150万吨年原油的常压蒸馏工艺设计

1、沈阳化工大学本科毕业论文题 目： 150万吨/年原油的常减压蒸馏工艺计算 院 系： _ 专 业： _ 班 级： _ 学生姓名： 指导老师： 论文提交日期：2021年6月 日 论文辩论日期：2021年6月 日毕业设计论文任务书化学工程学院院系化学工程与工艺 专业0603班 学生：李志阳毕业设计论文题目：150万吨/年原油的常压蒸馏工艺设计毕业设计论文内容：1.常压蒸馏工艺计算 2.常压塔工艺设计 3.换热流程的安排 4.常压蒸馏工艺流程 指导老师： 签字 2021年 月 日教研室主任： 签字 2021年 月 日院长系主任： 签字 2021年 月 日内容摘要本次主要是对每年生产150万吨的大庆原油

2、的常减压设计。石油是十分复杂的烃类及非烃类化合物的混合物。石油蒸馏的主要任务是如何高效、合理地把原油加工成各种石油产品，研究的目的是通过原油蒸馏，使原油分解为各种馏分，使石油资源得到充分的利用.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减压蒸馏设计。设计一个常压一段汽化蒸馏装置，此装置由一台管式加热炉、一个常压塔以及假设干台换热器完善的换热流程应到达要求：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。本次设计主塔的塔板数25块塔板,塔高为23.27m，塔径为4300mm。进料位置为22块

3、板，流量为208333.33kg/h。中段回流的位置为11块板到13块板之间，流量为107554.27kg/h。侧线采出的位置为第9块板与第18块板，以及侧线产品汽提塔的操作条件为：在0.0939Mpa下,泡点温度为274；在0.108Mpa下,泡点温度为236.9。换热流程的换热效率是66.98%。原油提供热量为10.38107(KJ/Kg)。 原油通过这样的常压蒸馏，一般可得到350370以前的几个馏分，可用作汽油、煤油航空或灯用、柴油等产品，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。关键词：

4、 原油； 常压蒸馏； 换热； 常压塔AbstractThis is mainly on the annual production of 1500,000 tons of crude oil in daqing atmospheric design.Oil is a very complex mixture which is mixed by hydrocarbon compounds and non-hydrocarbon. the main task of the oil distillate is how to take a high efficiency and reasonable

5、manner that make the crude oil processed into a variety of petroleum products, the purpose of the study is through the distillation divided the crude oil into various fractions, so that oil resources are fully utilized.In order to increase the crude oil production capacity, in line with low investme

6、nt, low energy consumption, effective ideas on the design of daqing crude oil atmospheric distillation.Design a distillation unit at atmospheric pressure vaporization period, this device consists of a furnace, an atmospheric tower and a number of heat exchangers (heat transfer process should be impr

7、oved to meet the requirement: full use of waste heat; heat exchanger forgreater heat intensity; oil flow pressure drop less), condensation cooler, pumps etc., in the atmospheric tower located outside the side line of products stripper.The design of the main tower of the plate number of 25 trays, tow

8、er height of 23.27m, tower diameter is 4300mm.Feeding position of the 22 board, flow 208333.33kg / h.Middle back position for the 11 board to 13 boards between the flow 107554.27kg / h.The location of side draw for the first nine boards and 18 boards, and siding products stripper operating condition

9、s: in 0.0939Mpa, the bubble point temperature is 274 ; in 0.108Mpa, the bubble point temperature of 236.9 . heat transfer efficiency is 66.98%. Crude oil to provide heat for the10.38107(KJ/Kg).Atmospheric distillation of crude oil through such generally available before several fractions 350-370 , c

10、an be used as gasoline, kerosene (aviation or lamp), diesel and other products, but also separately as reorganization chemical (such as naphtha cracking) devices such as raw materials.Steamed over the bottom of the column can be used for steel or other heavy industrial fuel.In certain cases, can be

11、used for catalytic cracking or hydrocracking of raw materials.Key words: crude oil; atmospheric distillation; heat; atmospheric tower目 录 TOC o 1-3 u 前 言 PAGEREF _Toc265397514 h 1第一章 物料衡算 PAGEREF _Toc265397515 h 81.1 基准数据的处理 PAGEREF _Toc265397516 h 81.1.1 基准数据 PAGEREF _Toc265397517 h 81.1.2 数据处理 PAGE

12、REF _Toc265397518 h 81.2 各种馏出产品的性质 PAGEREF _Toc265397519 h 121.2.1 各种馏出产品的根底数据 PAGEREF _Toc265397520 h 121.2.2 各馏出产品的性质 PAGEREF _Toc265397521 h 141.3 物料衡算 PAGEREF _Toc265397522 h 15第二章 塔的工艺参数的选取 PAGEREF _Toc265397523 h 172.1 原油精馏塔计算草图求取 PAGEREF _Toc265397524 h 172.1.1 确定蒸汽用量 PAGEREF _Toc265397525 h

13、172.1.2 塔板型适合塔板数 PAGEREF _Toc265397526 h 172.1.3 精馏塔计算草图： PAGEREF _Toc265397527 h 182.1.4 操作压力确实定 PAGEREF _Toc265397528 h 182.2 汽化段和塔底温度确实定 PAGEREF _Toc265397529 h 192.2.1 汽化段温度 PAGEREF _Toc265397530 h 192.2.2 进料在汽化段中的焓 PAGEREF _Toc265397531 h 202.2.3.塔底温度 PAGEREF _Toc265397532 h 20第三章 塔顶及侧线温度的假设与回流

14、热分配 PAGEREF _Toc265397533 h 213.1 全塔回流热 PAGEREF _Toc265397534 h 213.1.1 假设塔顶及各侧线温度 PAGEREF _Toc265397535 h 213.1.2 全塔回流热 PAGEREF _Toc265397536 h 213.1.3 回流热分配 PAGEREF _Toc265397537 h 223.2 侧线及塔顶温度的校 PAGEREF _Toc265397538 h 223.2.1 柴油抽出板第18层温度 PAGEREF _Toc265397539 h 223.2.2 煤油抽出板第9层温度 PAGEREF _Toc26

15、5397540 h 233.2.3 塔顶温度 PAGEREF _Toc265397541 h 25第四章 塔设备的设计计算 PAGEREF _Toc265397542 h 274.1 全塔气液负荷的分布计算 PAGEREF _Toc265397543 h 274.1.1 塔顶第一块板上方的气液负荷 PAGEREF _Toc265397544 h 274.1.2 第一层板下方的气液负荷 PAGEREF _Toc265397545 h 274.1.3 常一线抽出口下方即第9层下方的气液负荷 PAGEREF _Toc265397546 h 284.1.4 中段循环回流入口板上方的气液相负荷 PAGE

16、REF _Toc265397547 h 294.1.5 中段循环回流抽出板下方的气液相负荷 PAGEREF _Toc265397548 h 314.1.6 煤油抽出板上方的气液相负荷 PAGEREF _Toc265397549 h 324.1.7 柴油抽出板上方的气液相负荷 PAGEREF _Toc265397550 h 334.1.8 常二线抽出板下方气液相负荷 PAGEREF _Toc265397551 h 344.2 各段气液相负荷列表 PAGEREF _Toc265397552 h 35第五章 常压塔和塔板主要工艺尺寸计算 PAGEREF _Toc265397553 h 365.1 塔

17、径的初算 PAGEREF _Toc265397554 h 365.1.1最大允许气体速度Wmax PAGEREF _Toc265397555 h 365.1.2 适宜的气体操作速度Wa PAGEREF _Toc265397556 h 375.1.3 气相空间截面积Fa PAGEREF _Toc265397557 h 375.1.4 计算降液管内液体流速Vd PAGEREF _Toc265397558 h 375.1.5 计算降液管面积Fd PAGEREF _Toc265397559 h 385.1.6 计算塔横截面和塔径 PAGEREF _Toc265397560 h 385.1.7 采用塔径

18、及相应的设计空塔气速 PAGEREF _Toc265397561 h 385.1.8 液相的外表张力 PAGEREF _Toc265397562 h 395.2 浮阀数及开孔率的计算 PAGEREF _Toc265397563 h 395.2.1 浮阀的选取 PAGEREF _Toc265397564 h 395.2.2 浮阀数及开孔率的计算 PAGEREF _Toc265397565 h 395.3 溢流堰及降液管的决定 PAGEREF _Toc265397566 h 405.3.1 决定液体在塔板上的流动型式 PAGEREF _Toc265397567 h 405.3.2 决定溢流堰 PA

19、GEREF _Toc265397568 h 405.3.3 溢流堰高度及塔板上清夜层高度的决定 PAGEREF _Toc265397569 h 405.3.4 液体在降液管的停留时间及流速 PAGEREF _Toc265397570 h 415.3.5 降液管底缘距塔板高度 PAGEREF _Toc265397571 h 415.4 水力学计算 PAGEREF _Toc265397572 h 415.4.1 塔板压力降 PAGEREF _Toc265397573 h 415.4.2 雾沫夹带 PAGEREF _Toc265397574 h 415.4.3 泄漏 PAGEREF _Toc2653

20、97575 h 425.4.4 淹塔情况 PAGEREF _Toc265397576 h 425.4.5 降液管的负荷 PAGEREF _Toc265397577 h 425.5 塔板的负荷性能图 PAGEREF _Toc265397578 h 435.5.1 雾沫夹带线 PAGEREF _Toc265397579 h 435.5.2 液泛线 PAGEREF _Toc265397580 h 435.5.3 液相负荷上限线 PAGEREF _Toc265397581 h 445.5.4 漏液线 PAGEREF _Toc265397582 h 445.5.5 液相负荷下限线 PAGEREF _To

21、c265397583 h 44第六章 塔的内部工艺结构 PAGEREF _Toc265397584 h 466.1 板式塔的部工艺结构 PAGEREF _Toc265397585 h 466.1.1 塔顶 PAGEREF _Toc265397586 h 466.1.2 进口 PAGEREF _Toc265397587 h 466.1.3 抽出盘及出口 PAGEREF _Toc265397588 h 476.1.4 人孔 PAGEREF _Toc265397589 h 476.1.5 塔底 PAGEREF _Toc265397590 h 476.1.6 塔裙 PAGEREF _Toc265397

22、591 h 486.1.7 封头 PAGEREF _Toc265397592 h 486.2 塔高H PAGEREF _Toc265397593 h 48第七章 换热过程 PAGEREF _Toc265397594 h 497.1 换热方案确实定 PAGEREF _Toc265397595 h 497.1.1 换热的意义 PAGEREF _Toc265397596 h 497.1.2 换热方案 PAGEREF _Toc265397597 h 497.2 换热设备的选取和计算 PAGEREF _Toc265397598 h 507.2.1 换热设备的计算 PAGEREF _Toc26539759

23、9 h 507.2.2 中段回流作为热源 PAGEREF _Toc265397600 h 517.2.3 重油作热源 PAGEREF _Toc265397601 h 527.2.4 冷后重油作为作热源 PAGEREF _Toc265397602 h 537.2.5 柴油作为热源 PAGEREF _Toc265397603 h 537.2.6 塔顶冷凝器的计算 PAGEREF _Toc265397604 h 547.2.7 中段回流冷却 PAGEREF _Toc265397605 h 547.2.8各段换热所用的换热器型号见表7-1 PAGEREF _Toc265397606 h 557.3 热

24、源利用率计算 PAGEREF _Toc265397607 h 557.3.1 热源利用率计算： PAGEREF _Toc265397608 h 557.3.2 原油提供热量计算 PAGEREF _Toc265397609 h 557.3.3 热量利用率计算 PAGEREF _Toc265397610 h 55八、结 论 PAGEREF _Toc265397611 h 56致 谢 PAGEREF _Toc265397612 h 58前 言背 景中国作为一个能源生产和消费大国，对全球能源平安体系具有重要影响，近年来，随着中国经济的高速增长,能源及其平安问题已经越来越成为中国经济开展中必须面对、无法

25、回避的问题。能源尤其是石油对中国经济社会开展的瓶颈制约日益显现,保障能源平安,已经成为维护经济平安、政治平安乃至国家平安，实现经济可持续开展、建设和谐社会的必然要求。因此，深入研究新的能源平安观，分析我国能源平安面临的国际国内形势以及存在的主要问题，进而提出保障中国能源平安开展的战略举措显得尤为必要。中国煤炭储量丰富，煤多油少是能源赋存结构的根本特点。确立我国的能源平安战略，必须从这一根本条件出发。目前，在我国的一次能源结构中，煤炭占67%。解决石油储量缺乏和燃料油供给问题，要立足于从煤炭液化技术找出路。中国从20世纪70年代末开始进行煤炭直接液化技术研究，并同国外有关研究机构开展了合作。但总

26、体看来，开展煤制油产业工程进展缓慢。根据目前国际石油价格暴涨和中国石油进口剧增的新形势，应当进一步抓紧开展煤制油产业的有关工作，从而使我国油品供给和价格稳定建立在主要依靠国内生产的根底之上。此外，在煤炭加工、煤炭高效燃烧及先进发电、煤炭燃烧污染控制与废弃物处理等洁净煤技术领域，也要给予高度重视，加快推广，使煤炭资源得到合理有效利用，在未来较长时期中国能源供给中继续发挥主要作用。当前国内广泛应用的新型浮阀塔板技术大多数是基于国外传统的浮阀塔板技术，主要目标集中在浮阀本身的改良，系统性缺乏，都属于简单机制的开展和完善。这些塔设备在现在有生产阶段可能是适用的，但从综合性能上来讲，难以满足中国未来石化

27、的开展需求。国外对新型板式塔开展的另一个方向是传统的深度复杂化。鉴于传统塔板的处理能力受限于汽液自然重力别离，塔板上的汽液传质分散越大，汽液“两相重力别离越困难，从而大幅度的降低处理能力的理论，从强化汽液相别离，提高传质效率和处理能力方面着手，相继也开展了许多新的技术。国外新型板式塔德开展是将MD塔板的悬挂降液管技术移植到常规板式塔上，增加了塔板的鼓泡面积，提高了塔设备的处理能力：采用小固阀和浮阀结合技术，改善了塔板上的汽液分散，降低了塔板的造价，增加了塔板的机械强度，典型的代表包括原Glitsch公司的Nye塔板和Superfrac塔板，Koch公司的Maxfac塔板，Nutter公司的MV

28、G塔板，UOP公司强化处理能力的MD塔板一ECMD和强化传质效率的MD塔板一EEMD塔板，以及后来Nutter AO和NUTTER公司的V-Grid的固阀降低尺寸而改良而来的。所有的降液管技术都是基于MD塔板的悬挂式降液管儿开展来的。这些塔板报道的性能指标一般可以提高处理能力1530范围内，传质效率有提高。通过以上对现在有塔设备技术开展的评价得出，国内外现有板式塔设备技术的开展一方面是传统简单机制技术根底上的深化和完善，并在当前工业应用中表现出优良耳洞操作性能，获得了可以满足现在生产要求的操作效果：另一发面是对传统的简单机制复杂化，在开发思路或实验室研究中都表现出极为优良的操作性能，但当前工业

29、应用报道的实例极少，其中涉及了当前相关支撑技术的限制，生产条件的限制以及操作控制等发面的制约。但无论如何，随着人类文明的进步和相关支撑科学的开展，炼油和石化工业新的需求将鼓励这些的开展和变更，在未来十年里，将会大幅度的应用到工业生产，并且随着对传质理论的深入理解，将会重新形成更为复杂的塔设备构型，更加丰富塔设备技术。原油的性质、组成及用途石油炼制工业的加工对象是原油，我们所说的原油是指地下开采出来的未经加工的石油。原油通常是淡黄色到黑色的，流动或半流动的，带有浓烈气味的粘稠液体，密度一般都小于1000/m3。但世界各地所产原油从外观到性质都有不同程度的差异。组成原油中化合物的主要是碳元素和氢元

30、素，是以烃类化合物的形式存在。含硫、氮、氧元素的化合物统称为非烃类化合物，以碳氢化合物的衍生物形态存在于石油中。原油是一个多组分的复杂混合物，其沸点范围很宽，从常温一直到5000以上。无论对原油进行研究或是进行加工，都必须对原油进行分馏。分馏就是按组分沸点的差异将原油“切割成假设干“馏分，馏分常冠以石油产品的名称，如汽油馏分。而馏分并不是石油产品，石油产品要满足油品规格的要求，还需要将馏分进一步加工才能成为石油产品。根据各组分涨点的范围，原油的馏分组成一般包括：汽油馏分轻油或石脑油馏分：初馏点200或180，煤柴油馏分常压瓦斯油：200或180350，减压馏分润滑油馏分或减压瓦斯油：35050

31、0，减压渣油：500，同时人们也将常压蒸馏后沸点350的油成为常压重油。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：1燃料：如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油先等；2润滑油：如各种牌号的内燃机油、机械油等；3有机化工原料：如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等；4工艺用油：如变压器油、电缆油、液压油等；5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；6蜡：如各种食用、药用化装品用，包装用的石蜡和地蜡；7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

32、油炼制工业在国民经济和国防中的要地位。炼油生产装置及工艺流程炼油厂主要有两大局部组成，即：炼油过程和辅助设施。从原油生产出各种石油产品一般须经过多个物理的及化学的炼油过程。通常，每个炼油过程相对独立地自成为一个炼油生产装置。在某些炼油厂，从有利于减少用地、余热的利用、中间产品的输送、集中控制等考虑，把几个炼油装置组合成一个联合装置。为了保证炼油生产的正常进行，炼油厂还必须有完备的辅助设施，例如供电、供水、废物处理、储运等系统。一个炼油厂或一个炼油装置的构成和生产程序是用工艺流程图来描述。炼油生产是自动化程度较高的连续生产过程，正确设计不仅对保证正常生产，而且对提高效益有重要作用。工艺流程图是炼

33、油厂和炼油装置的最根本的技术文件，无论是欲了解一个炼油厂或一个炼油装置，或是进行设计及技术改造，都必须考虑技术文件。图1 某燃料型炼厂的全厂生产工艺流程图常减压蒸馏概述从石油炼制的工艺流程图可看出其首步装置即是蒸馏装置。石油是极其复杂的混合物。要从原油提炼出多种多样的燃料、润滑油和其他产品例如石油焦、沥青等，根本的途径是：将原油分割为不同沸程的馏分，然后按照油品的使用要求，除去这些馏分中的非理想组分，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。因此，炼油厂必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的别离问题。蒸馏正是一种适宜的手段，而且常常也是一种最经济、最容易实现的别离手段

34、。它能够将液体混合物按其所含组分的沸点或蒸气压的不同而别离轻重不同的各种馏分，或者是别离为近似纯的产物。正因为这样，几乎在所有的炼油厂中，第一个加工装置就是蒸馏装置，例如拔顶蒸馏、常减压蒸馏等。所谓的原油一次加工，就是指原油蒸馏而言。借助于蒸馏过程，可以按所制定的产品方案将原油分割成相应的直馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分等。这些半成品经过适当的精制和调配便成为合格的产品。在蒸馏装置中，也可以按不同的生产方案分割出一些二次加工过程所用的原料，如重整原料、催化裂化原料、加氢裂化原料等，以便进一步提高轻质油的产率或改善产品质量。减压塔能生产如下产品：减一线出重柴油、乙烯裂解原料；减

35、二线可出乙烯裂化原料、加氢裂化原料、润滑油根底原料和石蜡的原料；减压渣油可作为延迟焦化、溶剂脱沥青、氧化沥青和减粘裂化的原料，以少燃料油的调合组分。常减压蒸馏装置及流程 图2 常减压根本工艺流程图 图2是典型的原油常减压蒸馏原理流程图。它是以精馏塔和加热炉为主体而组成的所谓管式蒸馏装置。经过脱盐、脱水的原油一般要求原油含水小于0.5%、含盐小于10MG/L由泵输送，流经一系列换油器,与温度较高的蒸馏产品换热，再经管式加热炉被加热至370左右，此时原油的一局部已汽化，油汽和未汽化的油一起经过转油线进入一个精馏塔。此塔在接近大气压力之下操作，故称常压精馏塔，相应的加热炉就称作常压加热炉。原油在常压

36、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，一般是原油中沸点高于350重组分，原油中的胶质、沥青质等也都集中在其中。为了取得润滑油料和催化裂化原料，需要把沸点高于350的馏分从重油中别离出来。如果继续在常压下进行别离，那么必须将重油加热至四五百度以上，从而导致重油，特别是其中的胶质、沥青质等不安定组分发生较严重的分解、缩合等化学反响。这不仅会降低产品的质量，而且会加剧设备的结焦而缩短生产周期。为此，将常压重油在减压条件下进行蒸馏，温度条件限制在420以下。减压塔的残压一般在8.0KPA左右或更低，它是由塔顶的抽真空系统造成的。从减压塔

37、顶逸出的主要是裂化气、水蒸气以及少量的汽油，馏分油那么从侧线抽出。减压塔底产品是沸点很高约500以上的减压渣油，原油中绝大局部的胶质、沥青质都集中于其中。减压渣油可作锅炉燃料、焦化原料，也可以进一步加工成高粘度润滑油、沥青或催化裂化原料。本次设计简述设计计算任务：年产量为150万吨原油常减压蒸馏塔，计时间为三个半月。在设计中，计算过程中所需根本数据如下： 原料油性质，主要包括实沸点蒸馏数据、密度、特性因数、相对分子质量、含水量、粘度和平衡汽化数据等。原料油处理量，包括最大和最小可能的处理量。根据正常生产和检修情况确定的年开工天数。产品方案及产品性质。汽提水蒸气的温度和压力。 上述根本数据通常由

38、设计任务给定。此外，应尽可能收集同类型生产装置和生产方案的实际操作数据以资参考。设计计算步骤：1. 根据原料油性质及产品方案确定产品的收率，作出物料平衡。2. 列出有关各油品的性质3. 决定汽提方式，并确定汽提蒸汽用量。4. 选择塔板的型式，并按经验数据定出各塔段的塔板数。5. 画出精馏塔的草图，其中包括进料及抽出侧线的位置、中段回流位置等。6. 确定塔内各部位的压力和加热炉出口压力。7. 决定进料过汽化度，计算汽化段温度。8. 确定塔底温度。9. 假设塔顶及各侧线抽出温度，作全塔热平衡，算出全塔回流热，并合理分配回流热。10. 校核各侧线及塔顶温度，假设与假设值不符，应重新假设和计算。11.

39、 作出全塔气、液相负荷分布图，并半上述工艺计算结果填写在草图上。12. 计算塔径和塔高。13. 作塔板水力学核算。14. 画出塔的总设计图结 语 通过本次设计我能够近一步了解原油常减压的工艺流程，可以提高自己理论联系实际的能力。在这里，理论联系实际有双重含义：一方面，对于实际的经验、数据等要努力运用根本原理对其进行分析，从而较深入地了解其本质和内在的规律性；另一方面，在解决一些具体问题时，注意在根本原理的指导下结合实际的经验或数据来考虑问题。同时也提高了自己的综合分析的能力，对以后的工作和学习打下了良好的根底。第一章 物料衡算1.1 基准数据的处理1.1.1 基准数据 原油的种类、性质见表1-

40、1和1-2。 表1-1 大庆原油根底数据大庆原油采样时间 年 月2021.3酸值,mgKoH/g0.18密度20852.0含蜡,(m/m)11.07比重指数34.6盐含量,mgNacl/L粘度50mm2/s22.21沥青质,(m/m)0.30凝固点30胶质,(m/m)7.06闪点闭口7残炭,(m/m)2.975 表1-2 大庆原油金属和元素分析重金属,ug/g元素分析Fe3.33S0.36Ni9.36N0.26Cu0.50含水,(V/V)痕迹Pb0.49灰分,(m/m)0.008V0.41特性因数k12.5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0.

41、3m/m，由表1-2可知，金属含量中Ni含量较高9.36ug/g。 处理量 150万吨/年 7200小时/年 气提蒸汽性质 P=3.01Kg/cm2 t=4201.1.2 数据处理作实沸点曲线，原始数据的质量收率体积收率见表1-3。表1-3 原始数据的质量收率换算成体积收率沸点范围/收率/m%收率/v%密度20/g/cm3API粘度/mm2/s酸度/mgKOH/100ml每馏分总收率每馏分总收率2040100气体2.422.423.003.0015604.026.445.138.130.633690.11.6460803.6310.074.3412.470.675076.61.44801004

42、.1314.204.6917.160.712065.92.311001204.5418.745.0222.170.731260.80.421201456.2224.966.7228.890.747556.70.501451654.4429.404.7033.590.763152.90.980.501651803.5632.963.7137.300.775949.91.150.481802003.8336.793.9441.240.784447.91.411.070.482002203.8440.633.8945.130.797145.11.751.280.672202301.9042.531.

43、9147.050.801744.12.131.551.252302401.9548.481.9549.000.806843.02.471.741.062402604.0048.483.9652.970.815141.23.022.031.452602804.1152.294.0256.980.826638.83.942.623.562803003.6256.213.4960.470.838136.55.353.201.258.383003203.5759.783.4463.910.837536.77.724.381.5712.143203505.5865.365.2869.200.852933

44、.612.436.432.0227.943503703.0268.382.8272.020.866531.118.178.802.3432.573704002.9671.342.7474.760.872630.012.252.9223.704004202.2773.612.0976.840.878129.021.964.180.404204505.3878.994.9381.770.882128.231.945.220.404504702.9981.982.7284.490.889526.97.380.384705003.7485.723.3487.830.90144.410.660.4050

45、05302.8388.552.5190.340.911423.117.510.405305400.6889.230.6090.930.917422.123.420.3554010.771009.071000.959315.5270实沸点数据见表1-4。表1-4 实沸点数据馏出体积分数%01030507080温度3282151232353439 将上表换算为常压平衡汽化曲线 计算实沸点蒸馏曲线参考的斜率及其各点温度按定义，实沸点蒸馏曲线参考的斜率=353-82/70-10=4.52/%由此计算参考线的各点温度。0点=82-4.5210-0=36.8() 30%=82+4.5230-10=172.

46、4()50%=82+4.5250-10=262.8() 80%=439+4.5280-70=484.2整理见表1-5： 表1-5 参考线各点温度馏出体积分数%0305080温度36.8172.4262.8484.2 计算平衡汽化参考线斜率及各点温度由实沸点蒸馏曲线%10-%70的斜率4.52查石油炼制工程208页得平衡汽化参考线的斜率为2.69/%，F=23平衡汽化参考线50=实沸点蒸馏参考线50点-F =262.8-23=239.8由平衡汽化参考线的50%点和斜率可计算得其他各点温度。：50-0=105.3(50-10=132.2()50-30=186() 70%=239.8+2.6970-

47、50=293.6()80%点=239.8+2.6980-50=320.5()整理见表1-6 表1-6 平衡汽化参考线各点温度馏出体积分数%01030507080温度105.3132.2186239.8293.6320.5 计算实沸点蒸馏曲线与其参考线的各点温差Fi%。0点=32-36.8=-4.8() 30%=151-172.4=-21.4()50%=232-262.8=-30.8() 80%=540-536.5=3.5()整理见表1-7： 表1-7 各点温差馏出体积分数%01030507080F-4.80-21.4-30.803.5 求平衡汽化曲线各点温度查石油炼制工程208页图7-17得各

48、馏出百分数时的温差比值得：0比值=0.25 10比值=0.393 30%=0.357 其余各点比值都是0.325平衡汽化曲线各点与其参考线相应各点的温差T等于其参考线相应各点的Fi乘以对应的比值，由此得平衡汽化各点T： 0点T=-4.80.25=-1.210%点T=00.393=030%点T=-21.40.325=-6.95550%点T=-30.80.325=-10.0170%点T=00.325=080%点T=3.50.325=1.12整理见表1-8： 表1-8 平衡汽化各点T馏出体积分数%01030507080T- 1.20-6.955-10.0101.12平衡汽化曲线各点温度等于它的参考线

49、各点温度加上相应的值，得平衡汽化温度见表1-9： 表1-9 平衡汽化温度馏出体积分数%01030507080T104.1132.2179.045229.79293.6319.38计算举例：30%=254+8.58=277.58由表1-9数据做平衡汽化曲线，见图1-1：图1-1 实沸点、平衡汽化曲线1.2 各种馏出产品的性质1.2.1 各种馏出产品的根底数据 求各产品的恩氏蒸馏温度见表1-9。表1-9 校正前的恩氏蒸馏温度数据馏出体积分数%01030507090100汽油6593114131150182194煤油204220224231244275289柴油2172312572732903113

50、29T246时对恩氏蒸馏数据进行校正 校正后的恩氏蒸馏数据见表1-10。表1-10 校正后的恩氏蒸馏数据馏出体积分数%01030507090100汽油6593114131150182194煤油204220224231244279.5290.5柴油217231260.2277.3296.0320.1330.8 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，由图表查得它与恩氏蒸馏50点之差分别为1.7，7.3，12。故实沸点蒸馏50点分别为132.7，238.3，289.3。 查 石油化工工艺计算图表 75页由恩氏蒸馏温差求实沸点蒸馏温差的数据见表1-11。表

51、1-11 蒸馏温差曲线线段组分恩氏蒸馏温差实沸点蒸馏温差0%10%汽油2845.1煤油1629.5柴油1426.510%30%汽油2134.1煤油48.9柴油29.243,830%50%汽油1726煤油712柴油17.126.650%70%汽油1926.5煤油1319.1柴油18.726.370%90%汽油3237.8煤油35.540.6柴油24.129.590%100%汽油1214煤油1110.8柴油10.712.1计算举例: 10%30%恩氏蒸馏温差:汽油=114-93=21 煤油=224-220=4 柴油=260.2-231=29.2 由实沸点蒸馏50%点，推算得其实沸点温度见图1-12

52、。表1-12 实沸点蒸馏点温度馏出，v%01030507090100汽油27.572.6106.7132.7159.2197211煤油187.9217.4226.3238.8258.4298308.8柴油192.4218.9262.7289.3315.6345.1357.2计算举例,以汽油为例:0点=72.6-45.1=27.5 10%=106.7-34.1=72.630%=132.7-26=106.750%=132.7 70%=132.7+26.5=159.290%=159.2+37.8=197 100%=197+14=211 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=

53、187.9实沸点切割点=199.45 查图11得体积收率为17%同理得煤油的实沸点切割点为252.6，体积收率为20%柴油的实沸点切割点为353.6，体积收率为35%分别化为质量收率：14.87%和18.90%、33.31%以上数据见表1-13。 表1-13 大庆原油常压切割方案及产品性质产品切割点沸程收率，%密度g/cm3恩氏蒸馏温度体积分数质量分数0% 10% 30% 50% 70% 90%汽油199.62111714.870.743565 93 114 131 150 182煤油252.3188.1312.32018.900.8033204 220 224 231 244 275柴油32

54、8.6192.2357.13533.310.8525217 231 257 273 290 3111.2.2 各馏出产品的性质 求五个平均沸点体积平均沸点 tv=93+114+131+150+182/5=134tv=220+224+231+244+275/5=238.8tv=231+257+273+290+311/5=272.4斜率s=90%馏出温度-10%馏出温度/90-10得汽油：1.1125 煤油：0.6875 柴油：1查石油炼制工程69页表3-4得质量平均沸点分别为：136.1，239.2，273.3 立方平均沸点分别为 131.8 ，237.6 ，271.1中平均沸点分别为 127.

55、1 ，235.7，269.6实分子平均沸点分别为122.9 ， 233.1， 267.2 求产品的根底数据查石油化工工艺计算图表128页得k1=11.7,k2=12.0,k3=11.6查石油化工工艺计算图表59页得M1=114,M2=194,M3=211 =51.2, =43.5, =33.5查石油化工工艺计算图表89页焦点温度-临界温度分别为：62，24.3，26.9 查石油化工工艺计算图表88页焦点压力-临界压力分别为：12.6大气压, 5.7大气压, 5.9大气压查石油化工工艺计算图表102页假临界温度分别为：578，709，725查石油化工工艺计算图表106页假临界压力分别为：2.71

56、MPa，2.51MPa，1.98MPa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：1.021, 1.008, 1.007查石油化工工艺计算图表107页临界压力分别为：3.31MPa，2.89MPa，2.21MPa 焦点温度分别为:378.85，466.15，483.75.焦点压力分别为:6.1MPa，4.71MPa，4.9MPa。以上数据见下表1-14。表1-14 油品的性质油品汽 油煤 油柴 油密度d420，g/cm30.74350.80330.8525比重指数，API051.243

57、.533.5特性因数，K11.712.011.6相对分子量，M114194211临界参数温度，压力，Mpa3214.2425.84.21469.44.3焦点参数温度，压力，MPa387.856.1466.154.71483.754.91.3 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。根据数据和进料质量可以求出个产品质量，具体数见表1-15。表1-15 物料平衡按每年开工7200小时计油 品产 率,%处理量或产量体积分数质量分数104t/yt/dKg/hKmol/h原 油1001001505000208333.33汽 油17 14.8722.305743.5309

58、79.17 271.75煤 油20 18.9028.3594539375 202.96柴 油35 33.3149.9651665.569395.83 328.89重油=原油-汽油-煤油-柴油=68583.33Kg/h 第二章 塔的工艺参数的选取2.1 原油精馏塔计算草图求取2.1.1 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420，0.301Mpa的过热蒸汽汽提水蒸气用量见表2-1。表2-1 汽提水蒸气用量油品 质量分数对油% Kg/h kmol/h一线煤油 3.0 1181.25 60.89二线柴油 2.9 2021.48 95.38塔底重油 2.0 1371.67 76.

59、20合计 4565.4 232.47数据计算过程如下:煤油: 39375*3%=1181.25 Kg/h柴油: 69395.83*2.9%=2021.48Kg/h重油:(208333.33-30979.17-39375- 69395.83)*2%=1371.67 Kg/h2.1.2 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7-77-8【石油炼制工程】是常压塔板数的参考值，参考表选定塔板数见表2-2 各段的层数见图2-2。表2-2 各段的层数各段名称 塔板数层汽油煤油段 9煤油柴油段 6柴油汽化段 3塔底气提段 4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25层。2.1.

60、3 精馏塔计算草图： 将塔体、塔板、进料及产品进出口、汽体返塔位置、塔底汽提点等汇成草图，见图2-1 25 22 18 11 13 9 塔底重油68583.33kG/H塔底气提1371.67KG/H柴油69395.83kg/H柴油气提蒸汽2021.48kg/H煤油39375kg/h煤油气提塔顶冷回流98851.24KG/H汽油30979.17Kg/h蒸汽4565.4KG/H进料208333.33KG/H含过汽化油图2-1 精馏塔计算草图 2.1.4 操作压力确实定 压力为0.13MPa。塔顶采用两级冷却流程。取塔顶空冷器压力为0.01MPa，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取0.017MPa。