1、年產(chǎn) 30 萬噸常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計目錄1 前言 22 選題背景 32.1 研究目的和意義 32.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及研究的主攻方向 43 方案論證 63.1 方案選擇 63.2 工藝原理 73.3 設(shè)計方案的確定 94 原油有關(guān)性質(zhì)參數(shù)的計算 94.1 常壓蒸餾曲線和實沸點蒸餾曲線的互換 104.2 恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與平衡汽化溫度之間的轉(zhuǎn)換 114.3 平均沸點的計算 134.4 比重系數(shù) API 。 144.5 臨界溫度和臨界壓力 154.6 焦點溫度 165 原油常壓塔的工藝計算 175.1 產(chǎn)品切割方案及有關(guān)性質(zhì) 185.2 常壓塔的物料平衡 185.3 汽提蒸汽用量 195.4 塔

2、板板型和塔板數(shù) 195.5 操作壓力的確定 205.6 精餾塔計算草圖 205.7全塔汽液相負(fù)荷分布圖 295.8浮閥數(shù)及排列方式 435.9 塔板流體力驗算 446 塔的機(jī)械設(shè)計 476.1 按設(shè)計壓力計算塔體和封頭厚度 486.2 自振周期計算 516.3 地震載荷及彎矩計算見表 516.4 風(fēng)彎矩計算 556.5 各種載荷引起的走向應(yīng)力 556.5 筒體和裙座危險截面的強度和穩(wěn)定性校核 566.6 筒體和去做水壓試驗校核 576.7 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計 596.8 基礎(chǔ)環(huán)厚度 606.9 地腳螺栓設(shè)計 606.10 常壓塔裝配圖 627 工藝流程設(shè)計 647.1工藝流程簡述 647.2工藝流程圖

3、 658 總 結(jié) 68參考文獻(xiàn) 68致 謝 錯.誤! 未定義書簽。附 錄 6530 萬噸/年常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計1 前言石油是極其復(fù)雜的化合物。原油是由揮發(fā)度不同的多種組分構(gòu)成的液體混合物 目前工業(yè)上采用的原油蒸餾技術(shù)與普通化工裝置中采用的精餾技術(shù)不同。要從原油 中提煉出多種多樣的燃料和潤滑油產(chǎn)品，基本的途徑是：將原油分割成不同沸程的 餾分，然后按油品的使用要求，除去這些餾分中的非理想成分，或者經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化形 成所需要的組分，從而獲得一系列的石油產(chǎn)品?；谶@個原因，煉油廠必須解決原 油的分割和各種石油餾分在加工、精制過程中的分離問題。蒸餾正是一種合適的手 段。它能將液體混合物按其所含組分的沸點和

4、蒸汽壓的不同而分離為輕重不同的各 種餾分16。正因為這樣，幾乎在所有的煉油廠中，原油的第一個加工裝置就是蒸餾裝置， 如常壓蒸餾等。所謂原油的一次加工，就是指原油蒸餾。借助蒸餾過程，可以將所 處理的原油按所制定的產(chǎn)品方案分割成相應(yīng)的汽油、煤油、輕重柴油及各種潤滑油 餾分等。這些半成品經(jīng)過適當(dāng)?shù)木坪驼{(diào)配便成為合格的產(chǎn)品。在蒸餾裝置中，也 可以按不同的生產(chǎn)方案，除生產(chǎn)直餾汽油、煤油、柴油餾分外，再分割出一些二次 加工過程的原料，如催化裂化原料、加氫裂解原料等等。由于經(jīng)過蒸餾取得的各種 餾分基本上不含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和其它雜質(zhì)，故隨后的精制過程比較省事，用作二次 加工的原料質(zhì)量也比較高，為原油的深度加工

5、打好基礎(chǔ) 16。本設(shè)計的目的是核算或設(shè)計出一套對石油進(jìn)行初步分離的常壓裝置。該裝置是煉油廠和許多石油化工企業(yè)的龍頭裝置。它的意義在于，通過常壓蒸餾對原油的處 理，可以按所指定的產(chǎn)品方案將原油分割得到汽油、煤油、輕柴油、重柴油餾分以 重油餾分等。可以減少渣油量，提高原油總拔出率。不僅能獲得更多的輕質(zhì)油品， 也可為二次加工、三次加工提供更多的原料油。2選題背景2.1研究目的和意義當(dāng)今全球的能源危機(jī)原油價格飚升的局面嚴(yán)重的沖擊著世界范圍煉油的石化 生產(chǎn)。我國的兩大超大型煉油和石化企業(yè)（中國石油和中國石化）不僅需要適應(yīng)這 種全球的原油市場形式也必須要應(yīng)對嚴(yán)重的政策性虧本燃油的升級換代和越來越 高的環(huán)保

6、要求等巨大的壓力節(jié)能降能提高經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)成為企業(yè)生存發(fā)展的重要 手段。常壓蒸餾作為原油的一次加工裝置在原油加工總流程中占有重要的作用近年 來常減壓蒸餾技術(shù)和管理經(jīng)驗不斷創(chuàng)新裝置節(jié)能降耗顯著產(chǎn)品質(zhì)量提高。與國外先 進(jìn)水平相比是仍存在較大的差距裝置耗能較大分餾和減壓拔出深度偏低對含硫原 油的適應(yīng)性較差等。進(jìn)一步的提高常減壓裝置的操作水平和運行水平顯得日益重要對提高煉油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也具有非常重要的意義。2.2國內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及研究的主攻方向國內(nèi)現(xiàn)狀2008年4季度全球金融動蕩可能加劇世界經(jīng)濟(jì)增速將進(jìn)一步放緩行業(yè)經(jīng)濟(jì)運行 的外部環(huán)境可能繼續(xù)惡化但石油和化工行業(yè)應(yīng)對風(fēng)險的能力明顯增強。在目前世界

7、經(jīng)濟(jì)不太好2008年前三季度我國石油和化工行業(yè)經(jīng)濟(jì)運行基本保持平穩(wěn)態(tài)勢。全 行業(yè)預(yù)計銷售收入4.9萬億元同比的情況下國際原油價格已進(jìn)入慣性下跌的軌道很 可能維持在每桶90美元或以下位置。2008年4季度中國石油和化工行業(yè)生產(chǎn)仍將 保持較為穩(wěn)定的增長態(tài)勢。全行業(yè)總產(chǎn)值增速可能減緩全年增幅在28%左右；銷售收入增長約27%；進(jìn)出口貿(mào)易將繼續(xù)保持較快的增長態(tài)勢增幅約為35%；固定資產(chǎn)投資增幅在27%左右；主要化工產(chǎn)品產(chǎn)量增幅在 5-20%之間。2008年四季度考慮到國家可能繼續(xù)加大成品油價格接軌力度預(yù)計煉油行業(yè)利 潤全年增長6%左右。如果國際油價進(jìn)入下行軌道煉油行業(yè) 10月份或能走出困境實 現(xiàn)扭虧為

8、盈。當(dāng)前只要認(rèn)真落實中央的調(diào)控政策采取積極的應(yīng)對措施我們有理由對 前景持審慎樂觀。統(tǒng)計顯示 2008年年底至2009年年初國內(nèi)將有5400余萬噸的新 建原油加工能力投產(chǎn)如已投產(chǎn)1000萬噸的中石化青島大煉化以及即將投產(chǎn)的1200萬噸的中海油惠州煉廠、中石油1000萬噸中石油欽州石化等。保守估計至少將會 形成每月200余萬噸的汽柴油新增產(chǎn)量而在正常情況下2009年國內(nèi)汽柴油消費能力不會形成每月200余萬噸的新增量。因此汽柴油供不應(yīng)求的失衡狀態(tài)將結(jié)束并可 能形成一段時期供大于求的局面。國際方面2005年以來宣布、并將在未來2至7年內(nèi)完工的160個煉油廠建設(shè)項目中如今只有 30個將繼續(xù)推進(jìn)。全球逾五

9、分之四 煉油廠建設(shè)項目面臨下馬。目前我國已成為世界第三大煉油國我國石化工業(yè)將面臨不可多得的歷史發(fā)展 機(jī)遇振興石油化工建設(shè)支柱產(chǎn)業(yè)的初步設(shè)想是：第一步到2000年原油加工能力超過2億t/a乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到500萬t/a左右基本形成支柱產(chǎn)業(yè)的框架；第二步到2010 年原油加工能力達(dá)到3億t/a以上乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到8001000萬t/a使我國石化工 業(yè)有一個更大的發(fā)展在技術(shù)上達(dá)到世界水平。經(jīng)過近半個世紀(jì)的建設(shè)和經(jīng)營特別是進(jìn)入80年代以來由于發(fā)揮了油化纖的聯(lián)合優(yōu)勢我國石化工業(yè)得到了高速發(fā)展為國民經(jīng)濟(jì)作出了巨大的貢獻(xiàn)。(1) 為市場提供了比較充足的石油和石化產(chǎn)品；(2) 取得了一批重大科技成果；(3)

10、石化科研和設(shè)計水平有很大提高。我國石化工業(yè)在生產(chǎn)和技術(shù)上雖然取得了長足的進(jìn)步但和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需 要相比和世界先進(jìn)水平相比還存在著較大的差距主要表現(xiàn)在8個方面。(1) 產(chǎn)品增長率跟不上需要；(2) 質(zhì)量品種不能適應(yīng)國內(nèi)外市場需要；(3) 加工成本高；(4) 生產(chǎn)裝置多數(shù)沒有達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模；(5) 原料適應(yīng)能力差；(6) 關(guān)鍵部件可靠性差；(7) 裝置加工能力過剩開工率較低；(8) 企業(yè)特色不鮮明產(chǎn)品雷同。國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速、健康發(fā)展對石化產(chǎn)品的需求日益增加。可以預(yù)計石化 工業(yè)在本世紀(jì)末以至2010年都將保持較快的發(fā)展速度。國家已經(jīng)確定要把石化工 業(yè)建成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前我國石油化工既有

11、很好的發(fā)展機(jī)遇也面臨著嚴(yán)峻形勢的挑戰(zhàn)。形勢嚴(yán)峻主 要表現(xiàn)在兩個方面。一是化工產(chǎn)品的價格無論是國內(nèi)還是國際市場都不象過去那樣 堅挺呈下滑趨勢對企業(yè)的銷售額和利潤影響很大。二是國際間競爭加劇。國外一些 大型石化公司在產(chǎn)品上、技術(shù)上都紛紛進(jìn)入我國市場搶占地盤潤滑油市場的競爭尤 為突出。世界各大石化企業(yè)在與我國進(jìn)行產(chǎn)品競爭的同時還利用名牌、專利等方面 的優(yōu)勢正在我國市場上進(jìn)行知識產(chǎn)權(quán)的激烈競爭。過去10年來國外在我國申請的專利已達(dá)7萬件覆蓋了很大的技術(shù)領(lǐng)域。世界石油化工科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展也對我 國現(xiàn)有的一些科技優(yōu)勢構(gòu)成新的威脅。發(fā)展趨勢面對有限的能源資源人類應(yīng)該采用理性的做法。應(yīng)當(dāng)將石油加工看作是一個

12、在生產(chǎn)過程當(dāng)中需要消耗大量能源的加工行業(yè)要求我們不斷的追求最佳的生產(chǎn)工藝 參數(shù)、最合理的能源利用和最大的經(jīng)濟(jì)效益。我國煉油和石油化學(xué)加工技術(shù)的研究 不僅需要繼續(xù)加大石油和化工高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝路線投入而且要加強現(xiàn)有 生產(chǎn)裝置操作水平研究力度。從現(xiàn)有的裝置和裝備兩方面著手開展擴(kuò)能增效、節(jié)能 降耗、實現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)生產(chǎn)的挖潛改造的研究工作。原油蒸餾是石油煉廠中能耗最 大的裝置近年來采用化工系統(tǒng)工程規(guī)劃方法使熱量利用更為合理。此外利用計算機(jī)控制加熱爐燃燒時的空氣用量以及回收利用煙氣余熱可使裝置能耗顯著降。3方案論證3.1方案選擇一個煉油生產(chǎn)裝置有各種工藝設(shè)備（如加熱爐、塔、反應(yīng)器）及機(jī)泵等它們是

13、為完成一定的生產(chǎn)任務(wù)按照一定的工藝技術(shù)要求和原料的加工流向互相聯(lián)系在一 起即構(gòu)成一定的工藝流程。一個工藝裝置的好壞不僅取決于各種設(shè)備性能而且與采 用的工藝流程合理程度有很大關(guān)系。 最簡單的原有蒸餾方式是一段汽化常壓蒸餾工 藝流程所謂一段汽化指的是緣由經(jīng)過一次的加熱 -汽化-冷凝完成了將原油分隔為符 合一定要求溜出物的加工過程。 原油通過常減壓蒸餾一般可得到 350370?C以前的 幾個輕餾分可用作汽油、煤油（航空或燈用）柴油等產(chǎn)品也可分別作為重整、化工（如輕油裂解）等裝置的原料。蒸余的塔低重油可作鋼鐵或其他工業(yè)的燃料；在某 些特定情況下也可做催化裂化或加氫裂化裝置的原料。我國的主要原油輕質(zhì)餾分

14、含量低若采用上述工藝流程則有相當(dāng)數(shù)量（25%30%左右）的350500?C中間餾分 未能合理利用它們是很多的二次加工原料又能從中生產(chǎn)國民經(jīng)濟(jì)所必需的各種潤 滑油、蠟、瀝青的原料。因此最常采用的是二段汽化（常壓蒸餾 -減壓蒸餾）或三段 汽化蒸餾（預(yù)汽化-常壓蒸餾-減壓蒸餾）。國內(nèi)大型煉油廠的原油蒸餾裝置多采用典型的三段汽化常減壓蒸餾流程。原油 在蒸餾前必須進(jìn)行嚴(yán)格的脫鹽、脫水脫鹽后原油換熱到230240?C進(jìn)初鎦塔（又稱預(yù)汽化塔）。塔頂出輕油餾分或重整原料。塔低為拔頭原油經(jīng)常壓爐加熱到 360370?C進(jìn)入常壓分餾塔塔頂出汽油。側(cè)線自上而下分別出煤油、柴油以及其它 油料常壓部分大體可以到相當(dāng)于原

15、油實沸點鎦出溫度約為360?C的產(chǎn)品。它是裝置的主塔主要產(chǎn)品從這里得到因此其質(zhì)量和收率在生產(chǎn)控制上都應(yīng)給與足夠的重視。 除了用增減回流量及各側(cè)線鎦出量以控制塔的各處溫度外通常各側(cè)線處設(shè)有汽提 塔用吹入水蒸氣或采用 熱重沸”（加熱油品使之汽化）的方法調(diào)節(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量。常 壓部分撥出率高低不僅關(guān)系到該塔產(chǎn)品質(zhì)量與收率而且也影響減壓部分的負(fù)荷以 及整個裝置生產(chǎn)效率的提高。除塔頂冷回流外常壓塔通常還設(shè)置23個中段回流塔低用水蒸氣汽提塔低重油（或稱常壓渣油）用泵抽出送減壓部分。常壓塔低油經(jīng) 減壓爐加熱到405410?C送減壓塔。從原油的處理過程來看上述常減壓蒸餾裝置分為原油的初餾（預(yù)汽化）、常壓蒸餾和減壓

16、蒸餾三部分油料在每一部分都經(jīng)歷一次加熱-汽化-冷凝過程故稱之為三段汽化”如從過程的原理來看實際上只是常壓蒸餾和減壓蒸餾兩部分二常壓蒸 餾部分可采用單塔（僅用一個常壓塔）流程或者用雙塔（用初餾塔和常壓塔）流程。塔器設(shè)備在煉油、化工、制藥等過程工業(yè)中占有重要地位其性能的優(yōu)劣、技術(shù)水 平的高低將直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、回收率經(jīng)濟(jì)效益等各個方面。因此研究和 使用新型的塔器設(shè)備對于強化氣、液兩相傳質(zhì)過程以及工業(yè)生產(chǎn)具有得要的意義。在煉油廠中二元精餾是罕見的經(jīng)常遇到的是多組分混合物的分餾即多元精餾。石油精餾是復(fù)雜系精餾的主要代表石油精餾和簡單的二元、多元精餾相比有其明顯 的獨特之處。首先石油作為復(fù)雜混合

17、物其組成迄今無法完全準(zhǔn)確測定。因此它不能 應(yīng)用二元和多元精餾的計算方法。其次石油精餾的產(chǎn)品多為石油餾分而非高純度的 單體烴類產(chǎn)品故其分餾精度的要求不如一般化工產(chǎn)品的精餾那么高。又因現(xiàn)在大型 煉油廠的年處理量動輒以數(shù)百萬至千萬噸計要求石油精餾塔相應(yīng)地有巨大的生產(chǎn) 能力因而其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更具有突出的意義。再者煉油廠的產(chǎn)品數(shù)量上絕大部分是 做燃料的其價格遠(yuǎn)比通常的化工產(chǎn)品低廉這就規(guī)定煉油廠的生產(chǎn)工藝必須盡可能 的降低生產(chǎn)成本。最后然而也是最重要的一點就是大型石油蒸餾裝置中的存油量常 以百噸計顯而易見對于生產(chǎn)過程的安全可靠性有著嚴(yán)格的要求。所有這一切為石油精餾規(guī)定了一系列的特點。石油精餾畢竟還是一個精

18、餾過程精餾的基本原理和規(guī)律 對它無列外的適用。因此應(yīng)該以汽-液平衡和精餾理論基本規(guī)律作指導(dǎo)來分析石油精 餾過程。3.2工藝原理原油常壓精餾塔是常減壓蒸餾裝置的的重要組成部分在討論常壓精餾塔之前 先對減壓蒸餾裝置的工藝流程作一簡要的介紹。所謂工藝流程就是一個生產(chǎn)裝置的 設(shè)備機(jī)泵、工藝管線和控制儀表按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機(jī)組合。有時為了簡 單明了起見在圖中只列主要設(shè)備、機(jī)泵和主要的生產(chǎn)工藝管線這就稱為原理流程 圖。圖1是典型的原油常減壓蒸餾的原理流程圖它是以精餾塔和加熱爐為主體而組 成的所謂管式蒸餾裝置。經(jīng)過脫鹽、脫水的原理由泵輸送經(jīng)一系列換熱器與溫度較 高的蒸餾產(chǎn)品換熱再經(jīng)管式加熱爐加熱至

19、370?C左右此時原油一部分已汽化油氣和 未汽化的的油一起經(jīng)過轉(zhuǎn)油線進(jìn)入一個精餾塔。此塔在接近大氣壓力之下操作故稱常壓（精餾）塔相應(yīng)的加熱爐就稱為常壓（加熱）爐。原油在常壓塔里進(jìn)行精餾從 塔頂溜出汽油餾分或重整原料油從塔側(cè)煤油和輕、重柴油等側(cè)線餾分。塔底產(chǎn)物稱 為常壓重油一般是原油重沸點高于 350?C的重組分。圖1常壓煉油工藝簡圖前面討論了精餾過程現(xiàn)在來討論實現(xiàn)此過程的主要設(shè)備一一精餾塔。石油精餾 塔的根本特點是：它處理的是一種復(fù)雜的混合物 石油生產(chǎn)的也是復(fù)雜的混合物 各種石油餾分。精餾塔的種類很多其主要有板式塔和填料塔這里主要介紹板式塔板式塔是一種應(yīng)用極為廣泛的氣液傳質(zhì)設(shè)備它由一個通常呈圓

20、柱形的殼體及其中按一定間距 水平設(shè)置的若干塊踏板所組成。而填料塔的結(jié)構(gòu)相對簡單一些其塔體為一圓筒筒內(nèi) 堆放一定高度的填料。操作時液體自塔上部進(jìn)入通過液體分布器均勻噴灑在塔界面 上在填料表面呈膜狀流下。對于許多逆流氣液接觸過程填料塔和板式塔都可適用。設(shè)計者必須根據(jù)具體的情況進(jìn)行選。填料塔和板式塔有許多不同點：（1）填料塔操作范圍較小特別是對于液體負(fù)荷的變化更為敏感。當(dāng)液體負(fù)荷較 小時填料表面不能很好地潤濕傳質(zhì)效果急劇下降；當(dāng)液體負(fù)荷過大時則容易產(chǎn)生液 泛。設(shè)計較好的板式塔則具有大得多的操作范圍。（2）填料塔不宜于處理易聚合或固體懸浮物的無聊而某些板式塔（如大孔徑篩 板、泡罩塔等）則可以有效地處理

21、這種物系。另外板式塔的清洗亦比填料塔方便。（3）當(dāng)氣液接觸過程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時填料塔因涉及液體分布問題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻管。同理當(dāng)有側(cè)線出料時填料塔也不如板式塔方便。3.3設(shè)計方案的確定根據(jù)上述介紹以及石油精餾的特點我們應(yīng)選用板式塔作為石油精餾的常壓塔 比較合理4原油有關(guān)性質(zhì)參數(shù)的計算勝利油田原油原始數(shù)據(jù)見表4-11:表4-1勝利油田原油的一般性質(zhì)產(chǎn)品實沸點沸程C密度p 20恩氏蒸餾餾出溫度C汽油154.80%10%30%50%70%90%100%煤油131.6 2580.703734608196109120141輕柴油220.9 339.20.799

22、4159171179194208225239重柴油274.9 409.30.8265239258267274283296306重油312.5 0.84842893163283413503683760.94163444.1常壓蒸餾曲線和實沸點蒸餾曲線的互換這種互換可以利用石油煉制工程中的圖u -1-10和圖n -1-11這兩張圖使用 于特性因數(shù)K=11.8沸點低于427r的油品。換算時凡恩氏蒸餾溫度高出246r者考 慮到裂化的影響須用下式進(jìn)行溫度校正。logD=0.00852-1.436 （式中D校正值加到t 上）（1）輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)見下表 4-2:表4-2輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出

23、%（V）01030507090100溫度C239258267274283296306由得校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，見表4-3:表4-3校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出% （ V）01030507090100溫度C239261.2270.8278.4288.3302.8314.2 用圖n -1-10確定實沸點蒸餾50%點.由查圖得到它與恩氏蒸餾 50%點之差值為124C。所以實沸點蒸餾50%點=278.4+12.4=290.8C 用圖n -1-11查得實沸點蒸餾曲線各段溫差見表 4-4:表4-4實沸點蒸餾曲線溫差曲線線段恩氏蒸餾溫差C實沸點蒸餾溫差C0 10%22.23810 30%9.618.930 50%7.6

24、1350 70%9.913.470 90%14.518.690 100%11.413由實沸點蒸餾50%點（290.8C ）推算出其他各點溫度實沸點蒸餾30%點=290.8-13=2778C10% 點=277.8-18.9=258.9C0% 點=258.9-38=220.9C70% 點=290.8+13.4=304.2C90% 點=304.2+18.6=322.8C100% 點=322.8+13=335.8C同上可以得到其他餾分實沸點蒸餾溫度汽油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見下表4-5：表4-5汽油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)溜出體01030507090100溫度C-1131.26690129107145.8(

25、2)煤油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見下表4-6：表4-6煤油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)溜出%(v)01030507090100溫度C129.5153.5169.5193.5213.7235.2251(4)重柴油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見下表4-7:表4-7重柴油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)溜出%(v)01030507090100溫度C239.1268.9297.5350.5371.7410.55304.2恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與平衡汽化溫度之間的轉(zhuǎn)換這類換算可借助與U -1-13和U -1-14來進(jìn)行。計算方法與恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與實沸點 蒸餾數(shù)據(jù)換算類似只是換算時要用到恩氏蒸餾曲線1070%的斜率。(1)輕柴油餾分的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)見下表

26、4-8:表4-8 輕柴油餾分的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出 % (v)01030507090100溫度C239261.2270.8278.4288.3302.8314.2 按石油煉制工程中的U -1-13換算50%點溫度恩氏蒸餾 1070%的斜率=() / (70-10) =0.45C /%由圖查得平衡汽化50%點-恩氏蒸餾50%點=95C平衡汽化溫度50%點=278.4+9.5=287.9C 由圖II -1-14查的平衡汽化溫差見表4-9表4-9平衡汽化溫差曲線線段恩氏蒸餾溫差C實沸點蒸餾溫差C0 10%22.29.410 30%9.65.030 50%7.63.850 70%9.94.570 90

27、%14.56.290 100%11.43.2由50%點及各段溫差推算平衡汽化曲線的各點溫度30% 點=287.9-3.8=284.1 C10% 點=284.1-5.0=279.1 C0% 點=279.1-9.4=269.7C70% 點=287.9+4.5=292.4C90% 點=292.4+6.2=298.6C100% 點=298.6+3.2=301.8C同上可以計算出其它餾分的平衡汽化溫度(2) 汽油的平衡汽化溫度見下表4-10:表4-10 汽油的平衡汽化溫度溜出體01030507090100溫度C51.262.474.6828895.8100.2(3)煤油的平衡汽化溫度見下表4-11:表4

28、-11煤油的平衡汽化溫度溜出體01030507090100溫度C174.9179.9183.3191197.2204.4208.4(4)重柴油的平衡汽化溫度見下表 4-12:表4-12重柴油的平衡汽化溫度溜出體01030507090100溫度C358.5374.3383.5393.5400.3416.3472.74.3平均沸點的計算(1)體積平均沸點tv汽油 tv =(右0上30t50t70190 ) / 5 =(60+81+96+109+126) /5= 944C煤油tv = (t10130t50t70t90 ) / 5 =(171+179+194+208+225 /5=195.4C輕柴油

29、tv = (t10t30t50t70t90)/5：=(258+267+274+283+296 /5=275.6C重柴油 tv = (t10t30t50t70t90)/5：=(316+328+341+350+368) /5=342.8C(2)恩氏蒸餾10%90%餾分的曲線斜率汽油S =( 90%餾出溫度10%餾出溫度)/ (90- 10)= 0.825 同理有：煤油 S = ( 225 171) / (90 10)= 0.675 輕柴油 S =( 296 258) / (90 10) = 0.475 重柴油 S =( 368 316) / (90 10) = 0.65(3) 立方平均沸點tw根據(jù)

30、tw和S由石油煉制工程圖I 2-7查得的校正值見下表4-13表4-13 立方平均沸點名稱tvCStc校正值Ctc = tv + tc校正值C汽油94.40.8252.292.2煤油195.40.6751.2194.2輕柴油275.60.4750.8274.8重柴油342.80.651.1341.7同上(4) 質(zhì)量平均沸點tm見下表4-14:表4-14 質(zhì)量平均沸點名稱tvCStc校正值Ctm = tv + tc校正值C汽油94.40.8252.296.6煤油195.40.6751.2196.6輕柴油275.60.4750.6276.2重柴油342.80.650.4343.2(5) 中平均沸點t

31、me見下表4-15：表3-15中平均沸點名稱tvCStc校正值Ctme = tv + tc 校正值C汽油94.40.825589.4煤油195.40.6753.8191.7輕柴油275.60.4751.8274.8重柴油342.80.651.6341.2(6) 實分子平均沸點見下表4-16:表4-16實分子平均沸點名稱tvCStc校正值Ctm = tv + tc校正值C汽油94.40.8257.287.2煤油195.40.6755.8189.6輕柴油275.60.4753.8271.8重柴油342.80.652.83404.4比重系數(shù)API。水在4C時的密度為1000kg/m3所以常以水作為基

32、準(zhǔn)d4表示tC的油品與4C水的密度之比在數(shù)值上等于該液體在tC的密度則有：20 df 根據(jù)石油煉制工程表1-2-4得比重d；.；與的換算值 查得各餾分的密度校正值見表4-17表4-17各餾分的密度校正值名稱 d月 15.6.20一d15.6 = d 4 + dAPI141.5/131.5汽油0.005570.7037+0.00557=0.7092768.1煤油0.0044560.7994+0.004456=0.7949444.5輕柴油0.02640.8265+0.026423=0.85292334.4重柴油0.09650.8414+0.09652=0.94522418.2重油0.005040.

33、9416+0.005043=0.926632特性因數(shù)K和平均相對分子質(zhì)量 M由比重指數(shù)API。和中平均沸點tme根據(jù)石 油煉制工程圖I-2-10查得結(jié)果見表4-18:表4-18 各餾分比重汽油12.2795煤油11.74152輕柴油11.97218重柴油12.1290重油11.94.5臨界溫度和臨界壓力(1)臨界溫度查石油煉制工程圖I-2-26由d；56和tw得真臨界溫度Tc ; 由 d156和tw得假 臨界溫度Tc見表4-19表4-19各餾分臨界溫度名稱 15.6dtw/CTc /Ktm/CTc / K汽油0.7092796.654087.2530煤油0.79494196.6654189.6

34、645輕柴油0.852923276.2740271.8730重柴油0.945224343.2818340812根據(jù)石油煉制工程1988版圖I-2-28由d15.6和tme查得假臨界壓力Pc 根據(jù)石油煉制工程2000版圖3-12由Pc和Tc/Tc查得真臨界壓力PC表4-20臨界壓力名稱 15.6dtme/CPc /MPaTc/TcPC /MPa汽油0.7092789.42.71.013.60煤油0.79494191.72.31.0142.72輕柴油0.852923274.81.971.0132.05重柴油0.945224341.21.81.0091.584.6焦點溫度由恩氏蒸餾10%90%餾分的

35、曲線斜率S和體積平均沸點tv根據(jù)石油煉制工 程圖II-1-41查得焦點溫度-臨界溫度從而求得焦點溫度1見表4-21。表4-21各餾分焦點溫度名稱Stv/C焦點溫度汽油0.82594.4328.5煤油0.675195.4413.4輕柴油0.475275.6475.2重柴油0.65342.8529.6焦點壓力由恩氏蒸餾10%90%餾分的曲線斜率S和體積平均沸點tv根據(jù)石油煉制工 程圖II-1-42查得焦點溫度-臨界溫度從而求得焦點壓力1見表4-22。表4-22各餾分焦點壓力名稱Stv/C焦點壓力-臨界壓力/MPa焦點壓力/MPa汽油0.82594.412.8 X.1015.91煤油0.675195

36、.48.8 X.1013.26輕柴油0.475275.64.4 0.1012.17重柴油0.65342.81.9 .1011.89計算結(jié)果匯總見表4-23和表4-24表4-23餾分平衡汽化溫度表油品平衡汽化溫度/C0%10%30%50%70%90%100%汽油51.262.474.6828895.8100.2煤油174.9179.9183.3191197.2204.4208.4輕柴油220.9258.9277.8290.8304.2322.8335.8重柴油358.5374.3383.5393.5400.3416.3472.7重油表4-24 油品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù)油品密度g/cm3比重指數(shù)API

37、特性因數(shù)K分子量M臨界參數(shù)焦點參數(shù)溫度C壓力MPa溫度C壓力MPa重整原料0.703759.911.995267.533.4328.559.1航空煤油0.799446.411.8152383.425413.432.6輕柴油0.826536.011.6218461.618.4475.221.7重柴油0.848435.112.1290516.616.2529.618.9重油0.941621.711.9原油0.860226.811.85原油常壓塔的工藝計算可以根據(jù)產(chǎn)品的餾分組成和原油的實沸點蒸餾曲線來確定餾分的分割溫度。相 鄰兩個產(chǎn)品是相互重疊的即實沸點蒸餾to -hoo是負(fù)值。通常相鄰兩個餾分的切

38、割溫 度就在這個重疊值的一半之處因此可取to -1oo之間的中間溫度作為這兩個餾分之間的分割溫度。由餾分的實沸點曲線可以確定餾分的產(chǎn)率此次設(shè)計采用的是勝利油 田原油的基本性質(zhì)按每年開工 330天計算不考慮損失。5.1產(chǎn)品切割方案及有關(guān)性質(zhì)產(chǎn)品的切割方案1表5-1產(chǎn)品的切割方案產(chǎn)品實沸點切割C實沸點沸程收率%體積重量汽油145154.84.33.51煤油239.6131.6 2587.26.67輕柴油301.6220.9 339.27.26.91重柴油360274.9 409.39.89.64重油312.5 71.573.275.2常壓塔的物料平衡物料衡算見表5-25-2物料衡算名稱產(chǎn)量V%W%

39、104t/at/dkg/hkmol/h汽油1001002507576315700煤油4.33.518.7726611100117輕柴油7.26.6716.6950521040139重柴油7.26.9117.3052421800100重油9.89.6424.1473030400105汽油71.573.27183.1455512313605.3汽提蒸汽用量側(cè)線產(chǎn)品及塔底重油都用過熱蒸汽汽提使用的是溫度420C、壓力2.94巴的過熱水蒸汽。參考圖U -2-20和表II -2-7取汽提水蒸氣量見表5-3 1115-3汽提水蒸汽用量油品% （重對油）公斤/時千摩/時一線煤油363135.0二線輕柴油36

40、5436.3三線重柴油2.885147.3塔底重油24627257合計6763375.65.4塔板板型和塔板數(shù)選用浮閥塔板參照石油煉制工程表II-4-3和II-4-4選定塔板數(shù)如下:重整原料-航空煤油段9層航空煤油-輕柴油段6層輕柴油一-重柴油段6層重柴油-汽化段3層塔底汽提段考慮采用兩個中段回流每個用 3層換熱塔板共6層。全塔總計34層。5.5操作壓力的確定去塔頂產(chǎn)品罐壓力為0.13MP&塔頂采用兩級冷凝冷卻流程。取塔頂空冷器壓 力降為0.01 MPa使用一個管殼式后冷器殼程壓力降取 0.017 MPa。故：塔頂壓力 0.13 0.01 0.017 0.157MPa （絕）取每層浮閥塔板壓力

41、降為0.005 MPa推算常壓塔各關(guān)鍵部位壓力1分別為：（單位為MPa）塔頂壓力0.157一線抽出板（第9層）上壓力0.161二線抽出板（第18層）上壓力0.1655三線抽出板（第27層）上壓力0.170汽化段（第30層下）壓力0.172取轉(zhuǎn)油線壓力降為0.035 MPa則：加熱爐出口壓力=0.172 0.035 0.207MPa5.6精餾塔計算草圖將所需要計算的常壓塔塔體、塔板、進(jìn)料及產(chǎn)品進(jìn)出口、中段循環(huán)回流位置、汽提點、側(cè)線等數(shù)據(jù)繪成草圖見下圖所示。Mortal,-4*3U-haif)J中132730J3Muma第20頁共67頁在以后的計算各個塔板的物熱平衡時，計算中都有相應(yīng)的圖形，標(biāo)注有

42、進(jìn)料量、各段溫度、壓力、汽提蒸汽、各側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)量等相應(yīng)的物量，以便于計算和核對 各量。561汽化段溫度(1) 汽化段中進(jìn)料氣化率與過汽化度取過汽化度為進(jìn)料的2% (重)或2.03% (體)即過汽化量為6314公斤/時。 要求進(jìn)料在汽化段中的汽化率eF為eF=4.3+7.7+7.2+9.8+2.03)%=30.53%(2) 汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如下：汽油117千摩/時煤油139輕柴油100重柴油105過汽化油21油氣量合計482其中過汽化油的分子量取300。還有水蒸氣257千摩/時由此計算得汽化段的油氣分壓為1.72 M82/ (482+257) =1.12 大氣壓(3) 汽化段

43、溫度的初步求定汽化段溫度應(yīng)該是在汽化段油氣分壓在1.12大氣壓之下的企劃30.53%(體 )溫度。為此需要作出在1.12大氣壓下的原油平衡汽化曲線見圖中的曲線4。在不具備原油的臨界參數(shù)和焦點參數(shù)而無法作出原油的P-T-e相圖的情況下曲線4可以用以下的簡化方法求定：由圖可以得到原油在常壓下的實沸點曲線與平 衡汽化曲線的交點為291C。利用烴類與石油的窄餾分的蒸汽圖將此交點溫度291 T此t f是由相平衡關(guān)系求得還需要對換算為1.12大氣壓下的溫度得299E。從此交點作垂直于橫坐標(biāo)的直線 A在A線 上找到299C之點過此點作平行于原油常壓平衡曲線 2的線4即原油在1.12大氣壓 下的平衡曲線。用曲

44、線4可以查得當(dāng)30.53% （體）時的溫度為3535C此即欲求的 汽化段溫度If o它進(jìn)行校核。t F的校核校核的主要目的是看由t f要求的加 熱爐出口溫度是否合理。校核的方法是作 絕熱閃蒸過程的熱平衡計算以求得爐口溫度。當(dāng)氣化率為30.53% （體）tF=353.5C時進(jìn)料在汽化段中的焓值 h，計算如表。 汽油在353.5C時特性因數(shù)12.27時相對密度為0.7037時的汽相焓的計算方法如 下：由石油煉制工程第三版圖3-17中可查得：汽油在353.5C密度為0.7037時的汽相焓為280kcal氣體的焓對k的校正值為-0.2氣體的焓對壓力的校正值為可忽略汽油在353.5C時特性因數(shù)12.27

45、時相對密度為0.7037時的汽相焓為hF=280kcal=1170.4KJ同理可以計算出原油中其他餾分完全汽化時的焓值見下表5-4:表5-4進(jìn)料帶入汽化段的熱量QF （ P=1.72大氣壓t=353.5 C）油料焓千摩/時熱量千摩/時汽相液相汽油1170.41170.4 X100=12.99610煤油1140.61140.6 X1040=23.99610輕柴油11301130 21800=24.63106重柴油11201120 30400=34.08106過汽化油11181118 6314=7.06 106重油878.66878.6 231360=203.3 10合計6Q F =306.04

46、10所以 hF =306.04 106/315700=969.4 千焦 /公斤再求出原油在加熱爐出口的條件下的焓h0。按前面的方法作出在原油在爐出口壓力2.07大氣壓下的平衡曲線3.這里忽略了 原油中的水分若原油中含有水則應(yīng)當(dāng)作爐 出口處油氣分壓下的平衡汽化曲線。應(yīng)考慮到生產(chǎn)航空煤油限定爐出口溫度不超過360r .曲線3可讀在360r成都?xì)饣蕿?5.5%（體）。顯然e。v即在爐出口條件下過汽化油和部分重油處于液相。重柴油中未汽化的部分為 3.06%x30400=9306公斤/時據(jù)此可算出進(jìn)料在爐出口條件下的焓值h0。各餾分在P=2.07大氣壓t=360r下的焓值計算方法同上，攜帶的熱量見下表

47、5-55-5 進(jìn)料在大爐出口處攜帶的熱量（P=2.07大氣壓t=360 C）油料焓千摩/時熱量千摩/時汽相液相汽油1191.31191.3 為100=13.22106煤油11621162 21040=24.45106輕柴油11491149 21800=25.02106重柴油1143971633.2 10重油9071113 231360=209.10106合計6Q F =307.88 10所以h0=307.88 106/315700=975千焦/公斤校核結(jié)果表明h0略高于hF所以設(shè)計的汽化 溫度3535C之下既能保證所需的拔出率爐口溫度也不至于超多允許限度。塔底溫度取塔底溫度比汽化段溫度低7C。

48、貝U：塔底溫度=353.5-7=346.5C（1）假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度見表5-6:5-6塔頂及各側(cè)線溫度塔頂溫度107C煤油抽出板（第9層）溫度180C輕柴油抽出板（第18層）溫度256 r重柴油抽出板（第 27層）溫度315C（2）全塔的熱平衡見表5-75-7全塔熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焓 kJ/kg熱量KJ/h壓力溫度氣相液相kPar入方進(jìn)料3157000.86041.72353.59826306.04 10氣提蒸氣67633316622.43 10合計3224636324.05 10出方汽油111000.70371.57107C60666.73 10煤油210400.79941.61180C434.769.15 10輕柴油218000.86251.66256C635.4613.85 10重柴油304000.84841.70315C815.1624.78 10重油2313600.94161.75346.5856.96198.25 10水蒸氣67631.571072700618.26 10合計3224636271.02 10所以全塔的回流熱 Q= （328.47