660万吨原油常压蒸馏课程设计方案

1、660万吨原油常压蒸馏课程设计方案660万吨原油常压蒸馏课程设计方案 摘要常压塔是石油加工中重要的流程之一，这次的设计主要就是对660万吨/年处理量的原油常压塔进行设计，其中包括塔板的设计。常压塔的设计主要是依据所给的原油实沸点蒸馏数据及产品的恩氏蒸馏数据，计算产品的相关物性数据从而确定切割方案、计算产品收率。参考同类装置确定塔板数，进料及侧线抽出位置，再假设各主要部位的操作温度及操作压力，进行全塔热平衡计算。采取塔顶二级冷凝冷却和两个中段回流，塔顶取热、第一中段回流取热、第二中段回流取热的比依次为5:2:3。经过校核各主要部位温度都在允许的误差范围内。塔板型式选用f1型重阀浮阀塔板，依据常压

2、塔内最大气、液相负荷算得塔板外径为 5.0m，板间距为0.6m。这部分最主要的是核算塔板流体力学性能及操作性能，使塔板在适宜的操作范围内操作。本次设计的结果表明，参数的校核结果与假设值间的误差在允许范围内，其余均在经验值范围内，因此可以确定，该蒸馏塔的设计是符合要求的。关键词：常压蒸馏；物料衡算；热量衡算 目录 1.设计背景 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计技术参数 (2)2.设计方案 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 设计计划 (4)2.3 原油的实沸点切割及产品性质计算 (5)2.4产品收率和物料平衡 (13)2.5汽提水蒸汽用量 (15)2.6塔板型式和塔板数 (16)2.

3、7常压塔计算草图 (17)2.8 操作压力 (17)2.9汽化段温度 (18)3 塔底温度 (20)4 塔顶及侧线温度的假设与回流分配 (21)4.1全塔回流热 (21)4.2侧线及塔顶温度核算 (22)4.3全塔汽、液相负荷 (27)4.4全塔汽液相负荷分布 (36)5 塔的工艺计算 (36) 5.1塔径计算 (36) 5.2溢流装置 (37)5.3塔板布置及浮阀数目与排列 (38)6.致谢 (40)7.参考文献 (40)8.附件 (41) 1.设计背景 1.1 选题背景我国炼油工业经过50多年的发展，到21世纪初期，已经形成281mt/a的原油加工能力，生产的汽油、煤油、柴油、润滑油等石油

4、产品基本满足的国民经济的发展和人民生活的需要。但是，进入21世纪，特别是我国成为世界贸易组织的正式成员后，按照市场准入、关税减让的相关壁垒协议，国内成品油市场将逐渐融入国际市场，不可避免的要参与世界贸易大环境下的竞争，基本依靠自有技术发展起来的我国炼油工业面临着严峻挑战。石油是重要的能源之一，我国的工业生产和经济运行都离不开石油，但是又不能直接作为产品使用，必须经过加工炼制过程，连制成多种在质量上符合使用要求的石油产品，才能投入使用。国民经济和国防部门众多的各种应用场合对石油产品提出了许多不同的使用要求。随着我国社会经济情况的变化、科学技术水平以及工业生产水平的大幅度提高，对石油产品质量指标的

5、要求不断严格，所要求的石油产品的品种和数量也不断增加。目前，我国原油的年加工量约为2亿吨。而国内所能提供原油量仅为1.3亿吨，为了满足原油的需求量，则需要每年从国外二十多个国家和地区进约6940万吨原油。为了更好的提高石油资源的利用率，增加企业的经济效益，对从国外进口的原油炼制构成进行开发研究也是十分必要的。目前，我国将石油产品分为染料、润滑剂、石油沥青、石油蜡、石油焦、溶剂和化工原料六大类。1.1.1设计目的及意义通过对化学工程的学习，基本掌握常压塔设计过程中的原始数据处理，设计出基本符合要求的常压塔。1.1.2 设计的工艺国内外发展现状 我国蒸馏装置规模较小大部分装置处理能力为 2.5mt

6、/a,仅有几套加工能力超过 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拔出率方面存在较大差距。新建较大炼油厂镇海、高桥8mt/a及大连西太平洋10mt/a 等大型化的蒸馏装置,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,如中石化有些炼厂的常顶和常一线能够脱空,但尚有40%的装置的常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过10,最多重叠度达到86,多数装置常二线与常三线恩氏蒸馏馏程重叠在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挥发度及重质润滑油馏

7、分的残炭和安定性等方面存在差距较大。由于原油进入炼油厂后必须首先进入常减压装置进行一次加工,因此炼油厂的加工能力一般用原油常压蒸馏装置的加工能力来表示,因此世界原油加工的能力基本上就是世界常压蒸馏装置的加工能力。1.2 设计技术参数1、处理量：6.6mt/a2、开工时间：8000h/a，按开工330d/a计3、原油性质 表1-2 原油实沸点蒸馏数据4、产品性质表1-3产品恩氏蒸馏数据5、汽提蒸汽性质汽提蒸汽温度为420，压力为0.3mpa6、常压塔塔板选型型重阀浮阀塔板，塔板压降为0.0005mpa塔板型式选用f12.设计方案2.1 设计要求1、根据设计要求选择并绘制原油常减压蒸馏装置工艺流程

8、图。 2、根据设计参数（原油及产品性质、产品收率等）进行全塔的工艺计算并绘制常压塔的计算草图及全塔的气液相负荷图。 3、根据设计参数进行常压塔的尺寸并绘制常压塔设备图。4、根据设计参数塔板的水力计算并绘制全塔的塔板负荷性能图。2.2 设计计划2.2.1常减压蒸馏装置工艺流程原油进入厂区后（温度为45），由原油泵抽出，分为平衡的两路进行换热。第一路原油与初顶油、重柴（五次）换热、轻柴（三次）换热、常一中路（二次）换热和重柴（四次）换热，至此原油温度升至131左右，进入电脱盐罐，从电脱盐罐出来的一路原油再次与轻柴（二次）换热、常压一中段（一次）换热、重柴（三次）换热、轻柴（一次换热）和重柴（二次）

9、换热，至此原油温度升至230左右，与二路原油混合进入初馏塔；原油二路和汽油（二次）换热、常二中段（四次）换热、重油（五次）换热、汽油（一次）和常二中段（三次）换热，原油温度至此升为129左右，进入电脱盐罐，从电脱盐罐出来的二路原油与重油（四次）换热、煤油换热、常二中段（二次）换热、重油（三次）换热和常二中（一次）换热，至此原油温度升至230左右，与一路原油混合进入初馏塔加工。初馏塔塔顶出来的塔顶油气即初顶油经换热之后，部分回流初馏塔内，部分进入产品罐。塔底物料温度为223左右，分为平衡两路，一路和重柴（一次）换热温度升至268左右，和二路混合再次加热。二路和重油（二次）换热，温度升至269左右

10、，同一路混合后同重油（一次）换热，温度升至298。进入常压加热炉，加热至365左右。从常压炉出来的原油温度在365左右，自常压塔的第30块板进入常压塔。塔顶的油气经过空冷、水冷、一部分作冷回流，经常压塔顶回流泵打回常压塔，另一部分作为产品流出装置。一线煤油与原油换热一次，温度至115左右去产品罐，二线轻柴油与原油换热两次次，温度至70左右去产品罐，常压第一中段回流从常压塔的第13板抽出，经过常压泵与原油换热，温度降至140左右，然后回流至常压塔。常压第二中段回流从常压塔的23板抽出，经过常压泵与原油换热，温度降 至197左右，然后回流至常压塔。 2.3 原油的实沸点切割及产品性质计算2.3.1

11、体积平均沸点由公式：tv （t10t30+t50+t70+t90)/5 得汽油：tv101+119+130+139+149/5=127.6煤油：tv142+155+170+188+210/5=173轻柴油：tv205+215+223+233+246/5=224.4重柴油：tv270+284+293+303+321/5=294.22.3.2恩氏蒸馏曲线斜率s由公式：斜率s（t90-t10)/(90-10) /% 得汽油：斜率s(149-101)/(90-10)=0.6/%煤油：斜率s(210-142)/(90-10)=0.85/%轻柴油：斜率s(246-205)/(90-10)=0.5125/%

12、重柴油：斜率s(321-270)/(90-10)=0.6375/%2.3.3立方平均沸点tcu由公式：t c ut v-c ulncu-0.82368-0.089970t v0.45+2.45679s0.45求得cu exp（-0.82368-0.089970tv0.45+2.45679s0.45）汽油：cu-1.5tcu127.6-1.5=126.1煤油：cu-1.2tcu173-1.2=171.8轻柴油：cu-0.7 tc u224.4-0.7=223.7重柴油：cu-0.4tcu294.2-0.4=293.82.3.4中平均沸点tme由公式：tme tv-melnme -1.53181-

13、0.0128tv0.6667+3.64678s0.3333me exp（-1.53181-0.0128tv0.6667+3.64678s0.3333）汽油：me-3.6tme127.6-3.6=124煤油：me-3.8tme173-3.8=169.2轻柴油：me-2.4tme224.4-2.4=222重柴油：me-0.3tme294.2-0.3=293.92.3.5特性因数k由公式 k(1.216t1/3)/d15.615.6，式中t现一般使用中平均沸点，且t为油品平均沸点的绝对温度（k)已知： d15.615.6d420+d汽油：已知d4200.7352 , d =0.0049 d15.615.60.7401k=12.05煤油：已知d4200.7757 , d15.615.60.7804k=11.88轻柴油：已知d4200.7952, d15.615.60.7998k=12重柴油：已知d4200.8336 , d15.615.60.838 k=11.9 2.3.6油品的api15.6-131.5可得由api.141.5/d15.6汽油：api.=141.5/0.7401-13