化学工程与工艺专业毕业论文00502.rtf

毕业论文 题 目： 150万吨俄罗斯原油常压蒸馏塔设计 摘 要 本次设计主要是针对年处理量150万吨俄罗斯混合原油的常压设计。 原油常压蒸馏作为原油的一次加工工艺，在原油加工总流程中占有重要作用， 在炼厂具有举足轻重的地位，其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重 要的分离设备常压塔的设计，是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常 减压蒸馏技术和管理经验不断创新，装置节能消耗显著，产品质量提高。但与国 外先进水平相比，仍存在较大的差距。 为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对俄 罗斯混合原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案是：初馏塔拔出石脑油，常压 塔采取三侧线，常压塔塔顶生产汽油，三个侧线分别生产煤油，轻柴油，重柴油。 设计了一个初馏塔一个常压塔一段汽化蒸馏装置，此装置由一台管式加热炉、一 个初馏塔，一个常压塔以及若干台换热器（完善的换热流程应达到要求：充分利 用各种余热；换热器的换热强度较大；原油流动压力降较小。）冷凝冷却器、机 泵等组成，在常压塔外侧为侧线产品设汽提塔。流程简单，投资和操作费用较少。 原油在这样的蒸馏装置下，可以得到350-360以前的几个馏分，可以用作石脑 油、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品，也可分别作为重整化工（如轻油裂解） 等装置的原料。蒸余的塔底重油可作钢铁或其它工业的燃料。在某些特定的情况 下也可以作催化裂化或加氢裂化装置的原料。本次设计共用34块浮阀塔板，塔 距0.8m，塔径3.4m，塔高28.23m.换热流程一共通过12次换热达到工艺要求， 换热效率是73.1%。 关键词：原油；常压蒸馏；物料衡算；热量衡算；塔；换热 abstract this design mainly regards to which russia commingled crude oil are distilled by a process capacity of 1.5104t/a in normal pressures. as a part of crude oil processing technic ,the normal pressures distilion of crude oil is very important in the whole processing schemes of crude oil and refineries and its operation status directly affects the continuing machine process.there are a kind of important separate equipment- normal pressures columns ,which is the key to attain high efficient , high quality oil. in recent years,firstly the distillion technique of normal pressures and manage experience were innovated constantly ;secondly equipments effect of saving energy is remarkable ;thirdly product quality was improved.but compare to international advanced techniques,there are a long distance. in order to improve the product ability of crude oil ,in the principle of shoestring , lowenergy consumption , high-efficiency ,designing the normal pressures distillion of russia commingled crude oil.designs basic scheme : prefractionator extracts naphtha. atmospheric column has three lateral line .its tower top extracts gasoline and three lateral line respectively extrct kerosene, light diesel fuel, heavy diesel fuel.design a distillion device with a prefractionator，a atmospheric column with a piece of gasification.this device is consist of a tubular-furnace,a prefractionator,a atmospheric column ,several heat exchangers, cooling condenser and pumps.this procedure is simple; investment and operation fee is short .according to this design device ,we can attain 350 360 previous some fraction.they can be used to be naphtha ,gasoline, kerosene,light diesel fuel, heavy diesel fuel products and they can be used tobe reforming chemical engineerings raw material.other tower bottle heavy oil can be as raw material of steel industries or other industries. at all under certain condition, they can be as raw material of catalytic cracking and hydrogen cracking .this design adopts 34 block floating valve trays. tower distance is 0.8m. tower diameter is 3.4m.tower level is 28.23m.heat exchangers process reach to the technics requirement by 12 time heat exchangers processes.the heat exchangers efficiency is 73.1%. key words: oil; atmospheric distillation; material balance; heat balance; tower; heat exchange 目 录 前 言 第一章 产品方案及工艺流程 产品方案 工艺流程 第二章 工艺计算及说明 设计数据 已知数据 原油的实沸点及窄馏分数据 原油实沸点蒸馏曲线的绘制 常压塔工艺计 算 各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算 产品的有关数据计算 物料衡算 确定塔板数和汽提蒸汽用量 操作压力 汽化段温度 塔底温度 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配 侧线及塔顶温度的校核 全塔气、液相负荷分布 第三章 塔的设计及水力学计算 塔板的操作条件 塔板间距初选 塔径初算 浮阀数及开孔率的计算 溢流堰及降液管的决定 水力学计 算 塔板上的适宜操作区和负荷上下限 第四章 塔的内部工艺结构 板式塔的内部工艺结构 塔高 第五章 换热流程设计 换热流程计算 初馏塔之前的换热流程 常压塔前换热流程 热量利用率计算 结 论 致谢 附录 沈阳化工学院学士学位论文 前 言 1 前 言 背景 我国炼油工业经过50多年的发展，到21世纪初期，已经形成281mt/a的原油加 工能力，生产的汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品基本满足的国民经济的发展和 人民生活的需要。但是，进入21世纪，特别是我国成为世界贸易组织的正式成员后， 按照市场准入、关税减让的相关壁垒协议，国内成品油市场将逐渐融入国际市场，不 可避免的要参与世界贸易大环境下的竞争，基本依靠自有技术发展起来的我国炼油工 业面临着严峻挑战。 石油是重要的能源之一，我国的工业生产和经济运行都离不开石油，但是又不能 直接作为产品使用，必须经过加工炼制过程，连制成多种在质量上符合使用要求的石 油产品，才能投入使用。 国民经济和国防部门众多的各种应用场合对石油产品提出了许多不同的使用要 求。随着我国社会经济情况的变化、科学技术水平以及工业生产水平的大幅度提高， 对石油产品质量指标的要求不断严格，所要求的石油产品的品种和数量也不断增加。 目前，我国原油的年加工量约为2亿吨。而国内所能提供原油量仅为1.3亿吨，为了 满足原油的需求量，则需要每年从国外二十多个国家和地区进口约6940万吨原油。 为了更好的提高石油资源的利用率，增加企业的经济效益，对从国外进口的原油炼制 构成进行开发研究也是十分必要的。 目前，我国将石油产品分为染料、润滑剂、石油沥青、石油蜡、石油焦、溶剂和 化工原料六大类。 常减压蒸馏的概述 原油精馏装置是炼油企业的“龙头”，是炼油工业的第一道工序，为二次加工装置 提供原料，是原油加工的基础，其能量的综合利用程度和拔出率高低体现在石化企业 的效益上，因此，开展常压精馏装置的研究很有意义。 原油常减压蒸馏作为原油的一次加工工艺，在原油加工总流程中占有重要作用在 炼厂具有举足轻重的地位，其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分 离设备常压塔的设计，是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技 术和管理经验不断创新，装置节能消耗显著，产品质量提高。但与国外先进水平相比， 仍存在较大的差距，装置能耗仍然偏高，分馏精度和减压拔出深度偏低，对含硫原油 的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平，显著日益重要，对提 高炼油企业的经济效益也具有重要意义。 常减压蒸馏过程经过一百多年的发展，已成为一个比较完整成熟的工艺27-28。 沈阳化工学院学士学位论文 前 言 2 目前，国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、压塔，常压炉、减刃压炉组成的三塔 两炉工艺流程，但是仍存在一些问题。 近年来，我国常减压蒸馏装置，呈现了规模大型化，原油加工品种多样化生产操 作智能化等趋势，技术水平有了较大的提高。作为炼油企业的“龙头”，常减压蒸馏装 置技术水平高低，不但关系到原油的有效利用，而且对全厂的质量，产品收率，经济 效益都有很大影响，这就要求我们积极应用先进适用技术，继续推动常减压蒸馏技术 进步，促进整体炼油水平的不断提高。 与国际先进水平相比，我国常减压蒸馏装置仍然存在较大的差距，主要是装置规 模小，运行负荷低，运行周期短，关键工艺技术落后，能耗依然偏高等。 原油中的汽油馏分含量低，渣油含量高是我国原油馏分组成的一个特点。此次设 计的大庆原油属于低硫石蜡基原油，凝固点高，蜡含量高，胶质含量适中，沥青质含 量低，金属含量中ni含量较高。 为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对大庆原 油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案：原油换热系统电脱盐系统加热炉系统 常压系统仪表控制系统，经常压蒸馏得到汽油、煤油、柴油等燃料出装置及常压 重油去催化裂化车间。 装制设备的考虑因素 塔设备是化工，石油化工、炼油厂等厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产 量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的 影响。据有关材料报道，塔设备的投资费占整个工艺设备投资费的较大比例，它所耗 用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、 炼油等行业的极大重视。 作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液；两相能充分接触，以 获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列的各项 要求1.生产能力大。在较大的气（汽）夜流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液 或者液泛等破坏正常操作的现象。2.操作稳定、弹性大。塔设备的气（汽）夜负荷量 有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长 期连续操作。3.流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将有助于节省 生产中的动力消耗，用来降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还可 以使系统无法维持必要的真空度。4.结构简单、材料用量小、制造和安装容易，这可 以减少基建过程中的投资费用。5.耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 石油的用途 石油作为一种能流密度高，便于存储、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民 经济的方方面面。石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤 其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的 沈阳化工学院学士学位论文 前 言 3 40依赖于石油产品，汽车，飞机，轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油 产品，有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业，世界石油总产量的10%用于生产 有机化工原料。 石油是十分复杂的烃类非烃类化合物的混合物。石油产品种类繁多，市场上各种 牌号的石油产品达1000种以上，大体上可分为以下几类： 燃料：如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等； 润滑油：如各种牌号的内燃机油、机械油等； 有机化工原料：如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等； 工艺用油：如变压器油、电缆油、液压油等； 沥青：如各种牌号的铺路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等； 蜡：如各种食用、药用化妆品用，包装用的石蜡和地蜡； 石油焦炭：如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。 从上述石油产品品种之多和用途之广也可以看到石油炼制工业在国民经济和国 防中的重要地位。 石油作为一种能流密度高，便于储存、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民 经济的方方面面。按2001年中国各行业石油消费构成看，交通运输业占30%以上， 是消费石油最多的行业。 在交通运输业中，汽车是最大的石油消费用户。在石油产品中，汽油的85%90% 和柴油的30%被汽车所消耗。面对中国目前汽车的飞速发展，保有量的迅猛增长，不 能不未雨绸缪，以防石油短缺制约汽车工业的正常发展。从世界范围看，汽车的出现 把石油工业推向了快速发展的轨道，加快了石油产品的消费和需求。 燃料包括汽油、柴油及喷气燃料（航空煤油）等发动机燃料以及灯用煤油、燃料 油等。我国的石油产品中燃料约占80%，而其中约60%为各种发动机燃料，所产柴 油和汽油的比例约为1.3:1；润滑剂包括润滑油和润滑脂，主要用于降底机件之间的 磨擦和防止磨损，以减少能耗和延长机械寿命。其产量不多，仅占石油产品总量的 2%左右，但品种达数百种之多；石油沥青用于道路、建筑及防水等方面；其产量约 占石油产品总量3%；石油蜡属于石油中固态烃类，是轻工、化工和食品等工业部门 的原料，其产量约占石油产品总量的1%；石油焦可用以制作炼铝及炼钢用电极等， 其产量约为石油产品总量的2%；约有10%的石油产品，是用作石油化工原料和溶剂， 其中包括制取乙烯的原料（轻油），以及石油芳烃和各种溶剂油。 2002年，中国原油生产量位居世界第5位，由2001年的1.649108t，增加到2002 年的1.689108t，进口石油1.004108t（原油6.94107t，石油产品3.1107t），其中东 进口3.89107t，比2001年增加4.7106t，进口国家和地区接近20个。 俄罗斯原油性质和其他原油之间的区别 俄罗斯原油的外观呈黑褐色，在室温下（约22）流动性良好，有强烈的刺激 沈阳化工学院学士学位论文 前 言 4 性气味。经测定，俄罗斯原油中不含水；原油较轻，20密度在0.78680.8533g/cm3之 间；粘度较低，50粘度在1.2712.47mm3/s之间。原油的含硫量较高，为0.55m%， 为含硫原油。较高的硫含量将会对直馏产品、二次加工原料以及环保产生影响；因此 应在加工过程中给予注意。原油的含金属量较高，其中镍和钒的含量分别为12.9ppm 和12.0ppm，盐含量较高，在11.71mgkoh/g以上，加工前应进行脱盐处理。残碳、 灰分含量不高，闪点（闭口）低于22；另外，原油的酸值也较低，为0.26mgkoh/g。 另从馏程数据分析，原油的初馏点较低，低于38，加工时应注意防止轻质馏分的 损失。俄罗斯原油属于含硫-中间基原油。 沈阳化工学院学士学位论文 第一章 产品方案及工艺流程 5 第一章 产品方案及工艺流程 1.1产品方案 确定原油加工方案是炼厂设计和生产的首要任务。炼厂根据所加工原油的性质、 市场需求、加工技术的先进性和可靠性以及经济效益等方面的综合考虑，进行全面的 分析、研究对比，才能制定出合理的加工方案。 根据俄罗斯原油本身的特性1，本次设计产品为燃料型方案。由于俄罗斯原油轻 组分含量较高，所以设计初馏塔拔出部分轻组分，再和常压塔的塔顶产品调和为燃料 汽油。 初馏塔：石脑油 常压塔顶：汽油 常压一线：煤油 常压二线：轻柴油 常压三线：重柴油 1.2 工艺流程 原油进入厂区后（温度为45），进注缄后，由原油泵抽出，分为平衡的两 路进行换热。第一路原油与初顶油、重柴（五次）换热、轻柴（三次）换热、常一中 路（二次）换热和重柴（四次）换热，至此原油温度升至131左右，进入电脱盐罐， 从电脱盐罐出来的一路原油再次与轻柴（二次）换热、常压一中段（一次）换热、重 柴（三次）换热、轻柴（一次换热）和重柴（二次）换热，至此原油温度升至230 左右，与二路原油混合进入初馏塔；原油二路和汽油（二次）换热、常二中段（四次） 换热、重油（五次）换热、汽油（一次）和常二中段（三次）换热，原油温度至此升 为129左右，进入电脱盐罐，从电脱盐罐出来的二路原油与重油（四次）换热、煤 油换热、常二中段（二次）换热、重油（三次）换热和常二中（一次）换热，至此原 油温度升至230左右，与一路原油混合进入初馏塔加工。 初馏塔塔顶出来的塔顶油气即初顶油经换热之后，部分回流初馏塔内，部分进 入产品罐。塔底物料温度为223左右，分为平衡两路，一路和重柴（一次）换热温 度升至268左右，和二路混合再次加热。二路和重油（二次）换热，温度升至269 左右，同一路混合后同重油（一次）换热，温度升至298。进入常压加热炉，加热 至365左右。 沈阳化工学院学士学位论文 第一章 产品方案及工艺流程 6 从常压炉出来的原油温度在365左右，自常压塔的第30块板进入常压塔。塔 顶的油气经过空冷、水冷、一部分作冷回流，经常压塔顶回流泵打回常压塔，另一部 分作为产品流出装置。一线煤油与原油换热一次，温度至115左右去产品罐，二线 轻柴油与原油换热两次次，温度至70左右去产品罐，常压第一中段回流从常压塔 的第13板抽出，经过常压泵与原油换热，温度降至140左右，然后回流至常压塔。 常压第二中段回流从常压塔的23板抽出，经过常压泵与原油换热，温度降至197 左右，然后回流至常压塔。 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 7 第二章 工艺计算及说明 2.1设计数据 2.1.1 已知数据 1）原油类型：俄罗斯混合原油（1#、2#、3#按1:1:2比例混合） 2）处理量： 150万吨/年 3）操作时间：330天/年 4）汽提蒸汽：420，0.3mpa（绝压） 2.1.2 原油的实沸点及窄馏分数据 1.俄罗斯混合原油的性质 表2.1 俄罗斯混合原油的一般性质 分析项目 性质 分析项目 性质 密度（20）/ g/cm3 0.8078 盐含量/mgnacl/l 11.71 api 42.79 元素分析 /m% c 85.68 粘度 20 4.34 h 13.63 50 2.22 n 0.08 80 - s 0.55 水分/m% 无 金属含量 /ppm fe 2.3 残炭（康氏）/m% 1.19 ni 3.8 机械杂质/m% 0 cu 540 10.77 100 9.07 100 0.9593 15.5 270 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 9 2.2 原油实沸点蒸馏曲线的绘制 由表2.3相关数据绘制下表 图2.1 原油实沸点蒸馏曲线（体积分数） 图2.2 原油实沸点蒸馏曲线（质量分数） 0 100 200 300 400 500 600 0102030405060708090100 实 沸 点 温 度 / 馏出体积分数/% 0 100 200 300 400 500 600 0102030405060708090100 实 沸 点 温 度 / 馏出体积分数/% 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 10 2.3 常压塔工艺计算 2.3.1 各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算 【石脑油】 1）由石油化工工艺计算图表3图2.2.2确定50%点实沸点温度，由图查得恩 氏蒸馏50%点与实沸点50%点温差为0.4，所以有： 50%点实沸点温度=102.6+0.4=103 2）由石油化工工艺计算图表3图2.2.1查知实沸点曲线温差，结果表如下： 表2.4 石脑油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温差/ 实沸点蒸馏温差/ 010% 16.8 30.2 10%30% 7.8 15.3 30%50% 9.2 15.2 50%70% 11.4 17.4 70%90% 15.2 19.8 90%100% 8.5 10.1 3）由50%点及各段温差计算实沸点曲线的各点温度 30%点10315.287.8 10%点87.815.372.5 0%点72.530.242.3 70%点10317.4120.4 90%点120.419.8140.2 100%点140.210.1150.3 【汽油】 1）由石油化工工艺计算图表3图2.2.2确定50%点实沸点温度，由图 查得恩氏蒸馏50%点与实沸点50%点温差为4.0，所以有： 50%点实沸点温度176.34.0180.3 2）由石油化工工艺计算图表3图2.2.1查知实沸点曲线温差，结果表如 下： 表2.5 汽油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温差/ 实沸点蒸馏温差/ 010% 9.4 19.1 10%30% 7.1 14 30%50% 7.8 13.1 50%70% 10.4 15.8 70%90% 16 20.8 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 11 90%100% 12 13.8 3）由50%点及各段曲线温差计算实沸点曲线的各点温度 30%点180.313.1167.2 10%点167.214153.2 0%点153.219.1134.1 70%点180.315.8196.1 90%点196.120.8216.9 100%点216.913.8230.7 【煤油】 对于恩氏蒸馏温度高出246者需要考虑裂化影响，进行温度校正，公式如下： lgd0.00852t1.691 （式2.1）2 式中：d温度校正值（加至t上），； t超过246的恩氏蒸馏温度，。 1）按式2.1作裂化校正，校正后的煤油恩氏蒸馏温度数据如下： 表2.6 煤油裂化校正后恩氏蒸馏温度 馏出体积分数，% 0 10 30 50 70 90 100 温度/ 189.4 200.9 209.5 220.1 233.3 253.4 268.8 2）由石油化工工艺计算图表3图2.2.2确定实沸点蒸馏50%点，由图查 得实沸点50%与恩氏蒸馏50%温差为7.1，所以有： 50%点实沸点温度220.17.1227.2 3）由石油化工工艺计算图表3中图2.2.1查得实沸点蒸馏曲线各段温 差： 表2.7 煤油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温差/ 实沸点蒸馏温差/ 010% 11.5 22.2 10%30% 8.6 16.1 30%50% 10.6 19.2 50%70% 13.2 19.0 70%90% 17.3 21.4 90%100% 14.5 16.1 4）由实沸点50%点温度计算其他实沸点各点温度： 30%点227.219.2208 10%点20816.1191.9 0%点191.922.2169.7 70%点227.219.0246.2 90%点246.221.4267.6 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 12 100%点267.616.1283.7 【轻柴油】 1）按式2.1对高于246的恩氏蒸馏温度进行裂化校正，校正后的恩氏蒸馏 数据如下： 表2.8 轻柴油裂化校正后恩氏蒸馏温度 馏出体积分数，% 0 10 30 50 70 90 100 温度/ 227.6 236.0 241.6 250.1 259.1 273.4 286.2 2）由石油化工工艺计算图表3图2.2.2确定实沸点蒸馏50%点，由 图查得实沸点50%与恩氏蒸馏50%温差为9.4，所以有： 50%点实沸点温度250.19.4259.5 3）由石油化工工艺计算图表3中图2.2.1查得实沸点蒸馏曲线各 段温差： 表2.9 轻柴油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温差/ 实沸点蒸馏温差/ 010% 8.4 17.1 10%30% 5.6 9.3 30%50% 8.5 14.2 50%70% 9 13.0 70%90% 14.3 18.5 90%100% 12.8 14.3 4）由实沸点50%点温度计算其他实沸点各点温度： 30%点259.514.2245.3 10%点245.39.3236.0 0%点236.017.1218.9 70%点259.513.0272.5 90%点272.518.5291.0 100%点291.014.3305.3 【重柴油】 1）按式2.1对高于246的恩氏蒸馏温度进行裂化校正，校正后的恩氏蒸 馏数据如下： 表2.10 重柴油裂化校正后恩氏蒸馏温度 馏出体积分数，% 0 10 30 50 70 90 100 温度/ - 311.5 316.7 321.4 328.4 345.1 357.8 2）由石油化工工艺计算图表3图2.2.2确定实沸点蒸馏50%点，由 图查得实沸点50%与恩氏蒸馏50%温差为16.1，所以有： 50%点实沸点温度321.416.1337.5 3）由石油化工工艺计算图表3中图2.2.1查得实沸点蒸馏曲线各段温差： 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 13 表2.11 重柴油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温差/ 实沸点蒸馏温差/ 10%30% 5.2 10.1 30%50% 4.7 8.1 50%70% 7 10.1 70%90% 16.7 21 90%100% 12.7 14.2 4）由实沸点50%点温度计算其他实沸点各点温度： 30%点337.58.1329.4 10%点329.410.1319.3 70%点337.510.1347.6 90%点347.621368.6 100%点368.614.2382.8 2.3.2 产品的有关数据计算 （1）体积平均沸点 石脑油：tv（t10t30t50t70t90）/5（85.693.4102.6114 129.2）/5105 汽油：tv（t10t30t50t70t90）/5（161.4168.5176.3186.7202.7）/5 179.1 煤油：tv（t10t30t50t70t90）/5（200.9209.5220.1233.3250.6）/5 222.9 轻柴：tv（t10t30t50t70t90）/5（236241.6247.5256269.4）/5 250.1 重柴：tv（t10t30t50t70t90）/5（303.6308.1312.1318331.5）/5 314.7 （2）恩氏蒸馏10%90%馏分的曲线斜率 石脑油：s（129.285.6）/（9010）0.545/% 汽油： s（202.7161.4）/（9010）0.5163/% 煤油： s（250.6200.9）/（9010）0.6213/% 轻柴： s（269.4236）/（9010）0.4175/% 重柴： s（331.5303.6）/（9010）0.3488/% （3）立方平均沸点 由石油化工工艺计算图表3图2.1.1查得立方平均沸点校正值 表2.12 产品的立方平均沸点 产品 校正值/ 立方平均沸点/ 石脑油 1.5 103.5 汽油 1.4 177.7 煤油 1.4 221.5 轻柴油 0.9 249.2 重柴油 0.6 314.1 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 14 （4）中平均沸点 由石油化工工艺计算图表3图2.1.1查得中平均沸点校正值 表2.13 产品的中平均沸点 产品 校正值/ 中平均沸点/ 石脑油 2.2 102.8 汽油 2 177.1 煤油 2.1 220.8 轻柴油 1.4 248.7 重柴油 1.2 313.5 （5）d420与d15.615.6的换算 由公式：d15.615.6d420d，查gb188583 表2.14 产品的密度换算 产品 d/g/cm3 d15.615.6/g/cm3 石脑油 0.0043 0.7258 汽油 0.0038 0.7862 煤油 0.0036 0.8099 轻柴油 0.0035 0.8248 重柴油 0.0034 0.8508 重油 0.0030 0.8877 （6）产品的分子量m、比重指数api、特性因数k 分子量m由石油化工工艺计算图表3查得，api由石油炼制工程 2中公式 api141.5/d15.615.6131.5计算 表2.15 产品的分子量和api 产品 分子量 比重指数api 特性因数k 石脑油 90 63.5 11.8 汽油 145 48.5 11.9 煤油 176 43.2 11.9 轻柴油 196 40.1 11.8 重柴油 248 34.8 11.9 重油 368 27.8 12.1 2.3.3 物料衡算 1切割点和产品收率的确定 切割点的确定方法以汽油和煤油之间的切割点的确定为例，由前面的计算可知： 汽油的实沸点终馏点是230.7，煤油的实沸点初馏点是169.7。 则：汽油和煤油之间的切割点（230.7169.7）/2200.2 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 15 在图2.1原油实沸点蒸馏曲线上200.2处作一水平线交曲线一点，以此点作 垂线交横轴体积分数，此点值为41.6%，按同样方法可找出石脑油和汽油切割点对 应的横坐标值为28.2%，由此可确定汽油的体积收率为： 41.3%28.2%13.1% 同样方法在图2.2上确定汽油的质量收率为：36.8%24.2%12.6% 同理可确定各产品的切割点和收率，结果表如下： 表2.16 原油常压切割方案及产品性质 产品 实沸 点切 割点 / 实沸点 沸程/ 收率/% 密度 （20） /g/cm3 恩氏蒸馏温度/ 体积 质量 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100 % 0石 脑油 142.2 42.3 150.3 22 19.4 0.7355 66.0 91.1 103.7 119.0 137.1 157.1 168.6 汽油 200.2 134.1 230.7 13.1 12.6 0.7866 166. 1 173.1 177.0 181.1 186.7 196.8 208.7 煤油 247.8 169.7 276.6 9 9.3 0.8063 189. 4 200.9 209.5 220.1 233.3 250.6 265.1 轻柴 305.3 218.9 305.3 11.5 11.4 0.8213 227. 6 236.0 241.6 247.5 256.0 269.4 281.1 重柴 382.8 305.3 382.8 11.6 12.2 0.8474 303.6 308.1 312.1 318.0 331.5 341.3 2.物料衡算 表2.17 物料衡算表（开工天数330d/年） 产率% 处理量/产量 体积 质量 /104t/a /t/d /kg/h /kmol/h 原油 100 100 150 4546 189420 石脑油 22 19.4 29.1 882 36750 408 汽油 13.1 12.6 18.9 573 23880 165 煤油 9 9.3 13.95 423 17630 100 轻柴油 11.5 11.4 17.1 518 21590 110 重柴油 11.6 12.2 18.3 555 23130 92 重油 26.7 30.3 45.45 1378 57420 3.初馏塔说明 由于俄罗斯混合原油的轻组分含量较高，要采用初馏塔拔出轻组分，所以本设 计采用初馏塔拔出石脑油，常压塔中塔顶出喷气燃料油，最终喷气燃料油和石脑油调 和生产汽油产品。 原油经初馏塔进入常压塔中的进料量为143650kg/h。原油进入常压塔部分的物 料组成为：汽油：18.2%，煤油：12.5%，轻柴油：16%，重柴油：16.2%，重油：37.1% （各组分均为体积分数）。由此可做出初馏塔的原油实沸点蒸馏曲线（见图23）。 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 16 图2.3 常压塔实沸点蒸馏曲线 由此图，可求出原油平衡汽化数据，做出常压下平衡汽化蒸馏曲线2。 2.3.4 确定塔板数和汽提蒸汽用量 1塔板数参考值 表2.18 石油炼制工程表7.7常压塔塔板数国外文献推荐值 被分离的馏分 推荐板数 轻汽油重汽油 68 汽油煤油 68 煤油柴油 46 轻柴油重柴油 46 进料最低侧线 36 汽提段或侧线汽提 4 4 2 a 3 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 0102030405060708090100 实 沸 点 温 度 ， 馏出体积分数，% 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 17 表2.19 石油炼制工程中表7.8国内某些炼厂常压塔塔板数 被分离的馏分 国内炼厂的参考塔板数 汽油煤油 810 煤油轻柴油 69 轻柴油重柴油 47 重柴油裂化原料 48 最低侧线进料 34 进料塔底 46 2选取塔板型式和塔板数 塔板采用浮阀塔板，参考石油炼制工程2表7.7和表7.8选定塔板数如下： 表2.20 塔板数 被分离的馏分 板数 汽油煤油 9 煤油轻柴油 6 轻柴油重柴油 6 重柴油汽化段 3 塔底汽提段 4 考虑到采用两个中段回流，每个用3层换热塔板，共6层。全塔塔板数总数为 34层。 3.汽提蒸汽用量 侧线产品及塔底重油都采用过热水蒸气汽提，使用的是温度为420、压力位 0.3mpa的过热水蒸气，参考石油炼制工程2图7.52和汽提水蒸气用量取汽提水 蒸气如下表： 表2.21 汽提水蒸气用量 油 品 质量分数（对产品），% kg/h kmol/h 一线煤油 3 530 29.4 二线轻柴油 3 648 36.0 三线重柴油 2.8 648 36.0 塔底重油 4 2297 127.6 合 计 4123 229 精馏塔计算草图： 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 18 图2.4 常压塔计算草图 2.3.5 操作压力 取塔顶产品罐压力为0.13mpa。塔顶采用两级冷凝冷却流程。取塔顶空冷凝器压 力降为0.01mpa，使用一个管壳式后冷器，壳层压力降取0.017mpa。故塔顶压力： p顶0.130.010.0170.157mpa（绝压） 取每层浮阀塔板压力降为0.5kpa（4mmhg），则推算得常压塔各关键部位的压力 166 1 汽油23880kg/h 蒸汽4123kg/h回流 塔顶冷回流取热 17.36106kj/h 9 10 13 246 19 21 23 310 27 30 360 31 34 353 193 塔底重油57420kg/h 轻柴油21590kg/h 重柴油 23130kg/h 进料 143650kg/h 过汽化油 2873kg/h 第一中段回流（取 热6.94610kj/h） 第二中段回流 （取热10.42 610kj/h 0.157mpa 0.161 mpa 0.166 mpa 0.170 mpa 煤油 17630kg/h 煤油汽提蒸汽 530kg/h 轻柴油气提蒸汽 648kg/h 重柴油汽提蒸汽 648kg/h 塔底气提蒸汽 2297kg/h 沈阳化工学院学士学位论文 第二章 工艺计算及说明 19 如下（单位为mpa）: 塔顶压力位0.157； 一线抽出板（第9层）上压力0.161； 二线抽出板（第18层）上压力0.166； 三线抽出板（第27层）上压力0.170； 汽化段压力（第30层下）0.172； 取转油线压力降为0.035mpa，则 加热炉出口压力0.1720.0350.207mpa 2.3.6 汽化段温度 （1）汽化段中进料的汽化率与过汽化度 取过汽