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一石化行业，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一常压塔的设计，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350-360°C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0.6m，塔径2.4m，塔高度21.182m.换热流程一共通过12次换热达到工艺要求，换热效率是65.9%,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Daqing300000tonsofcrudeoilprocessdesignAbstractThisdesignisthebasicofatmosphericdistillationfortheannualhandlingcapacityof300000tonsofcrudeoilfromDaqing.Spreadfromthe2008globalfinancialcrisisworldwide,theglobalcommodityprices,especiallyoilorabestruckdumb.Inaddition,asworldoilpricesgenerallyhigher,theonlythelargestdeficitindustry,petrochemicalindustry,isfacingseverechallenges,somustthenewbreakthroughinpetrochemicalprocess.Acrudeoilatmosphericdistillationasacrudeoilprocessingtechnology,playsanimportantroleinthecrudeoilprocessingprocess,hasplayadecisiverolepositioninrefinery,itsoperationhasadirectinfluenceonthesubsequentprocessingprocess.Designofseparationequipmentimportantatmospherictowerone,isthekeytoobtainhighyield,highqualityoil.Inrecentyears,atmosphericandvacuumdistillationtechnologyandexperienceofmanagementinnovation,deviceenergyconsumptionsignificantly,improveproductquality.Butcomparedwithforeignadvancedlevel,therearestilllargegaps.Inordertoimproveoilproductioncapacity,withlessinvestment,lowenergyconsumption,highefficiencythoughtdistillationdesignforDaqingmixedcrudeoil.Thebasicschemeofthedesignis:Thisdesignusestheatmospherictower,atmospherictowertotakebilateralline,atmosphericpressuretowertoproducegasoline,twolaterallinewereproducingkerosene,dieseloil,heavyoiltowerbottom.Avaporizationdistillationunitinanatmospherictowerdesign,thedeviceconsistsofafurnace,anatmospherictowerandanumberofheatexchangersheattransferprocessshouldbeimprovedtomeettherequirements:fulluseofwasteheat;heatexchangerstrength;smalldropofoilflowpressure.)Cooler,pumpsetc.,astripperforthesideproductsintheatmospherictoweroutside.Simpleprocess,lessinvestmentandoperatingcosts.Inthiskindofcrudeoildistillationunit,cangetseveralfractionsof350-360°Cbefore,canbeusedasnaphtha,gasoline,kerosene,lightdieseloil,heavydieseloilproducts,alsocanbeusedasrenormalizationindustry(suchasnaphthacracking)devicessuchasrawmaterial.Bottomheavyoilcanbeusedforsteelorotherindustrialfuelresidue.Incertaincircumstancescanalsobeusedascatalyticcrackingorhydrocrackingfeedstockmakeupset.Thisdesignwith31blocksoffloatingvalvetray,trayspacingof0.6m,thediameterofthecolumn2.4m,towerheight21.182m.Heattransferprocessisthroughthe12heatandmeetthetechnologicalrequirements,theheattransferefficiencyis65.9%,thisdesignusesAspenPlusforthematerialandheatfieldcalculationandoptimization,usingCADtocompletetheflowchartandatmospherictowerrendering.Keywords:vacuum；distillationtower；distillationproduct；heatbalance目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 I\o"CurrentDocument"Abstract II刖言 1\o"CurrentDocument"1原油及其产品的性质 5\o"CurrentDocument"1.1综述 5\o"CurrentDocument"1.2处理量： 6\o"CurrentDocument"气提蒸汽性质： 6\o"CurrentDocument"1.4原油的种类、性质 6\o"CurrentDocument"1.4.1数据处理 7\o"CurrentDocument"1.4.2各种馏出产品的性质 10\o"CurrentDocument"2塔工艺参数的选取 15\o"CurrentDocument"2.1原油精馏塔计算草图求取 15确定蒸汽用量 15\o"CurrentDocument"2.1.2塔板型适合塔板数 15\o"CurrentDocument"2.1.3精馏塔计算草图 15\o"CurrentDocument"2.1.4操作压力的确定 16汽化段和塔底温度的确定 17\o"CurrentDocument"2.2.1汽化段温度 17\o"CurrentDocument"2.2.2进料在汽化段中的焓 17\o"CurrentDocument"2.2.3塔底温度 18\o"CurrentDocument"3塔顶及侧线温度的假设与回流热分配 20\o"CurrentDocument"3.1全塔回流热 20设塔顶及各侧线温度假 203.1.2全塔回流热 20.13.3流热分配 20\o"CurrentDocument"3.2侧线及塔顶温度的校准 21\o"CurrentDocument"3.2.1柴油抽出板（第18层）温度 21\o"CurrentDocument"3.2.2煤油抽出板（第9层）温度 22\o"CurrentDocument"3.2.3塔顶温度 23\o"CurrentDocument"4结论 25\o"CurrentDocument"参考文献 27\o"CurrentDocument"致谢 28前言〜3,粘度范围很宽，凝固点差别很大(30--60°C),沸点范围为常温到500°C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(83%-87%)、氢(11%-14%)，其余为硫(0.06%〜0.8%)、氮(0.02%-1.7%)、氧(0.08%-1.82%)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95%-99%，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一常压塔的设计，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：原油一换热系统一电脱盐系统一加热炉系统一常压系统一仪表控制系统，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①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。②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。③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。④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。⑤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：⑴燃料：如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等；⑵润滑油：如各种牌号的内燃机油、机械油等；⑶有机化工原料：如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等；⑷工艺用油：如变压器油、电缆油、液压油等；⑸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；⑹蜡：如各种食用、药用化妆品用，包装用的石蜡和地蜡；⑺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85%〜90%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1.3:1；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1.649X108t，增加到2002年的1.689X108t，进口石油X108t（原油6.94X107t，石油产品3.1X107。，其中从中东进口3.89X107t，比2001年增加X106t，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180°C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0.04%到0.07%，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0.7868克每立方厘米到0.8533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2.42%；粘度较低，50摄氏度粘度在1.27立方毫米每秒到2.47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。■苏A二瑚■►土油AGO■苏A二瑚■►土油AGO*闪常图0-1燃料型炼油厂的生产工艺流程图1原油及其产品的性质1.1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一汽化一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。1.2处理量：30万吨/年 8000小时/年1.3气提蒸汽性质：kgf/cm2 t=420°C1.4原油的种类、性质大庆原油的性质见表1-1：表1-1大庆原油性质大庆原油采样时间年月馏程v%密度(20C)100比重指数120C粘度（50）mm2/s140C凝固点C30160C闪点(闭口)C7180C酸值,mgKoH/g200C含蜡，％(m/m)220C盐含量,mgNacl/L240C沥青质，％(m/m)260C胶质，％(m/m)280C残炭，％(m/m)300C重金属，ug/g初馏C32FeNi元素分析CuS

TOC\o"1-5"\h\zPb NV 含水，％(V/V) 痕迹灰分，％(m/m)特性因数(k) 1原油性质：由表1—1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(％m/m)，金属含量中Ni含量较高()。该原油第一和第二关键馏分的性质见表1-2： 表1-2大庆原油每10°C馏分蒸馏收率(％(m/m)) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 900 <60C不凝气0.05%(m/m)100 13.03200300400500由表1-2看出，大庆原油是低硫石蜡基帮油。1.4.1数据处理⑴作实沸点曲线，平衡汽化曲线原油每10C馏分收率见表1-3：表1-3原始数据的质量收率换算成体积收率馏程(C)收率％(m/m)馏程(C)收率％(m/m)收率％(v/v)每馏分 总馏分每馏分总收率初馏一6060—8080—100100—120120—140140—160160—180180—200200—220220—240240—260260—280280—300300—320320—340340—360360—380380—400400—420420—440440—460460—480480—500500—520520—540实沸点数据见表1-4：表1-4实沸点数据馏出（体积分数）%0 10 30 50 70 80温度C32 141 280 388 480 540⑵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°C/%由此计算参考线的各点温度。XC10-0)=84.5(CXXC50-10)=367(CX(30-10)=254(C)(80-70)=536.5(C)整理见表1-5：表1-5参考线各点温度馏出（体积分数）%0 30 50 80温度。C 254 367计算平衡汽化参考线斜率及各点温度CC/%,AF=23C平衡汽化参考线50%=实沸点蒸馏参考线50%点-AF=367-23=344C由平衡汽化参考线的50%点和斜率可计算得其他各点温度。：0点二344-3.75(50-0)=156.5(C) 10%点=344-3.75(50-10)=194(C)30%点=344-3.75(50-30)=269(C) 70%=344+3.75(70-50)=419(C)80%点=344+3.75(80-50)=456.5(C)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C156.5194269344419计算实沸点蒸馏曲线与其参考线的各点温差△Fi%。0点=32-84.5=-52.5(C) 30%=280-254=26(C)50%=388-367=21(C) 80%=540-536.5=3.5(C)整理见表1-7：表1-7各点温差馏出(体积分数)%01030507080△FC026210⑶求平衡汽化曲线各点温度查石油炼制工程208页(图7-17)得各馏出百分数时的温差比值得:平衡汽化曲线各点与其参考线相应各点的温差AT等于其参考线相应各点的△%乘以对应的比值，由此得平衡汽化各点△『0点△X0.25=-13.13(C)10%点^T=0X0.393=0(C)30%点^T=26X0.325=8.58(C)50%点^T=21X0.325=6.72(C)70%点^T=0X0.325=0C80%点△X0.325=1.12(C)整理见表1-8：

表1-8平衡汽化各点AT馏出（体积分 01030 50 70 80数）%△TC00平衡汽化曲线各点温度等于它的参考线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）％ 0 10 30 50 70 80计算举例：30%=254+8.58=277.58（°C）由表1-9数据做平衡汽化曲线，见图1-1：1.4.2各种馅出产品的性质⑴各种馏出产品的基础数据①求各产品的恩氏蒸馏温度（原始数据见表1-10）表1—10大庆原油常压切割方案及产品性质收率，% 恩氏蒸温度C馏产切割品点体积质量分沸程 密度0% 10% 30% 50%70%90%分数 数

汽油煤油柴油199.6汽油煤油柴油199.6〜2111765931141311501822020422022423124427535217231257273290311T>246°C时对恩氏蒸馏数据按式（7-10）［石油炼制工程］进行校正。式中：D—温度校正值（加至t上），Ct—超过246C的恩氏蒸馏温度，C校正后的恩氏蒸馏数据为见表1-11：表1-11校正后的恩氏蒸馏数据馏出（体积分数）％01030507090100汽油6593114131150182194煤油204220224231244柴油217231②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CC,12CCCC。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1-12：表1-12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280%—10%煤油1629.5柴油14汽油2110%—30%煤油4柴油30%—50%汽油1726煤油712

柴油汽油 1950%—70%煤油 13柴油汽油 3270%—90%煤油柴油汽油 12 1490%—100%煤油 11柴油计算举例：10%〜30%恩氏蒸馏温差：汽油二114-93=21°C，煤油=224-220=4°C,②由实沸点蒸馏50%点，推算得其实沸点温度，见表1-13表1-13实沸点蒸馏点温度馏出，v%01030507090100汽油197211煤油298柴油计算举例以汽油为例：0点=72.6-45.1=27.5(C) 10%点=106.7-34.1=72.6(C)30%点=132.7-26=106.7(C)C 70%=132.7+26.5=159.2(C)90%=159.2+37.8=197(C) 100%点=197+14=211(C)④计算产品收率直馏汽油的实沸点终馏点=211CC汽油与煤油的切割温度为：(211+187.9)/2=199.45(C)煤油与柴油的切割温度为：(308.8+192.4)/2=250.6(C)柴油与重油的切割温度为：(357.2+350)/2=353.6(C)整理见表1-14：表1-14产品的切割温度产品实沸点蒸馏终馏点C实沸点蒸馏初馏点C切割温度C汽211油煤油柴

350350%%%⑵各馏出产品的性质求五个平均沸点体积平均沸点二(t10+t30+t50+t70+t90)/5(°C)体积平均沸点：t汽=(93+114+131+150+182)/5=134(C)t煤二(220+224+231+244+275)/5=238.8(C)t柴=(231+257+273+290+311)/5=272.4(C)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由图3-4［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1-15：表1-15五个平均沸点产 体积平均沸 质量平均沸 子平均沸 立方平均沸 中平均沸品点C 点C 点C 点C 点134汽134油煤油柴油查［石油化工工艺计算图表］128页得k1=,k2=,k3=1查［石油化工工艺计算图表］59页得M=114,M=194,M=211,API=51.2,API,1 2 3 1 2API=3查［石油化工工艺计算图表］89页焦点温度一临界温度分别为：62CCC查［石油化工工艺计算图表］88页焦点压力一K查［石油化工工艺计算图表］102页假临界温度分别为：578K,709K,725KMPa1MPaMPa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

MPaMPaMPa°C°C°C.MPaMPaMPa。以上数据见表1-16：表1-16油品的性质油品汽油 煤油 柴油密度d20,g/cm3比重指数，API0特性因数，K相对分子量，M平衡汽化 0%温度，C 100%临界 温度，C参数 压力，Mpa焦点 温度，C参数 压力，106114 194 211211321⑶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1-18：表1-18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/y t/d Kg/h原油100 10040 1200 50000汽油177437煤油209450柴油35166502塔工艺参数的选取2.1原油精馏塔计算草图求取侧线产品及塔底重油都用过热蒸汽汽提。使用的是420°C,00.301Mpa的过热蒸汽。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一线煤油二线柴油塔底重油合计数据计算过程如下：煤油：9450X3%=283.5(Kg/h)；柴油：16650X2.9%=482.85(Kg/h)；重油：(50000-9450-16650-7437)X2%=329.26(Kg/h)2.1.2塔板型适合塔板数石油精馅塔的塔板数主要靠经验选用表(7-7)(7-8)【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2-2：表2-2各油段所占的塔板层数汽油一煤油段9层煤油一柴油段6层柴油一汽化段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。2.1.3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2-1：

2.1.4操作压力的确定压力为0.13Mpa。塔顶采用两级冷却流程。取塔顶空冷器压力为a，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取a，故塔顶压力a（绝对压力）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（单位为MPa）：（MPa）；一线抽出板（第9层）上压力为0.161（MPa）；二线抽出板（第18层）上压力为0.166（MPa）；汽化段压力(第21层)下压力为0.167(MPa)；取转油线压力降为0.035Mpa，则加热炉出口压力=0.170+0.035=0.202(MPa)2.2.1汽化段温度⑴汽化段中进料的汽化率与汽化度取过汽化度为进料的2%%(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(17%+20%+35%%%⑵汽化段油气分压汽化段中各物料的流量如表2-3：表2-3汽化段中各物料的流量产品 Kmol/h汽油煤油柴油过汽化油油汽量合计其中过汽化油的相对分子量取300,则过汽化油流量为750/300=2.5(kmol/h)X7245.25/(245.25+22.86)=0.153(MPa)⑶汽化段温度的求定MP%MPa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°C，将此交点温度280°CMP°C从该点作垂直于横坐标的直线A,在AMPa下的平衡汽化曲线。由曲线4可查ef%C2.2.2进料在汽化段中的焓查图3-17［石油炼制］,进料在汽化段中的恰计算见表2-4(70Mpa,t=3C)

表2-4进料在汽化段中的焓值及带入汽化段的热量油焓，kJ/kg热量，kJ/h*106料气相液相汽油—X煤油—X柴油—X过汽化油—X重油—921X合计——其中：过汽化油和重油的密度分别为：0.8513,0.8615。2.2.3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5°C〜10°C，取塔底温度比汽化段温度低7CC3塔顶及侧线温度的假设与回流热分配3.1全塔回流热假⑴。C）⑵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。X88000/（3X107）X100%=3.85%<12%假设塔顶的温度及各侧线温度见表3-1：表3-1假设塔顶的温度及各侧线温度塔顶温度C煤油抽出板（第9层）温度C柴油抽出板（第18层）温度C3.1.2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3-2：表3-2全塔回流热物料流率密度操作条件焓，kJ/kg热量kg/hg/cm3压力，Mpa温度，C气相液相106kJ/kg入进料50000673— —汽提蒸—014203316 —方气合计———— —汽油74371653.17—出煤油9450122—柴油1665062—方重油134—水蒸气—12702 —合计—————所以，全塔回流热Q=(72.03-49.36)X106X106(kJ/h).3流热分配塔顶采用二级冷凝冷却流程，塔顶回流温度定为60C；采用一个中段回流位于煤油侧线与柴油侧线之间（第11〜13层之间）。回流热分配见表3-3：

塔顶回流取热50% Q1X106kJ/h中段回流取热50% Q：X106kJ/h3.2侧线及塔顶温度的校准 83.2.1柴油抽出板（第18层）温度⑴按下图的隔离体系作第18层以下塔段的热平衡：图3-1柴油抽出板下方草图⑵第18层以下塔段的热平衡见表3-4：表3-4第18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X10&J/kg压力，MPa温度，°C气相液相入进料50000——汽提蒸气—4203316—方内回流L—合计—————68.85+…汽油7437—煤油9450—出柴油16650—重油—方水蒸气——内回流L——合计—————53.25+…⑶X106X106所以，内回流L=58217.64(kg/h)或58217.64/211=275.91(kmol/h)柴油抽出板上方气相总量为：81.52+60.89+275.91+22.86=441.18(kmol/h)

X275.91/441.18=0.104（Mpa）⑷由柴油常压恩氏蒸馏数据换算0.1Mpa下平衡汽化0点温度，可以用图2-2-4和图2-2-3［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a下的平衡汽化数据，其计算结果如表（3-5）：表3-5柴油蒸汽分压下的温度换算项目0%10%30%50%恩氏蒸馏温度，C217231257273恩氏蒸馏温差，C142616—平衡汽化温差，C6.5—常压平衡汽化温度，C———280。下平衡汽化温度，C257274.5281⑸由以上可求得柴油在a下的泡点温度为257°C°C很接近，可认为原假设温度是正确的。3.2.2煤油抽出板（第9层）温度⑴按图3-2的隔离体系作第9层以下塔段的热平衡:图3-2煤油抽出板下方草图第9层以下塔段的热平衡见表3-6：表3-6第9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X106kJ/kg压力，MPa温度，C气相液相入进料汽提气方内回流合计50000L————420〜183——3316—————70.86+…汽油煤油出柴油重油方水蒸气内回流合计7437945016650L————————————50.43+…(2)X106X106所以，内回流L=54215.43(kg/h或54215.43/194=279.46(kmol/h)煤油抽出板上方气相总量为：85.12+279.46+22.86+33.54=417.38(kmol/h)X279.46/417.38=0.108(MPa)⑶由煤油常压恩氏蒸馏数据换算a下平衡汽化0点温度，可以用图2-2-4和图2-2-3［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a下的平衡汽化数据，其计算结果见表3-7：表3-7煤油油蒸汽分压下的温度换算项目0%10%30%50%恩氏蒸馏温度，C204220224231恩氏蒸馏温差，C1647—平衡汽化温差，C611.2—常压平衡汽化温度，C———a下平衡汽化温度，C226232233由以上可求得煤油在a下的泡点温度为226°C°C很接近，可认为原假设温度是正确的。3.2.3塔顶温度塔顶蒸气一般冷凝到55C〜90C。⑴回流温度t0=60C，其焓值h0=163.2kJ/kg；塔顶温度t1C，回流(汽油)蒸气的^h1=643.17kJ/kg，故塔顶冷回流量为:L=Q/(h-hX106/(653.17-163.20)=23134.07(kg/h)01 10塔顶油气量(汽油+内回流蒸气)为：(5575+9293.75)/114=130.43(kmol/h)塔顶水蒸气流量为：821.77/18=45.65(kmol/h)X284.45/(284.45+76.09)=0.1239(MPa)⑵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3-8。表3-8露点温度的换算项目507090100%恩氏蒸馏温度，C131150182194恩氏蒸馏温差，C193212——平衡汽化温差，C913.2——常压平衡汽化温度，C117126142.8146由上表可求得汽油常压露点温度为：146C⑶C,a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p——t线；由上述作出的汽油露点线相图，见图3-3可读得油气分压为a时的露点温度为147C。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0.97作为采用的塔顶温度。则塔顶温度为：147XCC很接近，故原假设温度正确。14/温度E图3-3汽油的露点相图⑷验证在塔顶条件下，水蒸气是否会冷凝——a相应于此压力的饱和水蒸气温度为：71.90(°C)°C,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20%-30%,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