生產(chǎn)成本可降低1215。據(jù)美國“OGJ”雜志2001年1月1日統(tǒng)計，世界上現(xiàn)共有742座煉廠，原油蒸餾總能力達(dá)40.62億噸/年，規(guī)模最大的煉廠是委內(nèi)瑞拉帕拉瓜納煉制中心的煉廠，其原油加工總能力為4700萬噸/年。在這742座煉廠中，加工總能力超過2000萬噸/年的有15座。1.3 工藝設(shè)計概述1.3.1 設(shè)計依據(jù)本次2.5Mt/長慶原油常壓蒸餾裝置工藝設(shè)計的依據(jù)是：（1）西安石油大學(xué)

11、化學(xué)化工學(xué)院化工教研室下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。（2）長慶原油評價報告。（3）中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“管式加熱爐技術(shù)規(guī)定”（ZB E97 00290）。（4）中國石油化工總公司標(biāo)準(zhǔn)“煉油裝置工藝設(shè)計技術(shù)規(guī)定”（SYJ1076）。（5）中國天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“石油工程制圖標(biāo)準(zhǔn)”（SIJ319）。1.3.2 設(shè)計加工能力（1）處理量：2.5Mt/a。 （2）年開工時間：8000h。1.3.3 裝置特點（1）本裝置設(shè)有閃蒸塔，常壓塔，常壓加熱爐。常壓塔采用高效浮閥塔盤。主要產(chǎn)品為汽油，3#航煤餾分，-20#柴油餾分，0#柴油，同時還有常壓渣油。（2）常壓渣油可直接作為減壓蒸餾的原料。（3）采用空冷器減少循環(huán)

12、水消耗。（4）常一線采用再沸器汽提技術(shù)，以防止航煤帶水。1.3.4 工藝流程簡述（1）原油換熱和脫鹽原油（54左右）由原油罐區(qū)經(jīng)原油泵抽入裝置，分兩路進(jìn)入一級、二級電脫鹽罐脫鹽，再換熱后進(jìn)入閃蒸塔進(jìn)行初加工。（2）閃蒸塔系統(tǒng)換熱后的230的脫硫原油進(jìn)入閃蒸塔進(jìn)行閃蒸。閃底油進(jìn)入常壓塔第31層板，閃頂油進(jìn)入常壓塔第15層塔板。（3）常壓蒸餾閃底油經(jīng)常壓爐加熱至360進(jìn)入常壓塔第31層塔盤上進(jìn)行分餾。塔頂油氣經(jīng)空冷器和后冷器冷凝至60，并為分兩路：一路返回塔頂作回流；一路作汽油出裝置。常一線由常壓塔第9層塔盤抽出，進(jìn)入再沸器汽提后，汽提油氣返回到第8層上。常一線油品汽提后經(jīng)抽出換熱精制后作為3#航

13、煤出裝置。常二線由常壓塔第17層塔盤抽出，進(jìn)入常二線汽提塔，汽提油氣返回常壓塔第16層上，常二線油品汽提后經(jīng)抽出換熱精制后作為-20#柴油出裝置。常三線由常壓塔第27層抽出，進(jìn)入常三線汽提塔，汽提油氣返回常壓塔第 26層上，常三線油品汽提后經(jīng)抽出換熱精制后作為0#柴油出裝置。常壓渣油經(jīng)換熱后進(jìn)入減壓塔進(jìn)行分餾。常壓塔第一中段回流從常壓塔第13層抽出，換熱后打回常壓塔第11層上，常壓塔第二中段回流從常壓塔第21層抽出，換熱后打回常壓塔第19層塔盤上。（4）加熱爐為了綜合利用煙氣余熱，對流室下段加熱閃底油，中段加熱水蒸汽，上段加熱閃底油。2 原油加工方案和切割方案2.1 原油評價簡述 長慶原油較輕

14、，20密度為0.8458g/cm3,含硫低，為0.11w%；酸值較低，為0.05mgKOH/g；金屬鎳、釩含量較低，分別為2.4g/g、0.9g/g。該原油蠟含量稍高，為10.9w%，凝點12。該原油開口閃點低于30，應(yīng)在存儲和運輸過程中注意安全問題。按原油的硫含量及兩個關(guān)鍵組分分類，該原油屬低硫中間原油。但兩個關(guān)鍵餾分均為中間基和石蠟基的臨界值，因此盡管該原油為中間基原油，仍表現(xiàn)出類似石蠟基的某些特性，如柴油段正構(gòu)烴的含量較高，蠟油段蠟含量較高等。原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)及其中比性質(zhì)曲線如下：表2-1原油實沸點蒸餾及其窄餾分性質(zhì)沸點范圍收率w%收率%密度（20）g/cm3黏點特性因素每餾分總收率每

15、餾分總收率151.11.11.561.5715652.193.292.894.460.64212.865801.14.391.345.790.696112.2801002.56.892.938.720.722711.91001202.719.63.1111.820.737811.91201301.6711.271.8913.710.74811.91301401.5112.781.6915.40.755411.91401653.2416.023.5818.980.765311.91651801.9717.992.1421.130.777211.91802002.3720.362.5423.670

16、.7878-5011.92002304.5624.924.7928.460.805-4211.82302401.3126.231.3629.830.812-3211.92402501.6427.871.6931.520.8197-2811.92502601.7629.631.833.320.8256-2411.82602803.4833.113.5436.870.831-1411.92803003.8436.953.8940.760.8342-2123003203.6140.563.6744.430.83131012.23203505.2545.815.2649.70.84352012.235

17、03652.7648.572.752.390.865826123654208.1656.737.9260.310.87153412.14204507.0663.796.7667.070.8833812.24504705.369.095.0272.10.89174212.24705007.2576.346.878.890.90234612.25005201.9778.311.8480.730.90615012.35205402.1980.492.0382.770.908712.454019.5110017.241000.9573圖2-1 原油的實沸點蒸餾曲線圖2-2 原油的中比性質(zhì)：密度曲線圖2

18、-3 原油的中比性質(zhì)：黏點曲線原油的實沸點蒸餾及窄餾分性質(zhì)表明，<200餾分的收率為20.36 w%；< 350餾分的收率為45.81w%，<540的總拔出率達(dá)到80.49 w%。從各窄餾分性質(zhì)看，密度、運動粘度、凝點、硫、氮含量隨著沸點的升高，基本上都相應(yīng)升高，特別是各個餾分的酸度（酸值）及硫含量均較低，對加工有利。 直餾產(chǎn)品的主要性質(zhì)特點如下：（1）1565餾分可作為異構(gòu)化原料生產(chǎn)汽油；（2）65165餾分是較好的催化重整原料，但重整前需進(jìn)行預(yù)處理；（3）130230餾分可作為3號噴氣燃料的調(diào)和組分，130250餾分精制后即可作為3號噴氣燃料，但應(yīng)注意閉口閃點卡邊。（4）

19、180300餾分可以作為-20號低凝柴油，300365餾分只能作為柴油調(diào)和組分，180365餾分可以作為0號車用柴油；（5）365420是較好的潤滑油基礎(chǔ)油，但酸值較高，需進(jìn)行酸堿精制；（6）365500餾分、365540餾分、365560餾分均可作為催化裂化原料，且裂化性能較好；（7）>365常壓渣油可作重整催化裂化原料。>420，>540減壓渣油可以部分摻入蠟油中作為催化裂化原料。2.2 長慶原油加工方案 根據(jù)原油評價報告，長慶原油的特點是含硫低，為 0.11w%，含蠟高(10.9%)，凝點12和酸值較低,按原油的硫含量及兩個關(guān)鍵餾分的比重來分類，原油屬低硫中間基原油。重

20、整原料中芳烴潛含量為43.83w%，是良好的重整原料。經(jīng)過重整后，生產(chǎn)汽油和芳烴。直餾煤油一般可以符合規(guī)格要求,但要注意閃點卡邊。柴油餾分的柴油指數(shù)為63.3567.28，凝點低于-20，一般經(jīng)過精制可做為-20#柴油。噴氣燃料密度小，冰點低，芳香烴含量1011.5w%，除酸度外其他指標(biāo)符合，根據(jù)市場需求，生產(chǎn)3#航煤。但須經(jīng)過精制可達(dá)到3#噴氣燃料的規(guī)格要求，其收率較高。塔底常壓渣油直接作為減壓裝置的原料。石油餾分中潤滑油潛含量較大，市場潤滑油需求量大，根據(jù)原油直餾產(chǎn)品特性采用燃料-潤滑油型加工方案。采用三段汽化蒸餾（預(yù)汽化常壓蒸餾減壓蒸餾）原油脫鹽、脫水是煉油加工裝置安全穩(wěn)定、長周期生產(chǎn)的

21、重要保證。原油在蒸餾前必須進(jìn)行嚴(yán)格的脫鹽、脫水，脫鹽后原油換熱到230240進(jìn)入閃蒸塔，塔頂出輕汽油或重整原料，塔底油經(jīng)常壓加熱爐加熱到360370進(jìn)入常壓塔。常壓塔頂出輕汽油或重整原料，預(yù)處理（脫S、N、AS、Cl）后經(jīng)催化重整，芳烴抽提后生成富氫氣體、汽油組分、芳香烴。常一線出3號航煤，常二線出-20號柴油，常三線出0#柴油，塔底出常壓渣油可以直接作為重油催化裂化原料。用泵抽出常壓渣油送減壓部分。塔底油經(jīng)減壓爐加熱到405410送入減壓塔。減一線餾分全部用于催化裂化，減二、三、四線一部分用于催化裂化，經(jīng)過催化裂化后生成催化裂化氣、催化汽油、催化柴油；另一部分經(jīng)溶劑脫蠟、溶劑精制、補(bǔ)充精制生

22、成潤滑油及抽出油，溶劑脫蠟產(chǎn)生的脫蠟油中蠟下油用于催化裂化，其余經(jīng)蠟精制生成地蠟或石蠟。減壓渣油一部分經(jīng)脫瀝青后再溶劑脫蠟、溶劑精制、補(bǔ)充精制生產(chǎn)潤滑油，剩下為瀝青。渣油另一部分經(jīng)焦化后一部分摻入蠟油作為催化裂化原料，其余為焦化氣、焦化汽油、焦化柴油及石油焦。圖2-4 長慶原油加工方案2.3 長慶原油切割方案長慶原油切割方案：根據(jù)原油實沸點數(shù)據(jù)確定原油常壓切割方案匯總于表2-1。產(chǎn) 品實沸點切割點實沸點沸程，收率，20g/cm3體積分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)汽 油IBP14515.412.780.70191403# 航 煤13525616.1215.090.7918250-20#柴油2443079.249.

23、080.83113000# 柴 油29337011.0410.850.8312360常壓渣油35048.252.20.9160表2-1 原油常壓切割方案和產(chǎn)品性質(zhì)實沸點蒸餾數(shù)據(jù)01030507090100677886951051451351761881962042152562442652712752802853072933183253303363433703504124323 常壓塔工藝計算3.1 油品性質(zhì)參數(shù)的計算油品性質(zhì)參數(shù)的計算以汽油為例進(jìn)行。3.1.1 蒸餾數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)化由圖3-2-25將表2-1中的實沸點蒸餾溫度轉(zhuǎn)化成恩氏蒸餾溫度。汽油餾分的常壓實沸點蒸餾數(shù)據(jù)如下：餾出百分?jǐn)?shù)，V%0

24、1030507090100餾出溫度，67788695105145由圖3-2-2查得恩氏蒸餾50%點與實沸點50點的差值為-0.3即恩氏蒸餾50%點=86-0.3=85.7查得恩氏蒸餾曲線各段溫差：曲線線段實沸點蒸餾溫差，恩氏蒸餾溫差，0%10%41.027.010%30%11.05.030%50%7.04.050%70%9.05.570%90%10.07.090%100%40.038.0由恩氏蒸餾50%點（85.7）推算得其他恩氏蒸餾點溫度。30%點=85.7-4.0=81.7 10%點=81.7-5.0=76.70%點=76.7-27.0=49.7 70%點=85.7+5.5=91.2 90

25、%點=91.2+7.0=98.2 100%點=98.2+38.0=136.2其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-1。表3-1 產(chǎn)品恩氏蒸餾數(shù)據(jù)產(chǎn) 品恩氏蒸餾溫度0%10%30%50%70%90%100%汽 油49.776.781.785.791.298.2136.23# 航 煤153180186190.5195.5230.5240.5-20#柴油249.2259.3262.3264.4267.4270.8290.80# 柴 油293306308.8311.8315.8322.1347.1由圖4-2-25將表3-1中的恩氏蒸餾溫度轉(zhuǎn)化成平衡汽化溫度，步驟如下：汽油餾分的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)如下：餾出百分?jǐn)?shù),

26、V%01030507090100餾出溫度，49.776.781.785.791.298.2136.2 恩氏蒸餾10%70%點斜率=（91.2-76.7）/（70-10）=0.242查文獻(xiàn)5查得它與平衡汽化50%點之差值為2.2。平衡汽化50%點=85.7+2.2=87.9曲線線段恩氏蒸餾溫差，平衡汽化蒸餾溫差，0%10%27.011.910%30%5.02.730%50%4.01.950%70%5.52.570%90%7.02.990%100%38.016.0由平衡汽化50%點（101.2）推算得其他平衡汽化點溫度。30%點=87.9-1.9=86.0 10%點=86.0-2.7=83.30%

27、點=83.3-11.9=71.4 70%點=87.9+2.5 =90.490%點=90.4+2.9=93.3 100%點=93.3+16=109.3其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-2。表3-2 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%汽 油71.483.38687.990.493.3109.33# 航 煤185.0195.1198199201204219.5-20#柴油274.9278.8280.3280.8281.8283.3298.80# 柴 油327.6332.6334.3335.8337.4339.6348.53.1.2 平均溫度的計算（1）體積平均溫度

28、tvtv=(t10%+t30%+t50%+t70%+t90%)/5=(76.7+81.7+85.7+91.2+98.2)/5=86.7（2）恩氏蒸餾曲線1090斜率S =() /()=0.2688/% （3）重量平均沸點 =0.6=86.7+0.6=87.3（4）實分子平均沸點 =2.7（5）中平均沸點 = 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-4。3.1.3 求、比重指數(shù)由=0.7019，及=0.7070， 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-6。 3.1.4 求分子量M、特性因素K 由,查圖3-65得：M=96 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-3。K=12.2 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-4。3.1.5 求臨界

29、性質(zhì)（1）求真臨界溫度tc 、假臨界溫度由，tw=87.3查圖1-276得：=261由， =84.0 查圖1-276得：（2）求真臨界壓力，假臨界壓力 由，tMe=84.9 查圖1-28 6得：=31atm再由及查圖1-296得其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-5。3.1.6 求焦點性質(zhì)（1）求焦點溫度t0、由tv=86.7、S= 0.2688/查圖4-286得：= 24.5 = tc+24.5=261+24.5=285.5（2）求焦點壓力由tv=86.7，= 0. 2688/查圖4-296得： = 33.2+9.5=42.7atm其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表3-6。3.2 油品性質(zhì)參數(shù)計算結(jié)果匯總表3

30、-3 油品性質(zhì)參數(shù)（1）項 目分子量恩氏蒸餾溫度0%10%30%50%70%90%100%原 油127.8236333430524.5汽 油9649.776.781.785.791.298.23# 航 煤153153180186190.5195.5230.5-20#柴油212249.2259.3262.3264.4267.4270.80# 柴 油267293306308311.8315.8322.1 表3-4 油品性質(zhì)參數(shù)（2）項 目體積平均沸點,恩氏蒸餾10%-90%斜率中平均沸點,重量平均沸點,實分子平均沸點,特性因數(shù),K原 油331.34.96272.5347231.411.9汽 油86

31、.70.2784.987.384.012.13# 航 煤191.10.29189.5191.6188.611.75-20#柴油264.80.14263.9265.0264.311.800# 柴 油312.90.20311.9313.1311.312.12表3-5 油品性質(zhì)參數(shù)（3）項 目平衡汽化蒸餾溫度臨界溫度,臨 壓力,atm0%10%30%50%70%90%100%原 油168248319387.2451.251553汽 油71.483.38687.990.493.326133.13# 航 煤182.119419719920120437724.6-20#柴油274.9278.8280.32

32、80.8281.8283.344819.00# 柴 油327.6332.6334.3335.8337.4339.648115.0表3-6 油品性質(zhì)參數(shù)（4）項 目比重焦點溫度,焦點壓力,atm實沸點蒸餾溫度比重指數(shù)0%100%原 油0.845835.056264汽 油0.701968.6285.542.6HK1453# 航 煤0.791846.239229.3135256-20#柴油0.83113845321.52443070# 柴 油0.831238488.517.52933703.2 閃蒸塔的工藝設(shè)計計算3.2.1 閃蒸塔的操作條件計算根據(jù)經(jīng)驗選取閃蒸塔頂操作壓力為0.18MPa，假設(shè)進(jìn)料

33、溫度為230，根據(jù)原油焦點壓力、焦點溫度和平衡汽化蒸餾溫度繪制原油P-T-e相圖（附圖1）。讀出汽化溫度為230，兩個大氣壓下原油的氣化率為18%，查圖3-6-35得汽相產(chǎn)物比重指數(shù),比重（），液相產(chǎn)物比重指數(shù)，比重（）。3.2.2 閃頂、閃底油性質(zhì)的計算（1）恩氏餾程8MPa、230時，根據(jù)原油汽化率為18，原油的恩氏蒸餾曲線1070點的斜率S=5.03/%，圖3-6-15、圖3-6-25，求出閃頂、閃底油在常壓下的恩氏蒸餾溫度，結(jié)果如下：表3-7 恩氏蒸餾溫度匯總表體積分?jǐn)?shù)原油恩氏蒸餾溫度閃頂油恩氏蒸餾溫度和原油恩氏溫差閃頂油恩氏蒸餾溫度閃底油恩氏蒸餾溫度和原油恩氏溫差閃底油恩氏蒸餾溫度1

34、0127.88641.875202.83023615977602965033321711648381704302681623446490524.5321203.526550.5（2）求體積平均溫度tv、實分子平均溫度tm、質(zhì)量平均溫度tw、中平均溫度tMe：表3-8 平均溫度匯總表油 品tv，tm，tw，tMe，閃頂油120.0694.4125.86104.66閃底油378.86306.86391.36335.86（3）平衡汽化溫度表3-9 平衡汽化溫度匯總表產(chǎn) 品平衡汽化溫度匯總10%30%50%70%90%閃頂油閃底油253326389449.5508.5（4）求分子量M、特性因素K閃頂油

35、：M=104，K=12.08 閃底油：M=285，K=11.90（5）求真臨界溫度tc 、假臨界溫度閃頂油：tc=300， =271閃底油：tc=554，=490（6）求假臨界壓力閃頂油：=29.3atm閃底油：=15.5atm（7）求真臨界壓力閃頂油： Pc=60atm閃底油： Pc=15.5atm（8）求焦點溫度、焦點壓力閃頂油：=392.5，=96atm閃底油：=592.5，=42.6atm3.2.3 熱平衡計算如圖3-1設(shè)原油在閃蒸塔沒有能量損失閃蒸塔進(jìn)料t0=230F0=312500kg/h閃頂油t2=226F2=48093.8kg/h閃底油t1=228F1=264406.2kg/h

36、圖3-1 閃蒸塔的計算草圖首先把體積分?jǐn)?shù)化成質(zhì)量分?jǐn)?shù)=0. 18×0.7230/0.8458=0.1539閃頂油流量F2=0.1539=48093.8kg/h閃底油流量F1=（）=264406.2kg/h取閃底油出閃蒸塔的溫度比原油進(jìn)料低2，即t1=230-2=228查焓圖1-406，求出原油、閃底油的焓值： 在t0=230時，原油的焓值=134.0kcal/kg,kcal/kg在t1=228時，閃底油的焓值=132kcal/kg（1-1%）代入數(shù)據(jù)得： =204.6kcaL/kg由閃頂油的=0.7230，查焓圖1-406得閃頂油的溫度t2=226因t0、t1、t2三者溫差不大，滿足

37、工藝要求。3.2.4 閃蒸塔的塔徑計算閃頂油的分子量M=105，閃頂溫度T=226+273.15=499.15K汽相密度 kg/m3汽相體積流率為 Vsm3/h取空塔汽速u=1.0m/s m 圓整到D=2.0m校核空塔氣速 =m/s3.2.5 閃蒸塔的計算結(jié)果匯總 將閃蒸塔計算結(jié)果匯總于表3-10表3-10 閃蒸塔計算結(jié)果匯總油 品溫度， 壓力，MPa流量，kg/h閃頂油2260.1848093.8閃底油2280.18264406.2進(jìn) 料2300.183125003.3 常壓塔的工藝設(shè)計計算3.3.1 物料平衡表3-11 物料平衡(按每年開工8000小時計)油 品產(chǎn) 率，%處理量或產(chǎn)量體積分

38、數(shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)kt/akt/dkg/hkmol/h入 方閃頂油1815.39384.751154.2548093.8閃底油8284.612115.256345.75264406.2合 計10010025007500312500出 方汽 油15.412.78319.5958.539937.5416.03# 航 煤16.1215.09377.2113247156.25308.2-20#柴油9.249.08227.068128375133.80# 柴 油11.0410.85296.288933906.25127常壓渣油48.252.213053915163125合 計100100250075003125

39、003.3.2 汽提蒸汽用量側(cè)線產(chǎn)品和塔底重油都用過熱水蒸汽汽提，使用是溫度420，壓力0.3MPa的過熱水蒸汽。油 品質(zhì)量分?jǐn)?shù)(對油)%汽提蒸汽用量kg/hkmol/h二線-20#柴油385147.3三線0#柴油2.8949.452.7常壓渣油23262181.2合 計5062.4281.23.3.3 塔板形式和塔板數(shù)汽 油-3# 航 煤段9層(考慮一線生產(chǎn)航煤)3# 航煤- -20#柴油段5層-20#柴油-0#柴油段7層0#柴油-汽化段3層塔底汽提段4層考慮采用兩個中段回流，每個用三層換熱塔板，共6層，全塔塔板數(shù)總計為34層。3.3.4 繪制草圖將塔體塔板進(jìn)料及產(chǎn)品進(jìn)出口，中段循環(huán)回流位置

40、，氣體返塔位置，塔底汽提點等繪制成草圖。（如圖3-3）汽油 39937.5kg/h水蒸氣5062.4塔頂熱回流取熱32.88×106kJ/h3#航煤47156.25kg/h-20#柴油汽提蒸汽851kg/h（420）0#柴油汽提蒸汽949.4kg/h(420)0#柴油33906.25kg/h塔底汽提蒸汽3262kJ/h(420)常壓渣油163125kg/h閃底進(jìn)料264406.2kg/h過汽化油5288.1kg/h第二中段回流取熱21.92×106kJ/h第一中段回流取熱18.26×106kJ/h閃頂進(jìn)料48093.8kJ/h1141175 9111315255

41353313460.174MPa0.169MPa0.165MPa0.161MPa0.157MPa再沸器供熱：0.66×106kJ/h-20#柴油28375kg/h1216182034810圖3-2 常壓塔計算草圖3.3.5 操作壓力取塔頂產(chǎn)品罐壓力為0.13MPa，塔頂采用二級冷凝冷卻流程，取塔頂空冷器壓力降0.01MPa，使用一個管殼式后冷器，殼程壓力降取0.017MPa，故塔頂壓力為：0.13+0.01+0.017=0.157MPa(絕)取每層浮閥塔板壓力降為0.5kPa(4mmHg)，則：一線抽出層(第9層)上壓力為0.157+0.0005×8

42、=0.161 MPa二線抽出層(第17層)上壓力為0.157+0.0005×16=0.165MPa三線抽出層(第27層)上壓力為0.157+0.0005×24=0.17MPa汽化段(第31層)下壓力為0.157+0.0005×30=0.172 MPa取轉(zhuǎn)油線壓力降為0.035MPa，則：加熱爐出口壓力=0.172+0.035=0.207MPa3.3.6 汽化段溫度（1）汽化段中進(jìn)料的氣化率與過汽化度取過氣化度為進(jìn)料的2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))或2.0%(體積分?jǐn)?shù))，即過汽化量為264406.2×0.02=5288.1 kg/h因為15.39%12.78%，所以汽油

43、在閃蒸塔中完全汽化，3#航煤油部分汽化未汽化的煤油在閃底油中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為m%=15.09(15.3912.78)/(10015.39)=14.75%未汽化的煤油的量為264406.2×0.1475=39000kg/h要求進(jìn)料在汽化段中的汽化率eF為eF(V%)=（15.4+16.12+9.24+11.0418）/（10018）+2.0%=43.23%（2）汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如下：航煤 254.9kmol/h柴油 133.8kmol/h0#柴油 127.0kmol/h過汽化油 19.44kmol/h油氣量合計 535.14kmol/h其中過汽化油的相對分子質(zhì)量取272

44、。還有水蒸汽181.2kmoL/h(塔底氣提)。由此計算汽化段油氣分壓為：0.172×535.14/(535.14+181.2)=0.128MPa（3）汽化段溫度的初步求定作P-T-e相圖（附圖2），求油氣分壓0.128MPa下汽化43.23%(體積分?jǐn)?shù))的溫度，為此需要作出在0.128MPa下閃底油平衡汽化曲線。由附圖3可知，汽化率為43.23%時，溫度tF為353。（4）tF的校核當(dāng)汽化率eF(體積分?jǐn)?shù))=43.23 %，tF=356時，進(jìn)料在汽化段中的焓hF計算如表3-12 ，所以hF=264.89×106/264406.2=1001.8kJ/kg再求出閃底油在加熱爐

45、出口條件下的焓h0，作出閃底油在爐出口壓力0.207MPa下的平衡汽化曲線（附圖4）上讀出在360時的汽化率=36%,顯然eF。如表3-13，由附圖3，P-T-e相圖可讀，過汽化油和部分柴油調(diào)和組分處于液相。據(jù)此，可算出進(jìn)料在爐出口條件下的焓值h0。h0=267.02×106/264406.2=1009.9kJ/kg校核結(jié)果表明h0略高于hF。所以在設(shè)計的汽化段溫度353之下既能保證拔出率(體積分?jǐn)?shù)36%)，爐出口溫度也不至于超過允許限度。表3-12 進(jìn)料帶入汽化段的熱量QF(P=0.172MPa, t=353) 油 料焓，kJ/kg熱量，GJ/h氣相液相3# 航 煤1149.344

46、.82-20#柴油114132.380# 柴 油113838.58過汽化油954.65.048常壓渣油972144.06合 計264.89表3-13 進(jìn)料在爐出口處攜帶的熱量Q0(P=0.207MPa, t=360)油 料焓，kJ/kg熱量，GJ/h氣相液相3# 航 煤115945.20-20#柴油114732.550# 柴 油汽相部分114426.3液相部分97210.61常壓渣油934152.36合 計267.023.3.7 塔底溫度取塔底溫度比汽化段溫度7，即塔底溫度為353-7=346。3.3.8 塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配（1）設(shè)塔頂及側(cè)線溫度參考同類裝置的經(jīng)驗數(shù)據(jù),假設(shè)塔頂及

47、各側(cè)線溫度如下塔頂溫度 114航煤抽出板(第9層)溫度 175低凝柴油抽出板(第19層)溫度 255柴油調(diào)和組分抽出板(第27層)溫度 310（2）全塔回流熱表3-14 全塔回流熱物 料流率kg/h20g/cm3操作條件焓，kJ/kg熱量GJ/h壓 力MPa溫 度氣相液相入 方閃 頂 油48093.80.723022685741.22閃 底 油264406.20.87390.172353264.89汽提蒸氣5062.40.3420331616.79再 沸 器0.66合 計317562.4323.56出 方汽 油39937.50.70190.157114629.725.153# 航 煤47156.250.