毕业设计（论文）-3.5Mta长庆原油常压蒸馏装置工艺设计.doc

西安石油大学毕业论文设计(论文)目 录 1绪论11.1 课题的意义11.2国内外研究现状21.3设计依据51.4 设计加工能力61.5 装置特点61.6工艺流程简述62 原油加工方案的确定72.1 概述72.2 设计依据72.3 设计能力82.4 装置特点82.5 加工方案83 常压塔工艺计算143.1油品性质参数的计算143.2 油品性质参数计算结果汇总173.3 闪蒸塔的工艺设计计算184 常压塔工艺设计214.1 产品收率和物料平衡224.2 常压塔操作条件确定224.3 全塔气液相负荷314.4 塔板水力学计算465 管式加热炉的工艺设计575.1 概述575.2 原始数据575.3 加热炉总热负荷575.4 燃烧过程计算585.5 全炉热平衡605.6 辐射段的计算615.7 对流室计算665.8 炉管内压力降725.9 烟囱的设计计算75设计体会与心得80参考文献81致谢82 1绪论1.1 课题的意义 石油是沸程极宽的复杂烃类混合物1。通过原油的蒸馏可以按所制定的产品方案将其分割成直馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分和渣油等2。原油蒸馏是石油加工中第一道不可少的工序，故通常称原油蒸馏为一次加工，其他加工工序则称为二次加工3，随着石油资源的日益减少，原油加工过程的首要任务就是高效、合理的提高常减压蒸馏装置的馏分油收率。 原油的一次加工能力即原油蒸馏装置的处理能力,常被视为一个国家炼油工业发展水平的标志。截至2008年年底，我国原油加工能力为4.2亿t/a，占世界炼油总能力42.8亿t的10%；我国原油加工量3.42亿t，占世界炼油加工量的7%，居世界第二位（仅次于美国）；我国炼厂总数（大中型）为53座，占世界总数655座的8%，其中，镇海炼厂位居世界排名第十七位4。世界石油炼制行业中越来越激烈的竞争导致了当今的炼油装置日趋集约化和大型化。随着炼厂规模的扩大，单套蒸馏装置的加工规模也日益大型化。但是我国的蒸馏装置规模小，总体技术水平与国外水平相比，在处理能力、产品质量和拔出率方面有较大的差距。近几年，随着我国炼油工业的发展，为缩短与世界炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展5。 本设计主要是依据长庆混合原油评价报告、国家成品油有关标准和市场供需情况,确定原油加工方案，进行原油常压蒸馏的工艺设计。它的意义在于，通过常压蒸馏对原油的处理，可以按所指定的产品方案将原油分割得到汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分以及重油馏分等。可以减少渣油量，提高原油总拔出率。不仅能获得更多的轻质油品，也可为二次加工、三次加工提供更多的原料油。1.2国内外研究现状 原油蒸馏作为一次加工在石油加工中占有重要地位。炼厂一般是依次使用常压和减压的方法，将原油按照沸程切割成不同的馏分。人们将既采用了常压蒸馏又采用了减压蒸馏的原油蒸馏装置通常称为常减压蒸馏1。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。目前，国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、减压塔，常压炉、减压炉组成的三塔两炉工艺流程6。1.2.1国内蒸馏装置研究现状 国内常压蒸馏技术近年来有很大发展，在改进加工流程，提高设备效率，降低能耗，提高产品质量方面做了大量的开发性工作，常压蒸馏装置的平均能耗已达到世界先进水平。 原油是非常复杂的混合物，要从原油中提炼各种燃料、润滑油及其它产品，就需要对原油进行馏分的切割。近年来国内主要的工艺有设置初馏塔、多产柴油技术、电脱盐技术和塔内件7。我国蒸馏装置侧线产品分离精度差别较大,如中石化有些炼油厂常顶和常一线能够脱空,但尚未有40%的装置常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过10,最多重叠达86。多数装置常二线与常三线恩氏蒸馏馏程重叠15以上，实沸点重叠则超出258。润滑油馏分切割也同国外先进水平存在一定差距，主要表现在轻质润滑油馏分的挥发及中质 润滑油馏分的残炭、颜色和安定性等方面存在较大的差距。 我国常压蒸馏装置发展趋势是逐渐呈现规模大型化，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。1.2.2国外蒸馏装置技术现状及发展趋势 常压蒸馏装置是一个工艺成熟的装置，技术进步大多是在工艺加工流程、设备结构及优化操作等方面，在满足生产方案、产品质量的前提下获得较高拔出率及较低的能耗，主要的技术进展有设备革新、窄点技术的应用和电脱盐技术7。 炼油厂的大型化是提高其劳动生产率和经济效益， 降低能耗和物耗的一项重要措施。现在最大的单套蒸馏装置处理量为 15Mt/a9。 整体蒸馏装置将原油分为：常压渣油、含蜡馏分油、中间馏分油和石脑油组 分。常压部分出常压渣油、中间馏分和石脑油以下的馏分。中间馏分在加氢脱硫 分馏塔中分馏煤油、轻、重柴油，常压渣油进入高真空减压蒸馏，分馏出的蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置的原料。整体蒸馏装置可以节省投资30左右。 电脱盐方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的专利技术较为先进。Howe-Beaket技术主要为低速脱盐,Petrolite已在低速脱盐的基础上开发了高速电脱盐。 塔内件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer和Norton为代表，拥有较先进的专利技术，公司开发出了SuperFRACV高效塔盘和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基础上开发了Mllapakplus和Optiflow高效填料7。产品质量方面，国外蒸馏装置典型的产品分馏精度一般为：石脑油和煤油的脱空度 ASTM D86(5%-95%)13；煤油和轻柴油的脱空度 ASTM D86(5%-95%)-20；轻蜡油与重蜡油的脱空度 ASTM 油基础油也基本满足窄馏分、浅颜色。国外炼油厂蒸馏装置的大型化提高了劳动生产率和经济效益，降低了能耗和物耗10。3.5Mt/a 长庆原油常压蒸馏装置工艺设计摘要：根据长庆混合原油评价报告，确定其加工方案为燃料-化工型，装置采用闪蒸塔、常压塔。本设计主要对闪蒸塔、常压塔及加热炉进行了工艺设计计算，其中，闪蒸塔塔径为2.5m；常压塔采用32层F1型双溢流浮阀塔盘，塔径为5.4m，塔高为29.2m，塔顶设塔顶回流，塔侧采用两个中段循环回流。加热炉采用两个立式圆筒炉并联运行，辐射室高13m，节圆直径6.11m；对流室长5.31m，宽2.562m，高3.8m；烟囱高15m。计算结果表明，本装置能够在设计的负荷范围内正常操作和运行，说明本设计是合理可行的。关键词：闪蒸塔；常压塔；加热炉；工艺计算The Design of 3.0Mt/a Atmospheric Distillation unit of Ansai crude OilAbstract: Based on the evaluation results of Changqing oil,it was determined that the processing plan was the type of fule-chemical. The unit included the flash tower, atmospheric tower. And this text mainly designed flash tower, atmospheric tower and the furnace. The flash tower its diameter was 2.5 m high.The atmospheric tower was seted 32 layers double-flow trays with the type of F-1 valve and was 29.2m high.Its diameter was 5.2m and seted reflux at the top of the tower and two intermediate circulating reflux. The furnace adopted vertical cylindrical type heater,and the radial chamber was 13m high and the pitch diameter was 6.11m. The convection chamber of the furnace was 5.31m long, 2.562m wide and 3.8m high.Its chimney was 15m high. 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 for this unit was drawn.Keywords: flash tower; atmospheric tower;Furnace; Technology calculation1.3设计依据本次3.5Mt/a长庆原油常压蒸馏装置工艺设计的依据是：（1） 西安石油大学化学化工学院化工教研室下发的毕业设计任务书。（2） 长庆安塞混合原油综合评价。（3） 中华人民共和国行业标准“管式加热炉技术规定”（ZB E97 00290）。（4） 中华人民共和国石油天然气行业标准“石油工程制图标准”（SYJ391）。（5） 中国石油化工总公司标准“炼油装置工艺设计技术规定”（SYJ1076）。1.4 设计加工能力（1） 处理量：3.5Mt/a。（2） 年开工时间：8000h。1.5 装置特点（1）本装置设有闪蒸塔，常压塔，常压加热炉。常压塔采用高效F1型双溢流浮阀塔盘。主要产品为重整原料、3#航煤馏分、-35#轻柴馏分、0#柴油馏分，常压渣油。（2）常压渣油直接作为催化裂化的原料。（3）常压塔顶采用两级冷凝冷却以减少传热面积及循环水的消耗。（4）常一线采用再沸器汽提技术，以防止航煤带水，冰点升高。常二线、常三线和塔底采用水蒸汽汽提。1.6工艺流程简述（1） 原油换热和脱盐原油（45左右）由原油罐区经泵泵入装置，在泵口注入一定量的新鲜水和破乳剂，换热至130左右并流进入原油一、二级电脱盐罐，脱盐脱水后（3mg/L，0.01%）分两路，一路换热至210进入闪蒸塔，另一路经常压加热炉对流段再换热至220进入闪蒸塔。（2） 闪蒸塔系统原油（210，0.2MPa）进入闪蒸塔进行闪蒸，闪顶油（206，0.2MPa）进入常压塔第15层塔板，闪底油（207，0.2MPa）进入常压塔第29层塔板。（3） 常压蒸馏闪底油经换热器换热换热至280进入常压炉对流室下段，加热至296入辐射室加热至360经转油线进入常压塔第29层板（350，0.171MPa）进行分馏。塔顶油气（120，0.157MPa），经空冷器冷凝至60分为两部分，一部分作为热回流（60）返回塔顶；另一部分经冷却后（40）进产品罐作为重整原料出装置。航空煤油由常压塔第9层（150，0.161MPa）抽出，进入再沸器换热，轻组分返回第8层上。常一线油品汽提后经抽出换热精制后作为航空煤油装置。常二线由常压塔第17层（228，0.165MPa）抽出，进入常二线汽提塔，轻组分返回常压塔第16层上，其余组分由常二线泵抽出换热、酸碱精制后作为-10#柴油出装置。常三线由常压塔第25层（284，0.169MPa）抽出，进入常三线汽提塔，轻组分返回常压塔第24层上，其余组分由常三线抽出换热、酸碱精制后作为0#柴油出装置。常压渣油（343，0.171MPa）进减压装置进行再分馏。常压塔第一中段回流从常压塔第13层（195，0.163MPa）抽出，换热后打回常压塔第11层上。常压塔第二中段回流从常压塔第21层（251，0.167MPa）抽出，换热后打回常压塔第19层上。（4） 加热炉由于处理量较大，热负荷较高，采用双圆筒加热炉并联，以避免炉膛较空，炉管沿长度受热不均，热效率低等缺点。为了综合利用烟气余热，对流室采用三段换热下段与闪底油换热，中段与水蒸气换热，上段与冷原油换热。 2 原油加工方案的确定2.1 概述2.2 设计依据3.5Mt/a长庆马岭混合原油常压蒸馏装置工艺设计的依据是：（1）根据西安石油大学化学化工学院下发的毕业设计任务书。（2）长庆马岭混合油评价报告。2.3 设计能力（1）处理量： 3.5Mt/a（2）年开工时间： 8000h2.4 装置特点（1）本装置设有闪蒸塔，常压塔，常压加热炉。常压塔采用高效浮阀塔盘。主要产品为重整原料，航煤馏分，轻柴馏分1，轻柴馏分2，同时还有常压渣油。（2）常压渣油直接作为减压蒸馏的原料。（3）加热炉设空气预热器，降低排烟温度，提高加热炉效率.。（4）采用空冷器减少循环水消耗。2.5 加工方案2.5.1 长庆马岭原油的一般性质表1是原油的一般性质，由表1数据可见，该原油的密度为0.8581g/cm3，金属镍含量为1.8ppm，残炭值为2.2%，沥青质含量为0.8%，硫含量为0.14%，小于300馏分收率为38%，根据关键组分分类（见表2），该原油属于中间基原油。表1马岭原油性质分析分析项目性质分析项目性质凝固点23Vppm0.49闪点（闭）31Nappm9.72酸值mgKOH/g0.096Cappm3.25盐含量 mgNaCl/g14Nippm1.8残炭w%2.2115V%5.0粘度mm2/s 506.805125V%7.0水份w%0135V%9.0含蜡量w%19.58155V%12.0APIo32.6175V%15.0比重d4200.8581205V%19.8Sw%0.14225V%22.0硅胶胶质w%6.7245V%26.5沥青质w%0.8275V%32.8原油基属中间基295V%36.5特性因数K11.8300V%38.0表2马岭原油基属分类关键馏分范围第一关键馏分（250275）指标实例第二关键馏分（3954255）指标实例比重d4200.082100.085620.08270.87230.93050.873APIo334038.8203029.9原油基属中间基该原油馏分收率（达到76.16w%），所有直馏馏分油的水溶性酸碱均呈弱酸性，故直馏产品需要精制才能生产合格的产品。并且直馏汽油的空白辛烷值低需重整精制，润滑油馏分精制工艺制取的润滑油基础油的粘度指数不高，故该原油不适合生产优质润滑油基础油。因此最终确定为燃料型加工方案，加工方案流程图见图1-1。重整原料 催化重整3#航煤 常 压 蒸 馏 脱硫醇-35#柴油 精制 原油 精制0#柴油干气 催 化 裂 化图1-1 长庆马岭原油燃料型加工方案 图中重整原料即常顶；3#航煤即常一线；-35#柴油即常二线；0#柴油即常三线2.6 长庆混合原油切割方案2.6.1 质量分数与体积分数的转换根据公式：体积分数（V%）= 质量分数（M%）原油密度/馏分密度，计算出其体积分数。例如：70馏分的体积分数的计算为2.440.8581/0.654=3.2。其它各沸点范围的体积分数计算如上，将计算结果列于表2-1。表2-1序号馏程中比性质V%收率w%收率v%凝点比重D420每馏分总馏分每馏分总馏分1701.62.442.44 3.203.200.654270904.31.764.202.15.30.7133901006.41.735.932.17.40.71341001209.02.678.603.110.50.736512014012.33.0211.623.5140.750614016015.62.7814.403.117.10.763716018018.62.6817.083.020.10.779818020021.93.2220.473.623.70.795920023025.73.6524.123.927.6-450.8071023025029.23.0927.213.230.8-330.8191125027532.73.6729.063.834.6-220.8271227529037.55.5234.585.740.3-110.8291329031042.33.8138.393.944.2-20.8301431033045.62.7941.182.84720.8411533034048.01.9743.152.049120.8411634035050.32.6045.752.651.6190.8421735036052.61.8447.591.953.5210.8471836037055.02.8850.472.956.4260.8491937038058.23.4553.923.559.9270.8522038039561.53.1554.073.163290.8592139542564.73.3760.403.366.3340.87322425450671.5061.901.467.7350.9042345048069.94.6166.514.472.1370.9022448050074.44.8971.404.676.7410.9052550052079.04.7676.164.581.2450.905作出原油的实沸点蒸馏曲线图、密度曲线图、凝点曲线图2-2。根据原油实沸点数据确定原油常压切割方案汇总于表2-2图2-2（a） 原油实沸点蒸馏曲线图2-2（b）原油的中比性质曲线 2-2（c） 凝点曲线图表2-3 长庆混合原油常压切割方案和产品性质产品实沸点切割点，实沸点沸程，收率，20g/cm3实沸点蒸馏温度，体积分数质量分数01030507090100重整原料135651401311.410.7536577.895.1104.1117128.21403#航煤19013020098.120.774130137.7150.7161.9173.6180.9200-35#柴油2711802861211.40.815180197.2214233247.6264.82860#柴油3422563621514.50.829256277.4284.9296.5312.1333362重 油32251510.905 3 常压塔工艺计算3.1油品性质参数的计算油品性质参数的计算以重整料为例进行。3.1.1蒸馏数据的相互转化（1）由文献1图 的 3-2-2可将 表 2-3中的实沸点蒸馏温度转化成恩氏蒸馏温度。 重整原料馏分的常压实沸点蒸馏数据如下：馏出，%01030507090100温度，6577.895.1104.1117128.2140先假设实沸点蒸馏与恩氏蒸馏 50%点之差值为 0.3，由文献1 图的3-2-2 查得恩氏蒸馏 50%点温度为 103.8，而实沸点蒸馏 50%点温度为80，则假设正确。查得恩氏蒸馏曲线各段温差曲线线段实沸点蒸馏温差，恩氏蒸馏温差，0%10%33.88.210%30%17.38.630%50%9550%70%12.98.270%90%11.2890%100%11.810由恩氏蒸馏 50%点（103.8）推算得其他恩氏蒸馏点温度。30%点=103.8-5=98.810%点=98.8-8.6=90.20%点=90.2-8.2=82 70%点=103.8+8.2=112 90%点=112+8=120 100%点=120+10=130其他产品计算结果汇总于表 3-1表3-1 恩氏蒸馏曲线各段温差产品恩氏蒸馏温度0%10%30%50%70%90%100%重整原料8290.298.8103.8112120130航 煤146.7150.3156.5159.3166.3170.4187.8-35#柴油188.6205.8214.2226235247.5266.50#柴油264.7257.5278.7285295311340（2）将表2-2的实沸点蒸馏温度转化成平衡汽化温度。（a）重整馏分的常压实沸点蒸馏数据如表2-3：由文献2 P92页图6-22查得实沸点蒸馏50%点与平衡汽化50%点之差值为2.0。平衡汽化50%点=104.1+2.0=106.1（b）由文献1 图3-2-6查得平衡汽化曲线各段温差如表3-2：表3-2 平衡汽化曲线各段温差曲线线段实沸点蒸馏温差，平衡汽化蒸馏温差，0%10%33.89.810%30%17.35.830%50%9450%70%12.9570%90%11.24.490%100%11.84由平衡汽化50%点（106.1）推算得其他平衡汽化点温度。30%点=106.1-4=102.110%点=102.1-5.8=96.30%点=96.3-9.8=86.570%点=106.1+5=111.190%点=111.1+4.4=115.5100%点=115.5+4=119.5其他产品计算结果汇总于表3-3。表3-3 产品平衡汽化数据产品平衡汽化温度0%10%30%50%70%90%100%重整原料86.596.3102.1106.1111.1115.5119.5航 煤156.8158.5162.5166.7171.1174.3179.3-35#柴油220.4244.22292372432502560#柴油290.5294.8297.2301.5307.5316.5324.53.1.2 平均温度的计算（1）体积平均温度tvtv=（t10+t30+t50+t70+t90）/5 =（90.2+98.8+103.8+112+120）/5=104.96（2）恩氏蒸馏曲线1090斜率S =0. 37（/）（3）立方平均沸点tcu 由公式 lncu=-0.82368-0.089970tv0.45+2.45679S0.45 tcu = tv+w解得：tcu=103.94（4）重量平均沸点 由公式lnw=-3.6499-0.027060tv0.6667+5.16388S0.25=tv-w 解得：=105.76（5）实分子平均沸点 由公式lnm=-1.15158-0.011810tv0.6667+3.706684S0.3333=tv-m 解得：=101.48（6）中平均沸点 由公式lnMe=-1.53181-0.012800tv0.6667+3.64678S0.3333tMe=tv+me 解得：tMe=102.73其他产品计算结果汇总于表3-4。3.1.3 求、比重指数API 。由公式d= =+d解得：=0.758API。=141.5/-131.5=55.2其他产品计算结果汇总于表3-6。 3.1.4 求分子量M、特性因素K 由API。=55.2、tMe=217 查文献2 P65页图3-4得：M=98 K=11.6 其他产品计算结果汇总于表3-5。3.1.5求临界性质 （1）求真临界温度tc 、假临界温度tc由API。=55.2、tw=222.3 查文献2 P127页图4-2-2得：tc=550=287.7由API。=55.2、tm=222.3 查文献2 P127页图4-2-2得：tc=540=282.2（2）求假临界压力 由API。=55.2、tMe=217查文献1 P131页图4-2-4得：=530磅/时2（绝压）即5300.006895=3.657MPa（3）求真临界压力PC查文献1 P130页图4-2-3得：PC=600磅/吋2（绝压） = 6000.006895=4.14MPa其他产品计算结果汇总于表3-5。3.1.6求焦点性质（1）求焦点温度t0、由tv=104.96、S= 0.37/查文献2P201页图6-22得：0-tc=34 0= tc+34=321.7（2）求焦点压力P0由tv=104.96、S= 0.37(/)查文献2P202页图6-23得：P0-Pc=1.313 MPa P0= 4.97MPa其他产品计算结果汇总于表3-9。3.2 油品性质参数计算结果汇总表3-4 油品性质参数项目体积平均沸点恩氏蒸馏 10%-90%斜率立方平均沸点，中平均沸点，重量平均沸点，实分子平均沸点，原 油324.24.84267.8339.56319.44重整原料104.960.37103.94102.73105.76101.48航 煤160.640.26159.95159.12161.11158.26-35#柴油225.70.52224.72223.18226.46221.680#柴油289.080.44288.32287.1289.61285.92重油表3-5 油品性质参数油品密度比重指数特性因数，K相对分子质量，M平衡汽化温度，临界参数焦点参数0%100%温度，压力，MPa温度，压力，MPa原油0.858132.6511.42085102.4155603.425重整原料0.75355.211.69886.5119.5287.74.14321.74.97航 煤0.77450.111.8132156.8179.3343.33.38357.33.302-35#柴油0.81542.111.8180220.42564102.2774332.5750#柴油0.82938.412.0234290.5343.8465.61.974477.61.919重油0.90524.23.3 闪蒸塔的工艺设计计算3.2.1 闪蒸塔的操作条件计算根据经验选取闪蒸塔顶操作压力为0.2MPa，假设进料温度为220，根据原油焦点压力、焦点温度和平衡汽化蒸馏温度绘制原油P-T-e相图见图3-1。由原油的实沸点曲线与原油平衡汽化曲线画出图3-2，从图中可以得出在210，0.2MPa下原油的体积气化率为19%。根据原油的性质：10%30%馏分的曲线斜率为4.1，比重指数为32.65，查图3-6-3 1得：闪蒸塔塔顶气体的相对密度：比重指数API =49.9=0.7800，=-0.0044=0.776。闪蒸塔塔底液体的相对密度：比重指数API =27.4 =0.8900，=-0.0039=0.886.。 3-1 原油的p-t-e图 3.2.2 闪顶、闪底油性质的计算（1）恩氏馏程在0.2MPa、210时，根据原油汽化率为19，原油的恩氏蒸馏曲线1070点的斜率S=5.05/%，图3-6-11、3-6-21，求出闪顶、闪底油在常压下的恩氏蒸馏温度，结果如下：表3-6 恩氏蒸馏温度汇总表体积分数原油恩氏蒸馏温度/闪顶油恩氏蒸馏温度和原油恩氏温差/闪顶油恩氏蒸馏温度/闪底油恩氏蒸馏温度和原油恩氏温差/闪底油恩氏蒸馏温度/10%12485397519930%234160746329750%3252101155037570%4272651623546290%51132019125536（2）求体积平均温度tv、实分子平均温度tm、质量平均温度tw、中平均温度tMe： 表3-7 平均沸点汇总表油 品tv/tcu/tm/tw/tMe/闪顶油116.2110.8113.3117101.6闪底油373.8360.7306384.1334（3）平衡汽化温度表3-8 平衡汽化温度汇总表产品平衡汽化温度汇总/10%30%50%70%90%闪顶油476993120134闪底油238313369429486（4）求分子量M、特性因素K闪顶油：M=104，K=11.4 闪底油：M=320，K=11.80（5）性质参数：闪顶油：求真临界温度tc 、假临界温度tc：tc =580=304.4 tc =570=299求假临界压力： =3.381MPa求真临界压力Pc ： Pc=3.795MPa求焦点温度t0、焦点压力P0: t0=398.4 P0=6.825MPa闪底油：求真临界温度tc 、假临界温度tc：tc =1020=548.9， tc=920=493 求假临界压力： =2.553MPa求真临界压力Pc ： Pc=4.465MPa求焦点温度t0、焦点压力P0: t0=588.9， P0=4.465MPa3.2.3 热平衡计算如图3-2设原油在闪蒸塔有1.0%能量损失闪蒸塔进料t0=210F0=437938kg/h闪顶油t2=206F2=75325.3kg/h闪底油t1=207F1=362612.7kg/h图3-2 闪蒸塔的计算草图首先把体积分数化成质量分数=19%0.776/0.8581=17.2%已知：F0=437938kg/h闪顶油流量F2=0.172F0= 0.172437938= 75325.3 kg/h闪底油流量F1=（1-0.172）F0=0.828F0= 0.828437938=362612.7 kg/h假设原油在闪蒸塔有1.0%的能量损失，取闪底油出闪蒸塔的温度比原油进料温度低3，即t1=210-3=207，查焓图3-142，求出原油、闪底油的焓值： 在t0=210时，原油的焓值=121kcal/kg ，=178kcal/kg 在t1=207时，闪底油的焓值=120kcal/kg （1-1.0%）代入数据得： =181kcal/kg根据闪顶油的=0.776，查焓图3-142得闪顶油的温度t2=206因t0、t1、t2三者温差不大，故满足工艺要求。3.2.4 闪蒸塔的塔径计算闪顶油的分子量M=104，闪顶温度T=206+273.15=479.15K气相密度 气相体积流率为 Vs=75325.3/5.30=14212.3m3/h取空塔汽速u=0.8m/s 根据塔径系列标准，圆整到2.6m。校核空塔气速 3.2.5 闪蒸塔的计算结果汇总 将闪蒸塔计算结果汇总于表3-13表3-9 闪蒸塔计算结果汇总油 品温度， 压力，MPa流量，kg/h闪顶油2060.275325.3闪底油2070.2362612.7进 料2100.24379384 常压塔工艺设计4.1 产品收率和物料平衡4.1.1 物料平衡表4-1 物料平衡(按每年开工8000h天计)油 品产 率 处理量或产量%104t/at/dkg/hkmol/h入方闪顶进料19.017.260.21807.875325.3724闪底进料81.082.8298.88702.7362612.71133合 计100.0100.0350.0 10511473938 1857出方 常顶13.0011.4139.941199.049969510常一线9.08.1228.42853.535561269.4常二线12.011.439.91198.249925277常三线15.014.550.751524.063501271常压渣油51.053.8118.35655.0356114.1.2 汽提蒸汽用量常压塔二、三侧线产品和常压渣油都用过热水蒸汽（420，0.3MPa）汽提。 表4-2 汽提水蒸气用量油 品质量分数(对油)%汽提蒸汽用量kg/hkmol/h常二线3.01498.083.2常三线 2.51588.088.2常压渣油 2.04712.0261.7合计 7798.0433.24.2 常压塔操作条件确定4.2.1 塔板形式和塔板数选用浮阀塔板，参照表6-102和表6-112确定塔板数见表4-3。表4-3 塔板数选取常顶常一线9 层(考虑一线生产航煤)常一线常二线5层常二线常三线5层常三线汽化段3层塔底汽提段4层考虑采用两个中段回流，每个用三层换热塔板，共6层，全塔塔板数总计为32层。4.2.2 绘制草图将塔体、塔板、进料及产品进出口、中段循环回流位置、气体返塔位置，塔底汽提点等绘制成草图。（如图4-1）4.2.3 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。取塔顶空冷器压力降0.01MPa，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取0.017MPa，故塔顶压力为：塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.157MPa(绝)取每层浮阀塔板压力降为0.5kPa(4mmHg)，推算常压塔各关键部位的压力：(1) 塔顶压力0.157MPa(2) 一线抽出层(第9层)上压力为0.161 MPa(3) 二线抽出层(第17层)上压力为0.165MPa(4) 三线抽出层(第25层)上压力为0.169 MPa(5) 汽化段(第28层)上压力为0.171MPa(6) 取转油线压力降为0.035MPa，则：加热炉出口压力=0.171+0.035=0.206MPa4.2.4 汽化段温度（1） 汽化段中进料的气化率与过汽化度取过汽化度为进料的2%(质量分数)或1.93%(体积分数)，过汽化量为362612.60.02=7252.3 kg/h。因为原油气化率(17.2%)重整原料气化率（11.41%），所以重整原料在闪蒸塔中完全汽化，航煤部分汽化。所以，未汽化的航煤在闪底油中的质量百分数为%=(11.41+8.12-17.2)/(100-17.2)=2.8%未汽化的煤油的量为362612.62.8%=10204 kg/h要求进料在汽化段中的汽化率eF(体积分数)为eF=（13.00+9.0+12.00+1519）/（100.019）+1.93%=38.97%（2） 汽化段油气分压汽化段中各物料的流量如表4-4：表4-4 汽化段中各物料的流量 常一线269.4kmol/h常二线277.4kmol/h常三线271.3kmol/h过汽化油30.2kmol/h油气量合计848.3kmol/h常顶49969kg/h塔顶冷回流取热48.55106kJ/h常一线35561kg/h 161常二线汽提蒸汽1498kg/h（420）常二线49925.0kg/h 241常三线汽提蒸汽1588kg/h(420)常三线63501.0kg/h290塔底汽提蒸汽6300kg/h(420)常压渣油 0.173Mpa235611.0kg/h 闪底进料36262.7kg/h第二中段回流取热27.2106kJ/h第一中段回流取热21.36106kJ/h闪顶进料75325.3kg/h1201 9111315 171921 253430.171MPa0.169MPa0.165MPa0.161MPa0.157MPa总热量:Q=97.1106 kJ/h2935032 图4-1 常压塔计算草图其中过汽化油的相对分子质量取2