【原油加工常压塔的工艺设计计算案例11000字】

原油加工常压塔的工艺设计计算案例原油加工常压塔的工艺设计计算案例 2 2 2 2 2 2 21.2汽提水蒸气用量 3(1)二线轻柴油：质量分数(对油)为3% 3(2)三线重柴油：质量分数(对油)为2.8% 3(3)重油：质量分数(对油)为2% 31.3塔板型式和塔板数 41.4常压塔计算草图的绘制 41.5操作压力 61.6汽化段温度 6(1)汽化段中的进料的汽化率与过汽化度 6(2)汽化段中的油气分压 6(3)汽化段温度的初步求定 7 1.7塔底温度 1.8塔顶与侧线温度的假设与回流热分配 (1)假设塔顶及各侧线温度 (2)全塔回流热 (3)回流方式及回流热分配 (1)重柴油抽出板(第27层)温度 (2)轻柴油抽出板(第17层)温度 (3)航煤抽出板(第9层)温度 (4)塔顶温度 1.10全塔气液相负荷 231.10.1回流量 1.10.2需要计算的塔板 1.10.3塔板气液相负荷的计算 1.10.4全塔气液相负荷数据汇总 在常压塔中，进料初底油的体积分率为100%,质量分率为100%,由表4-15和表4-16得：处理量为457000kg/h,相对分子质量M为310。相对分子质量M为115,产量为457000×4.56%=20839.2kg/h在常压塔中，航煤的体积产率为10.93/91×相对分子质量M为167,产量为457000×11.19%=51138.3kg/h在常压塔中，轻柴油的体积产率为11.74/91×100%=12.90v%,质量产率为相对分子质量M为231,产量为457000×12.21%=55799.7kg/h相对分子质量M为268,产量为457000×11.35%=51869.5kg/h将上述计算结果汇总于表5-1中：油品初底油产品轻柴油重柴油重油水蒸气相对分子质量M为18,即5547.1/18=308.2kmol/h油品质量分数(对油),%二线轻柴油3三线重柴油重油2一选用浮阀塔板，参考文献12lP227表6-10和表6-11选定塔板数如表5-3:考虑采用两个中段回流，每个中段回流用3层换热塔板，共6层，则全塔板数总计为35层。塔顶冷回流轻柴油汽提水蒸汽重柴油汽提水蒸汽常压渣油277353.3kg常压渣油277353.3kg/h取塔顶产品罐压力为0.135MPa,塔顶采用两级冷凝冷却流程。取塔顶空冷取每层浮阀塔板压降为0.5kPa,则推算得常压塔各关键部位的压取过汽化度为进料的2%(质量分数)或2.03%(体积分数),即过汽化量为过汽化油的相对分子质量取300汽化段中各物料的流量如表5-4:轻柴油重柴油过汽化油油气量合计0.175×953/(953+308.平衡汽化温度，℃焦点性质10%点30%点50%点70%点平衡汽化温度(℃)450550 由图5-3查得当er=44.87%(体积分数)时的温度当汽化率er=44.87%,tr=352℃时，计算进料在汽化段中的焓hF。段中为液相，查文献12P84后图3-14,在0.175MPa即1.73atm、352℃下：d2⁰=0.7684g/cm³,K=11.63d2⁰=0.7684g/cm³,K=1由tr和密度可查得密度为0.7684g/cm³,特性因数K值为11.8的气相馏分在常压、352℃下的焓值为275kcal/kg;由气相的焓对K的校正图可查得K=11.63时的校正值为1kcal/kg;由tr和密度可查得密度为0.7979g/cm³,特性因数K值为11.86的气相馏分在常压、352℃下的焓值为270kcal/kg;由气相的焓对K的校正图可查得K=11.86时的校正值为-1kcal/kg;由tr和密度可查得密度为0.8130g/cm³,特性因数K值为12.14的气相馏分在常压、352℃下的焓值为266kcal/kg;由气相的焓对K的校正图可查得K=11.86时的校正值为-1kcal/kg;由tr和密度可查得密度为0.8291g/cm³,特性因数K值为12.21的气相馏分在常压、352℃下的焓值为263kcal/kg;由气相的焓对K的校正图可查得K=12.21时的校正值为-1kcal/kg;②航煤：1130.4×51138.3=57.81×10⁶kJ/h将上述所得数据汇总于表5-7中：气相液相一一轻柴油一重柴油一过汽化油一重油一一一由表5-7,进料的焓值hr=451.15×10⁶/457000=987.2kJ/kg再求出初底油在加热炉出口条件下的焓值ho,由初底油的p-T-e相图查得初底油在炉出口压力0.21MPa下的平衡汽化数据见表5-8:温度，℃440体积收率(v%)为气相，密度为0.8130g/cm³,查得焓值为269kcal/kg气相部分：查得焓值为267kcal/kg,即267×4.1868=1117.9kJ/kg液相部分：查得焓值为232kcal/kg,即232×4.1868=971.3kJ/kg为气相，密度为0.9059g/cm³,查得焓值为218kcal/kg②航煤：1138.8×51138.3=58.⑤重油：912.7×277353.3=253.14×10⁶kJ/h将上述所得数据列在表格5-9中：气相液相轻柴油重柴油重油由表5-9,进料在炉出口条件下的焓值为：ho=451.07×10⁶/457000=991.8k参考同类装置的经验数据，假设塔顶及各侧线温度如下表5-10:塔顶温度航煤抽出板(第9层)温度轻柴油抽出板(第17层)温度重柴油抽出板(第27层)温度按表5-10中假设的温度条件作全塔热平衡(后续过程类似，不再详细描述)①进料：进料为初底油，密度0.8891g/cm³,温度352℃。由表5-7可得，进料初底油的热量为451.15×10⁶kg/h。由t和密度查得：密度为0.7684g/cm³,特性因数K为11.8的气相馏分在常压、140℃时的焓值为153kcal/kg。由气相的焓对K的校正图可查得K=11.63时的校为200℃,查文献12lP84后图3-14得：时的焓值为120kcal/kg。由液相的焓对K的校正图可查得K=11.86时的校正因子为1.005,故校正后在200℃下的焓值为120×1.005=120.6kcal/kg,度为265℃,查文献12lP84后图3-14得：时的焓值为164kcal/kg。由液相的焓对K的校正图可查得K=12.14时的校正因子为1.018,故校正后在265℃下的焓值为164×1.018=167.0kcal/kg,时的焓值为198kcal/kg。由液相的焓对K的校正图可查得K=12.21时的校正因子为1.021,故校正后在315℃下的焓值为198×1.021=202.2kcal/时的焓值为208kcal/kg。由液相的焓对K的校正图可查得K=12.5时的校正因子为1.040,故校正后在344℃下的焓值为208×1.040=216.3kcal/水蒸气从塔顶馏出，压力为0.16MPa,温度140℃,查文献[12lP84后图3-14流量密度(20℃)压力，MPa温度，℃气相液相热量一一再沸器供热一一一一一汽提水蒸气一一一一—一出方一一轻柴油一重柴油一重油一汽提水蒸汽一一一一一一一(3)回流方式及回流热分配第一个位于航煤侧线和轻柴油侧线之间(第11~13层),第二个位于轻柴油侧线和重柴油侧线之间(第20~22层)。回流热分配见表5-12:回流回流取热分配取热量，×10⁶KJ/h流量密度(20℃)气相液相温度，℃一一一一方内回流L一462547.1+L一一一一一一一轻柴油一出重柴油一方重油一汽提水蒸汽一内回流L一462547.1+L一一一一一重整料：20839.2kg/h航煤：51138.3kg/h汽提蒸汽469.32×10⁶+824.4L=443.48×10⁶+0%点50%点70%点0.1密度(20℃)气相kJ/kg液相热量温度，℃一入汽提水蒸气一方内回流L一一一一一一一一轻柴油一一重油一方汽提水蒸汽一内回流L一一一一一一一一一一一重柴油51869.5kg/h汽提蒸汽474.07×10⁶+638.1L=441.91×10⁶得内回流L=107439.9kg/h,M=220对应的0%点温度。0%点100%点250300350平衡汽化温度(℃)流量密度(20℃)气相液相℃一一汽提水蒸气一一再沸器供热一一一一一一内回流L一一一一一一一煤油一轻柴油重柴油重油一汽提水蒸汽一内回流L一一一一一一一一一一一一一一一一汽提蒸汽90%点0%点(0%点(MPa)200由图5-10得，在0.0959MPa下煤油的泡点温度为199.9℃,与原假设的2塔顶冷回流温度tb=60℃,其焓值为159.1kJ/kg由之前的重整料p-T-e相图查得，在油气分压0.1055MPa下的露点温度为140.2℃,与假设的140℃相近，故原假设温度正确。度140℃,故在塔顶水蒸气处于过热状态，不会冷凝。密度取0.7200g/cm³,相对分子质量为115,抽出温度及塔顶温度140℃,返塔温度即为塔顶冷回流温度60℃,由上可知，抽出温度的焓值为649.0kJ/kg,返中段回流进出口温差取100℃,则返塔温度230-100=130℃,中段回流进出口均中段回流进出口温差取100℃,则返塔温度290-100=190℃,中段回流进出口均密度(20℃)相对分子温度，℃流率抽出返塔抽出返塔塔顶回流取热第一中段回流取热第二中段回流取热式来校正密度：pt=P20-γ(t-20)(1)作第35块板的气液相负荷第35块板的液相负荷近似等于常压重油的流量277353.3kg/h,而气相负荷V=nRT/P=308.2×8.314×(344+273.15)/175=903(2)作第30块板的气液相负荷p20=0.9059g/cm³,t=335℃之后不作详写)度352℃,压力0.186MPa,热量为451.0.1745MPa,温度330℃,焓值由文献[12P84后图3-14查得，为液相，焓值为温度335℃,为气相，焓值248kcal/kg,K的校正：1kcal/kg,压力校正：1kcal/kg流量密度(20℃)焓值，kJ/kg气相液相热量温度，℃一一方内回流L462547.1+L一一一一一轻柴油一一方重油一汽提水蒸汽一一内回流L一得L=70071.5kg/h,M=285Pt=p20-γ(t-20)=0.8695-0.00065×(330-20)=0.668g/cm³即668kg/m³(3)作第27块板的气液相负荷Pt=p20-γ(t-20)=0.8260-0.0007×(309-20)=0.6237g/cm³即623.7kg/m³气相：V=nRT/P=1540.2×8.314×(3流量密度(20℃)气相液相热量温度，℃一—入汽提水蒸气一方内回流L一一一一一一方重柴油一重油一汽提水蒸汽一一Pt=P20-γ(t-20)=0.8227-0.0007×(288-20)=0.635g/cm³即635kg/m³气相n=181.2+306.2+241.6+573.2+(27-23)/(27-17)×流量密度(20℃)气相液相热量℃入方一一汽提水蒸气一一内回流L一一一一一一一出方一一轻柴油一重柴油一重油一汽提水蒸汽一一内回流L一一一一一一pt=p20-γ(t-20)=0.8211-0.00071×(283-20)=0.634g/cm³即634kg/m³气相n=181.2+306.2+241.6+578.9+(27-22)/(27-17)×(6)作第20块板的气液相负荷p20=0.8178g/cm³,t=280℃,M=244,P=0.1流量密度(20℃)气相液相热量温度，℃一入汽提水蒸气一一方内回流L一一一一一一一一轻柴油一重柴油一一方汽提水蒸汽一内回流L一一一一一一一一一一一一Pt=p20-γ(t-20)=0.8178-0.00071×(271-20)=0.640g/cm³即640kg/m³气相n=181.2+306.2+241.6+221.1+(27-20)/(27-17)×流量密度(20℃)气相液相热量温度，℃一一入汽提水蒸气一一方内回流L一一一一一一一一轻柴油一重柴油一一方汽提水蒸汽一内回流L一一一一一一一一一一一一Pt=p20-γ(t-20)=0.8120-0.00072×(264-20)=0.636g/cm³即636kg/m³气相n=181.2+306.2+241.6+264.3+(27-18)/(27-17)×(8)作第17块板的气液相负荷pt=p20-γ(t-20)=0.8100-0.00072×(247-20)=0.647g/cm³即647kg/m³流量密度(20℃)操作条件g/cm³压力，MPa温度，℃气相液相热量一入汽提水蒸气一一方内回流L一一一一一一一一轻柴油一重柴油一一方汽提水蒸汽一内回流L一一一一一一一一一一一一液相：p20=0.8080g/cm³,t=242℃,查石油密度Pt=p20-γ(t-20)=0.8080-0.00072×(242-20)=0.648g/cm³即648kg/m³流量密度(20℃)气相kJ/kg液相热量℃一汽提水蒸气一一内回流L一一一一一一出方一一轻柴油一重柴油一重油一汽提水蒸汽一内回流L一一一一一一一一一一一一Pt=p20-γ(t-20)=0.8047-0.00073×(237-20)=0.646g/cm³即646kg/m³流量密度(20℃)气相kJ/kg液相热量℃一汽提水蒸气一一内回流L一一一一一一一一一轻柴油一重柴油一重油一汽提水蒸汽一内回流L一一一一一一一一一一一一一Pt=p20-γ(t-20)=0.8030-0.流量密度(20℃)气相液相热量℃一汽提水蒸气一一内回流L一一一一一一一一轻柴油一重柴油一重