石油炼制工程课程设计-560万吨年常减压蒸馏装置工艺设计.doc

福建工程学院石油炼制课程设计石油炼制工程课程设计说明书原油蒸馏塔工艺计算设计题目： 560万吨/年常减压蒸馏装置工艺设计 院（系）： 生态环境与城市建设学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 化工1201 姓 名： 学 号： 3120906118 指导教师： 完成时间： 2016年 1 月 10 日福建工程学院化工教研室 设计任务书 一、设计课题 ： 560万吨/年常减压蒸馏装置工艺设计 二、设计工作自：2015 年 12 月 28 日起至 2016 年 1月 10日止 三、设计进行地点：图书馆、教室或宿舍 四、设计的内容要求 1. 总论 （1）概述；（2）设计任务依据；（3）主要原料；（4）其他 2. 工艺流程设计 （1）原料油性质及产品性质；（2）工艺流程；（3）塔器结构；（4）环保措施 3. 常压蒸馏塔工艺计算 （1）工艺参数计算；（2）操作条件的确定；（3）蒸馏塔各点温度核算；（4）蒸馏塔汽液负荷计算 4. 参考文献 附图部分内容：（1）原油常减压蒸馏装置工艺流程图 （2）常压塔计算草图 （3）常压蒸馏塔汽液负荷分布图 五、课程设计原始数据 1. 原油的一般性质 阿曼原油，= 0.8552；特性因数 K=12.2 含硫石蜡-中间基原油 2. 原油实沸点蒸馏数据 表1 阿曼原油实沸点蒸馏数据序馏分范围馏 出, %序馏分范围馏 出, %序馏分范围馏 出, %号重累计号重体号重体1IBP-601.451.459200-2202.8522.1017360-3952.9645.39260-802.063.5210220-2301.3323.4318395-4256.6051.99380-1002.245.7611230-2502.2825.7119425-4402.8754.864100-1202.288.0212250-2753.5129.2220440-4603.4858.345120-1453.8411.8513275-3003.5132.7321460-4803.0961.436145-1602.0013.8614300-3203.4236.1522480-5002.6964.127160-1802.8716.7715320-3403.2839.4323500-5202.4866.608180-2002.5119.2516340-3603.0042.4324520-5402.9369.5325540+30.47100 3. 原油平衡蒸馏数据 表2 原油平衡蒸馏数据累计馏出, (体)初馏点10203040506070平衡蒸发温度, 125.1 182.8 233.7 287.9 336.9 387.9 433.6 482.8 4. 产品方案及产品性质 表3 产品产率及其性质产 品沸点范围产 率相对密度恩 氏 蒸 馏 数 据, 名 称%(重)初10%30%50%70%90%终初顶油9.760.7011-627487104117132常顶油初1303.930.71413080108115127138147航空煤油13023013.090.7842147167183200219244264轻柴 油23032016.100.8205228260278292306330349重柴 油3203503.810.8452244297333345356381402常四线3504204.720.8624295313366398408434497重 油42048.590.9201 5.设计处理量: 560万吨/年, 开工：8000小时/年。 6.汽提水蒸汽采用过热水蒸汽: 370, 0.4MPa(表) 7.可考虑采用两段汽化流程，设两个中段循环回流和常顶循环回流，可考虑过汽化油为2% (质量分数)或2.03（体积分数）。 目录第一章 ：绪论5第二章：设计方案的选择和论证7第三章：工艺流程设计83.1工艺流程83.2 塔器结构93.3 环保措施9第四章 ：工艺设计计算114.1 产品收率及物料平衡114.1.1、产品收率114.1.2、物料平衡124.2 各油品性质124.2.1、体积平均沸点t体124.2.2、恩氏蒸馏90%10%斜率134.2.3、立方平均沸点134.2.4、中平均沸点134.2.5、特性因数K144.2.6、相对分子质量：144.3 汽提方式及汽提蒸汽用量154.4 塔板型式及各塔段的塔板数154.5 精馏塔草图164.6 确定塔内各部分的压力和加热炉出口压力164.7 决定进料过汽化度及计算汽化段温度174.7.1、汽化段中进料的汽化率与过汽化率174.7.2、常压塔的计算草图174.7.3、汽化段油气分压174.7.4、汽化段温度的初步求定184.7.5、t F的校核184.8 确定塔底温度204.9 作全塔热平衡及算出全塔回流热、选定回流方式、中段回流数量和位置、分配回流热204.9.1、假设塔顶及各侧线温度204.9.2全塔回流热204.9.3、回流方式及回流热分配214.10 校核侧线抽出温度及塔顶温度224.10.1、常四线抽出板温度校核224.10.2、重柴油抽出板温度的校核234.10.3塔顶温度的校核234.11 全塔气、液相负荷分布图244.12 塔径、塔高、塔板水力学校核27第五章 ：结束语29 摘要石油炼制工业生产汽油、煤油、柴油等燃料和化学工业原料，是国民经济最重要的支柱产业之一，关系国家的经济命脉和能源安全，在国民经济、国防和社会发展中具有极其重要的地位和作用。设计一套年处理量为560万吨阿曼原油加工装置，按年开工8000小时计，即处理量为700000kg/h。由于原料中轻组分不多，所以原油蒸馏装置采用二段汽化，设计常压塔，减压塔。设计中采用水蒸气汽提方式, 并确定汽提水蒸汽用量;由于浮阀塔操作弹性大，本设计采用浮阀塔。由于装置规模较小，在保证安全平衡生产的前提下，尽量简化工艺流程和自动控制系统，以节省工程投资，反应部分采用冷高压分离流程。关键词：阿曼原油 常压蒸馏 常压塔 减压塔560万吨/年常减压蒸馏装置工艺设计第1章 ：绪论 原油在常压条件下呈液态的复杂的烃类混合物。原油是一种主要由碳氢化沸点从常温到500度以上，分子结构也是多种多样合物组成的复杂混合物。石油中的烃类和非烃类化合物，相对分子质量从几十到几千。不同油区所产的原由在性质上差别较大，不同组成的原油表现出的物理性质不同，而不同的化学组成及物理性质对原油的使用价值、经济效益都有影响。对许多原油来说，它的各项性质指标间往往存在着利弊交错、优劣共存的现象，这样就需要对原油进行分析评价。人们根据对所加工原油的性质、市场对产品的需求、加工技术的先进性和可靠性，以及经济效益等诸方面的分析、制订合理的加工方案。 石油炼制加工方案，主要根据其特性、市场需要、经济效益、投资力度等因素决定。石油炼制加工方案大体可以分为三种类型： （1）燃料型 主要产品是用燃料的石油产品。除了生产部分重油燃料油外，减压馏分油和减压渣油通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。 （2）燃料润滑油型 除了生产燃料的石油产品外，部分或大部分减压馏分油和减压渣油还用于生产各种润滑油产品。 （3）燃料化工型 除了生产燃料产品外，还生产化工原料和化工产品。原油经过常压蒸馏可分馏出汽油、煤油、柴油馏分。因原油性质不同，这些馏分有的可直接作为产品，有的需要进行精制或加工。将常压塔底油进行减压蒸馏，等到的馏分视其原油性质或加工方案不同，可以作裂化（热裂化、催化裂化、加氢裂化等）原料或润滑油原料油原料，也可以作为乙烯裂解原料。减压塔底油可作为燃料油、沥青、焦化或其它渣油加工（溶剂脱沥青、渣油催化裂化、渣油加氢裂化等）的原料。 21世纪炼油技术的发展将呈现这样一些特点：提高石油产品质量，减少产品排放污染；环境保护继续推动炼油工艺技术发展；重油深加工、催化等技术都将有新的提高。今后二三十年，炼油工艺将围绕不断满足新配方汽油和低硫、低芳烃柴油等清洁燃料标准进行开发创新。30年后，如果燃料电池，特别是氢燃料电池能够广泛应用，炼油厂的功能及结构将会发生重大变化。其中的重点发展方向是：(1)发展深度加工，优化资源利用，提高资源利用率；(2)采用清洁技术，生产清洁油品，减少三废排放； (3)采用生物技术，生产清洁油品，降低生产成本；(4)采用合成技术，生产清洁油品，满足未来需求；(5)炼油化工体化，优化资源配置，提高经济效益。 炼油厂的装置结构决定厂炼油厂所能加工的原油种类和性质，同时也决定于炼油厂可向市场提供的商品油的种类和质量。为了适应原油质量的变化以及石油产品需求结构和质量升级换代的需求，国外炼油厂不断调整装置结构。催化裂化、加氢裂化、加氢处理等装置的结构比对清洁燃料的生产有很大影响。欧洲和亚洲各国的催化裂化装置结构比般在20左右；美国、意大利、加拿大加氢裂化的结构比较高，分别达8.50、1419、12.96；日本、德国、美国的加氢处理结构比明显高于其他国家，其中美国10大炼油厂加氢处理结构比平均值达65左方。应该说在一定程度亡，加氢精制装置的结构比反映了世界各国的产品质量和环境标准的差异。 炼油传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。按2004年一月底的统计，全世界共有717座炼油厂，总加工能力4103Mt/a。其中加工能力在10Mt/a以上的炼油厂126座，分散在34个国家和地区，有16座加工能力在20Mt/a以上。现在单套蒸馏装置一般都在5Mt/a以上，不少装置已达到10Mt/a。现在最大的单套蒸馏装置处理量为15Mt/a。 我国炼油工业基本上是依靠自己的技术发展起来的。50年来，随着国民经济的增长和社会发展的需要，在稳步提高炼油能力的同时，重点发展深度加工、降低能源消耗、提高产抓质量、更新工艺装备、推广先进控制技术，积极开展“三废”治理和综合利用工作，炼油综合技术水平上厂个新台阶。随着中国国民经济健康、持续、快速发展，市场对石油、石化产品的需求不断增长，小国的炼油工业也获得了高速发展。截至到2004年底，中国的原油一次加上能力为3.5x108ta，2004年的原油加工量约27108ta，其中中国石化和中国石油的炼油能力和加工量合计分别占全国的867和89.3. 我国炼油工业面临着巨大的挑战，主要表现在：原油质量劣质化。我国低硫原油产量正在下降，大庆油田低硫原油连续27年年产保持在5000 xl04t以上，2003年首次下调至4830xl04t，国内炼油厂加工进口含硫原油的比例将逐年增大，进口中东原油所占比例将由2000年的536、2001年的56.2上升到2010年的95。 我国蒸馏装置规模较小，大部分装置处理能力为2.5Mt/a，仅有几套装置的加工能力超国4.5Mt/a。我国蒸馏装置的总体技术水平与国外水平相比，在处理能力、产品质量和拨出率方面存在较大的差距。最近几年，随着我国炼油工业的发展，为缩短与世界先进炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展，陆续建成了镇海、高桥8Mt/a及西太平洋10Mt/a等大型化的蒸馏装置等，其中高桥为润滑油型大型蒸馏装置，拟建的大型蒸馏装置也基本为燃料型。 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25。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发挥及中质润滑油馏分的残碳、颜色和安定性等方面存在差距较大。第二章：设计方案的选择和论证 设计一套年处理量为560万吨阿曼原油加工装置，由于原料中轻组分不多，所以原油蒸馏装置采用二段汽化，设计常压塔，减压塔。设计中采用水蒸气汽提方式, 并确定汽提水蒸汽用量;由于浮阀塔操作弹性大，本设计采用浮阀塔。 原油蒸馏在炼油厂是原油首先要通过的加工装置。一般包括预处理系统（原油电脱盐）、常压分馏系统、减压分馏系统、注剂系统、轻烃回收系统（加工轻质原油且达到经济规模时一般设置轻烃回收系统）等。常压蒸馏就是在常压下对原油进行加热、气化、分馏和冷凝。如此得到各种不同沸点范围的石油馏分。常减压蒸馏是指在常压和减压条件下，根据原油中各组分的沸点不同，把原油“切割”成不同馏分的工艺过程。 阿曼原油属于含硫石蜡-中间基原油。 煤油具有相当好的挥发性能，比较高的闪点，适宜的粘度等特性，是一种优良的有机溶剂，有着广泛的应用前景，但是，直馏煤油和一般的加氢煤油芳烃含量都较量，氮的非烃化合物也很多，致使在使用过程中，不仅使人感到有不舒服的臭味，还对人体有害。 在应用上，煤油馏分除用作喷气燃料、特种溶剂油、灯用煤油以外，还有很大一部分作为铝轧油基础油使用。由于铝轧制在冷却、润滑和改善铝制品表面光洁度等方面都极其重要的作用，因此，随着铝加工业的迅猛发展，铝轧制油的用量越来越大。铝轧制油除应用具有馏分范围窄、饱和烃含量高、闪点高的特点外，还要求具有较低的硫含量和芳烃含量。煤油加氢工艺是生产高档铝轧制油最有效的工艺手段，该工艺主要是对其进行深度脱硫、脱氮和脱芳烃。采用加氢法生产无味煤油、铝轧制油，有着其它方法无法比拟的优点。首先是产品质量好，收率高，其中产品芳烃含量小于0.1%；其次是不产生酸渣、碱渣等污染物，属于环境友好工艺。 特种油品精馏与一般的炼油装置不同，馏分窄分馏精度要求高，产品的种类繁多，生产操作完全由市场决定，操作灵活要求非常高，根据产品方案要求，分馏部分采用双分馏塔多侧线抽出，其中第二分馏塔为减压操作，满足不同产品分割及质量要求。 由于装置规模较小，在保证安全平衡生产的前提下，尽量简化工艺流程和自动控制系统，以节省工程投资。 反应部分采用冷高压分离流程。 分馏部分设置两台分馏塔，其中第二分馏塔为减压操作，两台分馏塔产品侧线抽出及塔底均设重沸器，塔内装填高效规整填料，确保分馏精度。设置热载体回执系统，热载体作为塔底重沸器热源第三章：工艺流程设计 3.1工艺流程 1、原油换热系统 在电脱盐罐内1200024000伏高压交流电所产生的电场力和破乳化剂的作用下，微小的水滴聚集成大水滴沉降下来与原油分离，因原油中的盐份绝大部分溶于水中，故脱水包括了脱盐。原油从电脱盐罐出来后，进料继续与油品换热进入常压塔。 2、初馏系统 被加热到220230的原油进入初馏塔的汽化段后，分为汽液两相，汽相进入精馏段，液相进入提馏段。初顶油气从塔顶出来，分为四路进入冷凝器，冷凝冷却到3040进入容器。冷凝油经泵后部分打回初馏塔做冷回流，另一部分做重整料或汽油出装置;未冷凝的气体去加热炉烧或气炬放空。冷凝水部分用泵注入挥发线，另一部分排入下水道或气提车间。初顶循环回流油从初馏塔集油箱提出，由泵送去换热器与脱前原油换热后发话初馏塔。初侧线从初馏塔集油箱抽出经泵送入到常压塔。从初馏塔底出来的拔头油由泵抽出，分两路与高温油品换热，换热到300左右再合并分四路进入常压炉进行加热，加热到346或350进入常压塔。 3、常压系统 从常压炉加热出来的油进入初馏塔汽化段后，汽相进入精馏段，在精馏段分离切割出五个产品，液相进入提馏段，在塔底液面上方吹入过热蒸汽作汽提用。常顶油汽、水蒸汽从塔顶挥发线出来，（在挥发线依次注有氨水，缓蚀剂和碱性水），先分八路进入空冷器冷却到6075后，再分两路冷却到4045，冷后合并进入容罐作油、水、汽分离。分离出来的冷凝水部份用泵注入挥发线，另一部份排入碱性水道或经泵送北汽提装置，瓦斯从容器顶出来经水封罐脱油脱水后去加热炉烧或明放空或去火炬线放空，或去三蒸馏尾气系统。常顶汽油由泵抽出，部份打回初馏塔顶作冷回流，部份经混合柱碱洗进入容沉降罐分离碱渣后出装置或经脱砷后出装置。 4、减压系统 从减压炉加热出来的油（约385395）进入减压塔，在塔内91-97Kpa真空度下进行减压分馏。减压塔顶油汽、水蒸汽由挥发线引出，分8支路进入4组间冷凝器冷却，冷凝油水流入容器进行油水分离，未冷凝油汽被一级蒸汽真空泵抽送入2组间冷器冷却，冷凝液进入容器，未冷凝气被二级蒸汽真空泵抽送入冷却，冷凝液进入容器。设计中采用水蒸气汽提方式，并确定汽提水蒸气的用量；由于浮阀塔操作弹性大，本设计采用浮阀塔。 3.2 塔器结构 本装置的主要塔器包括脱盐罐、初馏塔、常压塔、汽提塔、减压炉、减压塔等。 根据设计要求和实际情况，采用板式塔。各种板式塔有关结构性能比较如下表：塔板优点缺点泡罩塔板不容易发生漏液现象，有较好的操作弹性，对脏物不敏感结构复杂造价高，塔板压降大，雾末夹带现象严重塔板效率均匀筛板结构简单，造价低，气体，压降小操作弹性地，筛孔小，易堵塞浮阀塔板生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降小，结构简单，造价低不宜处理易结焦，或黏度大喷射型塔板开孔率较大，可采用较高的空塔气速，生产能力大，塔板效率高操作弹性大，气相夹带 由上表比较可知，应选择浮阀塔板作为本次设计所需的塔板。 3.3 环保措施 环保措施主要包括：废气处理、废水处理、噪声防护。 废气处理：主要措施有加热炉烟气、无组织排放废气、停工排放废气，另外，蒸馏装置通常设“三顶”瓦斯回收系统，将初顶、常减顶不凝气引入加热炉作为燃料烧掉或回收，这样对节能、安全、环保均有利。 废水处理：主要措施有电脱盐排水、塔顶油水分离器排水、机泵冷却水、装置其他排水等。 装置其他排水包括： 1、油品采样。该装置有汽油、煤油、柴油等油品采样口用于采集样品进行质量检测。一般在油品采样前，都要放掉部分油品，以便将采样滞留在管线中的油置换掉。这部分油品会污染排水。 2、设备如拆卸油泵、换热器等，需将设备内的存油放掉进入系统。如果能在拆卸设备处，设专线将油抽至污油回收系统(或罐)，可以减少污染。 3、地面冲洗原油泵、热油泵、控制阀等部位所在地面最易遭受污染。一般不允许用水冲洗的地面，通常用浸有少量煤油的棉纱插去油污。 4、各种废水排出装置进入全厂含油废水系统之前，要设置计量井，并制定排水定额。对控制排放废水的污染较为有效。 噪声防护：在生产装置，噪声的主要来源是：流体振动所产生的噪声。如流体被节流后发出的噪声(尤其是调节阀节流造成的)、火焰燃烧所造成的气体振动等。机械噪声。指各种运转设备所产生的噪声。电磁噪声。指由电机、脱盐变压器等因磁场作用引起振动所产生的噪声。 加热炉噪声的防治一般有下列几种方法，可根据不同情况选用。 (1)采用低噪声喷嘴。 (2)喷嘴及风门等进风口处采用消声罩。 (3)结合预热空气系统，采用强制进风消声罩。 (4)炉底设隔声围墙。 电机噪声的防治一般有： (1)安装消声罩。一般应选用低噪声电机，若噪声不符合要求时，可加设隔声罩(安装全部隔声罩或局部隔声罩。) (2)改善冷却风扇结构、角度。 (3)大电机可拆除风扇，用主风机设置旁路引风冷却电机。 空冷器噪声的防治一般可选用以下几种方法： (1)设隔声墙，以减少对受声方向的辐射。 (2)加吸声屏，可设立式和横式吸声屏。 (3)加隔声罩。 (4)用新型低噪声风机。第4章 ：工艺设计计算 4.1 产品收率及物料平衡 4.1.1、产品收率 阿曼原油，= 0.8552；特性因数 K=12.2 含硫石蜡-中间基原油 根据原料油性质及产品方案收集下表得出收率： 表1 阿曼原油实沸点蒸馏数据序馏分范围馏 出, %序馏分范围馏 出, %序馏分范围馏 出, %号重累计号重体号重体1IBP-601.451.459200-2202.8522.1017360-3952.9645.39260-802.063.5210220-2301.3323.4318395-4256.6051.99380-1002.245.7611230-2502.2825.7119425-4402.8754.864100-1202.288.0212250-2753.5129.2220440-4603.4858.345120-1453.8411.8513275-3003.5132.7321460-4803.0961.436145-1602.0013.8614300-3203.4236.1522480-5002.6964.127160-1802.8716.7715320-3403.2839.4323500-5202.4866.608180-2002.5119.2516340-3603.0042.4324520-5402.9369.5325540+30.47100 表2 原油平衡蒸馏数据累计馏出, (体)初馏点10203040506070平衡蒸发温度, 125.1 182.8 233.7 287.9 336.9 387.9 433.6 482.8 表3 产品产率及其性质产 品沸点范围产 率相对密度恩 氏 蒸 馏 数 据, 名 称%(重)初10%30%50%70%90%终初顶油9.760.7011-627487104117132常顶油初1303.930.71413080108115127138147航空煤油13023013.090.7842147167183200219244264轻柴 油23032016.100.8205228260278292306330349重柴 油3203503.810.8452244297333345356381402常四线3504204.720.8624295313366398408434497重 油42048.590.9201 4.1.2、物料平衡 阿曼原油，= 0.8552；特性因数 K=12.2 含硫石蜡-中间基原油 。 规模原油处理量560万吨/年。按年开工8000小时计，即处理量为700000kg/h。根据表3产率及相对密度，可以得出相应的体积分数，以初顶油为例： 同理可以得出下表：表4 物料平衡油品产率%处理量或产量质量体积104 t/Yt/hKg/hK mol/hm3/h原油100100560700700000-818.522产品初顶油9.7613.92154.65668.3268320719.15897.447常顶油3.935.50322.00827.5127510252.38538.524航空煤油13.0916.69273.30491.6391630602.829116.845轻柴油16.119.62290.16112.7112700514.612137.355重柴油3.814.50821.33626.6726670100.64231.555常四线4.725.47326.43233.0433040102.92838.312重油48.5952.809272.104340.13340130-369.666 4.2 各油品性质 根据资料查找，列出下列有关各油品性质： 4.2.1、体积平均沸点t体初顶油 t体=88.8同理可得：常顶油 t体=113.6航空煤油 t体=202.6轻柴油 t体=293.2重柴油 t体=342.4常四线 t体=383.8 4.2.2、恩氏蒸馏90%10%斜率初顶油90%10%斜率=（117-62）/80=0.6875(/%)同理可得：常顶油90%10%斜率=0.725(/%)航空煤油90%10%斜率=0.9625/%)轻柴油90%10%斜率=0.875(/%) 重柴油90%10%斜率=1.05(/%) 常四线90%10%斜率=1.51(/%)= 4.2.3、立方平均沸点由工艺计算图表查得初顶油：校正值为-1.9C t体=88.2-1.9=86.9C 常顶油：校正值为-1.8C t体=113.6-1.8=111.8C 航空煤油：校正值为-2C t体=202.6-2=200.6C 轻柴油：校正值为-2C t体=293.2-2=291.2C 重柴油：校正值为-1.7C t体=342.4-1.7=340.7C 常四线：校正值为-2C t体=383.8-2=381.8C 4.2.4、中平均沸点由工艺计算图表查得初顶油：校正值为-4C t中=88.8-4=84.8C 常顶油：校正值为-4C t中=113.6-4=109.6C 航空煤油：校正值为-5.2C t中=202.6-5.2=197.4C 轻柴油：校正值为-4C t中=293.4-4=289.2C 重柴油：校正值为-4.8C t中=342.4-4.8=337.6C 常四油：校正值为-7.6C t中=383.8-7.6=376.2C 4.2.5、特性因数K 依相对密度与中平均沸点查工艺计算图表可得： 初顶油：K=11.5 常顶油：K=11.6航空煤油：K=11.1轻柴油：K=11重柴油：K=10.94常四线：K=10.89 4.2.6、相对分子质量： 依相对密度与中平均沸点查工艺计算图表可得 初顶油： M=95 常顶油：M=109航空煤油：M=152轻柴油：M=219重柴油：M=265常四线：M=321 由相关数据绘出以下表：表5 原油和产品的有关性质参数油品名称密度比重指数特性因数分子量平衡蒸发温度临界参数焦点参数0%100%温度C压力M pa温度CM pa初顶油0.70168.89611.59594.62563.013125.3273常顶油0.714265.24611.610958.8117.62792.893334.7421航空煤油0.78447.93111.1152169.2222.93782.194233.163轻柴油0.820640.01511219269323.84601.64902.1852重柴油0.84535.10710.94265277.5382.25021.345301.8145常四线0.862331.80010.89321301.2469.85361.25661.4545重油0.9221.671 4.3 汽提方式及汽提蒸汽用量 汽提水蒸汽采用过热水蒸汽: 370, 0.4MPa(表)。 侧线产品及塔底重油都用过热水蒸汽汽提,使用的是温度370，压力0.4MPa的过热水蒸汽。汽提水蒸汽用量与需要汽提出来的轻组分含量有关。参考石油炼制工程图6-49和表6-16。得出下表：表6 汽提水蒸汽用量油品质量分数（对油）%气提水蒸汽所用量Kg/hK m o l/h一线煤油32748.9152.72二线轻柴油3 3381187.83三线重柴油3800.144.45常四线3991.255.07重油310203.9566.88合计18125.11006.95 4.4 塔板型式及各塔段的塔板数 原油常压塔选用浮阀塔板 参照石油炼制工程表6-10和表6-11选定塔板数如下：汽油煤油段10层重柴油气化段6层煤油轻柴油段9层常四线6层轻柴油重柴油段6层塔底气提段5层全塔塔板数总计为48层 其中塔板循环回流3块，采用两个中段回流，每个中段回流用3层换热塔板。 4.5 精馏塔草图以下精馏塔草图，包括进料，精馏段、提馏段、中段回流等。 4.6 确定塔内各部分的压力和加热炉出口压力 取塔顶产品罐压力为：0.13Mpa塔顶采用两级冷凝冷却流程图。取塔顶空冷器压力降为0.01Mpa，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取0.0171Mpa。塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.157（M pa）（绝对）取每层浮阀塔板平均压降为0.5kpa（4mmHg），则推算得常压塔各关键部位的压力如下（单位M pa）：1. 塔顶压力0.157；2. 一线抽出板（第10层）上压力0.1623. 二线抽出板（第19层）上压力0.16654. 三线抽出板（第25层）上压力0.1705. 四线抽出板（第31层）上压力0.1736. 气化段压力（第42层下）0.1787. 取转油线压降为0.035Mpa，则加热炉出口压力=0.178+0.035=0.213（M pa） 4.7 决定进料过汽化度及计算汽化段温度 4.7.1、汽化段中进料的汽化率与过汽化率 取过汽化率为进料的2%（质量分数）或2.03%（体积分数），即过汽化量为 700000*2%=14000Kg/h 要求进料在汽化段中的汽化率e F（体积分数）为： E F=（3.93%+13.09%+16.10%+3.81%+2.03%）=38.96%4.7.2、常压塔的计算草图 4.7.3、汽化段油气分压 汽化段中各物料的流量如下：常顶油252.385Kmol/h常四线102.928Kmol/h航空煤油602.829Kmol/h过汽化油48.332Kmol/h轻柴油514.612Kmol/h油气量合计1621.728Kmol/h重柴油100.642Kmol/h其中过化汽的相对分子质量取300。还有水蒸气257mol/h（塔底汽提）由此计算得汽化段的油汽分压为：0.178x1621.728/(1621.728+257)=0.154(M pa) 4.7.4、汽化段温度的初步求定 汽化段温度应该是在汽化段油气分压0.154(M pa)之下汽化38.96%的温度，为此需要做出在0.154(M pa)下的原油平衡汽化曲线： 1-原油在常压下的实沸点蒸馏曲线；2-原油的常压平衡汽化曲线；3-汽化段油汽分压下原油的平衡汽化曲线；4-常压炉出口压力原油的平衡汽化曲线 。 由图可得原油在常压下的实沸点曲线与平衡汽化曲线的交点为308C，将此点温度308C换算为0.154Mpa下的温度，得350C。从该点作垂直于横坐标的直线，在直线上找到350C的之点，过此点作平行于原油平衡汽化曲线的曲线3，即为原油在0.154Mpa下的平衡汽化曲线。 由曲线4可以查的38.96%（体积分数）时的温度为408C,此即欲求的汽化段温度t F。此t F是由平衡关系求得还需要对他进行校核。 4.7.5、t F的校核 校核的主要目的是看t F要求的加热炉出口温度是否合理。校核的方法是作绝热闪蒸过程的平衡计算以求得炉出口温度。 当汽化率e F=38.96%，t F=408C时，进料在汽化段中焓h F的计算如下表：表7 进料带入汽化段的热量QF（p=0.178Mpa，t=408C）油料焓，k J/kg热量，KJ/h气相液相常顶油117831828087.5航空煤油108197283243.75轻柴油1063117660812.5重柴油104227293887.5常四线（汽）103118586639.12常四线（液）99814393377.56过汽化油934135566784.15重油947327854998.6合计634901046.68 H F=634901046.68/700000=907.001（KJ/Kg） 再求出原油在加热炉出口条件下的焓值h0。按前述方法做出原油在炉出口压力0.213Mpa之下的平衡汽化曲线。在这里忽略了原油中所含的水分，若原油含水，则应当作炉出口处油气分压下的平衡汽化曲线。因考虑到生产航空没有，限定炉出口温度不超过360C。由曲线3可以读出在360C时的汽化率e0为37.5%(体积分数)。据此可以算出进料在炉出口条件下的焓值h0，如下表所示：表8 进料在炉出口处携带的热量（p=0.213Mpa，t=360C）油料焓，KJ/Kg热量，KJ/h气相液相常顶油112334785623.0航空煤油1164111463348.5轻柴油1157134237815.15重柴油112631201546.45常四线（汽）112916051846.2常四线（液）93518663748.14过化汽油94513864512.2重油934307576952.3合计671215689.94 h0=671215689.94/700000=958.88（KJ/Kg） 校核结果表名h0h F,所以在设计的汽化段温度408C之下,既能保证所需的拔出率(体积分数38.96%)，炉口温度也不至于超过允许限度。 4.8 确定塔底温度 取塔底温度比汽化段温度低7C，即： 408-7=401C。 4.9 作全塔热平衡及算出全塔回流热、选定回流方式、中段回流数量和位置、分配回流热 4.9.1、假设塔顶及各侧线温度 参考同类装置的经验数据，假设塔顶及侧线温度如下：塔顶温度118C煤油抽出板温度180C轻柴油抽出板温度279C重柴油抽出板温度320C常四线389C 4.9.2全塔回流热按照上述条件做出全塔热平衡表：表9 全塔热平衡物料流量kg/h密度g/cm3操作条件焓，KJ/Kg热量，KJ/h温度C压力M pa气相液相入方进料70