3.0MTA延安混合原油常压蒸馏装置

1、摘摘 要：要：本设计是 3.0Mt/a 延安混合原油常压蒸馏工艺设计，该混合原油的特点是密度小，硫、氮含量低，凝点低，属于中间-石蜡基原油。为充分利用资源并结合我国燃料油和润滑油市场的前景，确定了燃料润滑油型的加工方案。本设计主要对常压塔进行了工艺设计计算，并对常压塔进行水力学计算。常压塔采用两个中段循环回流取热。鉴于浮阀塔的许多优点，常压塔选用了操作弹性较大的浮阀塔板。关键词关键词：原油；常压蒸馏；浮阀塔板 The Process Design of 3.0Mt/a Atmospheric Distillation Unit of Yanan Mixed Crude Oil Abstract

2、: This design is the atmospheric distillation unit of 3.0Mt/a Yanan mixed crude oil with the characteristics of low density，low pour point, low sulfur and nitrogen. This crude oil is suitable for producing fuel and lubricant oil. In order to make full use of the limited resources, and according to c

3、rude oil characteristics and market needs, we determined the fuel-lubricant oil processing program. In this paper，we mainly carried out the process design of the atmospheric distillation tower ,as well as the hydraulics calculation of atmospheric tower. Two middle heat return were used in the atmosp

4、heric distillation column. In view of the advantage of the float valve tray, such as high flexibility in operation, we adopted the float valve tray in the design of the atmospheric distillation tower. Key words：Crude oil；Atmospheric distillation；Float valve tray 目目 录录1 绪论.11.1 原油蒸馏概况.11.2 设计依据.11.3

5、设计原那么.11.4 设计能力.22 根底数据及生产方案确实定.32.1 设计根底数据.32.2 加工方案确实定.42.3 工艺流程说明.53 常压塔的工艺设计计算.7 油品的参数性质.73.2 产品收率和物料平衡.83.3 汽提蒸汽用量.83.4 塔板型式和塔板数.83.5 操作压力.83.6 汽化段温度.93.7 塔底温度.113.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配.133.9 侧线及塔顶温度的校核.143.10 全塔气液相负荷分布.194 塔板水力学计算.354.1 根底数据.354.2 塔板主要尺寸确实定.354.3 塔径初算.354.4 浮阀数及开孔率的计算.364.5 溢流堰及降

6、液管尺寸确实定.364.6 塔板水力学计算.374.7 塔板上的适宜操作区和负荷上下限.394.8 塔高确实定.424.9 水力学计算汇总.435 总总 结结 .44参考文献参考文献.45致谢致谢.461 绪论绪论1.1 原油蒸馏概况原油蒸馏概况随着石油资源的日益减少，原油加工过程的首要任务就是高效、合理的提高常减压蒸馏装置的馏分油收率。常减压装置是炼厂的龙头装置，其作用至关重要。它的运行效果直接影响炼厂的原油一次加工能力和二次加工的原料供给。能耗是原油加工过程的另一个重要问题，石油炼制过程将消耗大量的燃料。节能一直都是石油工业中第一要务，谁能最大可能地降低能量消耗，谁就能在能源竞争中获取胜利

7、。常减压装置是各个炼厂中能耗相对较大但又不可或缺的加工装置，常减压装置的能耗占炼厂能耗的 8%10%，降低该装置能耗对炼厂节能有着重要意义。为此不断研究开发出新的更合理、更高效、更节能的加工方案对我国的炼油企业起着举足轻重的作用。世界石油炼制行业中越来越剧烈的竞争导致了当今的炼油装置日趋集约化和大型化。随着炼厂规摸的扩大，单套蒸馏装置的加工规模也日益大型化。而我国的蒸馏装置规模较小，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的差距。最近几年，随着我国炼油工业的开展，为缩短与世界炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向开展。近年来，国内外常减压蒸馏技术

8、不断进步，在原油深拔、产品质量提高、节能、环保和平安技术方面取得了丰硕成果。尤其在装置大型化、蒸馏塔构件的改造和先进设备的应用方面，创造了许多新的技术方法，一些新技术、新方法的应用，使得装置加工损失率降低，能耗下降。常减压蒸馏装置的技术进步，促进了炼油生产综合效益的提高。1.2 设计依据设计依据1 西安石油大学化学化工学院化工系化学化工学院化工系下发的“毕业设计任务书2 中国天然气行业标准“石油工程制图标准SIJ3193 中国石油化工总公司“炼油装置设计规定SHT1076864 国家标准总局“中华人民共和国国家标准GB252811.3 设计原那么设计原那么1 借鉴国内外常压蒸馏装置的经验，在可

9、靠的根底上，力求到达技术先进、经济合理的设计目的，尽可能多的应用近年的新技术、新工艺、新设备。确保装置投产后能长期高效、稳定、平安生产。2 为到达以最小的投入获得最大的利润，使装置经济合理，设计加工方案时必须考虑国内外市场的现状和前景。3 在可靠的根底上采用新的技术、新设备。4 确保平安、环保的设计要求，污染物的排放到达排放标准。1.4 设计能力设计能力1 装置设计规模为 Mt/a； 2 年开工 8000h。2 根底数据及生产方案确实定2.1 设计根底数据设计根底数据表表 2-1 延安混合原油的一般性质延安混合原油的一般性质分析工程分析结果密度，kg/m3(20)0API20运动粘度，mm2/

10、s40酸值，mgKOH/g残炭，%凝点，4闪点(开口)，20蜡含量，%胶质+沥青质，%水含量，%盐含量，mgNaCl/L20(脱水后)，330(脱水前)硫含量，g/g864氮含量，g/g1312NiVFaNaCuPb金属含量g/gCa2.0(脱水后) 7.0(脱水前)温度范围，250275密度(20)，kg/m3第一关键馏分性质K 值温度范围，395425密度(20)，kg/m3第二关键馏分性质K值原油类别(按关键馏分特性分类法)低硫中间石蜡基表表 2-2 延安混合原油实沸点蒸馏及窄馏分性质延安混合原油实沸点蒸馏及窄馏分性质收率，m%收率，v%馏分号沸点范围，每馏分累计每馏分累计密度，kg/m

11、31IBP602609039012041201305130150615018071802008200230923024010240250112502751227530013300320143203501535040016400450174505001850019损失由以上数据绘出原油的实沸点曲线及中比性质图见图 2-1 。2.2 加工方案确实定加工方案确实定延安原油的特点是：密度小；硫、氮含量低；凝点低。该原油属于中间石蜡基原油1。结合产品市场需求情况和产品质量要求，确定加工方案为燃料润滑油型加工方案见图 2-2 。0100200300400500600020406080100收率,v%温度，

12、600650700750800850900密度，kg/m3密度曲线实沸点曲线图图 2-1 原油实沸点曲线及密度性质图原油实沸点曲线及密度性质图 润滑油 润滑油 润滑油残渣润滑油石油沥青燃料油常三线减二线减一线常三线常二线常一线重柴油轻柴油航煤汽油压油常渣 丙烷脱沥青脱蜡精制减压蒸馏精制常压蒸馏 图图 2-2 原油加工方案图原油加工方案图2.3 工艺流程说明工艺流程说明2.3.1 原油换热和脱盐原油换热和脱盐原油45C 左右由原油罐区经原油泵抽入装置，在泵入口注入一定量的热水和破乳剂，经原油泵混合后，分两路换热，换热至 130C 混合后进入一级电脱盐罐，经过热沉降后再与一定量的新鲜水混合，然后注

13、入二级脱盐罐进行脱盐过程。2.3.2 常压蒸馏常压蒸馏原油经常压炉加热至 3，进入常压塔第 31 层塔盘上进行分馏。塔顶油气经空冷和后冷却器冷却至 60，并为分两路：一路返回塔顶作冷回流；一路出装置作汽油产品。常一线由常压塔第 9 层塔盘抽出，进入常一线汽提塔，汽提油气返回到第 8 层上。常一线油品汽提后抽出换热精制后作为航煤出装置。常二线由常压塔第 19 层塔盘抽出，进入常二线汽提塔，汽提油气返回常压塔第18 层上，常二线油品汽提后抽出换热精制后作为轻柴油出装置。常三线由常压塔第 27 层抽出，进入常三线汽提塔，汽提油气返回常压塔第 26层上，常三线油品汽提后抽出换热精制后作为重柴油出装置。

14、2.3.3 中段回流中段回流常压塔第一中段回流从常压塔第 13 层抽出，换热后打回常压塔第 11 层上，常压第二中段回流从常压塔第 23 层抽出，换热后打回常压塔第 21 层塔盘上。3 常压塔的工艺设计计算常压塔的工艺设计计算3.1油品的参数性质油品的参数性质3.1.1 原油的切割方案原油的切割方案表表 3-1 常压切割方案及产品性质常压切割方案及产品性质收率，%恩氏蒸馏温度产品实沸点切割点实沸点切割沸程体积分数质量分数密度 20g/cm30%10%30%50%70%90%100%汽油150155航煤23014523880182轻柴300222310240256259重柴35029036513

15、40304310渣油3503.1.2 油品的有关性质参数油品的有关性质参数 表表 3-2 油品的有关性质参数油品的有关性质参数平衡汽化温度，临界参数焦点参数油品比重指数0API特性因数K相对分子量M0%100%温度，压力，MPa温度，压力，MPa汽油116航煤370轻柴208重柴2653.2 产品收率和物料平衡产品收率和物料平衡表表 3-3 物料平衡物料平衡按年开工按年开工 8000 小时小时产率，%处理量或产量油品体积分数质量分数104t/at/dkg/hkmol/h原油1001003009000375000汽油119749875航煤98140875轻柴111646500重柴98140875

16、渣油47251968753.3 汽提蒸汽用量汽提蒸汽用量侧线产品都用过热水蒸气汽提，使用的是温度 420,压力 0.3MPa 的过热水蒸气。表表 3-4 汽提水蒸气用量汽提水蒸气用量油品质量分数对油 ，%kg/hkmol/h一线航煤 二线轻柴油3三线重柴油渣油2合计64773.4 塔板型式和塔板数塔板型式和塔板数选用浮阀塔板，选定塔板数如下：表表 3-5 塔板的选定塔板的选定汽油航煤段9 层考虑一线生产航空煤油航煤轻柴油段7 层轻柴油重柴油段5 层重柴油汽化段3 层塔底气提段4 层3.5 操作压力操作压力取塔顶产品罐压力为。塔顶采用两级冷凝冷却流程，取塔顶空冷器压力降为，使用一个管壳式后冷器，

17、壳程压力降取。故： 塔顶压力绝压取每层浮阀塔板压力降为，那么推算得常压塔各关键部位的压力如下：塔顶压力：0.157MPa；一线抽出板第 9 层上压力：0.161MPa；二线抽出板第 19 层上压力：0.166MPa； 三线抽出板第 27 层上压力：0.170MPa；汽化段压力第 30 层下压力：0.172MPa；取转油线压力降为 0.35 MPa，那么加热炉出口压力=0.172+0.35=0.207MPa 。3.6 汽化段温度汽化段温度3.6.1 汽化段中进料的汽化率和过汽化度汽化段中进料的汽化率和过汽化度根据延安原油性质，试验取其过汽化量为原料进料的 2%质量分数或2.03%体积分数 ，即过

18、汽化量为 3750002%=7500kg/h。要求进料在汽化段中的汽化率为:Fe(体积分数)=%=%。 ，Fe3.6.2 汽化段油气分压汽化段油气分压表表 3-6 汽化段物料流量汽化段物料流量油品物料流量，kmol/h汽油航煤轻柴重柴过汽化油油汽量合计其中过汽化油的相对分子质量取 270，还有水蒸气 218.75kmol/h塔底汽提 。由此计算得汽化段中的油气分压为：1198.2/1198.2+218.75=0.145MPa=1.44atm 。3.6.3 汽化段的初步确定汽化段的初步确定表表 3-7 原油的蒸馏温度原油的蒸馏温度馏出体积分数0%10%30%50%70%实沸点温度，2811924

19、8460实沸点温差，91129平衡蒸馏温差，80平衡蒸馏温度，见图 3-1 ，由图 6-1-172将原油实沸点蒸馏曲线 1 与常压平衡汽化曲线 2 的交点温度 230。原油在常压下的实沸点曲线与平衡汽化曲线的交点为 230。从该交点作垂直于横坐标的直线 A，在 A 线上找到 246的点，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 0.145MPa 下的平衡汽化曲线。由曲线 4 可以查得当=52.36%体积分数时的温度为 332，此即欲求的Fe汽化段温度，此是由相平衡关系求得，还需对它进行校核。FtFt0100200300400500020406080收率,v,%温度，1234

20、A1-实沸点蒸馏曲线 2-常压下的平衡汽化曲线3-图图 3-1 平衡汽化曲线图平衡汽化曲线图3.6.4 的校核的校核 Ft 校核的的主要目的是看由要求的加热炉出口温度是否合理。校核的方法是作Ft绝热过程的热平衡计算以求得炉出口温度。当汽化率为 52.36%体积分数 ，= 332时，进料在汽化段中的焓FeFt焓值由图 3-173查得计算如表 3-8。Fh表表 3-8 进料带入汽化段的热量进料带入汽化段的热量FQ72MPa， = 352Pt焓，kJ/kg油料气相液相热量,kJ/h汽油106航煤106轻柴106重柴106过汽化油106渣油106合计106FQ所以 106/375000=992.00k

21、J/kgFh再求出原油在加热炉出口压力下的焓线图 3-1 中的曲线 3 ，查图 6-1-1720h将交点温度 230。由曲线 3 查得当=52.36%体积。 Fe据此算出进料在炉出口压力下的焓值见表 3-9 。0h表表 3-9 进料在炉出口处携带的热量进料在炉出口处携带的热量7MPa， =3Pt焓，kJ/kg油料气相液相热量,kJ/h汽油106航煤106轻柴106重柴106过汽化油106渣油106合计106FQ所以 106/375000=1028.98(kJ/kg0h校核结果说明高于，所以在设计的汽化段温度 332之下，既能保证所需0hFh的拔出率，炉出口温度也不至于超过允许限度。3.7 塔底

22、温度塔底温度取塔底温度比汽化段温度低 7，即 332-7=325汽油 49875 kg/h 0.157 MPa 0.161 MPa 航煤 40875 kg/h一中回流取热107 kJ/h0.166 MPa汽提蒸汽 1395 kg/h轻柴油 46500 kg/h 二中回流取热107 kJ/h0.170 MPa汽提蒸汽 1144.5 kg/h重柴油 40875 kg/h进料 375000 kg/h 过汽化量 7500 kg/h渣油 196875 kg/h 图图 3-2 常压塔计算草图常压塔计算草图3.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配塔顶及侧线温度的假设与回流热分配3.8.1 假设塔顶及各侧线温

23、度假设塔顶及各侧线温度表表 3-10 塔顶及各侧线温度塔顶及各侧线温度再沸器带入热量106116 1170 9 10240 19297 27325332 313430 232120 13 11汽提蒸汽 3937.5 kg/h塔顶温度，116航空煤油抽出板第 9 层温度，170轻柴油抽出板第 19 层温度，240重柴油抽出板第 27 层温度，297表表 3-11 全塔回流热全塔回流热操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332106汽提蒸汽64774203316106再沸器带入热量106入方合计106汽油498751

24、16106航煤40875170106轻柴46500240106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽6477116106出方合计1063.8.2 全塔回流热全塔回流热按表 3-10 假设的温度条件作全塔热平衡，由此求出全塔回流热见表 3-11 。所以，全塔回流热 =(397.54-292.56106106kJ/hQ3.8.3 回流方式以及回流热分配回流方式以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，第一个中段回流位于航空煤油侧线与轻柴油侧线之间第 11-13 层塔板 ，第二个中段回流位于轻柴油与重柴油侧线之间第 21-23 层塔板 。

25、回流热分配如下：表表 3-12 回流热的分配回流热的分配塔顶回流取热 45%106kJ/h0Q第一中段回流取热 25%106kJ/h1CQ第二中段回流取热 30%106kJ/h2CQ3.9 侧线及塔顶温度的校核侧线及塔顶温度的校核3.9.1 重柴油抽出板重柴油抽出板第第 27 层层温度温度按图 3-3 中的隔离体系作第 27 层上塔板的热平衡，见表 3-13。图图 3-3 27 层板热量衡算层板热量衡算表表 3-13 第第 27 层塔段的热平衡层塔段的热平衡操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.001

26、06汽提蒸汽4203316106内回流L290L入方合计308937.5+L106L汽油49875297106航煤40875297106汽油 49875kg/h航煤 40875 kg/h轻柴油 46500 kg/h水蒸气 kg/h原油 375000 kg/h过汽化量 7500 kg/h 重柴油 40875 kg/h水蒸气 kg/h渣油 196875kg/h31303427轻柴46500297106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽297106内回流L297L出方合计308937.5+L106L根据表 3-13 中的数据计算如下：由热平衡得：106106+LL所以，内回

27、流 =185298.8kg/hL取内回流蒸汽相对分子质量为 257.8，即：=718.56kmol/hL重柴油抽出板上方气相总量为 ：kmol/h重柴油蒸汽即内回流分压为：7MPa=468.91(mmHg)将重柴油常压下的恩氏蒸馏数据换算为 0.0625MPa 下的平衡汽化数据，结果如下见表 3-14：，与原假设的 297相差不大。可认为原假设温度正确。3.9.2 轻柴油抽出板轻柴油抽出板第第 19 层层和航煤抽出板和航煤抽出板第第 9 层层温度温度3.9.2.1 轻柴油抽出板温度表表 3-15 第第 19 层上塔段的热平衡层上塔段的热平衡项 目0%10%30%50%恩氏蒸馏温度，304310

28、恩氏蒸馏温差，平衡汽化温差，常压下平衡汽化温度，3310.0625MPa 下平衡汽化数据，302操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3 压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽50824203316106内回流L233L入方合计376144.5+L106L汽油49875240106航煤40875240106轻柴46500240106重柴40875297106渣油1968753325106水蒸汽5082240106内回流L240L出方合计376144.5+L106L由热平衡得： 106=106106LL所以，内回流 =165

29、551.77kg/hL取内回流蒸汽相对分子质量为 202.2，即：=818.63kmol/hL轻柴油抽出板上方气相总量为 ：kmol/h轻柴油蒸汽即内回流分压为：(mmHg)将轻柴油常压下的恩氏蒸馏数据换算为 0.0717MPa 下的平衡汽化数据，结果如下：项 目0%10%30%50%恩氏蒸馏温度，256，与原假设的 240相差不大，可认为原假设温度正确。3.9.2.2航煤抽出板第 9 层温度根据表 3-17 中的数据计算如下：由热平衡得：106=106106LL所以，内回流 =135115.02kg/hL取内回流蒸汽相对分子质量为 143.475，即：=941.73kmol/hL航煤抽出板上

30、方气相总量为 ：kmol/h航煤蒸汽即内回流分压为：(mmHg)将航煤常压下的恩氏蒸馏数据换算为 0.0832MPa 下的平衡汽化数据，结果如下见表 3-18：表表 3-17 第第 9 层上塔段的热平衡层上塔段的热平衡操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372106汽提蒸汽64774203316106内回流L163L入方合计381477+L106L汽油49875170106航煤40875170106轻柴46500240106重柴40875297106出渣油1968753325106恩氏蒸馏温差，15平衡汽化

31、温差，常压下平衡汽化温度，2700.0717MPa 下平衡汽化数据，水蒸汽6477170106内回流L1170方合计381477+L106L航煤，与原假设的 240相差不大，可认为原假设温度正确。3.9.3 塔顶温度校核塔顶温度校核假设塔顶冷回流温度=60,其焓值=163.3kJ/kg。 0tLtLh0, 0塔顶温度=116，回流汽油蒸气的焓值=595.77kJ/kg。 1t1,0 tVLh故塔顶冷回流量为：L0=/-106/595.77-163.3=109233.01kg/h 。Q1,0 tVLhLtLh0, 0塔顶油气量汽油+内回流蒸气为：109233.01+49875/95.7=1662

32、.57kmol/h塔顶水蒸气流量为：6477/18=359.83kmol/h塔顶油气分压为：7 MPa和 4.81MPa。据此可在平衡汽化坐标纸上作出汽油平衡汽化 100%点的线见图 3-5-22。tp 考虑到不凝气的存在，该温度乘以系数 0.97，那么塔顶温度为：与原假设值 116很接近，故原假设温度正确。最后验证一下在塔顶条件下水蒸气是否冷凝。塔顶水蒸气分压为：0.157-0.1249=0.0321MPa=0.3168atm项 目0%10%30%50%恩氏蒸馏温度，182恩氏蒸馏温差，平衡汽化温差，常压下平衡汽化温度，1930.0832MPa 下平衡汽化数据，远低于塔顶温度 116，故在塔

33、顶，水蒸气处于过热状态，不会冷凝。3.10 全塔气液相负荷分布全塔气液相负荷分布绘制全塔气液负荷分布图时选择了第1、2、8、9、10、11、13、14、19、20、21、23、24、26、27、28、30、31、34 层塔板作为计算分析对象。3.10.1 第第 34 层板的计算层板的计算=953g/cm3, =325,=0.175MPa.20tP第 32-34 层板上液负荷近似等于常压重油的流量 196875 kg/h；气相负荷近似等于常压重油的汽提蒸汽流量 218.75kmol/h。密度=953g/cm3 ， =325时，查 GB-1885-83 得校正因数2。20t代入公式得)20(20t

34、t0.00062(325-20)=0.7059g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相负荷体积流率为：8.314 (325+273.15) / 175= (m3/ h)GV3.10.2 第第 31 块板的计算块板的计算=424g/cm3, =332,=0.172MPa.20tP液相负荷等于过汽化油的流量 7500 kg/h 或=26.36kmol/h0.00068(332-20)=0.63024g/cm3t液相负荷为：(m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (332+273.15) / 172= (m3/ h)GV 第第 30 块板的计算块板的计算表表 3

35、-19 第第 30 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=601g/cm3, =309,=0.1715MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽4203316106内回流L517130577L入方合计378937.5+L106L汽油4987515309106航煤4087515309106轻柴4650015309106重柴4087515309106渣油1968753325106水蒸汽1530912.17106内回流L51 153099L出方合计378937.5+L106L1061

36、06LL解得kg/h或 kmol/hL密度=601g/cm3 ， =309时，查 GB-1885-83 得6。20t0.8601-0.00066309-20=0.66936g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (309+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 28 块板的计算块板的计算表表 3-20 第第 28 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=427g/cm3, =301,=0.1705MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料3750003323

37、72.00106汽提蒸汽4203316106内回流L702907L入方合计378937.5+L106+7L汽油4987505297105106航煤40875052974106轻柴465000529794106重柴4087505297106渣油1968753325106出水蒸汽0529712.11106内回流L4 052979L方合计378937.5+L3106+9L106106LL解得=136197.01kg/h或 136197.01/265=513.95kmol/hL密度=0.8427g/cm3 ，查 GB-1885-83， 8。208(301-20=0.6516g/cm3t液相负荷为： (

38、m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (301+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 27 块板的计算块板的计算=34g/cm3, =297,=0.17MPa，20tP液相总量为：L9(297-20)=0.64287g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相总量为：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (297+273.15) / 170=(m3/ h)GV 第第 26 块板的计算块板的计算表表 3-21 第第 26 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=33g/cm3, ,=0.1695MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h

39、密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽508242033161106内回流L0.832277L入方合计380082+L106+7L汽油498750.1695106航煤408750.169540.06106轻柴465000.16954106重柴4087529731.62106渣油196875325106出水蒸汽50820.169531106内回流L2 0.169599L方合 计380082+L34106+9L第 26 层塔板上回流量的计算：106+7=34106+9LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.833g/cm3 ，

40、查 GB-1885-83， 9。20在 =时， t=0.6468g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV第 26 块板上方的气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 24 块板的计算块板的计算表表 3-22 第第 24 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=3025g/cm3, ,=0.1685MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽508242033161106内回流L298L入方合计380082+L381

41、06+L汽油49875685 2106航煤408756852106轻柴4650068524106重柴408752972106渣油196875325106水蒸汽508268521106内回流L296852L出方合计380082+L34106+9L第 24 层塔板上回流量的计算：38106+=34106+9LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.83025g/cm3 ，查 GB-1885-83， 9。20=0.654136g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 23 块板的计算块板的计算

42、表表 3-23 第第 23 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=29g/cm3, ,=0.168MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽508242033161106返回液106内回流L28L入方合计+L106+675L汽油4987568106航煤4087568106轻柴46500684106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽0.1683106内回流L28 68L抽出液106出方合计+L106L第二中段循环回流的回流量的计算：取第二中段回流液经换热

43、器取热后的温度降了 80，查图 3-173得第二中段回流液的焓值：时， kJ/kg tLtH时，kJ/kgtLtH/=kg/hL610第 23 层塔板上回流量的计算：106+675106LL解得kg/h或 kmol/hL7=0.655g/cm3t液相负荷为：= (m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (+273.15) / 168=(m3/ h)GV 第第 21 块板的计算块板的计算表表 3-24 第第 21 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=265g/cm3, ,=0.167MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MP

44、a温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽508242033161106内回流L25652L入方合计380082+L38106+L汽油4987567106航煤4087567106轻柴46500674106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽5082672971106内回流L2567L出方合计380082+L3106+L第 21 层塔板上回流量的计算：38106+=3106+106LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.8265g/cm3 ，查 GB-1885-83， 7。20在 时， t=0.6625g/cm3t液相负荷为： (m3

45、/h)LV第 21 块板上方的气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (+273.15) / 167=(m3/ h)GV 第第 20 块板的计算块板的计算表表 3-25 第第 20 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=25g/cm3, ,=0.1665MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽508242033161106内回流L246240L入方合计380082+L38106+L汽油498756652106航煤408756652106轻柴4650066524

46、106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽508266521106内回流L246652L出方合计380082+L106+L第 20 层塔板上回流量的计算：38106+106+106LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.825g/cm3 ，查 GB-1885-83， 7。20在 时， t=0.66603g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV第 20 块板上方的气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 19 块板的计算块板的计算=24g/cm3, =240,=0.166MPa，20tP液相总量为：L7

47、(240-20)=0.67g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相总量为：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (240+273.15) / 166=(m3/ h)GV 第第 14 块板的计算块板的计算表表 3-26 第第 14 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=06g/cm3, =205,=0.1635MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽64774203316106内回流L023198L入方合计381477+L3106+L汽油498750.163520

48、5106航煤40875635205106轻柴46500240106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽64770.16352051106内回流L02635205L出方合计381477+L3106+L第 14 层塔板上回流量的计算：3106+=3106+106LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.806g/cm3 ，查 GB-1885-83， 73。20在 =205时， t3(205-20=0.67095g/cm3t液相负荷为：= (m3/h)LV第 14 块板上方的气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (205+273.15) / =(m3/ h)

49、GV 第第 13 块板的计算块板的计算表表 3-27 第第 13 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=024g/cm3, =198,=0.163MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽64774203316106返回液191106内回流L0.79925191L入方合计+L106+L汽油4987563198106航煤4087563198106轻柴46500240106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽6477631981106抽出液198106内回流

50、L0.799 63198L出方合计+L3106+L第一中段循环回流的回流量的计算：取第一中段回流液经换热器取热后的温度降了 80，查得第一中段回流液的焓值：=198时， kJ/kg tLtH=198-80=118时，kJ/kgtLtH/=kg/hL610第 13 层塔板上回流量的计算：106+=3106+106LL解得kg/h或 kmol/hL密度=0.8024g/cm3 ，查 GB-1885-83， =73。20073198-20=0.67246g/cm3t液相负荷为：=(m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (198+273.15) / 163=(m3/ h

51、)GV 第第 11 块板的计算块板的计算表表 3-28 第第 11 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=0.7952g/cm3, =184,=0.162MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽64774203316106内回流L0.79215177L入方合计381477+L106L汽油4987562184106航煤4087562184106轻柴46500240106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽64770.162184106内回流L0.7920

52、.162184L出方合计381477+L3106+L第 11 层塔板上回流量的计算：106=3106+106LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.7952g/cm3 ，查 GB-1885-83， 74。20g/cm3t液相负荷为：(m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (184+273.15) / 162=(m3/ h)GV 第第 10 块板的计算块板的计算表表 3-29 第第 10 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=0.7916g/cm3, =177,=0.1615MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度

53、，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽64774203316106内回流L0.7881170L入方合计381477+L106+L汽油49875615177106航煤40875615177106轻柴46500240106重柴40875297106渣油196875325106水蒸汽64770.1615177106内回流L0.7880.1615177L出方合计381477+L3106+L回流量的计算：106+=3106+106LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.7916g/cm3 ，查 GB-1885-83， 0075。2075(177-20=0.67385g

54、/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为8.314 (177+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 9 块板的计算块板的计算=0.788g/cm3, =170,=0.161MPa，20tP液相总量为：L5(170-20)=0.6755g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相总量为：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (170+273.15) / 161=(m3/h)GV 第第 8 块板的计算块板的计算表表 3-30 第第 8 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=0.7815g/cm3, ,=0.1605MPa20tP操作条件比焓

55、，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽64774203316106再沸器带入热量106内回流L0.7750L入方合计+L3106+L汽油498750.1605106航煤40875170106轻柴46500240106重柴40875297106渣油1968753325106水蒸汽6477605106内回流L 605L出方合计+L106+L第 8 层塔板上回流量的计算：106+106+106LL解得kg/h或kmol/hL密度=0.7815g/cm3 ，查 GB-1885-83， 76。20=0.6

56、7263g/cm3t液相负荷为：(m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 2 块板的计算块板的计算表表 3-31 第第 2 块板上的气液负荷块板上的气液负荷=0.7426g/cm3, ,=0.1575MPa20tP操作条件比焓，kJ/kg物料流率，kg/h密度 20g/cm3压力，MPa温度，气相液相热量，kJ/h进料375000332372.00106汽提蒸汽4203316106入再沸器带106入热量内回流L0.736157116L方合计+L106+L汽油49875575106航煤40875170106轻柴46

57、500240106重柴40875297106渣油1968753325106水蒸汽6477575106内回流L0.7361575L出方合计+L106+L回流量的计算：106+106+106LL解得=kg/h或kmol/hL密度=0.7426g/cm3 ，查 GB-1885-83， 82。20=0.6583g/cm3t液相负荷为： (m3/h)LV气相总量：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (+273.15) / =(m3/ h)GV 第第 1 块板的计算块板的计算=0.7361g/cm3, =116,=0.157MPa，20tP液相总量为：=49875kg/h.L83(116-20)

58、=0.6546g/cm3t液相负荷为：(m3/h)LV气相总量为：kmol/hn气相负荷体积流率为：8.314 (116+273.15) / 157=(m3/ h)GV3.10.20 作气液相负荷图作气液相负荷图将以上计算所得各板气液相负荷绘制成表格 3-32 并作图见图 3-4 。表表 3-32 常压塔气液相负荷分布常压塔气液相负荷分布操作条件板号温度，压力，MPa液相负荷， m3/ h气相负荷， m3/ h11162891701017711184131981420519240202123242627297283013030931313343251-液相负荷分布图 2-气相负荷分布图图图 3

59、-4 气液相负荷性能图气液相负荷性能图4 塔板水力学计算塔板水力学计算4.1 根底数据根底数据由气液相负荷计算可知第 24 层塔板气液相负荷最大，应把该板数据作为设计数据进行常压塔的设计。第 24 层塔板气液相物性数据如下：操作温度： 操作压力： TP气相密度：=5.0893 kg/ m3v43.580245 .39375 .114446500408754987503.199608液相密度：3l液相流率：= 305.15 m3/h=0.08476 m3/s lV气相流率：=58024.43 m3/h=16.12 m3/svV4.2 塔板主要尺寸确实定塔板主要尺寸确实定由于在加压下操作，塔板压力

60、降损失不是主要因素，所以选用 F1型 33 克浮阀。综合考虑雾沫夹带、物料起泡性、操作弹性及安装、检修等因素，初步选定塔板间距=0.8m。tH4.3 塔径初算塔径初算4.3.1 塔气相空间截面积上最大的允许气速塔气相空间截面积上最大的允许气速 = 4-maxWvvlvlvltVVgH 21055. 01=1.45m/smaxW893. 5893. 5136.654893. 5136.65421.1608476. 0216 . 081. 9055. 04.3.2 适宜的气体操作速度适宜的气体操作速度aW 系统轻微起泡，取=1.0。SK 所选板间距为 0.8m，取平安系数=0.82。tHK =1.