【《澳大利亚库帕原油初馏塔工艺计算案例》2500字】

共页第28页澳大利亚库帕原油初馏塔工艺计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u14785澳大利亚库帕原油初馏塔工艺计算案例 1103441.1操作压力 1135541.2操作温度 2121671.3计算草图 387311.4油品性质计算 468041.4.1初底油的恩氏蒸馏曲线 469081.4.2初底油的平衡汽化曲线 533211.4.3初底油的平均温度 629061.4.4初底油的d15.615.6、比重指数API°、分子量M、特性因数K 7187821.4.5初底油的临界性质 73291.4.6初底油的焦点性质 7274781.4.7初馏油品性质汇总 71821.5初馏塔工艺计算 9274401.5.1物料衡算 9318451.5.2全塔回流热 996091.5.3塔的尺寸计算 10265611.5.4初馏塔性质汇总 111.1操作压力根据经验值[2]，塔顶的操作压力取0.35MPa，塔顶空冷器的压降0.01MPa，使用一个壳程压降为0.020MPa的管壳式冷凝器，因此塔顶的压力为0.35+0.020+0.01=0.380MPa。由[2]每层浮阀塔压力降取0.6KPa，参考文献P227表10和表11[2]，选取21块塔板，在进料板为第17块板，则有表4-1初馏塔压力1.2操作温度（Ⅰ）汽化段温度进料量:2.5×由经验值[2]，初馏塔的过汽化量为6250kg/h（取过汽化度的质量分数为进料的2%）。取过汽化油密度为0.7837g/cm3，过汽化度的体积分数V%=进料在汽化段中的汽化率eFe作出原油的P-T-e图，如图4-1所示。图4-1原油的P-T-e相图由图4-1，在0.390MPa（3.85atm）下原油的平衡汽化数据见下表。表4-2原油的平衡汽化数据（汽化段压力下）体积收率10%30%50%7090%温度，℃112.1181.4227.5278.8338.5再作出汽化段压力下的平衡汽化曲线，如下图所示。图1.2原油的平衡汽化曲线（汽化段压力下）由上图查得汽化段温度tF即为e（Ⅱ）塔顶温度初顶油露点温度为93.5℃。由文献P215图6-1-17[1]，初顶油在油气分压为0.380MPa（3.75atm）下的露点温度为82.4℃。则塔顶温度在有不凝气存在的情况下为82.4×97%=79.9℃。（Ⅲ）塔底温度由经验值[2]，取塔底温度比进料低8℃，则塔底温度为166.2-（Ⅳ）塔顶回流温度塔顶选用一级冷凝冷却，塔顶回流温度定为40℃。1.3计算草图如下图所示。图4-3初馏塔计算草图1.4油品性质计算1.4.1初底油的恩氏蒸馏曲线初底油的实沸点蒸馏数据如下，馏出体积分数，ψ%01030507090100初底油馏出温度，℃130175236296361459假设实沸点蒸馏与恩氏蒸馏50%点的温度差值为13.8℃，由图3-2-2[1]查得恩式蒸馏50%点的温度为282.2℃。则实沸点蒸馏50%点为282.2+13.8=296℃，假设正确。即恩氏蒸馏50%点为282.2℃。由图3-2-1[1]查得恩氏蒸馏曲线各段温差：表4-3恩氏蒸馏曲线温差由恩氏蒸馏50%点温度（282.2℃）计算其他点的恩氏蒸馏温度有：0%点=182.1-28.1=151.0℃10%点=231.3-49.2=182.1℃30%点=282.2-50.9=231.3℃70%点=282.2+58.7=340.9℃90%点=340.9+92.2=433.1℃1.4.2初底油的平衡汽化曲线初底油的常压实沸点蒸馏数据见下表，馏出体积分数，ψ%01030507090100初底油馏出温度，℃130175236296361459实沸点蒸馏30%点-10%点=61℃，50%点温度296℃，由图3-2-6[1]查得实沸点蒸馏50%点与平衡汽化50%点之差值为-10.6℃。所以，平衡汽化50%点为296-10.6=285.4℃。由图3-2-5[1]可以查得平衡汽化曲线的各段温差如下：表4-4平衡汽化曲线温差由平衡汽化50%点（285.4℃）计算得其他点的平衡汽化温度有，0%点=218.5-13.0=205.5℃10%点=252.0-33.5=218.5℃30%点=285.4-33.4=252.0℃70%点=285.4+40.0=325.4℃90%点=325.4+62.7=388.1℃1.4.3初底油的平均温度产品恩氏蒸馏数据℃0%10%30%50%70%90%100%初底油151.0182.1231.3282.2340.9433.1（1）体积平均沸点tv（℃）；tv=（t10%+t30%+t50%+t70%+t90%）/5=（182.1+231.3+282.2+340.9+433.1）/5=293.92℃（2）恩氏蒸馏曲线10%~90%的斜率S（℃/%）；S=t90-t10/（90-10）=（433.1-182.1）/80=3.1375℃/%（3）质量平均沸点tw（℃）tw=tv+exp（-3.64991-0.027060tv0.6667+5.16388S0.25）=293.92+exp（-3.64991-0.027060293.920.6667+5.163883.13750.25）=301.51（4）实分子平均沸点tm（℃）tm=tv-exp（-1.15158-0.011810tv0.6667+3.70684S0.3333）=293.92-exp（-1.15158-0.011810293.920.6667+3.706843.13750.3333）=251.28（5）立方平均沸点tcu（℃）tcu=tv-exp（-0.82368-0.089970tv0.45+2.45679S0.45）=293.92-exp（-0.82368-0.089970293.920.45+2.456793.13750.45）=285.54（6）中平均沸点tMe（℃）tMe=tv-exp（-1.53181-0.012800tv0.6667）+3.64678S0.3333）=293.92-exp（-1.53181-0.012800293.920.6667+3.646783.13750.3333）=268.371.4.4初底油的d15.615.6、比重指数API°、分子量M、特性因数K由初底油d420则初底油d比重指数API°=由API°=41.04，tMe=268.37℃=515.07℉，查图2-2-1分子量M=222.00特性因数K=12.091.4.5初底油的临界性质（1）真临界温度tc、假临界温度由d15.615.6=0.8201g/cm3，ttc=875℉（2）求真临界压力pc、假临界压力由d15.615.p由tctcp1.4.6初底油的焦点性质（1）焦点温度t由tv=293.92℃，S=3.1375℃tt（2）焦点压力p由tv=293.92℃，S=3.1375℃pp1.4.7初馏油品性质汇总表4-5油品性质（表1）油品恩氏蒸馏温度，℃0%10%30%50%70%90%100%初顶油33.640.156.078.993.2108.2122.0初底油151.0182.1231.3282.2340.9433.1表4-6油品性质（表2）油品平衡汽化温度，℃0%10%30%50%70%90%100%初顶油53.255.363.875.882.589.593.5初底油205.5218.5252.0285.4325.4388.1表4-7油品性质（表3）项目体积平均沸点tv恩氏蒸馏10%-90%斜率S（℃/%）质量平均沸点tw实分子平均沸点tm立方平均沸点tcu中平均沸点tMe初顶油75.280.851377.5766.6972.9869.83初底油293.923.1375301.51251.28285.54268.37表4-8油品性质（表4）项目dd比重指数API°分子量M特性因数K初顶油0.71100.716066.1388.0011.91初底油0.81560.820141.04222.0012.09表4-9油品性质（表5）项目临界温度/℃临界压力/atm焦点温度t0焦点压力p0实沸点蒸馏温度真t假t真p假p0%100%初顶油253.33242.7846.4131.36327.6377.814135初底油468.33431.6728.5816.94516.3338.881301.5初馏塔工艺计算1.5.1物料衡算表4-10初馏塔物料衡算表油品收率处理量/产量V%m%104t/at/dkg/h原油100.0100.02507500312500初顶油23.020.050150062500初底油77.080.020060002500001.5.2全塔回流热表4-11汽化段的热量（P=0.390MPa，T=166.2℃）油品流量，kg/h密度（20℃）g/cm3焓，kcal/kg热量×106kcal/h气相液相初顶油625000.7110173.810.86过汽化油62500.7837165.31.03初底油2437500.815698.223.94总计31250035.83表4-12全塔回流热物料流量kg/h密度20℃g/cm3操作条件焓,kcal/kg热量×106kcal/h压力,MPa温度,℃气相液相入方原油3125000.78490.390166.235.83出方初顶油625000.71100.38079.9132.58.28初底油2500000.81560.393158.293.223.30合计31250031.58全塔回流热Q=（入方-出方）=(35.83-31.58)×106=1.25×106kcal/h，回流热全部被塔顶回流取走。由[2]设塔顶冷回流到40℃，查得[3]初顶油的焓为27.8kcal/kg，所以回流量是L=Q入R的校核：塔板数为21，除去3层破沫网，塔顶与塔底间实际为18块板，则F=RN=0.65×18=11.7。塔顶与塔底油品的恩氏蒸馏50%点的温差为282.2-78.9=203.3℃。查文献图6-38[3]，t1.5.3塔的尺寸计算（1）塔径表4-13第2块板以下的热平衡物料流量kg/h密度20℃g/cm3操作条件焓，kcal/kg热量×106kcal/h压力MPa温度℃气相液相入方进料3125000.78490.390166.235.83内回流L0.71610.380186.953.853.8L合计312500+L35.83+53.8L出方初顶油625000.71100.380083.6133.68.35初底油2500000.81560.3930158.293.223.30内回流L0.71590.380287.6131.1131.1L合计312500+L31.65+131.1L由热平衡：35.83×106+53.8L=31.65×106+131.1L内回流L=52051.8kg/h，内回流分子量取90.00kg/kmol。有n第二块板上气相总量n=578.4+当气相负荷温度为83.6℃，气相负荷压力为0.3800MPa下，气相负荷体