400萬噸年常減壓蒸餾裝置工藝設(shè)計

41/41400萬噸/年常減壓蒸餾裝置工藝設(shè)計摘要隨著原油供需矛盾趨緊和原油價格持續(xù)走高，中國石化煉油企業(yè)原油采購日益重質(zhì)化，造成部分常減壓蒸餾裝置的減壓系統(tǒng)超負荷，蠟渣油分割不清，蠟油餾分流失到渣油當中，渣油量的增大又造成煉油廠重油裝置能力吃緊和不必要的能量消耗,部分企業(yè)還不得以出售渣油，削弱了加工重質(zhì)原油的應有效益.為了緩解加工原油變重對二次加工裝置的影響，提高重油加工裝置的營運水平,充分發(fā)揮原油采購重質(zhì)化的效益，提高蒸餾裝置減壓系統(tǒng)的拔出水平顯得尤為重要。常壓蒸餾是石油加工的“龍頭裝置",后續(xù)二次加工裝置的原料,及產(chǎn)品都是由常減壓蒸餾裝置提供.常減壓蒸餾主要是通過精餾過程，在常壓和減壓的條件下,根據(jù)各組分相對揮發(fā)度的不同，在塔盤上汽液兩相進行逆向接觸、傳質(zhì)傳熱,經(jīng)過多次汽化和多次冷凝，將原油中的汽、煤、柴餾分切割出來，生產(chǎn)合格的汽油、煤油、柴油及蠟油及渣油等。本文以400萬噸/年常減壓蒸餾裝置為例，著重介紹了大港原油的煉制。以及常減壓裝置的生產(chǎn)流程和設(shè)計計算方法等.關(guān)鍵詞:精餾過程；傳質(zhì)傳熱;汽液兩相?ABSTRＡCＴWｉthcrudeoｉl,thecontraｄiｃtionｂetwｅensupｐlyanddemandaｎdｃontinuingtｉghtｅninｇcｒｕdeoｉlpriceshigh,Chinａpｅtroｃhemicalrefiniｎgenteｒprisecrｕｄeoｉlpｕrｃhasｉｎｇincｒeasｉngｌyｈｅaｖyｑuａlitaｔivｅ，cａuｓeｄpaｒｔoｆｔeｎvacuuｍｄｉstiｌlａt(yī)ｉondｅvｉｃepressurｅｓysteｍovｅrloａｄ,wax,residuaｌsegmenｔａt(yī)ioｎｉsnotｃlear,oilfractionｓoｆloｓsｔｏtｈeｒesidue，reｓidｕａｌamounｔofiｎｃrｅasｅａｎdcausedheaｖyoilrefiｎeｒycapacityanduｎｎｅcessarｙｄeviｃetighｔenerｇyconsumpｔiｏn，partoｆtheｅnｔerpｒisealsoｓhallnｏｔsellresidｕａｌ，weakeｎthｅproceｓsingoｆheavyoilｓhoｕｌdbｅnefit．Inordertoalleｖiateprocｅsｓingcrｕdeoilwｅighttotheinｆlueｎceofｔwoprｏcesｓiｎgeｑuiｐmeｎｔ,iｍｐroｖetheservｉcｅlevｅｌofheavyoilpｒoceｓsingdevice,givefullplａytopuｒchaseheａｖｙcrｕdeｏiｌquaｌitａt(yī)ivｅbｅnｅｆits，aｎdimprｏvｅtheｓystemofthｅrｅducedprｅｓsuｒedistｉｌlatiｏnunｉtｄrawlevelisparticularlｙiｍｐortａｎｔ．Ａtmoｓpheriｃdisｔillationisoiｌprocesｓiｎg＂lｅadiｎgdeｖicｅ"，ｔhesuｂsequｅntｔwｏprocessinｇdeｖiceｏfrawｍateriａls，andｐrodｕcｔｓareofｔeｎｐroviｄedbyvacｕumdistillatｉonｄeviｃｅ.Ofteｎvacｕuｍｄistillａt(yī)iｏnismaiｎlytｈrougｈthｅdiｓtillatｉonｐrocｅｓｓiｎatmospheｒicpｒessureandreducedpｒessureｃｏｎdiｔiｏns，aｃcｏrｄingtothｅｖａrｉouscompｏnｅnｔsoftherｅlaｔiｖevolatilityfｏrdｉffｅreｎｔ，inthetｒaysaicliｑuidtwophasetｏrｅｖｅrｓｅｃontaｃt，ｍasstrａｎsfｅｒhｅａt(yī)trａnsｆeｒ,afterｍanｙvapｏrｉｚｉngandｍultｉplecｏndenｓｉng，cruｄeoiｌ，coaｌ,andｔｈesteamｗｏodcuttｉngｏutthefｒacｔｉon，pｒoｄuctioｎquａlifiｅdgaｓoｌiｎe,keｒoseｎe,diesｅｌｏilaｎdoilanｄresidual,ｅtc．Ｔhispapeｒwithtｈe4ｍilliontｏns/yearoｆteｎvacuumdisｔｉlｌａt(yī)ionuｎｉｔasaｎeｘampｌe，thiｓpaｐｅrinｔroｄuｃeｓthｅportoｆcrudeoiｌｒｅfiｎiｎg。Aｎdofteｎprｅsｓｕrｅ—reｌｉefdeviceｍanufacturiｎgprocｅｓsｅsａndｄesigncalcuｌaｔiｏnｍethod，eｔc。Ｋｅywords：distiｌlatiｏnpｒoｃess；Mａｓstｒａnsfeｒｈeattraｎsfer;Steaｍlｉquiｄtwｏｐｈａｓe?目錄TOC＼o＂1—3＂\h\z＼uＨＹPERLINＫ\l”_Tｏc31931２０82＂文獻綜述 ＰAGEREF_Toc３193１2082＼h5ＨYＰERLＩＮK\l”_Tｏc3１9312083”1、石油綜述?PＡＧEREF_Toc３193１20８3\h5HＹPERLINＫ\l”_Toｃ３1931２08４＂1.１石油定義及石油資源分布簡介 PＡGEREF＿Toc319３1２0８4＼ｈ5HYPＥＲLINK＼l”＿Ｔoc3１93１2085＂1。２國內(nèi)外主要油田原油性質(zhì) ＰAGEＲＥF＿Tｏｃ319３１20８5\h7HＹPEＲＬINＫ＼l”_Ｔｏc319312086”２、石油產(chǎn)量 PAGEREF_Tｏc３1９312０8６\h9ＨYＰＥＲLINK＼l"_Ｔｏｃ3１9３12０８7"２。1世界石油產(chǎn)量和國內(nèi)需求 PAGEREF_Toｃ319３１208７＼h9HYＰERLＩＮK\l＂＿Tｏc３19３1２08８”2。2石油蒸餾技術(shù)的發(fā)展情況 PAGEREF_Ｔoc3１９3120８8＼ｈ11HYPERLIＮK２。2。１基本概念 ３１208９\h１1HYPERLＩNK\l”＿Toc319３1209０"2。2。２生產(chǎn)流程圖?PＡGEREF_Toc3１９31２０９０＼h11HYPERLINＫ\l”_Ｔｏc３１９3120９１”2.2。３常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀?PAＧEＲＥF_Toｃ３１9３1２091\ｈ１3HYPEＲLＩNＫ\l”_Toc319３1209２＂3、設(shè)計說明書 ＰＡGＥＲEF_Toc３193120９2＼h1５ＨYPＥRLINK\l＂_Toc319３12093"3.1原料油性質(zhì)及產(chǎn)品性質(zhì)?PＡGEＲEF_Toc31９３12093\h１5HＹPEＲLINＫ\ｌ"＿Toc31931２09４”３。1。1原料油性質(zhì)?PAGEREF＿Toc３1９３12094＼h１5ＨYPEＲLIＮＫ＼l”＿Ｔoc3１93１2095"3。1.２產(chǎn)品性質(zhì)?PAＧEＲＥF_Ｔｏc319312095\h16HＹPEＲLＩNK＼l＂_Ｔoc319312０９6＂3。2.工藝流程 PAGEREF_Ｔoｃ３１931２09６\h16HＹPＥＲLINＫ\l＂_Toｃ３19312097"3.２．1工藝流程 PＡGEREＦ＿Toｃ319312097\h16ＨＹＰＥRLＩＮK3.3.2塔頂循環(huán)回流 ＰAGEＲEＦ_Toc319３１2100＼h18ＨＹPERＬＩNK\l＂＿Ｔｏc31９312101＂3。3．3中段循環(huán)回流?ＰＡGERＥF_Toc3１9312101\h１8ＨＹPERＬＩＮK\ｌ"_Toc31931２102＂3.4塔器結(jié)構(gòu) PＡGEREF_Toc３1９3121０2\h19HYPEＲＬＩNK\ｌ＂_Toc3１9３1２10３”3.5環(huán)保措施?PAＧEREＦ_Toｃ３１93121０3\h19ＨYPＥＲLＩＮＫ＼l”＿Toc3193１２104”3.5.1污染源分析 ＰAGEＲＥＦ_Tｏc31931２１04\h19HYＰEＲLＩNK3．５.2廢氣處理 PＡGＥREF＿Tｏｃ31９31210５＼h20HYPERLINK\ｌ”_Tｏc3193１２1０６”3．5.3廢水處理 ＰＡGＥREＦ_Toｃ３19３12106\h2０HYＰEＲＬINK\l”_Toc31９3１2107”4、工藝計算?PＡGERＥF_Toc3193１21０7\h22HYPERＬINK4.２工藝流程的確定根據(jù)與流程的敘述?PAGERＥF＿Toc3１931２109\h2５HYPERLINＫ＼l”_Toc３1９31211０＂４．2.1切割方案及性質(zhì) PAＧEＲEF＿Toc3193１2110\h25HYPERLINＫ\ｌ＂_Ｔoc31９3121１1”4。2。２物料平衡?PＡGＥRＥＦ_Toc319312111\h25HYＰEＲLIＮＫ\ｌ”＿Toc３1９312112＂4.2。３汽提蒸汽用量 ＰＡGEREF_Ｔoｃ31９312１１2\h２5HYPEＲLＩＮK4。2．4操作壓力?ＰAGEREF＿Ｔoc３19312113\h27HYＰERLIＮK\ｌ＂_Toｃ319３１2１14＂4。2。５汽化段溫度?PAGEＲＥF_Toc3193１2１１４\h2７HYＰＥRＬINK\ｌ"_Toc3１931211５”4。2．6塔底溫度 PAＧEＲEF_Toc３１９31２11５\ｈ２9HYPERLINＫ＼l”_Ｔoc319３12116＂４。２.7塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配?PＡGERＥF＿Toc31931２１16\ｈ２9HYＰERLINK\l＂_Toc319３１211７"5、常壓蒸餾塔尺寸計算?１９３12117\h3３HYPERLINK\l”_Toｃ31９312１1８"5。１塔徑的計算 PＡGEREF_Toc３１9312１1８＼h33ＨYPＥRLIＮK\l”_Toｃ３１9312119”５。１．1塔徑的初算 PＡGＥREＦ＿Tｏc319312１19\h３3HYＰＥRLＩNK\l”_Toｃ３193１2１20＂５.１.２計算出Ｗmａx后再計算適宜的氣速Wa?PAGEREF_Ｔoc3193１21２０\h33HYＰERLINK\l"＿Toｃ３１9３１2121"5．1.3計算氣相空間截面積 PＡＧEＲEF_Toc３193１21２１\h３4ＨYPERＬINK5.1.５計算降液管面積 PＡGEREF＿Tｏｃ3193１2123\ｈ34HＹＰEＲLＩNK\ｌ"_Tｏｃ31９3121２4＂5。１。6塔橫截面積Ft的計算?PAＧＥREF_Toc31９3１2124＼h3５HYPEＲLＩＮK\l”_Toc3１９31２125＂５.1。７采用的塔徑Ｄ及空塔氣速Ｗ PAGＥRＥＦ＿Tｏｃ3193１2125\h3５HYPＥＲLINK6。２．5降液管超負荷 ＰAGＥＲＥF_Toc31９312134＼h41ＨYPERLIＮK\ｌ”_Ｔoc3193121３5＂致謝 PAＧＥＲEF_Toc319312１35\ｈ42HYPERＬINK\l"_Toc3193１213６"參考文獻?PAGＥREＦ＿Toｃ31９３１21３6＼ｈ43

文獻綜述１、石油綜述１.1石油定義及石油資源分布簡介石油又稱原油,主要是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。它石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物,與煤一樣屬于化石燃料。石油主要被用來作為燃油和汽油,燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學工業(yè)產(chǎn)品如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。地殼上層部分地區(qū)有石油儲存。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、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應盡量除去。不過不同的油田的石油的成分和外貌可以區(qū)分很大。石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一.石油也是許多化學工業(yè)產(chǎn)品如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料.今天8８%開采的石油被用作燃料，其它的12％作為化工業(yè)的原料。由于石油是一種不可更新原料，許多人擔心石油用盡會對人類帶來的后果.在中東地區(qū)—波斯灣一帶有豐富的儲藏，而在俄羅斯、美國、中國、南美洲等地也有很大量的儲藏。石油的常用衡量單位“桶”為一個容量單位，即4２加侖。因為各地出產(chǎn)的石油的密度不盡相同，所以一桶石油的重量也不盡相同。一般地,一噸石油大約有７桶。１桶＝42加侖1加侖=３．78５43升美制１加侖＝3.785升英制1加侖=4.５4６升所以，1桶=１58．99升原油的分布從總體上來看極端不平衡：從東西半球來看約3／4的石油資源集中于東半球,西半球占1／4；從南北半球看，石油資源主要集中于北半球；從緯度分布看,主要集中在北緯20°-40°和50°－7０°兩個緯度帶內(nèi)。波斯灣及墨西哥灣兩大油區(qū)和北非油田均處于北緯20°—40°內(nèi),該帶集中了51。3％的世界石油儲量；５０°－70°緯度帶內(nèi)有著名的北海油田、俄羅斯伏爾加及西伯利亞油田和阿拉斯加灣油區(qū)。原油的顏色非常豐富，有紅、金黃、墨綠、黑、褐紅、甚至透明;原油的顏色是它本身所含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量，含的越高顏色越深。原油的顏色越淺其油質(zhì)越好，透明的原油可直接加在汽車油箱中代替汽油！原油的成分主要有:油質(zhì)（這是其主要成分）、膠質(zhì)(一種粘性的半固體物質(zhì))、瀝青質(zhì)（暗褐色或黑色脆性固體物質(zhì))、碳質(zhì)（一種非碳氫化合物）。石油由碳氫化合物為主混合而成的，具有特殊氣味的、有色的可燃性油質(zhì)液體！天然氣是以氣態(tài)的碳氫化合物為主的各種氣體組成的，具有特殊氣味的、無色的易燃性混合氣體。在整個的石油系統(tǒng)中分工也是比較細的:構(gòu)成石油的化學物質(zhì)，用蒸餾能分解。原油作為加工的產(chǎn)品,有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴格地說，石油以氫與碳構(gòu)成的烴類為主要成分.分子量最小的4種烴,全都是煤氣。石油經(jīng)過加工提煉，可以得到的產(chǎn)品有四大類：石油燃料,潤滑油和潤滑脂，蠟、瀝青和石油焦，溶劑和石油化工產(chǎn)品我國石油資源集中分布在渤海灣、松遼、塔里木、鄂爾多斯、準噶爾、珠江口、柴達木和東海陸架八大盆地，其可采資源量17．2億噸,占全國的8１。13%；天然氣資源集中分布在塔里木、四川、鄂爾多斯、東海陸架、柴達木、松遼、鶯歌海、瓊東南和渤海灣九大盆地,其可采資源量1８．4萬億立方米，占全國的8３。６4％。圖1-1世界石油資源分布圖注:摘自《常減壓蒸餾裝置技術(shù)問答》北京:中國石化出版社2０04圖1-2中國石油資源分布圖注：摘自《常減壓蒸餾裝置技術(shù)問答》北京:中國石化出版社2０041．2國內(nèi)外主要油田原油性質(zhì)我國陸上和海上主要油區(qū)原油的凝點及蠟含量較高、庚烷瀝青質(zhì)含量較低、相對密度大多在0.85～0．9５之間,屬于偏重的常規(guī)原油。

表1－1我國陸上主要原油的一般性質(zhì)原油名稱大慶勝利孤島遼河華北中原新疆吐哈魯寧管輸密度（20℃），g/cｍ3０．855４0。900５0。94950。9２０40。８837０．８44６0．81970。8９３7運動黏度（50℃)，mm2/s２0．１983。３63３３。7109。０5７。110。32２.７237.８凝點,℃30282１７３63316.５26.0蠟含量（質(zhì)量分數(shù)）,%26．2１4.6４．９9。522．819。71８。６15。3庚烷瀝青質(zhì)（質(zhì)量分數(shù))，％0〈1２.９0〈0．1000殘?zhí)迹ㄙ|(zhì)量分數(shù)），％2。96。47．４6．86.73.８0.9０5。5灰分（質(zhì)量分數(shù)),%0．0027０．0２0。09６0。010．０097－0。０１4-硫含量(質(zhì)量分數(shù))，%0。1０0。802.090。240。３１0.52０.030。８0氮含量（質(zhì)量分數(shù)），％０。1６0．4１０.４30。4０0。3８０.１70.0５0.29鎳含量,μg/g3。126。021.１32。515.0３。30．50１2．3釩含量，μg／g0.04１．６2。０0.60。7２．40。03１。5注：摘自《石油煉制工程》石油工業(yè)出版社２009表1-2我國海上主要原油的一般性質(zhì)原油名稱渤海油區(qū)南海油區(qū)東海油區(qū)渤西渤中綏中渤海2號惠州潿洲陸豐平湖密度（２0℃),g/cm30。86470.85１40.95170。9１900．83３３0.8６２4０.85６20。７９6２運動黏度（50℃）,ｍm2/ｓ8.5975。96560。780.7４5。8０21。0８２1.921．0１凝點，℃2120１3－3０３０3242３蠟含量(質(zhì)量分數(shù)),％13。221。4—３。８25．815．12６．44．19庚烷瀝青質(zhì)（質(zhì)量分數(shù))，％０．4５0。05-3．５70．１10.820—殘?zhí)迹ㄙ|(zhì)量分數(shù)）,%2。8３2．0９.9４5．132．33３.７7４．０００.06灰分（質(zhì)量分數(shù)），％0.0080.０10０.０400。０240.0１20。０080.008－硫含量(質(zhì)量分數(shù)),%0．１70。13０.33０。28０．060.２10。１0195氮含量（質(zhì)量分數(shù))，%0。１６０。080.600。410.120。15０。１326.4鎳含量,μg／g8.763.２23７.5227。２７1。11１．511．８<０。1釩含量，μg／g０．２00.121。570．99０．170。170。2５<0．１注：摘自《石油煉制工程》石油工業(yè)出版社２0092、石油產(chǎn)量２。1世界石油產(chǎn)量和國內(nèi)需求社會經(jīng)濟的發(fā)展離不開能源,當今社會的主要能源就是石油天然氣,具世界能源網(wǎng)統(tǒng)計2０11年世界主要產(chǎn)油國的原油產(chǎn)量為３９１4.1百萬噸，（見表1），從表１我們可以看出原油出口大國依然是中東地區(qū)和俄羅斯等產(chǎn)油大國，中國和美國的石油產(chǎn)量雖然也很豐富,但是由于國內(nèi)的市場經(jīng)濟發(fā)展比較迅速，所以還是處于石油進口國。例如盡管中國已成為全球第五大原油生產(chǎn)國，但中國同時也是世界第二大原油需求國,國內(nèi)產(chǎn)量仍不足。中國海外尋油的路途依然艱辛。國土資源部網(wǎng)站昨日引述相關(guān)數(shù)據(jù)稱，20１1年中國僅次于沙特阿拉伯、俄羅斯、美國、伊朗之后,成為全球第五大原油生產(chǎn)國，占世界原油總產(chǎn)量的4。７%。不過,中國1。83億噸的產(chǎn)量相比巨大的需求還差了一半以上。中石化集團經(jīng)濟技術(shù)研究院一位專家告訴《第一財經(jīng)日報》:“計算中國石油（601857，股吧)需求量的簡單方式是把產(chǎn)量和進口原油量相加.”按上述方法本報記者測算發(fā)現(xiàn)，去年中國石油需求量達3。９3億噸（全國原油產(chǎn)量1.837億噸,進口原油量2．０３79億噸),也就是說中國本土只生產(chǎn)了48％左右的原油,其他都要來自海外。

值得注意的是,中國國內(nèi)去年實際原油產(chǎn)量增幅也低于需求增幅。中石化集團經(jīng)濟技術(shù)研究院上述專家告訴記者,“這三四年間原油產(chǎn)量增量都徘徊在1。8億噸到1。9億噸之間,年增幅是1％到2%。現(xiàn)在還很難說２015年是否可能達到2億噸。”而自20００年以來,中國石油需求增幅每年約5％以上。對此，中石化集團內(nèi)部一位管理層說,中國去年有1360萬輛的汽車銷量，除去少量報廢車，等于每年新增200０多萬噸原油需求,“這相當于原油需求增加5％。"中石化上述管理層強調(diào)，５年內(nèi)中國原油產(chǎn)量想要超過美國(2．６７億噸）幾乎是不可能的.中國原油產(chǎn)量屬于穩(wěn)產(chǎn)，而不是大幅增產(chǎn),能保證在1.８億噸以上已很不容易，“２00９年中石油在原有1億噸產(chǎn)量基礎(chǔ)上略微下降,中石化２008年產(chǎn)量為４1０0萬噸，去年約小幅增加3％到5%；中海油增幅更大些，可能是10%,但它基數(shù)太小?！奔幢闶墙?jīng)濟周期上升階段，中國國內(nèi)原油生產(chǎn)增量也極為有限，中石油就是一個例子：２006到２００8年，中石油只是以１00萬噸/年的增幅實現(xiàn)著“小步慢走”.

表２-1:2011年世界石油產(chǎn)量各國分布國家２0１1年產(chǎn)量單位：百萬噸占總量比例(%)沙特阿拉伯5１4.613．1%俄羅斯48０.512。3％美國31１．8８．0％伊朗２09.85。4%中國183.74.７％墨西哥18３．1４．7％加拿大151.３3。9%委內(nèi)瑞拉１45。1３。7％阿聯(lián)酋１3８.33.5%科威特13３.23．4％挪威128。73。3％尼日利亞１１9。2３。0％伊拉克９8．１２．5%巴西89．22.3％阿爾及利亞86。22.２%利比亞８５．62．2％英國76。６2。0％安哥拉69.４1.8%哈薩克斯坦66．11.7％印尼51。91。3％卡塔爾50.61。３％印度３7．41．0％阿曼3６．70.9％阿根廷3５．8０.9％馬來西亞３3。80.9％埃及33.0０。8％阿塞拜疆32.50．8％厄瓜多爾27.8０.７％哥倫比亞27。5０.７％澳大利亞２2．90.6％其他歐洲及歐亞大陸21．40.５%敘利亞２０．80。5%蘇丹19.6０．５%也門１8.30。5%越南17．80.5％赤道幾內(nèi)亞1７.7０．5%丹麥１6.７0.４%剛果共和國13。5０.３%泰國11.8０．3%加蓬１1。60。3%文萊10．８0．3％其他亞太地區(qū)國家９。9０．3％特立尼達和多巴哥8.４0.2％土庫曼斯坦8。10．2%乍得8。00。2%其他中南美洲國家7．0０．2％意大利5．8０。1％烏茲別克斯坦5.40．１%秘魯5．1０.1%羅馬尼亞5．０0．1%突尼斯3.3０。1%其他非洲國家3．30.1%喀麥隆3．20.1％其他中東國家1.4世界總計3914.11０0.0注:摘自《石油加工工藝學》中國石化出版社20１02。２石油蒸餾技術(shù)的發(fā)展情況2。2.1基本概念常減壓蒸餾是常壓蒸餾和減壓蒸餾的合稱，基本屬物理過程:原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點范圍不同的油品(稱為餾分)，這些油有的經(jīng)調(diào)合、加添加劑后以產(chǎn)品形式出廠,相當大的部分是后續(xù)加工裝置的原料。常減壓蒸餾是煉油廠石油加工的第一道工序,稱為原油的一次加工，包括三個工序：a.原油的脫鹽、脫水；b。常壓蒸餾;c。減壓蒸餾2.2．2生產(chǎn)流程圖圖2-1典型的生產(chǎn)流程圖2.２。3常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀①國外蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢煉油傳廠的大型化是提高其勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益,降低能耗和物耗的一項重要措施.按20０4年一月底的統(tǒng)計，全世界共有717座煉油廠,總加工能力４103Mt/a。其中加工能力在10Mｔ/a以上的煉油廠１26座，分散在３4個國家和地區(qū)，有16座加工能力在２０Mt/ａ以上?，F(xiàn)在單套蒸餾裝置一般都在5Ｍｔ／a以上，不少裝置已達到１0Mｔ／a。現(xiàn)在最大的單套蒸餾裝置處理量為1５Mt/a。整體蒸餾裝置將原油分為：常壓渣油、含蠟餾分油、中間餾分油和石腦油組分.常壓部分出常壓渣油、中間餾分和石腦油以下的餾分。中間餾分在加氫脫硫分餾塔中分餾煤油、輕、重柴油,常壓渣油進入高真空減壓蒸餾，分餾出的蠟油作為催化裂化裝置和加氫裂化裝置的原料.整體蒸餾裝置可以節(jié)省投資３0％左右。電脫鹽方面:以Petrolｉtｅ和Howe－Beａket二公司的專利技術(shù)較為先進。Hoｗe—Beaket技術(shù)主要為低速脫鹽，Ｐetｒolite已在低速脫鹽的基礎(chǔ)上開發(fā)了高速電脫鹽。塔內(nèi)件方面:以Ｋoch—Gｌｉtcｓh、Sｕlzer和Noｒtoｎ為代表,擁有較先進的專利技術(shù)，公司開發(fā)出了SuperFＲAＣI。SupｅrFＲAＣV高效塔盤和Gｅmpak填料，Ｓulｚer在原有Meｌlaｐak填料的基礎(chǔ)上開發(fā)了Ｍllapakplｕs和Optifｌow高效填料。產(chǎn)品質(zhì)量方面，國外蒸餾裝置典型的產(chǎn)品分餾精度一般為：石腦油和煤油的脫空度AＳTMＤ86（5%－９5%)13℃；煤油和輕柴油的脫空度ASＴMＤ８6(5％—95％）-2０℃;輕蠟油與重蠟油的脫空度ASTＭD1１60（５%-95%)5℃，潤滑油基礎(chǔ)油也基本滿足窄餾分、淺顏色。②國內(nèi)蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀我國蒸餾裝置規(guī)模較小，大部分裝置處理能力為2。5Ｍt/a，僅有幾套裝置的加工能力超國4.5Mt/a。我國蒸餾裝置的總體技術(shù)水平與國外水平相比，在處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量和撥出率方面存在較大的差距。最近幾年，隨著我國煉油工業(yè)的發(fā)展，為縮短與世界先進煉油廠的差距,我國新建蒸餾裝置正向大型化方向發(fā)展，陸續(xù)建成了鎮(zhèn)海、高橋8Mt/a及西太平洋1０Ｍt/a等大型化的蒸餾裝置等,其中高橋為潤滑油型大型蒸餾裝置，擬建的大型蒸餾裝置也基本為燃料型.我國蒸餾裝置側(cè)線產(chǎn)品分離精度差別較大,如中石化有些煉油廠常頂和常一線能夠脫空，但尚有40％的裝置常頂與常一線恩氏蒸餾餾程重疊超過１0℃,最多重疊達８6℃。多數(shù)裝置常二線與常三線恩氏蒸餾餾程重疊1５℃以上，實沸點重疊則超出２5℃。潤滑油餾分切割也同國外先進水平存在一定差距，主要表現(xiàn)在輕質(zhì)潤滑油餾分的發(fā)揮及中質(zhì)潤滑油餾分的殘?zhí)?、顏色和安定性等方面存在差距較大。

3、設(shè)計說明書3.1原料油性質(zhì)及產(chǎn)品性質(zhì)3。１.1原料油性質(zhì)大港原油屬低硫環(huán)烷─中間基原油,一般性質(zhì)如下表所示。表3－1大港原油一般性質(zhì)名稱單位數(shù)值名稱單位數(shù)值密度D2040．８896含鹽ｍgNaCl/Ｌ７４特性因數(shù)１１．8水分％1。4運動粘度（50℃)Ｍｍ2/s20。64初餾點℃82凝點℃20200℃%1０含蠟量%14.1３0０℃％2５瀝青質(zhì)硅膠膠質(zhì)％１2.56Ni含量ＰPｍ18．5殘?zhí)浚?。5Ｖ含量ＰPm〈１含硫％0。14Cu含PＰm0．76含氮%—灰分％0.0１8注:計算時用d4２0=0.8７17,Ｋ=1２`注：摘自《煉油工藝學》石油工業(yè)出版社１９８2?表３—2原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)序餾出溫度℃餾出，％序餾出溫度℃餾出，%序餾出溫度℃餾出，％號重體號重體號重體1113２.373。28７2８3２0。8622。８938５39．8042.35２1４85．586．54830024.０026。1339９４3.0１45.６2318０8。53９．8４931827。11２9.35４1９４6。1448。79421011.5４1３.1２３3530．313２．６646０59．1３６1．６5523５14.5９１6。３835３33。4935．9２50０71.３27３。48625617.６８19。６1364３6。６８39.17表3-３原油平衡蒸發(fā)數(shù)據(jù)累計餾出,％(體)31020３０４０5０607０平衡蒸發(fā)溫度,℃200２372803１6348３81４09４３６注：摘自《石油煉制工程》石油工業(yè)出版社２0０93。１。2產(chǎn)品性質(zhì)表３-4大港原油常壓分餾產(chǎn)品性質(zhì)產(chǎn)品名稱沸點范圍℃產(chǎn)率%(質(zhì)）密度d204恩氏蒸餾數(shù)據(jù)℃0％10％30％５０％７0%90%干點重整原料0～１304。2０。７３4２５88793９9106118１30航空煤油1３0~２3０9.4０。790９142１62１8019220５2２82４3輕柴油2３０～3２０13.50。8４0622523８2552６２2７0288312重柴油320~3５05。７0.8450307324３２93３1340359385重油〉35０67．2０．９2０0注：摘自《石油煉制工程》石油工業(yè)出版社２０093．2．工藝流程3．2。1工藝流程工藝流程簡介：本設(shè)計采用二段汽化的常減壓蒸餾裝置技術(shù)(雙塔流程）。設(shè)有常壓塔、減壓塔和附屬的汽提塔.原油在進入常壓塔前經(jīng)過電脫鹽系統(tǒng)的脫鹽、脫水后，換熱到240℃，再經(jīng)常壓爐加熱到370℃進入常壓塔,經(jīng)過分餾,塔頂分餾出重整原料，側(cè)線自上而下分別出航空煤油、輕柴油、重柴油，塔底分餾出重油。重油經(jīng)減壓爐加熱至400℃左右,進入減壓塔，塔頂抽真空,經(jīng)分餾,減一線出重柴油,減二、三線出蠟油，減四線出潤滑油，塔底出減壓渣油。工藝流程圖2-1如下:圖３-1常減壓蒸餾裝置工藝原則流程圖3.3回流方式３.3。１塔頂油氣二級冷凝冷卻原油常壓塔的年處理量經(jīng)常以數(shù)百萬噸計。塔頂溜出物的冷凝冷卻器的傳熱面積常達到２m～3m，耗費大量的鋼材和投資。塔頂冷凝冷卻面積如此巨大的原因，一是負荷很大，二是傳熱溫度比較小,為了減少常壓塔頂冷凝冷卻器所需的傳熱面積，在某些條件下采用二級冷凝冷卻方案。所謂二級冷凝冷卻是首先將塔頂油氣基本上全部冷凝（一般冷到55～90℃），將回流部分用泵送回塔頂，然后將出裝置的產(chǎn)品部分進一步冷卻到安全溫度（例如40℃）以下.二級冷凝冷卻方案的優(yōu)點：由于油氣和水蒸氣在第一級冷卻上全部冷凝，故集中了絕大部分熱負荷,而此時的傳熱溫差較大，單位傳熱負荷需要的傳熱面積可以減?。坏蕉壚鋮s時，雖然傳熱溫差較小,但其熱負荷只占總熱負荷的很小部分。因此,總的來說，二級冷卻冷凝方案所需的總傳熱面積要比一級冷卻方案小得多。3．3.２塔頂循環(huán)回流塔頂循環(huán)回流是從塔內(nèi)抽出經(jīng)冷卻至某個溫度再送回塔中,物流在整個過程中都是處于液相，而且在塔內(nèi)流動時一般也不發(fā)生相變化,它只是在塔內(nèi)外循環(huán)流動,借助于換熱器取走回流熱。循環(huán)回流返塔的溫度低于該塔段的塔板上溫度，為了保證塔內(nèi)精餾過程的正常進行，在采用循環(huán)回流時必須在循環(huán)回流的出入口之間增設(shè)２～3塊換熱塔板,以保證其在流入下一層塔板時能達到要求的相應的溫度。塔頂循環(huán)回流主要是用在以下幾種情況：a塔頂回流熱較大，應收回這部分熱量以降低裝置能耗。塔頂循環(huán)回流的熱量的溫位較塔頂冷回流的高，便于回收。ｂ塔頂溜出物中含有較多的不凝氣，使塔頂冷凝冷卻器的傳熱系數(shù)降低，采用塔頂循環(huán)回流可大大減少塔頂冷凝冷卻器的傳熱負荷,避免使用龐大的塔頂冷凝冷卻器群。ｃ要求盡量降低塔頂溜出線及冷凝冷卻系統(tǒng)的流動壓降,以保證塔頂壓力不致過高，或保證塔內(nèi)有盡可能高的真空度。d塔頂產(chǎn)品為汽油的蒸餾塔，一般為常壓操作，塔頂溫度處于100~13０℃之間，因此塔頂冷凝器的冷卻介質(zhì)一般為水和空氣。前者需要消耗大量的水資源,而后者需要消耗電能,為了節(jié)能，一般塔頂需要設(shè)置塔頂回流?；亓魉〉牡蜏匚粺崃砍伺c本裝置或其他裝置熱聯(lián)合外,也可以用于產(chǎn)生低壓蒸汽。3.3。3中段循環(huán)回流循環(huán)回流如果設(shè)在精餾塔的中部，就稱為中段循環(huán)回流.原油精餾塔采用中段循環(huán)主要是處于以下兩點考慮:①在塔中部取走一部分回流熱，則其上部回流量可以減少,第一、第二層板之間的負荷也會相應的減少,從而使全塔沿塔高的氣、液相負荷比較均勻。②原油精餾塔的回流熱數(shù)量很大,如何合理回收利用是一個節(jié)約能量的重要問題。原油精餾塔沿塔高的溫度梯度較大,從塔的中部卻走的回流熱的溫位顯然要比從塔頂取走的回流熱的溫位高出許多，因而是價值更高的可利用熱源.3.4塔器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求和實際情況,采用板式塔。各種板式塔有關(guān)結(jié)構(gòu)性能比較如下表：表３-５各種塔板比較塔板優(yōu)點缺點泡罩塔板不容易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性,對臟物不敏感結(jié)構(gòu)復雜造價高,塔板壓降大,霧末夾帶現(xiàn)象嚴重．塔板效率均勻篩板結(jié)構(gòu)簡單,造價低，氣體,壓降小操作彈性地，篩孔小，易堵塞浮閥塔板生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降小，結(jié)構(gòu)簡單，造價低不宜處理易結(jié)焦，或黏度大噴射型塔板開孔率較大，可采用較高的空塔氣速,生產(chǎn)能力大，塔板效率高操作彈性大。氣相夾帶由上表比較可知，應選擇浮閥塔板作為本次設(shè)計所需的塔板。注:摘自《化工計算》北京:化學工業(yè)出版社1９９0３。5環(huán)保措施３。5．1污染源分析常壓加熱爐煙氣減壓加熱爐煙氣圖3－2常減壓蒸餾裝置的工藝流程及污染源分布1－電脫鹽罐；2一初餾塔；3常壓爐;4常壓塔；5汽提塔;6－穩(wěn)定塔；7分餾塔；８－減壓加熱爐;9—減壓塔由圖2—２可知，常減壓蒸餾裝置污染源有電脫鹽排水、初頂排水、機泵冷卻水、常頂排水、減頂排水、常壓加熱爐煙氣、減壓加熱爐煙氣,所以環(huán)保工作應圍繞這些污染源采取相應措施。３。5.2廢氣處理①加熱爐煙氣煙氣中的ｓｏ2與燃料中硫含量有關(guān),使用燃料氣及低硫燃制能有效降低ｓｏ2。的排放量。NＯ2的排放與燃料中的N2含量及燃燒火嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。②停工排放廢氣裝置在停工時,需對塔、容器、管線進行蒸汽吹掃，大部分存油隨蒸汽冷凝水排出，還有部分未被冷凝的油氣隨塔頂蒸汽放空進入大氣;檢修時,需將塔、容器等設(shè)備的人孔打開，將殘存的油氣排入大氣;要制定停工方案并嚴格執(zhí)行，嚴格控制污染。③無組織排放廢氣一般情況下含硫廢水中硫化氫及氨的氣味較大，輸送這種含硫廢水必須密閉，如有泄漏則毒害嚴重。含硫化氫廢氣經(jīng)常泄漏的部位是在“三頂”回流罐脫水部位。減少措施是控制好塔頂注氨。輸送輕質(zhì)油品管線、堿渣管線及閥門的泄漏會造成大氣污染，本裝置設(shè)計常壓塔頂減壓閥為緊急放空所用，放空氣體進入緊急放空罐。管線閥門的泄漏率應小于2%c。另外,蒸餾裝置通常設(shè)“三頂”瓦斯回收系統(tǒng)，將初頂、常減頂不凝氣引入加熱爐作為燃料燒掉或回收,這樣對節(jié)能、安全、環(huán)保均有利.3。5.３廢水處理①電脫鹽排水制電脫鹽過程所排的廢水，來自原油進裝置時自身攜帶水和溶解原油中無機鹽所注入的水.此外，加入破乳劑使原油在電場的作用下將其中的油和含鹽廢水分離。由于這部分水與油品直接接觸,溶人的污染物較多，特別是電脫鹽罐油水分離效率不高時,這部分排水中石油類和COD均較高。排水量與注水量有關(guān),一般注入量為原油的5%～８%。篩選好的破乳劑、確定合適用量、提高電脫鹽效率都對提高油水分離效果有利；用含硫污水汽提后的凈化水回注電脫鹽可減少新鮮水用量,同時減少凈化水排放的揮發(fā)酚含量;增加油水鑭離時間，嚴格控制油水界面(必要時設(shè)二次收油設(shè)施)可減少油含量。②塔頂油水分離器排水常減壓蒸餾裝置其初餾塔頂、常壓塔頂、減壓塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷后均分別進入各自的油水分離器，進行油水分離并排水。這部水是由原油加工過程中的加熱爐注水，常壓塔和減壓塔底注汽產(chǎn)品汽提塔所用蒸汽冷凝水，大氣抽空器冷凝水，塔頂注水，緩蝕劑所含水分等組成。由于這部分水與油品直接接觸,所以ＡN染物質(zhì)較多，排水中硫化物、氨、COD均較高。排水中帶隋況與油水分離器中油水分離時間、界面控制是否穩(wěn)定有關(guān)。正常生產(chǎn)情況下,嚴格控制塔頂油水分離器油水界面是防止排‘重帶油的關(guān)鍵.③機泵冷卻水機泵冷卻水由兩部分構(gòu)成,一部分是冷卻泵體用水，全部使用循K冷卻后進循環(huán)水回水管網(wǎng)循環(huán)使用。另一部分是泵端面密封冷卻K,隨用隨排入含油廢水系統(tǒng).一般熱油泵需冷卻水較多,如端面十漏油較多．則冷卻水帶油嚴重。如將泵端面密封改為波紋管式端i封，可以減少漏油污染。④裝置其他排水a(chǎn).油品采樣該裝置有汽油、煤油、柴油等油品采樣口用于采j品進行質(zhì)量檢測。一般在油品采樣前,都要放掉部分油品，以便：次采樣滯留在管線中的油置換掉。這部分油品會污染排水。可采『動分析儀或密閉采樣法,也可以將置換下的油品放入污油罐中回以減少污染。b。設(shè)備如拆卸油泵、換熱器等，需將設(shè)備內(nèi)的存油放掉進入系統(tǒng)。如果能在拆卸設(shè)備處,設(shè)專線將油抽至污油回收系統(tǒng)（或罐),可以減少污染。c．停工掃線裝置停工需將設(shè)備、管線中的存油用蒸汽吹掃于此階段排放污染物最為嚴重.應制定停工方案并嚴格執(zhí)行，盡量油送至污油罐區(qū),嚴禁亂排亂放.d.地面沖洗原油泵、熱油泵、控制閥等部位所在地面最易遭受污染。一般不允許用水沖洗的地面,通常用浸有少量煤油的棉紗插去油污。ｅ,裝置廢水排放計量各種廢水排出裝置進入全廠含油廢水系統(tǒng)之前，要設(shè)置計量井，并制定排水定額。對控制排放廢水的污染較為有效。4、工藝計算４．1原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)的計算產(chǎn)品實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見表4－1表４—1產(chǎn)品實沸點蒸餾數(shù)據(jù)表實沸點蒸餾體積分數(shù)％溫度（℃)0103０5070901０0汽油40889195１12127140煤油105１４0171１912０8237２52輕柴油１９6221254２692８430933９重柴油30１3363493５３３734０3448注:摘自《石油煉制工程》石油工業(yè)出版社2009產(chǎn)品性質(zhì)見表4－２表4—2產(chǎn)品性質(zhì)表產(chǎn)品體積平均沸點oC中平均沸點oＣ立方平均沸點oC比重指數(shù)0API特性因數(shù)/K平衡汽化溫度/oC臨界參數(shù)焦點參數(shù)0%10％３０%50％70%９0%1００%溫度oC壓力ＭPａ溫度oC壓力ＭＰa汽油100.699。61006111。9７68892969910４10９２08。６3.3１3285.86煤油193.41891９1.747．510。9１6217０181１87１932042１１381.42。824113.8０柴油262.6268。32６１.63710．７2５４2602６８2７2２7６2８4２９１４6１.62．134672.62重柴337335336３6１１355360３6336４3６9376385513１。３7５161．５7注:摘自《石油煉制工程》石油工業(yè)出版社20０９以汽油為例列出詳細的計算、換算過程其他產(chǎn)品僅將計算、換算結(jié)果列于上表(1）體積平均沸點（2)恩氏蒸餾9０%~10%斜率：90%～1０%斜率（３)立方平均沸點：由圖查得校正值為，（4）中平均沸點:由圖查得校正值為,（5)比重指數(shù)：由汽油密度查表得：(6）特性因數(shù)：由圖查得：(7）相對分子質(zhì)量:根據(jù)經(jīng)驗汽油取(８)平衡汽化溫度由圖求得平衡汽化1０0％溫度為恩氏蒸餾/%（體）01０30５０７0９0100餾出溫度／５８87９３9９106１1８13０恩氏蒸餾溫差/２9667１2１２因恩氏蒸餾１0%～７０％斜率=由圖查得：平衡汽化50%點-恩氏蒸餾5０％點＝平衡汽化50％點的溫度/平衡汽化溫度/7184889296101１05（９)臨界溫度由圖查得:臨界溫度（10）臨界壓力由圖查得：臨界壓力=（11)焦點壓力由圖查得:焦點壓力（１２）焦點溫度由圖查得:焦點溫度４。2工藝流程的確定根據(jù)與流程的敘述４。２.１切割方案及性質(zhì)切割方案及性質(zhì)表見表4—3:（開工天數(shù)為８００0小時）表4-3原油常壓切割方案及性質(zhì)表產(chǎn)品實沸點的餾程/oＣ實沸點的切割點/oC汽油4０~1４0—-煤油1０5～25２１22.5輕柴油１9６～33９2２4重柴油30１~44８３204.２．2物料平衡常壓塔物料平衡表設(shè)計處理量：400萬噸/年物料平衡（按8000小時/年）見表4－4表4—４物料平衡表油品產(chǎn)率%處理量或產(chǎn)量體積質(zhì)量1０4t/Ykg/hkmoｌ/h原油10０１0０40050０000汽油５。0４。216．821０00221煤油１0.59。4３7．647000309輕柴油14．21３．55467500311重柴油5。95。72２．８２850097重油64。４6７.２268．83360０04．２.3汽提蒸汽用量側(cè)線產(chǎn)品及塔底重油都用過熱水蒸汽汽提，使用的是溫度４20℃,壓力０。3MＰａ的過熱水蒸汽。汽提水蒸汽用量與需要汽提出來的輕組分含量有關(guān),其關(guān)系大致如圖2所示。在設(shè)計中可參考表3-5所列的經(jīng)驗數(shù)據(jù)選擇汽提蒸汽用量。

表4—５汽提蒸汽用量(經(jīng)驗值)塔名稱產(chǎn)品蒸汽用量，％,對產(chǎn)品常壓塔溶劑油1．５～2.0常壓塔煤油2～3常壓塔輕柴油2～３常壓塔重柴油2～4常壓塔輕潤滑油2~4常壓塔塔底重油２～4表4—6汽提水蒸汽用量油品％，對油ｋｇ/hkg/hKmｏｌ／h一線煤油３141092.7二線輕柴油21350６１.８三線重柴油２．8７982７。１６塔底重油2672０336合計1０２7８5１7。66表3—5為表3—6得出的汽提水蒸汽用量。石油分餾塔塔板數(shù)、塔板型式和塔板數(shù)主要靠經(jīng)驗選用表3-7、3—8是常壓塔塔板數(shù)的參考值。表4-7常壓塔塔板數(shù)國外文獻推薦值表被分離的餾分推薦板數(shù)輕汽油─重汽油６～8汽油─煤油6~８汽油─柴油4～6輕柴油─重柴油4～6進料—最低側(cè)線3～６汽提段或側(cè)線汽提4

4－8國內(nèi)某些煉油廠常壓塔塔板數(shù)被分離的餾分東方紅Ⅱ套南京Ⅰ套上海煉廠汽油─煤油31０９煤油─輕柴油996輕柴油─重柴油7４6重柴油-裂化原料84６最低側(cè)線—進料４43進料-塔底464參照表3－７與表3-８選定的塔板數(shù)如下:汽油──煤油段9塊(考慮一線生產(chǎn)航煤）煤油──輕柴油段9塊輕柴油──重柴油段9塊重柴油──汽化段6塊塔底汽提段4塊全塔用兩個中段回流每個用3塊換熱塔板共6層全塔塔板總數(shù)為43層。4。2.４操作壓力取塔頂產(chǎn)品罐壓力為:0。1３１ＭPa。塔頂采用兩級冷凝冷卻流程圖。取塔頂空冷器壓力降為0.01Mpa使用一個管殼式后冷器,殼程壓力降取0。０171Mpa故塔頂壓力=0.13+０.0１+0。017=０.1571ＭPa（絕)。取每層浮閥塔板壓力降為0．00051MＰa(4mmＨｇ)則推算常壓塔各關(guān)鍵部位的壓力如下:（單位為MPa）塔頂壓力0。157一線抽出板（第9層)上壓力0.161二線抽出板(第１8層)上壓力0.166三線抽出板（第2７層）上壓力0。1７0汽化段壓力(第３0層下)0．172取轉(zhuǎn)油線壓力降為0。035１Mpａ則加熱爐出口壓力＝0。172+0.035=0.２０７1Mpa4。2．5汽化段溫度①汽化段中進料的汽化率與過汽化率取過汽化率為進料的2%(質(zhì)）(經(jīng)驗值為2~４)或２。03%（體）則過汽化油量為9０0０kg/ｈ,要求進料在汽化段的汽化率為:eF=(5．0++1０．５+14.2+5．９＋2．03)％=37.63%(體）汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如下：汽油211kmoｌ/h煤油3０9kｍoｌ/ｈ輕柴油3１1ｋmol／ｈ重柴油9７kｍol/h過汽化油30kmol/ｈ油氣量合計958ｋmoｌ／h其中過汽化油的分子量?。?0水蒸汽３3６kmoｌ/h（塔底汽提)。由此計算得過汽化段的油氣分壓為：0。172×８75/(8７5＋３3６）=0。124Mpa③汽化段溫度的初步求定汽化段溫度應該是在汽化段油氣分壓0．124MPａ之下汽化３7.63%(體）的溫度為此需要作出在0。1２4MPa下的原油平衡汽化曲線見圖１中的曲線4。在不具備原油的臨界參數(shù)與焦點參數(shù)而無法作出原油的P－T-e相圖的情況下曲線4可用簡化法求定：由圖1可得到原油在常壓下的實沸點曲線與平衡汽化曲線的交點為3１0℃。將此交點溫度換算成在0。124ＭPa壓力下的溫度為３20℃。當eF為37．6３%（體）時的溫度為３50℃此即欲求的汽化段溫度tF。此tＦ是由相平衡關(guān)系求得還需對它進行校核。tF的校核校核的目的是看tＦ要求下的加熱爐出口溫度是否合理校核的方法是作絕熱閃蒸過程的熱平衡計算以求得爐出口溫度。當汽化率eF=37。63％（體)tＦ=350℃，進料在汽化段中的焓ｈＦ計算如表８所示。進料帶入汽化段的熱量QＦ(Ｐ＝0．172Ｍpat=３５0℃)見表３－9表4—9進料帶入汽化段的熱量Ｑ物料焓Kj／ｋg熱量kＪ/h汽相液相汽油117６117６×２1００0=2４。69６＊1０6煤油11４71１4７×4700０=53。90９×10６輕柴油１1３0１1３0×67500=７6。275×１06重柴油1１221122×２8500=31。97７×１0６過汽化油~１１18９０0０×11１8＝10．06×10６重油8８８888×33６000=298.３68×106合計QF=４9５．２８5×10６ｈF=446。８×１06/450000=9９２。8９kJ/kｇ再求出原油在加熱爐出口條件下的熱焓ho按前述方法作出原油在爐出口壓力0.2０7MＰａ壓力之下平衡汽化曲線(即圖1中的曲線3).此處忽略了水分若原油中含有水分則應按爐出口處油氣分壓下的平衡汽化曲線計算。因考慮生產(chǎn)航空煤油限定爐出口溫度不超過360，轉(zhuǎn)化為常壓下溫度為325時汽化率eo為31。5％，顯然eo〈eF,即在爐出口條件下過汽化油和部分重柴油處于液相.據(jù)此可算出進料在爐出口條件下的焓值ho。ｈｏ=２3３。2×10６/45０000＝5１8.１8kＪ／kg核算結(jié)果表明ｈo略高于hF所以在設(shè)計的汽化段溫度35０之下能保證所需的拔出率（31．５％體）。爐出口溫度也不致超過充許限度。進料在爐出口處攜帶的熱量（P=０.2０7MPa，ｔ=3６０)見表4－1０物料焓Kj/kｇ熱量ｋJ/h汽相液相汽油1201１2０1×18900=22．７0×106煤油11６４１164×４２3００=49。24×106輕柴油１15１1151×607５0=6９。92×106重柴油(ｇ）114311４3×16０6０＝21。79×106重柴油（ｌ)９71971×９59０=９。3×1０6重油904904×302400＝２73．4×1０6合計Ｑo=446.4×106表４—１0進料在爐出口處攜帶的熱量４。2。6塔底溫度取塔底溫度比氣化段溫度低7℃,即：350—7=343℃4．2.7塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配①假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度參考同類裝置的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度如表4－11：塔頂溫度1０7℃輕柴油抽出板溫度256℃煤油抽出板溫度1８0℃重柴油抽出板溫度315℃表4-11同類裝置經(jīng)驗數(shù)值全塔回流熱按上述假設(shè)的溫度做全塔熱平衡(見下表4-12）由此求出全塔回流熱.所以，全塔回流熱Q＝（32５.26-27１。8７）×106＝53。39×106(KJ/h)表4-１1全塔回流熱物料流量kg/h密度g/cm3操作條件焓熱量KJ／h壓力MPa溫度℃氣相液相入方進料50００00.860４0。1７235３．３—-30２。83×10６氣提水蒸氣6763—0.342033１6－22．４３×１０6合計5676３-—－-－3２5。26×１06出方汽油21００0０．７0370.1５710761１－6.7８×１06煤油４70000.79940.16118０－4449。34×10６輕柴油675000。82650。16625６—６4５14。06×１06重柴油２8500０.84840．1７０315—82024．93×106重油３360０00。94160．17534６．５-8581９8。5×1０6水蒸氣6７6３-0。1５71072700-18.26×1０6合計５0676３－-——－２71.8７×1０6回流方式及回流熱分配塔頂采用二級冷凝冷卻流程，塔頂回流溫度定為60℃。采用兩個中段回流，第一個位于煤油側(cè)線與輕柴油側(cè)線之間，第二個位于輕柴油側(cè)線與重柴油側(cè)線之間回流熱分配如下：表4-１2回流熱分配塔頂回流取熱50％Q0＝２6.７0×1０6KＪ/ｈ第一中段回流取熱20％Q0=10。６8×1０6KJ/h第二中段回流取熱3０％Q0=１5.70×１06KJ/h側(cè)線及塔頂溫度的校核校核應自下而上進行.A重柴油抽出板溫度表4—1３重柴油抽出板以下塔段的熱平衡物料流量ｋg/h密度g/cm３操作條件焓熱量KJ/h壓力ＭＰａ溫度℃氣相液相入方進料３15７000.8６０40．１72353.3-—30２．83×106氣提水蒸氣4６37-０。3420３316—１5。34×106內(nèi)回流Ｌ約０.8４6０。1７約30８．5-７95795Ｌ合計３2０327＋L—－3１8．１7×１06+79５Ｌ出方汽油1１10００。70370.17３15１080—１1。99×10６煤油210400。７99４０。１7３15１0５5－２2.20×1０6輕柴油218000。82650.173１５１034－22.54×106重柴油304000。84８40.1７031５－８20２4.９3×1０6重油２313６00。94160.１75３４6。5—８58198.5×10６水蒸氣４６27-0．１73１51026－１4.37×106內(nèi)回流L約0．84６0.1７31５1026—1０２６L合計32２4６３－——--２9４。53×106+１０２６Ｌ全塔氣、液相負荷分布圖選擇塔內(nèi)幾個有代表性的部位(如塔頂、第一層板下方、各側(cè)線抽出板上下方、中段回流進出口處、氣化段及塔底氣提段等）,求出這些部位的氣、液相負荷，就可以做出全塔的氣、液相負荷分布?圖4-1氣液分布圖

5、常壓蒸餾塔尺寸計算5.１塔徑的計算5。1。1塔徑的初算以塔內(nèi)最大負荷來計算塔徑 ? ? 第２2層塔板的汽相負荷最大??液相 V= １６9.3m3／h ?汽相?V=?452９4。７m3/h? 式中： ???? g─重力加速度，９。81m/s???ｇ=９．81ｍ/s? ?Wmax─允許的最大氣體速度，m/s； ?? ?? ρV─氣相密度，kｇ／m3; ? ρＶ=M/V＝5.9７kg/m3? ρＬ─液相密度,kg/m3； ?ρL＝84２．１1ｋg／m3 ?Ht─塔板間距,ｍ; ? Ｈt=?0。6 m ? VL─液體體積流率，ｍ3;? ?VL=0。04７０2m3?? Ｖv─氣體體積流率,m３; Vv=１2．５８m3 ?? 塔板間距Ｈt按塔徑選定. ? ? ?浮閥塔板間距Ｈt與塔徑D的關(guān)系見表5—１： ?塔板直徑Ｄ，mm板間距Htmm１200~14０04505０06００—1６00~３0004５05０06008003２00～４200——6008００浮閥塔板間距Ｈt與塔徑Ｄ的關(guān)系?計算得 Wmaｘ= 1。45ｍ/s ５.1.２計算出Ｗｍax后再計算適宜的氣速Wａ? ? ? Ｗa=Ｋ?Ks?Ｗmax ? ?K─安全系數(shù)? Ｋ= 0．82 ? Ks─系統(tǒng)因數(shù) Ｋｓ= 0。97? Wa?=1．1533３８181m/s??５.1.３計算氣相空間截面積 ? ? ?Fa=Vv／Wa ? ?Fa─計算的塔的空間截面積m２?? ?? Fa=10。91 Vd=0.135??5．１.4降液管內(nèi)流體流速Vd? ??? Ｖd＝0.17K?Ｋs? ? ?Vd ＝０．1３5２18?? 當Ht≤0。７5m時 ? ?Vd?=0。14２16８７55? ??按以上兩式計算后,選用較小值。 ? ?? 所以:Vd=0.13５2１８ ?當Ht≥０.75ｍ時? ? ? ? ?Vd =0.1603０919１? ??式中Vd─降液管內(nèi)液體流速m/ｓ。? ? ?５.１．５計算降液管面積 ??? Ｆ’ｄ=ＶL/Ｖd ? F＇d=０.１1Ｆa ? ??F'd=0。00373? ?F'd＝1.１999 ? 按以上兩式計算取較大值。? ? 所以:F＇d=1。2 ５。1.6塔橫截面積Ft的計算? ???Ｆt=Fａ+Ｆ'd Ft=1２。1 Dc=?3.９２7? ?式中Ft──計算的塔橫截面積m2； ?５。1。7采用的塔徑D及空塔氣速W ? ?根據(jù)計算的塔徑按國內(nèi)標準浮閥塔板系列進行園整得出采用的塔徑D，自動取D=４m 按以下兩式計算采用的塔截面積及空塔氣速。 ?? F=0.７８5D２?? ? ?W=Vｖ/F ? ??F＝12．48 Ｗ=?1。００? ?塔徑園整后其降液管面積按下式計算 ? ??Fd=（Ｆ／Ｆt)×F'd???? ?Fd=1.２4m２ ?Fd──采用的降液管面積m2。?? 5.2塔高的計算 ? ? ?H=Hd+(n—2）Ht+Hb+Hｆ ?式中： ??? H──塔高（截線到切線)m; ???? Ｈd──塔頂空間高(不包括頭蓋）m；?? ? Hb──塔底空間高（不包括頭蓋)ｍ；??????Ht──塔板間距ｍ；?? ? Hf──進料段高m；??? ? n──實際塔板數(shù)塊。取Hd＝１.5m Hb＝1.5?m?Hｔ=0．6m Ｈf＝2．５m所以：H=24。７Hd一般取１.2~１．5，Ｈf與Hb按液體停留時間3～５分鐘計。裙座高度與型式，可以查閱有關(guān)手冊。?6、水力學衡算6．1塔板布置，浮閥、溢流堰及降液管的計算①型式: ??十字架型浮閥24克 ?②排列：? ??采用十字架型浮閥(文丘里口）??③臨界閥孔流速 ④開孔率:⑤閥孔總面積： ⑥浮閥數(shù):對十字架型浮閥（文丘里口）??ｄh=0．０37 m塔板上實際的浮閥數(shù)只有在塔板的設(shè)計完成后才能之后確定.對常壓及加壓操作實際的浮閥數(shù)比計算得出的浮閥數(shù)略有增減影響不大⑦溢流堰及降液管的決定ａ液體在塔板上的流動型式,根據(jù)塔的工藝計算表５—3，因為D=４m,根據(jù)有經(jīng)驗，要有溢流塔板b溢流堰：ⅰ溢流堰長度雙溢流兩側(cè):ⅱ出口堰高度在常壓及加壓操作中若系統(tǒng)傳質(zhì)過程為汽膜控制應選擇較高的溢流堰一般為50mm；若系統(tǒng)為液膜控制可選擇10～40毫米一般煉油工業(yè)的分餾系統(tǒng)輕質(zhì)油品為汽膜控制重油油品為液膜控制。所以本分餾系統(tǒng)出口堰高度取4０ｍm=０．０４mⅲ堰上液層