209万吨每年原油常减压蒸馏塔设计

1、目 录摘 要IAbstractII第一章 总论11.1概述11.2 常减压蒸馏工艺特征11.3 常减压蒸馏技术方案选择11.4 常减压蒸馏技术发展趋势11.5文献综述2第二章 工艺简述42.1 处理量的确定42.2 原油来源及原油的评价数据42.3 其它物性及条件42.4 设计计算的主要内容42.5 产品方案及常减压蒸馏流程5第三章 常压塔的工艺计算73.1计算各油品的参数73.2 原油实沸点与平衡汽化关系换算73.3 石脑油馏分恩氏与平衡汽化的关系换算93.4 喷气燃料馏分恩氏与平衡汽化的关系换算93.5 柴油馏分恩氏与平衡汽化的关系换算103.6 常减压蒸馏产品收率及物料衡算103.7 决

2、定气提方式并决定气提用量113.8选择塔板型式并决定各段塔板数123.9确定塔内各部位压力和加热炉出口压力123.10计算汽化段温度，确定塔底温度133.11常压精馏塔计算草图153.12 塔顶及侧线的温度的假设与回流热分配163.13 各侧线及塔顶温度的校核173.14 全塔汽液相负荷分布图213.15画出本塔的气液负荷图25第四章 常压塔的操作弹性计算274.1浮阀类型274.2基础数据274.3塔径计算284.4浮阀数及开孔率计算294.5溢流堰及降液管的选择304.6水力学计算314.7塔板的适宜操作区和负荷的上下限334.8 塔高的计算36第五章 减压塔工艺计算及说明375.1 减压

3、各馏分原始数据的计算375.2 原料及产品的有关参数的计算395.3 减一线恩氏蒸馏与平衡汽化的关系换算395.4减二线恩氏蒸馏与平衡汽化的关系换算405.5 减三线恩氏蒸馏与平衡汽化的关系换算405.6减压10mmHg下的平衡汽化温度415.7物料平衡415.8 确定塔板数425.9 塔板压力及塔板压降425.10 汽提蒸气用量425.11精馏塔计算草图435.12 各侧线温度及塔顶温度的求定435.13 全塔的热平衡445.14 回流方式及回流热分配445.15 侧线及塔顶温度的校核455.16全塔汽液相负荷分布图485.17汽液相负荷分布图52第六章 减压塔工艺尺寸536.1 塔径的计算

4、及确定536.2 填料层高度的确定536.3 填料层压降计算546.4 液体喷淋密度的验算546.5 液体分布器的计算54第七章 换热流程设计557.1原油一路的换热567.2 原油二路换热597.3 原油三路换热607.4 热量利用率计算637.5 所需换热器换热面积计算637.6原油一路的换热657.7 原油二路换热687.8 原油三路换热697.9 热量利用率计算727.10 所需换热器换热面积计算72第八章 结论74参考文献75致 谢76 摘 要本次设计主要是对ESPO原油处理量能力为209万吨/年的常减压塔及换热流程的设计。常压塔的设计主要是依据所给的原油评价数据，对常压塔进行工艺计

5、算，对减压塔进行工艺计算以及对换热流程的初步设计计算。设计的结果是：常压塔采取两侧线，常压塔塔顶生产汽油，两个侧线分别生产喷气燃料和柴油，体积收率依次为16.0%、13.3%、21.7%，塔板外径为4.2m,塔高为23.051m；减压塔采取三侧线,各侧线重量收率依次为19.3%、19.9%、11.6%，采用M252Y规整填料，上部塔径为6.4m,下部塔径为3.2m，塔高为10m；换热流程将原油分为三路分别逐级与产品换热。本次设计结果表明，参数的校核结果与假设值之间误差在允许范围内，其余均在经验值范围内，本次设计就此完成。关键词：常压蒸馏塔；减压蒸馏塔；换热流程AbstractThe desig

6、n is mainly designed for the ESPO crude oils atmospheric vacuum distillation tower and heat exchanger which processing capacity is 2090000 tons / year.The design of the atmospheric tower is mainly based on the evaluation of crude data, the atmospheric tower process calculation, the vacuum tower proc

7、ess calculation and the heat exchange process of preliminary design calculations.The result of the design is : the atmospheric tower takes two sides,the production of the overhead line is gasoline ,two lateral lines were producing jet fuel and diesel,volume yield are 16.0%,13.3%,21.7%,plate dimeter

8、is 4.2m,height is 23.051m;vacuum tower takes 3 sidings ,the line weight yield were 19.3%,19.9%,11.6%,using M525Y structured packing ,upper tower dimeter is 6.4m,the lower tower dimeter is 3.2m,height is 10m,heat transfer process of crude oil is divided into 3 way are sequential and product of heat e

9、xchanger.The result of the design shows that the value between parameters check results and the assumption is within the error range, the remaining value is in the experiences range, the design is done thereon.Keywords: Atmospheric distillation tower; Vacuum distillation tower; The heat transfer pro

10、cess 51武汉工程大学毕业设计第一章 总论1.1概述石油是极其复杂的混合物，要从原油中提炼出多种多样的燃料、润滑油和其他产品，基本途径是：将原油分割成不同沸程的馏分，然后按照油品的使用要求，除去这些六分钟的非理想组分，或者是经由化学转化形成所需要的组成，进而获得合格的石油产品。蒸馏正是一种合适的手段，而且常常也是一种最经济、最容易实现的分离手段。它能够将液体混合物按其所含组分的沸点或蒸汽压的不同而分离为轻重不同的各种馏分，或是分离为近似纯的产物。正因为这样，几乎所有的炼油厂中，第一个加工装置就是蒸馏装置，例如常减压蒸馏。1.2 常减压蒸馏工艺特征原油常压精馏塔是常减压蒸馏装置的重要组成部分

11、，此塔在接近常压下操作，故称常压塔。原油在常压塔里进行精馏，从塔顶馏出汽油馏分或重整原料油，从塔侧引出煤油和轻、重柴油等侧线馏分，塔底产物称常压重油。将原油350以上的高沸点馏分在减压和较低的温度下通过蒸馏取得叫做减压蒸馏，减压蒸馏的核心设备是减压精馏塔和抽真空设备。根据生产任务的不同，减压塔可分为润滑油型和燃料型减压塔，其特点是要求尽量避免油料发生分解反应的条件下尽可能多地拔出减压馏分油。1.3 常减压蒸馏技术方案选择原油炼制加工方案，主要根据其特性、市场需要、经济效益、投资力度等因素决定。石油炼制加工方案大体可以分为三种类型：（1）燃料型 主要产品是用燃料的石油产品。除了生产部分重油燃料油

12、外，减压馏分油和减压渣油通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。（2）燃料润滑油型 除了生产燃料的石油产品外，部分或大部分减压馏分油和减压渣油还用于生产各种润滑油产品。（3）燃料化工型 除了生产燃料产品外，还生产化工原料和化工产品。本设计根据原油评价数据中硫含量为0.65w%，不低，粘度偏高可知选择燃料型加工方案为适宜方案。1.4 常减压蒸馏技术发展趋势 常压拨出率和馏分质量影响着直馏柴油的收率，对全厂的经济效益有重大的影响。目前，常压塔的发展趋势是塔盘数不断增加，塔盘效率不断提高。新设计的常压塔，其精馏段的塔盘数不应少于50层。适当增加塔盘数投资增加不多，得到的经济效益却非常显著。而减压蒸馏的

13、趋势为改进减压蒸馏，发展润滑油和石蜡的生产，为了在减压塔获得必需的分馏精度，同时又尽量减少全塔压降，国内外的发展趋势都是采用全填料型的减压塔，同时不断改进填料分布器的结构，提高分馏效率，Mellapakplus等新型填料，已得到了广泛应用。1.5文献综述常减压蒸馏技术现状1.5.1国外蒸馏装置技术现状及发展趋势炼油厂的大型化是提高其劳动生产率和经济效益，降低能耗和物耗的一项重要措施。按2004年一月底的统计，全世界共有717座炼油厂，总加工能力4103Mt/a。其中加工能力在10Mt/a以上的炼油厂126座，分散在34个国家和地区，有16座加工能力在20Mt/a以上。现在单套蒸馏装置一般都在5

14、Mt/a以上，不少装置已达到10Mt/a。现在最大的单套蒸馏装置处理量为15Mt/a。整体蒸馏装置将原油分为：常压渣油、含蜡馏分油、中间馏分油和石脑油组分。常压部分出常压渣油、中间馏分和石脑油以下的馏分。中间馏分在加氢脱硫分馏塔中分馏煤油、轻、重柴油，常压渣油进入高真空减压蒸馏，分馏出的蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置的原料。整体蒸馏装置可以节省投资30左右。电脱盐方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的专利技术较为先进。Howe-Beaket技术主要为低速脱盐，Petrolite已在低速脱盐的基础上开发了高速电脱盐。塔内件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer和N

15、orton为代表，拥有较先进的专利技术，公司开发出了SuperFRAC I.SuperFRACV高效塔盘和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基础上开发了Mllapakplus和Optiflow高效填料。产品质量方面：国外蒸馏装置典型的产品分馏精度一般为：石脑油和煤油的脱空度ASTM D86(5%-95%)13；煤油和轻柴油的脱空度ASTM D86(5%-95%)-20；轻蜡油与重蜡油的脱空度ASTM D1160(5%-95%)5，润滑油基础油也基本满足窄馏分、浅颜色。1.5.2国内蒸馏装置技术现状我国蒸馏装置规模较小，大部分装置处理能力为2.5Mt/a，仅有几套装置的加

16、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、产品质量和拨出率方面存在较大的差距。最近几年，随着我国炼油工业的发展，为缩短与世界先进炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展，陆续建成了镇海、高桥8Mt/a及西太平洋10Mt/a等大型化的蒸馏装置等，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，如中石化有些炼油厂常顶和常一线能够脱空，但尚有40%的装置常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过10，最多重叠达86。多数装置常二线与常三线恩氏蒸馏馏程重叠15以上，实沸点重叠则超出25。润滑油馏分切割也同国外先

17、进水平存在一定差距，主要表现在轻质润滑油馏分的发挥及中质润滑油馏分的残碳、颜色和安定性等方面存在差距较大。第二章 工艺简述2.1 处理量的确定根据任务书中所定：2XX万吨/年 XX 学号后两位数 ，则本设计的处理量为209万吨/年；根据正常生产和检修确定操作时间： 8000 小时/年 2.2 原油来源及原油的评价数据原油名称：ESPO原油原油产地：俄罗斯东西伯利亚管道原油ESPO原油20密度为845.6kg/m ,属中质原油；硫含量不低，为0.65%，20及50的运动粘度分别为12.570mm /s、5.354mm /s；倾点低，小于-35；酸值低，为0.08mgKOH/g；盐含量高，为94.

18、2mgNaCL/L；氮含量不高，为0.21%；残炭为2.51%；金属Ni、V含量含量低，分别为2.510g/g及3.448g/g；从馏程看,340前馏出量为59.0%，轻质油收率较高。其特性因数为12.2，归属含硫石蜡基原油注意:该原油盐含量较高，在原油加工过程中注意加强原油的脱盐、防腐工作。2.3 其它物性及条件常压设两个中段循环回流, 每个中段循环回流取热量为全塔回流热的30; 过汽化油为2(重)。减压设为两个中段回流，每个中段回流取热量为全塔回流热的40%,过汽化度为2%，塔顶循环回流量为20%。汽提水蒸汽均采用过热水蒸汽: 420, 0.3MPa2.4 设计计算的主要内容2.4.1常压

19、蒸馏塔工艺计算：1) 工艺参数计算；2) 操作条件的确定；3).蒸馏塔各点温度核算；4).蒸馏塔汽、液负荷计算。 2.4.2常压蒸馏塔尺寸计算 ：1) 塔径计算；2)塔高计算。 2.4.3常压蒸馏塔水力学计算2.4.4减压蒸馏塔工艺计算 1) 工艺参数计算；2) 操作条件的确定；3).蒸馏塔各点温度核算；4).蒸馏塔汽、液负荷计算。2.4.5减压蒸馏塔尺寸计算2.4.6换热流程的热量计算 1) 各级换热最终温度的确定；2) 热量利用率的计算；3)换热面积的计算。2.5 产品方案及常减压蒸馏流程2.5.1 产品方案 设计的产品方案是：常压塔采取两侧线，常压塔塔顶生产汽油，汽油的馏程为初馏点到16

20、5；两个侧线分别生产喷气燃料和柴油，喷气燃料的馏程为165240，柴油的馏程为240350。减压塔采取三侧线，三个侧线的馏程依次为350430,430480,480520。换热流程将原油分为三路分别逐级与产品换热。表2-1 常压产品产率及其性质产 品名 称沸点范围产 率%(重)相对密度特性因数恩 氏 蒸 馏 数 据, 初10%30%50%70%90%终石脑油初16516.630.709312.2434.2 60.386.8106.4 125.7144.5151.2喷气燃料16524010.250.787011.96159.0181.2190.6199.4208.5224.7232.5柴油240

21、35022.230.836911.94245.0258.0274.4292.9311.3332.6342.4常压渣油35048.980.9214表2-2 减压产品产率及其性质产 品名 称沸点范围产 率%(重)特性因数相对密度恩 氏 蒸 馏 数 据, 初10%30%50%70%90%终减一线35043019.311.920.885352.86369.25377.23388.26401.76405.5减二线43048019.912.110.896423.54430.65442.58449.63453.64462.60减三线48052011.612.300.898471.26480.21483.67

22、486.99489.44490.71减压渣油52049.20.96502.5.2 常减压蒸馏流程 从原油的处理过程来看，上述常减压蒸馏装置分为原油初馏（预汽化）、常压蒸馏和减压蒸馏三部分，油料在每一部分都经历一次加热汽化冷凝过程，故称之为“三段汽化”。如从过程的原理来看，实际上只是常压蒸馏与减压蒸馏两部分，而常压蒸馏部分可采用单塔（仅用一个常压塔，不用初馏塔）流程或者用双塔（用初馏塔和常压塔）流程。 国内大型炼油厂的原油蒸馏装置多采用的典型三段汽化常减压蒸馏流程： 图2-1常减压塔的工艺流程图本次设计仅采用常压塔和减压塔双塔操作。 第三章 常压塔的工艺计算3.1计算各油品的参数经过系列计算，将

23、各油品性质绘制为下表：表3-1 原料及产品的有关参数名称体积平均沸点恩氏蒸馏9010%斜率立方均沸点/中平均沸点/特性因数K分子量M临界温度/临界压力/Mpa焦点压力/Mpa焦点温度/比重指数石脑油104.71.0525102.198.112.24103276.90.1212.87345.266.6喷气燃料200.90.5438199.8198.211.96164387.00.0890.75413.747.25柴油293.80.9325292.3289.511.94239478.00.0680.55501.136.69原油-12.20-3.2 原油实沸点与平衡汽化关系换算序号馏出温度窄馏分序号

24、馏出温度窄馏分序号馏出温度窄馏分重，%20, g/ cm3重，%20, g/ cm3重，%20, g/ cm31653.90.6412922024.290.79681742557.480.88662805.890.68951024026.880.80541845062.8131007.980.71021125028.200.81271947066.77412010.340.72381227532.890.82112050071.40514012.730.73871330041.680.83442152073.99616516.630.75361432046.020.84782252098.09

25、718018.870.76631535049.110.8590820021.980.77691639552.880.8788已知原油的实沸点蒸馏数据见表3-2：表3-2 原油实沸点蒸馏数据 1、由表3-2的相关数据绘制下图2、由公式:馏分体积%=馏分的重量%原油相对密度/馏分油相对密度可计算每馏分占原油体积%，得下图由图3-2 可得到下表：表3-1 原油常压实沸点蒸馏数据汽化（体积分数），%010305070温度，21.1100.3228.1343.1479.0经过一系列换算，将结果绘制下表：表3-2 原油常压平衡汽化蒸馏数据汽化（体积分数）%010305070平衡蒸发各点参考温度/97.81

26、44.2237.0329.8422.6实际平衡汽化各点温差/-4.020.000.53-3.2913.20实际平衡汽化温度/93.78144.2237.53326.51435.80依表3-2画出原油的常压平衡汽化曲线,如下图3-3所示：图3-3 原油平衡汽化蒸馏曲线（体积分数）3.3 石脑油馏分恩氏与平衡汽化的关系换算石脑油恩氏蒸馏10%70%点斜率=（125.760.3）（7010）=1.09（%）查石油炼制工程图6-10得：平衡汽化50%点温度恩氏蒸馏50%点温度=15.2（）故 平衡汽化50%点温度=106.415.2=91.2（）将石脑油最终换算的平衡蒸发温度汇总为表3-6所示：表3-

27、3 石脑油平衡蒸发温度(0.101Mpa)恩氏蒸馏，(体) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸馏，恩氏蒸馏温差，平衡蒸发温差，平衡蒸发50%点温差，平衡蒸发温度，34.260.386.8106.4125.7144.5151.2 26.1 26.5 19.6 19.3 18.8 6.7 10.0 15.9 9.3 9.2 8.0 2.4 106.415.2=91.256.066.081.991.2100.4108.4110.83.4 喷气燃料馏分恩氏与平衡汽化的关系换算喷气燃料恩氏蒸馏10%70%点斜率=（208.5181.2）/（7010）=0.455（%）查石油炼制工程图6-

28、10得：平衡汽化50%点温度恩氏蒸馏50%点温度=2.1（）故 平衡汽化50%点温度=199.42.1=201.5（）将喷气燃料最终换算的平衡蒸发温度汇总为表3-4所示：表3-4 喷气燃料平衡蒸发温度(0.101Mpa)恩氏蒸馏，(体) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸馏，恩氏蒸馏温差，平衡蒸发温差，159.0181.2190.6199.4208.5224.7232.522.2 9.4 8.8 9.1 16.2 7.88.4 5.8 3.7 4.2 5.8 1.9平衡蒸发50%点温差，平衡蒸发温度，199.4 2.1 = 201.5183.6192.0197.8201.520

29、5.7211.5213.43.5 柴油馏分恩氏与平衡汽化的关系换算柴油恩氏蒸馏10%70%点斜率=（320.4261.2）（7010）=0.987（%）查石油炼制工程图6-10得：平衡汽化50%点温度恩氏蒸馏50%点温度=7.9（）故 平衡汽化50%点温度=299.37.9=307.2（）将喷汽燃料最终换算的平衡蒸发温度汇总为表3-5所示：表3-5 柴油平衡蒸发温度(0.101Mpa)恩氏蒸馏，(体) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸馏，恩氏蒸馏温差，平衡蒸发温差，平衡蒸发50%点温差，平衡蒸发温度，245.0261.2278.8299.3320.4346.5359.2 16

30、.2 17.6 20.5 21.1 26.1 12.7 5.4 9.3 9.4 10.1 12.4 2.7 299.37.9=307.2283.1288.5297.8307.2317.3329.7332.43.6 常减压蒸馏产品收率及物料衡算3.6.1切割点和产品收率的确定切割点的确定方法以喷气燃料和柴油之间切割点的确定为例，由前面的计算可知：喷气燃料的实沸点终馏点是242.5，柴油的实沸点初馏点是207.9.则：喷气燃料和柴油之间的切割点=（242.5207.9）/2=225.2在图3-1原油实沸点蒸馏曲线上225.2处作一水平线交曲线一点，以此点做垂线交横轴质量分数，此点值为27.1%按同

31、样的方法可找出石脑油和喷气燃料切割点对应的横坐标值为13.7%，由此可确定喷气燃料的质量收率为：27.1%-13.7%=13.4%同样的方法在图3-2上确定喷气燃料的体积收率为：29.3%-16.0%=13.3%同理可确定各产品的切割点和收率，结果如下表：表3-6 原油常压切割方案产品实沸点切割点/实沸点沸程/收率/%密度恩氏蒸馏温度/体积质量0%10%30%50%70%90%100%石脑油142.411.9156.916.013.70.709334.260.386.8106.4125.7144.5151.2喷气燃料225.2127.9242.513.313.40.7870159.0181.2

32、190.6199.4208.5224.7232.5柴油359207.9359.021.724.70.8369245.0258.0274.4292.9311.3332.6342.43.6.2物料衡算物料平衡可由同一原油，同一产品方案的相同装置的常压塔的生产数据确定，确定后列物料平衡表：表3-7 物料平衡表（按每年开工8000小时计）物料产率（%）年处理量Mt/a时处理量kg/h分子流量kmol/h体积质量石脑油16.013.728.6335791.25347.49喷气燃料13.313.428.0135007.5213.46柴油21.724.751.6264528.75269.99重油49.048

33、.2100.74125922.5-总和100100209261250原油100100209261250-3.7 决定气提方式并决定气提用量只有塔底重油采用过热水蒸气汽提，使用的是温度为420、压力为0.3MPa的过热水蒸气，参考石油炼制工程表6-16取定汽提水蒸汽用量如下表：表3-8 汽提水蒸气用量油品质量分数（对产品），%kg/h塔底重油33777.68合计-3777.683.8选择塔板型式并决定各段塔板数3.8.1 塔板型的选择根据设计要求和实际情况，采用板式塔。各种板式塔有关结构性能比较如下表：表3-9 各种塔板比较塔板优点缺点泡罩塔板不容易发生漏液现象，有较好的操作弹性，对脏物不敏感结

34、构复杂造价高，塔板压降大，雾末夹带现象严重塔板效率均匀筛板结构简单，造价低，气体，压降小操作弹性地，筛孔小，易堵塞浮阀塔板生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降小，结构简单，造价低不宜处理易结焦，或黏度大喷射型塔板开孔率较大，可采用较高的空塔气速，生产能力大，塔板效率高操作弹性大气相夹带本次设计常压塔板选用浮阀塔塔板。3.8.2 各段塔板数的确定决定本常压石油分馏塔的塔板数如下表：表3-10 塔板数的确定被分离的馏分塔板数石脑油喷气燃料9喷气燃料柴油6柴油汽化段3进料塔底4取两个中段循环回流，每个中段循环回流用3层换热塔板，所以全塔的换热塔板数共为6层，全塔塔板数28层。3.9确定塔内各

35、部位压力和加热炉出口压力取塔顶产品罐压力为0.13MPa。塔顶采用两级冷凝冷却流程。取塔顶空冷器压力降为0.01MPa，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取0.017MPa。故 塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.157MPa(绝)取每层浮阀塔板压力降为0.5kPa(4mmHg)，则推算得常压塔各关键部位的压力如下(单位MPa)：塔顶压力0.157；常一线抽出板（第12层）上压力=0.157+110.510-3 =0.163；常二线抽出板（第21层）上压力=0.157+200.510-3 =0.167；汽化段压力（第24层下）压力=0.157+240.510-3 =0.169；取转油线

36、压力降为0.035MPa，则加热炉出口压力为：0.1690.035=0.204MPa3.10计算汽化段温度，确定塔底温度3.10.1计算汽化段中进料的汽化率根据塔的工艺计算表1-7，过汽化量选定占进料重量的2%（体积为2.03%）即过汽化油量为5225千克/时，其中过汽化油量占进料体积占2.03%。要求进料在汽化段的汽化率为eF为： eF（体积分数）=（16.0+13.3+21.7+2.03）%= 53.03%3.10.2汽化段的油汽分压汽化段各物料量流量如表3-11：表3-11 汽化段物料流量表汽化段物料流量（kmol/h）石脑油347.49 喷气燃料213.46 柴油269.99 过汽化油

37、17.42油汽量合计848.36其中过汽化油的相对分子量取300。则塔底汽提水蒸气用量=3777.68/18=209.87kmol/h由此计算得汽化段的油气分压为0.169848.36/（848.36209.87）= 0.132(MPa)3.10.3汽化段温度的初步求定从图3-3可查得在常压下汽化率53.03%（体积分数）时的温度为343.1，此即为欲求的汽化段的温度tF。再按石油化工工艺计算图表图6-1-18烃类与原油窄馏分的蒸汽压图换算为汽化段油气分压0.132MPa条件下的温度为361，由图3-4所示。图3-4油气分压0.132Mpa的温度图3.10.4汽化段温度的校核校核的主要目的是看

38、由要求的加热炉出口温度是否合理。校核的方法是作绝热闪蒸过程的热平衡计算以求得炉出口温度。当汽化率（体积分数）=53.03%，=361时，进料在汽化段中的焓计算结果如表3-10所示。所以 =270.1106/261250=1033.9（kJ/kg）表3-12 进料带入汽化段的热量（P=0.169MPa，t=361）油料焓，kJ/kg热量， kJ/h气相液相石脑油1189-118935791.25=42.56106喷气燃料1147-114735007.5=40.15106柴油1130-113064528.75=72.92106过汽化油1118-11185225=5.84106重油-90090012

39、0697.5=108.63106合计-=270.1106再按上述方法作出原油在加热炉出口压力0.204MPa下的平衡汽化曲线，因考虑到生产喷气燃料，限定炉出口温度为不超过370，读出在370时的汽化率为49.27 %（体积分数）。显然， =1033.9 kJ/kg，校核结果表明略高于，所以在设计的汽化温度361之下，既能保证所需的拔出率（体积分数53.03%），炉出口温度也不至于超过允许限度。3.10.5塔底温度取塔底温度比汽化段温度低7，即361-7=354（）。3.11常压精馏塔计算草图将塔体、塔板、进料及产品进出口、中段循环回流位置、汽提返塔位置、塔底汽提点等绘成草图如图3-4所示。图3

40、-5常压精馏塔计算草图3.12 塔顶及侧线的温度的假设与回流热分配3.12.1假设塔顶及各侧线的温度参考同类装置的操作数据，先假定塔顶及各侧线抽出温度如下：塔顶温度：107 ； 喷气燃料抽出板（第12层）温度：180柴油抽出板（第21层）温度：2803.12.2全塔回流热先判断是饱和还是过热水蒸气。再根据化工热力学附录查水蒸汽的焓值并计算列表如下：按上述假设的温度条件作全塔热平衡（见表3-14），由此求出全塔回流热。所以，全塔回流热Q=（282.6206.1）106=76.5106kJ/h表3-14 全塔热平衡物料流量 密度操作条件焓，kJ/kg热量kg/h压力，MPa温度，气相液相kJ/h入

41、方进料2612500.84560.169361汽提水蒸气3777.7 0.34203316合计265027.7出方石脑油35791.25 0.70930.157107611喷气燃料35007.5 0.7870.163180448柴油64528.75 0.83690.169280727渣油125922.50.92140.172354885水蒸气 3777.70.1571072700合计265027.73.12.3回流方式及回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。采用两个中段回流。第一个回流介于塔顶与常一线之间（第35层），第二个回流介于常一线与常二线之间（第1416层）。计算结

42、果如表3-15所示：表3-15 回流热如下分配（回流热配比4:3:3）回流热%热量，kJ/h塔顶4030.6106第一中段回流3022.95106第二中段回流3022.951063.13 各侧线及塔顶温度的校核校核由下而上进行。3.13.1柴油抽出层（第21层）温度校核 按范围做21层以下的热平衡表图3-6 第21层以下塔段的热平衡图由热平衡得： 282.63106708L =242.77106942L所以，内回流L=170342（kg/h）柴油抽出层上柴油内回流千克分子数为（取内回流的分子量M=239） 170342/239=721.7（kmol/h）柴油抽出板上方气相总量为：347.49+

43、213.46+269.99+848.36=1679.3（kmol/h）柴油蒸汽（即内回流）分压为：0.167721.7/1679.3=0.072（MPa）表3-16 第21层以下塔段的热平衡物 料流率kg/h密度g/cm3操作条件焓kJ/kg热 量kJ/h压力，MPa温度，气相液相入方进料2612500.84560.169361-270.1106汽提蒸汽3777.68-0.34203316-12.53106内回流L0.82500.167275-708708L合 计265027.68+L-282.63106708L出方常顶35791.250.70930.167280992-35.5106常一线3

44、5007.50.78700.167280963-33.71106常二线62357.60.83690.167280-72750.28106常底125922.50.92140.171354-888111.82106水蒸气3777.68-0.1672803033-11.46106内回流L0.82500.167280942-942L合 计265027.68+ L-242.77106942L由柴油常压恩氏蒸馏数据换算0.072MPa下平衡汽化0%点温度。由石油炼制工程图6-24查得0.072MPa下平衡蒸发30%的温度是293.8 由于5760毫米汞柱范围不同压力下的平衡蒸发各段温差是相等的，柴油馏出1

45、0-30%、0-10%的平衡蒸发温差分别为9.3、5.4， 所以0.084MPa下平衡蒸发0%点温度为： 293.8-9.3-5.4=279.1表3-17 柴油平衡蒸发温度(0.084Mpa)恩氏蒸馏，(体) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸馏，恩氏蒸馏温差，平衡蒸发温差，平衡蒸发50%点温差，常压平衡蒸发温度，245.0261.2278.8299.3320.4346.5359.216.2 17.6 20.5 21.1 26.1 12.75.4 9.3 9.4 10.1 12.4 2.7299.37.9=307.2283.1288.5297.8307.2317.3329.73

46、32.40.084MPa平衡汽化温度，280.3285.7295.0304.4314.5326.9329.6由上求得的在0.072MPa下常二线抽出板的泡点温度为279.1，与原假设的280很接近，可以认为原假设温度是正确的。3.13.2喷气燃料抽出板按范围做12层以下的热平衡表表3-18 第12层以下塔段的热平衡物 料流率kg/h密度g/cm3操作条件焓kJ/kg热 量kJ/h压力/MPa温度/气相液相入方进料2612500.84560.169361-270.1106汽提蒸汽3777.7-0.34203316-12.5106内回流L0.76830.163175-387340L合 计265027.7+L-282.6106387L出方常顶35791.250.70930.163180745-26.66106常一线35007.50.78700.163180-45315.86106常二线64528.750.83690.167280-72746.91106常底125922.50.92140.172354-888111.82106水蒸气3777.7-0.1631802832-16.37106内回流L0.76830.163180773-733L第二中段回流-22.95106合 计266834.49+L-234.9106773L由热平衡得 282.6106387L =234.91067