30万吨大庆原油常压工艺设计

30万吨大庆原油常压工艺设计摘要本次设计基本是针对年处理量30万吨大庆原油的常压蒸馏设计。自2008全球金融危机在全世界范围内蔓延开来，全球的物价，尤其是石油涨幅令人瞠目结舌。此外，随着世界油价的普遍走高，全国唯一逆差最大的行业石化行业，面对着严峻的挑战，所以必须要在石化工艺上出新的突破。原油常压蒸馏作为原油的一次加工工艺，在原油加工总流程中占有重要作用，在炼厂具有举足轻重的地位，其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备常压塔的设计，是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新，装置节能消耗显著，产品质量提高。但与国外先进水平相比，仍存在较大的差距。为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对大庆混合原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案是本设计采用常压塔，常压塔采取双侧线，常压塔塔顶生产汽油，两个侧线分别生产煤油，柴油，塔底为重油。设计了一个常压塔一段汽化蒸馏装置，此装置由一台管式加热炉、一个常压塔以及若干台换热器完善的换热流程应达到要求充分利用各种余热；换热器的换热强度较大；原油流动压力降较小。冷凝冷却器、机泵等组成，在常压塔外侧为侧线产品设汽提塔。流程简单，投资和操作费用较少。原油在这样的蒸馏装置下，可以得到350360以前的几个馏分，可以用作石脑油、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品，也可分别作为重整化工（如轻油裂解）等装置的原料。蒸余的塔底重油可作钢铁或其它工业的燃料。在某些特定的情况下也可以作催化裂化或加氢裂化装置的原料。本次设计共用31块浮阀塔板，塔板间距06M，塔径24M，塔高度21182M换热流程一共通过12次换热达到工艺要求，换热效率是659,另外本设计利用了ASPENPLUS进行了物料和热量方面核算及优化，利用CAD完成了流程图和常压塔的绘制工作。关键词减压蒸馏；常压塔；馏出产品；热平衡DAQING300000TONSOFCRUDEOILPROCESSDESIGNABSTRACTTHISDESIGNISTHEBASICOFATMOSPHERICDISTILLATIONFORTHEANNUALHANDLINGCAPACITYOF300000TONSOFCRUDEOILFROMDAQINGSPREADFROMTHE2008GLOBALFINANCIALCRISISWORLDWIDE,THEGLOBALCOMMODITYPRICES,ESPECIALLYOILORABESTRUCKDUMBINADDITION,ASWORLDOILPRICESGENERALLYHIGHER,THEONLYTHELARGESTDEFICITINDUSTRY,PETROCHEMICALINDUSTRY,ISFACINGSEVERECHALLENGES,SOMUSTTHENEWBREAKTHROUGHINPETROCHEMICALPROCESSACRUDEOILATMOSPHERICDISTILLATIONASACRUDEOILPROCESSINGTECHNOLOGY,PLAYSANIMPORTANTROLEINTHECRUDEOILPROCESSINGPROCESS,HASPLAYADECISIVEROLEPOSITIONINREFINERY,ITSOPERATIONHASADIRECTINFLUENCEONTHESUBSEQUENTPROCESSINGPROCESSDESIGNOFSEPARATIONEQUIPMENTIMPORTANTATMOSPHERICTOWERONE,ISTHEKEYTOOBTAINHIGHYIELD,HIGHQUALITYOILINRECENTYEARS,ATMOSPHERICANDVACUUMDISTILLATIONTECHNOLOGYANDEXPERIENCEOFMANAGEMENTINNOVATION,DEVICEENERGYCONSUMPTIONSIGNIFICANTLY,IMPROVEPRODUCTQUALITYBUTCOMPAREDWITHFOREIGNADVANCEDLEVEL,THEREARESTILLLARGEGAPSINORDERTOIMPROVEOILPRODUCTIONCAPACITY,WITHLESSINVESTMENT,LOWENERGYCONSUMPTION,HIGHEFFICIENCYTHOUGHTDISTILLATIONDESIGNFORDAQINGMIXEDCRUDEOILTHEBASICSCHEMEOFTHEDESIGNISTHISDESIGNUSESTHEATMOSPHERICTOWER,ATMOSPHERICTOWERTOTAKEBILATERALLINE,ATMOSPHERICPRESSURETOWERTOPRODUCEGASOLINE,TWOLATERALLINEWEREPRODUCINGKEROSENE,DIESELOIL,HEAVYOILTOWERBOTTOMAVAPORIZATIONDISTILLATIONUNITINANATMOSPHERICTOWERDESIGN,THEDEVICECONSISTSOFAFURNACE,ANATMOSPHERICTOWERANDANUMBEROFHEATEXCHANGERSHEATTRANSFERPROCESSSHOULDBEIMPROVEDTOMEETTHEREQUIREMENTSFULLUSEOFWASTEHEATHEATEXCHANGERSTRENGTHSMALLDROPOFOILFLOWPRESSURECOOLER,PUMPSETC,ASTRIPPERFORTHESIDEPRODUCTSINTHEATMOSPHERICTOWEROUTSIDESIMPLEPROCESS,LESSINVESTMENTANDOPERATINGCOSTSINTHISKINDOFCRUDEOILDISTILLATIONUNIT,CANGETSEVERALFRACTIONSOF350360BEFORE,CANBEUSEDASNAPHTHA,GASOLINE,KEROSENE,LIGHTDIESELOIL,HEAVYDIESELOILPRODUCTS,ALSOCANBEUSEDASRENORMALIZATIONINDUSTRYSUCHASNAPHTHACRACKINGDEVICESSUCHASRAWMATERIALBOTTOMHEAVYOILCANBEUSEDFORSTEELOROTHERINDUSTRIALFUELRESIDUEINCERTAINCIRCUMSTANCESCANALSOBEUSEDASCATALYTICCRACKINGORHYDROCRACKINGFEEDSTOCKMAKEUPSETTHISDESIGNWITH31BLOCKSOFFLOATINGVALVETRAY,TRAYSPACINGOF06M,THEDIAMETEROFTHECOLUMN24M,TOWERHEIGHT21182MHEATTRANSFERPROCESSISTHROUGHTHE12HEATANDMEETTHETECHNOLOGICALREQUIREMENTS,THEHEATTRANSFEREFFICIENCYIS659,THISDESIGNUSESASPENPLUSFORTHEMATERIALANDHEATFIELDCALCULATIONANDOPTIMIZATION,USINGCADTOCOMPLETETHEFLOWCHARTANDATMOSPHERICTOWERRENDERINGKEYWORDSVACUUM；DISTILLATIONTOWER；DISTILLATIONPRODUCT；HEATBALANCE目录摘要IABSTRACTII前言11原油及其产品的性质611综述612处理量613气提蒸汽性质614原油的种类、性质6141数据处理7142各种馏出产品的性质102塔工艺参数的选取1621原油精馏塔计算草图求取16211确定蒸汽用量16212塔板型适合塔板数16213精馏塔计算草图16214操作压力的确定1722汽化段和塔底温度的确定18221汽化段温度18222进料在汽化段中的焓18223塔底温度193塔顶及侧线温度的假设与回流热分配2131全塔回流热21311设塔顶及各侧线温度假21312全塔回流热21133流热分配2132侧线及塔顶温度的校准22321柴油抽出板（第18层）温度22322煤油抽出板（第9层）温度23323塔顶温度244结论27参考文献29致谢30前言石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。石油的性质因产地而异，密度为0810克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（3060C），沸点范围为常温到500C以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。组成石油的化学元素主要是碳（8387）、氢（1114），其余为硫（00608）、氮（00217）、氧（008182）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占9599，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害,在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。原油精馏装置是炼油企业的“龙头”，是炼油工业的第一道工序，为二次加工装置提供原料，是原油加工的基础，其能量的综合利用程度和拔出率高低体现在石化企业的效益上，因此，开展常压精馏装置的研究很有意义。原油常减压蒸馏作为原油的一次加工工艺，在原油加工总流程中占有重要作用，在炼厂具有举足轻重的地位，其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备常压塔的设计，是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新，装置节能消耗显著，产品质量提高。但与国外先进水平相比，仍存在较大的差距，装置能耗仍然偏高，分馏精度和减压拔出深度偏低，对含硫原油的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平，显著日益重要，对提高炼油企业的经济效益也具有重要意义。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、压塔，常压炉、减刃压炉组成的三塔两炉工艺流程，但是仍存在一些问题。近年来，我国常减压蒸馏装置，呈现了规模大型化，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。作为炼油企业的“龙头”，常减压蒸馏装置技术水平高低，不但关系到原油的有效利用，而且对全厂的质量，产品收率，经济效益都有很大影响，这就要求我们积极应用先进适用技术，继续推动常减压蒸馏技术进步，促进整体炼油水平的不断提高。与国际先进水平相比，我国常减压蒸馏装置仍然存在较大的差距，主要是装置规模小，运行负荷低，运行周期短，关键工艺技术落后，能耗依然偏高等。原油中的汽油馏分含量低，渣油含量高是我国原油馏分组成的一个特点。此次设计的大庆原油属于低硫石蜡基原油，凝固点高，蜡含量高，胶质含量适中，沥青质含量低，金属含量中NI含量较高。为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对大庆原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案原油换热系统电脱盐系统加热炉系统常压系统仪表控制系统，经常压蒸馏得到汽油、煤油、柴油等燃料出装置及常压重油去催化裂化车间。塔设备是化工，石油化工、炼油厂等厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关材料报道，塔设备的投资费占整个工艺设备投资费的较大比例，它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液；两相能充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列的各项要求生产能力大。在较大的气（汽）夜流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或者液泛等破坏正常操作的现象。操作稳定、弹性大。塔设备的气（汽）夜负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将有助于节省生产中的动力消耗，用来降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还可以使系统无法维持必要的真空度。结构简单、材料用量小、制造和安装容易，这可以减少基建过程中的投资费用。耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。石油作为一种能流密度高，便于存储、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的40依赖于石油产品，汽车，飞机，轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品，有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业，世界石油总产量的10用于生产有机化工原料。石油是十分复杂的烃类非烃类化合物的混合物。石油产品种类繁多，市场上各种牌号的石油产品达1000种以上，大体上可分为以下几类燃料如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等；润滑油如各种牌号的内燃机油、机械油等；有机化工原料如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等；工艺用油如变压器油、电缆油、液压油等；沥青如各种牌号的铺路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等；蜡如各种食用、药用化妆品用，包装用的石蜡和地蜡；石油焦炭如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。从上述石油产品品种之多和用途之广也可以看到石油炼制工业在国民经济和国防中的重要地位。石油作为一种能流密度高，便于储存、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。按2001年中国各行业石油消费构成看，交通运输业占30以上，是消费石油最多的行业。在交通运输业中，汽车是最大的石油消费用户。在石油产品中，汽油的8590和柴油的30被汽车所消耗。面对中国目前汽车的飞速发展，保有量的迅猛增长，不能不未雨绸缪，以防石油短缺制约汽车工业的正常发展。从世界范围看，汽车的出现把石油工业推向了快速发展的轨道，加快了石油产品的消费和需求。燃料包括汽油、柴油及喷气燃料（航空煤油）等发动机燃料以及灯用煤油、燃料油等。我国的石油产品中燃料约占80，而其中约60为各种发动机燃料，所产柴油和汽油的比例约为131；润滑剂包括润滑油和润滑脂，主要用于降底机件之间的磨擦和防止磨损，以减少能耗和延长机械寿命。其产量不多，仅占石油产品总量的2左右，但品种达数百种之多；石油沥青用于道路、建筑及防水等方面；其产量约占石油产品总量3；石油蜡属于石油中固态烃类，是轻工、化工和食品等工业部门的原料，其产量约占石油产品总量的1；石油焦可用以制作炼铝及炼钢用电极等，其产量约为石油产品总量的2；约有10的石油产品，是用作石油化工原料和溶剂，其中包括制取乙烯的原料（轻油），以及石油芳烃和各种溶剂油。2002年，中国原油生产量位居世界第5位，由2001年的1649108T，增加到2002年的1689108T，进口石油1004108T（原油694107T,石油产品31107T），其中从中东进口389107T，比2001年增加47106T，进口国家和地区接近20个。大庆原油是一种低硫、低胶、高含蜡、高凝点、的石蜡基石油。由于含烷烃多，所以，在其各个馏分中，烷烃的相对含量高，生产汽油抗爆性较差，小于180C馏分，马达法辛烷值仅40左右。喷气燃料的相对密度较小，结晶点较高，故只能符合2号喷气燃料规格。由于硫含量很低，轻质燃料油不需要精制。同时，在加工中，设备腐蚀问题不大。大庆原油的馏分组成较重，故须采取二次深度加工，以提高轻质燃料收率。润滑油馏分的黏温特性好，但凝点高，加工时需要脱蜡。胜利原油相对密度较大，含硫较多，胶质、沥青质含量较多，属于含硫中间基原油。孤岛混合原油是胜利油田中比较特殊的石油，其特点是含硫、氮、胶质较高，酸值大，黏度大，凝点较低，属环烷中间基原油。克拉玛依石油是低硫中间基原油，特点是含硫量很低约为004到007，含蜡少，凝点低，是生产喷气燃料和低凝点的轻柴油的良好原料，但直馏馏分的酸度较高，需碱洗。中原混合原油相对密度小，黏度、胶质和硫、氮含量均较低，属于低硫石蜡基原油。辽河曙光首站原油密度大，黏度大，含蜡量低，属于硫环烷中间基原油。俄罗斯原油在室温下（约22摄氏度）流动性较好，且较轻，20摄氏度密度在07868克每立方厘米到08533克每立方厘米之间，轻质馏分含量较高，气体的质量收率高达242；粘度较低，50摄氏度粘度在127立方毫米每秒到247立方毫米每秒之间；原油的硫含量较高，含盐量也较高，所以加工前应进行脱盐处理。残炭、灰分含量也不高。我国经济生产的特点是工业技术水品整体不高，工业生产的能源和资源消耗及污染排放量高，乡镇企业比重逐渐增大，但其三废基本没有经过任何处理而四处排放，污染十分严重。我国能源结构中煤炭仍占70左右，煤烟对大气污染程度不易减轻，环保治理技术水平落后，严重地制约环保工作的深入开展。人们认识到既不能走“先污染，后治理”的道路，也不能走“边污染，边治理”的道路，而应该是采取积极的态度。“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”的中国环保方针，明确了环境保护的综合防止思想，是将环境作为一个有机整体，根据当地的自然条件，按污染物的产生、变迁和归宿的各个环节，采取法律、行政、经济和工程技术相结合的措施，以防为主，以最大限度地合理利用资源、减少污染物的产生和排放，用最经济的方法获取最佳的防止效果，以实现资源、环境与发展的良性循环。为了实现化学工业可持续发展的关键是搞好环境保护，需要石油炼制过程中在几的不同层次上开展工作第一层是对污染进行更有效的治理，实现达标排放。其目的是把生产的有害物质再近期危害限制在一定水平内。第二层是通过工艺改造，尽可能的在正常运行条件下把污染消化在企业内部。第三层是用洁净的绿色工艺代替有污染的工艺。即在产品的源头和生产过程中预防污染，而不是在污染产生后再去治理。第四层是建立“生态化工”的概念，即根据对产品和过程生命周期的分析，使用自然界代谢的全过程来规划生产。图01燃料型炼油厂的生产工艺流程图1原油及其产品的性质11综述确定一种原油的加工方案是炼厂设计和生产的首要任务。人们根据所加工原油的性质、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方面的大量信息，进行全面的分析、研究对比，方能订出合理的加工方案。一个炼油成产装置由各种工艺设备（如加热炉、塔、反应器）及机泵等，它们是为完成一定的生产任务按照一定的工艺技术要求和原料的加工流向互相联系在一起，即构成一定的工艺流程。一个工业装置的好坏不仅取决于各种设备性能，而且与采用的工艺流程合理程度有很大关系。最简单的原油蒸馏方式是一段汽化常压蒸馏工艺流程，所谓一段汽化指的是原油经过一次的加热汽化冷凝完成了将原油分割为符合一定要求馏出物的加工过程。本设计是对年产30万吨大庆原油常压塔的设计。主要对常压塔核心装置进行了物料衡算和热量衡算，并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。设计中我们绘制了工艺流程图。12处理量30万吨/年8000小时/年13气提蒸汽性质P301KGF/CM2T42014原油的种类、性质大庆原油的性质见表11表11大庆原油性质大庆原油采样时间年月20085馏程V密度（20）852010032比重指数34612060粘度（50）MM2/S222114076凝固点30160105闪点（闭口）7180140酸值,MGKOH/G018200170含蜡,M/M1107220185盐含量,MGNACL/L240218沥青质,M/M030260252胶质,M/M706280296残炭,M/M2975300406重金属,UG/G初馏32FE333NI936元素分析CU050S036PB049N026V041含水,V/V痕迹灰分,M/M0008特性因数（K）125原油性质由表11可知，该原油密度适中，凝固点高，蜡含量高，胶质含量中，沥青质含量低（03M/M），金属含量中NI含量较高（936UG/G）。该原油第一和第二关键馏分的性质见表12表12大庆原油每10馏分蒸馏收率（M/M）01020304050607080900246时对恩氏蒸馏数据按式（710）石油炼制工程LGD000852T1691进行校正。式中D温度校正值（加至T上），T超过246的恩氏蒸馏温度，校正后的恩氏蒸馏数据为见表111表111校正后的恩氏蒸馏数据馏出（体积分数）01030507090100汽油6593114131150182194煤油20422022423124427952905柴油21723126022773296032013308计算各产品的实沸点蒸馏点温度查石油化工工艺计算图表76页确定实沸点蒸馏50点，由图表查得它与恩蒸馏50点之差分别为17，73，12。故实沸点蒸馏50点分别为1327，2383，2893。查石油化工工艺计算图表75页得实沸点蒸馏曲线各段温差见表112表112蒸馏温差曲线线段组分恩氏蒸馏温差实沸点蒸馏温差汽油28451煤油16295010柴油14265汽油21341煤油4891030柴油292438汽油1726煤油7123050柴油171266汽油19265煤油131915070柴油187263汽油32378煤油3554067090柴油241295汽油1214煤油1110890100柴油107121计算举例1030恩氏蒸馏温差汽油1149321，煤油2242204，柴油2602231292由实沸点蒸馏50点，推算得其实沸点温度，见表113表113实沸点蒸馏点温度馏出，V01030507090100汽油275726106713271592197211煤油187921742263238325742983088柴油1924218926272893315634513572计算举例以汽油为例0点726451275（）10点106734172630点1327261067（）50点13277013272651592（）901592378197（）100点19714211（）计算产品收率直馏汽油的实沸点终馏点211，煤油实沸点蒸初馏点1879汽油与煤油的切割温度为（2111879）/219945（）煤油与柴油的切割温度为（30881924）/22506（）柴油与重油的切割温度为（3572350）/23536（）整理见表114表114产品的切割温度产品实沸点蒸馏终馏点实沸点蒸馏初馏点切割温度汽油211煤油3088187919945柴油357219242506重油3503536查图11石油炼制工程读出汽油，煤油，柴油的蒸馏收率分别为17、20、35将各体积收率换算为质量收率分别为1487和1890、3331各馏出产品的性质求五个平均沸点体积平均沸点（T10T30T50T70T90）/5（）体积平均沸点TV汽（93114131150182）/5134（）TV煤（220224231244275）/52388（）TV柴（231257273290311）/52724（）斜率S（90馏出温度10馏出温度）/（9010）得汽油11125，煤油06875，柴油1由图34石油炼制工程查得体积平均沸点、质量平均沸点、实分子平均沸点、立方平均沸点和中平均沸点。将各沸点值见表115表115五个平均沸点产品体积平均沸点质量平均沸点子平均沸点立方平均沸点中平均沸点汽油1341361122913181271煤油23882392233123762357柴油27242733267227112696查石油化工工艺计算图表128页得K1117,K2120,K3116查石油化工工艺计算图表59页得M1114，M2194，M3211，API1512，API2435，API3335查石油化工工艺计算图表89页焦点温度临界温度分别为62，243，269查石油化工工艺计算图表88页焦点压力临界压力分别为126大气压，57大气压，59大气压K查石油化工工艺计算图表102页假临界温度分别为578K，709K，725K查石油化工工艺计算图表106页假临界压力分别为271MPA，251MPA，198MPA查石油化工工艺计算图表105页假临界温度分别为578K，709K，725K真临界温度分别为。590K，715K，730K真临界温度与假临界温度之比为1021,1008,1007查石油化工工艺计算图表107页真临界压力分别为331MPA，289MPA，221MPA帕焦点温度分别为37885，46615，48375焦点压力分别为61MPA，471MPA，49MPA。以上数据见表116表116油品的性质油品汽油煤油柴油密度D420，G/CM3074350803308092比重指数，API0512435335特性因数，K117120116相对分子量，M114194211027518791924平衡汽化温度，10021130883572温度，32142584694临界参数压力，MPA4242143焦点参数温度，压力，1063788561466154714837549物料衡算根据物料衡算要求，进入蒸馏塔的进料的质量应等于各出料的质量之和。根据已知数据和进料质量可以求出个产品质量。具体数据见表118表118物料平衡（按每年开工8000小时计）油品产率,处理量或产量体积分数质量分数104T/YT/DKG/H原油10010040120050000汽油171487595178507437煤油201890756226809450柴油353331133239972166502塔工艺参数的选取21原油精馏塔计算草图求取211确定蒸汽用量侧线产品及塔底重油都用过热蒸汽汽提。使用的是420，00301MPA的过热蒸汽。用量见表21表21汽提水蒸气用量油品质量分数（对油）KG/HKMOL/H一线煤油3028351969二线柴油2948285335塔底重油20329262286合计1095617609数据计算过程如下煤油945032835（KG/H）；柴油166502948285（KG/H）；重油（500009450166507437）232926（KG/H）212塔板型适合塔板数石油精馏塔的塔板数主要靠经验选用表（77）（78）【石油炼制工程】是常压塔板数的参考值。参照表选定塔板数见表22表22各油段所占的塔板层数汽油煤油段9层煤油柴油段6层柴油汽化段3层塔底气提段4层考虑采用一个中段回流，用3层换热塔板，全塔塔板数总计为28层。213精馏塔计算草图将塔底、塔板、进料及产品进出口、中段循环回流位置、汽体返塔位置、塔底汽提点等绘制成草图见图21图21精馏塔计算草图214操作压力的确定压力为013MPA。塔顶采用两级冷却流程。取塔顶空冷器压力为001MPA，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取0017MPA，故塔顶压力01300100170157MPA（绝对压力）取每层浮阀塔板压力降为05KPA（4MMHG），则推算得常压塔各关键部位的压力如下（单位为MPA）塔顶压力为0157（MPA）；一线抽出板（第9层）上压力为0161（MPA）；二线抽出板（第18层）上压力为0166（MPA）；汽化段压力（第21层）下压力为0167MPA）；取转油线压力降为0035MPA，则加热炉出口压力017000350202MPA）22汽化段和塔底温度的确定221汽化段温度汽化段中进料的汽化率与汽化度取过汽化度为进料的2（质量分数）或203（体积分数），即过汽化量为750KG/H要求进料在汽化段中的汽化率为（172035203）7403汽化段油气分压汽化段中各物料的流量如表23表23汽化段中各物料的流量产品KMOL/H汽油6524煤油4871柴油7891过汽化油25油汽量合计19536其中过汽化油的相对分子量取300，则过汽化油流量为750/30025KMOL/H）塔底气提还有水蒸气2286KMOL/H由此计算的汽化段的油气分压为016724525/（245252286）0153（MPA）汽化段温度的求定汽化段温度应该是在汽化段油气分压0153MPA之下汽化7403体积分数）的温度，作出在0153MPA下原油平衡汽化曲线；原油在常压下的实沸点曲线与平衡汽化曲线的交点为280，将此交点温度280换算为0155MP下的温度，查石油炼工程66页得2889从该点作垂直于横坐标的直线A，在A线上找的2989之点，过此点作平行于原油常压平衡汽化曲线2的线4，即为原油在0153MPA下的平衡汽化曲线。由曲线4可查EF为7403的温度为3555222进料在汽化段中的焓查图317石油炼制,进料在汽化段中的焓计算见表24（P0170MPA,T3495）表24进料在汽化段中的焓值及带入汽化段的热量焓，KJ/KG油料气相液相热量，KJ/H106汽油煤油柴油过汽化油重油合计11507911221211137411095692114115079929375107011221211812513261113742081875231911095612501399212057518956749其中过汽化油和重油的密度分别为08513，08615。223塔底温度根据经验数据，原油蒸馏装置的常压塔的塔底温度一般比汽化段温度低510，取塔底温度比汽化段温度低7，则塔底温度3555734853塔顶及侧线温度的假设与回流热分配31全塔回流热311设塔顶及各侧线温度假在塔内有水蒸气存在的情况下，常压塔顶汽油蒸汽可以大致定为该油品恩氏蒸馏60点的温度。（1405）当全塔汽提水蒸气用量不超过进料量的12时，侧线抽出板温度大致相当于与该油品恩氏蒸馏50点的温度。80166188000/310710038512假设塔顶的温度及各侧线温度见表31表31假设塔顶的温度及各侧线温度塔顶温度1405煤油抽出板（第9层）温度2276柴油抽出板（第18层）温度2603312全塔回流热按上述假设条件作全塔热平衡，由此求出全塔回流热，见表32表32全塔回流热操作条件焓，KJ/KG物料流率KG/H密度G/CM3压力，MPA温度，气相液相热量106KJ/KG进料500000852016735556749汽提蒸气10956103014203316454入方合计51095617203汽油7437074350157140665317607煤油9450080330161227657362678柴油166500809201662602678291412重油329260861501713485908581869水蒸气109561015714052702370出方合计34961874936所以，全塔回流热Q（720349361062267106（KJ/H）313流热分配塔顶采用二级冷凝冷却流程，塔顶回流温度定为60；采用一个中段回流位于煤油侧线与柴油侧线之间（第1113层之间）。回流热分配见表33表33回流热分配塔顶回流取热50Q111335106KJ/H中段回流取热50Q211335106KJ/H32侧线及塔顶温度的校准321柴油抽出板（第18层）温度按下图的隔离体系作第18层以下塔段的热平衡图31柴油抽出板下方草图第18层以下塔段的热平衡见表34表34第18层以下塔段的热平衡操作条件焓，KJ/KG物料流率KG/H密度G/CM3压力，MPA温度，气相液相热量106KJ/KG进料500000852016735556749汽提蒸气10956103014203316136内回流L08354016624756196861968L入方合计51095616885汽油7437074350166260391695852煤油94500803301662603904391068柴油166500809201662603678291412重油329260861501713485908581869水蒸气1095610166260330024124内回流L0835426038876488764L出方合计34961875325由热平衡得，688510661968L532510688764L所以，内回流L5821764（KG/H）或5821764/21127591（KMOL/H）柴油抽出板上方气相总量为8152608927591228644118（KMOL/H）柴油蒸汽（即内回流）分压为016627591/441180104（MPA）由柴油常压恩氏蒸馏数据换算01MPA下平衡汽化0点温度，可以用图224和图223石油化工工艺计算图表先换算的常压下平衡汽化数据，再用换算成0104MPA下的平衡汽化数据，其计算结果如表（35）表35柴油蒸汽分压下的温度换算项目0103050恩氏蒸馏温度，恩氏蒸馏温差，平衡汽化温差，常压平衡汽化温度，0105MPA下平衡汽化温度，2172311426511124257262125727316652802745281由以上可求得柴油在0104MPA下的泡点温度为257，与原假设的2603很接近，可认为原假设温度是正确的。322煤油抽出板（第9层）温度按图32的隔离体系作第9层以下塔段的热平衡图32煤油抽出板下方草图第9层以下塔段的热平衡见表36表36第9层以下塔段的热平衡操作条件焓，KJ/KG物料流率KG/H密度G/CM3压力，MPA温度，气相液相热量106KJ/KG进料500000852016735556749汽提气10956103014203316337内回流L080630161183452204522L入方合计51095617086汽油7437074350161227684577786煤油9450080330161227657362678柴油166500809201662603678291412重油329260861501713485908581869水蒸气10956101612276293312298内回流L0806322768290382903L出方合计34961875043由热平衡得，70861064522L504310682903L所以，内回流L5421543（KG/H或5421543/19427946（KMOL/H）煤油抽出板上方气相总量为8512279462286335441738（KMOL/H）煤油蒸汽（即内回流）分压为016127946/417380108（MPA）由煤油常压恩氏蒸馏数据换算0108MPA下平衡汽化0点温度，可以用图224和图223石油化工工艺计算图表先换算的常压下平衡汽化数据，再用换算成0108MPA下的平衡汽化数据，其计算结果见表37表37煤油油蒸汽分压下的温度换算项目0103050恩氏蒸馏温度，恩氏蒸馏温差，平衡汽化温差，常压平衡汽化温度，0105MPA下平衡汽化温度，2042201646122623222423171223412332342由以上可求得煤油在0108MPA下的泡点温度为226，与原假设的2276很接近，可认为原假设温度是正确的。323塔顶温度塔顶蒸气一般冷凝到5590。回流温度T060，其焓值H01632KJ/KG；塔顶温度T11405，回流（汽油）蒸气的焓H164317KJ/KG，故塔顶冷回流量为L0Q1/（H1H0）11335106/（6531716320）2313407（KG/H）塔顶油气量（汽油内回流蒸气）为（5575929375）/11413043（KMOL/H）塔顶水蒸气流量为82177/184565（KMOL/H）塔顶油气分压为015728445/（284457609）01239（MPA）塔顶温度应该是汽油在其油气分压下的露点温度。由恩氏蒸馏数据换算汽油压露点温度，见表38。表38露点温度的换算项目507090100恩氏蒸馏温度，恩氏蒸馏温差，平衡汽化温差，常压平衡汽化温度，1311501932916811712618219412321428146由上表可求得汽油常压露点温度为146已知汽油焦点温度和焦点压力依次为37885，591MPA根据以上数据在平衡汽化坐标纸上作出汽油平衡汽化100点的PT线；由上述作出的汽油露点线相图，见图33可读得油气分压为01239MPA时的露点温度为147。不凝气以后求得的塔顶温度比实际塔顶温度约高出3，可将计算所得的塔顶温乘以系数097作为采用的塔顶温度。则塔顶温度为147097814259，与假设的1405很接近，故原假设温度正确。图33汽油的露点相图验证在塔顶条件下，水蒸气是否会冷凝塔顶水蒸气分压为01570123900331MPA相应于此压力的饱和水蒸气温度为7190（）远低于塔顶温度1405，故在塔顶的水蒸气处于过热状态，不会冷凝4结论毕业设计即将结束，在这几个月的毕业设计过程中，我不仅仅把所学的知识复习了一遍，更重要的是初步培养了我要做为一个工程技术人员应有的那种认真负责，谨慎而有创造性的工作风格。关于本次设计我总结如下在工艺计算中，一些参数的求取，我采用的是一种经验数值，或者假设和对比的方法，其优点是使计算比较简单，计算的结果比较接近实际；在对水力学等方面进行设计时，尤其是对塔盘的设计，我采用的是逐板分析法确定塔板数，对塔板结构进行了详细的分析和查阅资料，对一些主要尺寸进行了给定，这方面设计的好与坏直接关系到整个设计的成与败。原油常减压蒸馏装置耗能极大,约占整个炼油厂炼油用能量的2030,而且目前我国的一些炼油厂用的换热网络仅仅考虑到工艺要求,而未考虑热量的合理利用因此,优化换热网络结构,最大限度地回收热量,不仅可提高原油的预热中温,减少燃料油的消耗,还可降低冷却热负荷要保证有效能损失最小,即遵循高温位热流与高温位冷流换热,中温位与中温位换热,低温位与低温位换热的匹配原则,而且要有效利用热流的高温位热源,对原有换热器进行充分利用,使设备投资费降到最低。常压蒸馏装置提高经济效益的方法如下（1）改变工艺流程、调整产品结构调整常压塔侧线产品方案开发新工艺、生产新产品回收不凝气中的液化石油气（2）精心操作、增加高附加值产品减少石脑油含量、提高柴油收率强化汽提段操作、提高轻油收率（3）常压汽提