390万吨年大庆原油常减压蒸馏装置工艺设计

PAGE49化工专业课程设计390万吨/年大庆原油常减压蒸馏装置工艺设计学校名称：专业名称：班别：姓名：学号：指导教师：完成时间：2012年11月28日至2013年01月04日目录TOC\o"1-3"\u摘要 4Abstract 5第一章总论 61.1概述： 61.1.1分类和理化性质 71.1.2加工方案类型 81.1.3塔类的选择 81.1.4工艺技术路线 91.1.5工艺技术特点 101.2文献综述 101.2.1常减压蒸馏技术现状 101.2.2综述 111.3设计任务依据 111.4主要原材料 121.5其他 12第二章工艺流程设计 132.1原料油性质及产品性质 132.1.1原油的一般性质 132.1.2原油实沸点蒸馏数据 132.1.3原油平衡蒸发数据 132.1.4产品性质 142.2.工艺流程 142.2.1原油换热系统 142.2.2初馏系统 142.2.3常压系统 142.2.4减压系统 152.2.5工艺流程图 162.3塔器结构 162.4环保措施 16第三章．常压蒸馏塔工艺计算 183.1工艺参数计算 183.1.1油品的性质参数 183.1.2产品收率及物料平衡 233.1.3汽提蒸汽用量 233.1.4塔板型式和塔板数 243.1.5分馏塔计算草图 253.2操作条件的确定 263.2.1操作压力 263.2.2汽化段温度 263.2.3塔底温度 283.2.4塔顶及各侧线温度的假设与回流热分配 283.3.蒸馏塔各点温度的校核 293.3.1重柴油抽出板 293.3.2重柴油，轻柴油抽出板和煤油抽出板温度 313.3.3塔顶温度 313.4全塔汽、液负荷分布图 32第四章常压蒸馏塔尺寸计算 334.1塔径的计算 334.1.1塔径的初算 334.1.2计算适宜的气速Wa 334.1.3计算气相空间截面积 344.1.4降液管内流体流速,Vd 344.1.5计算降液管面积 344.1.6塔横截面积Ft的计算 344.1.7采用的塔径D及空塔气速W 354.2塔高的计算 354.3塔板布置、浮阀、溢流堰及降液管的计算 364.3.1塔板布置 364.3.2浮阀的计算 364.3.3溢流堰及降液管的计算 374.3.4降液管 38第五章常压蒸馏塔的水力学计算 405.1塔板总压力降 405.2雾沫夹带 405.3泄漏 415.4淹塔 415.5降液管超负荷 425.6适宜操作区和操作线 42第六章车间布置设计 466.1车间平面布置方案 466.2车间平面布置图图纸说明 466.2.1设备布置满足工艺流程和工艺条件要求 466.2.2设备集中布置 466.2.3安全性 466.2.4经济性 476.2.5安装与维修 476.2.6外观 476.2.7图面 476.3车间平面布置图 476.4常压蒸馏塔装配图 47第七章结束语 48参考资料 49附图 49

摘要随着原油供需矛盾趋紧和原油价格持续走高，中国石化炼油企业原油采购日益重质化，造成部分常减压蒸馏装置的减压系统超负荷，蜡渣油分割不清，蜡油馏分流失到渣油当中，渣油量的增大又造成炼油厂重油装置能力吃紧和不必要的能量消耗，部分企业还不得以出售渣油，削弱了加工重质原油的应有效益。为了缓解加工原油变重对二次加工装置的影响，提高重油加工装置的营运水平，充分发挥原油采购重质化的效益，提高蒸馏装置减压系统的拔出水平显得尤为重要。常压蒸馏是石油加工的“龙头装置”，后续二次加工装置的原料，及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程，在常压和减压的条件下，根据各组分相对挥发度的不同，在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热，经过多次汽化和多次冷凝，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴油及蜡油及渣油等。本文以400万吨/年常减压蒸馏装置为例，着重介绍了大港原油的炼制。以及常减压装置的生产流程和设计计算方法等。关键词：精馏过程；传质传热；汽液两相

AbstractWithcrudeoil,thecontradictionbetweensupplyanddemandandcontinuingtighteningcrudeoilpriceshigh,Chinapetrochemicalrefiningenterprisecrudeoilpurchasingincreasinglyheavyqualitative,causedpartoftenvacuumdistillationdevicepressuresystemoverload,wax,residualsegmentationisnotclear,oilfractionsoflosstotheresidue,residualamountofincreaseandcausedheavyoilrefinerycapacityandunnecessarydevicetightenergyconsumption,partoftheenterprisealsoshallnotsellresidual,weakentheprocessingofheavyoilshouldbenefit.Inordertoalleviateprocessingcrudeoilweighttotheinfluenceoftwoprocessingequipment,improvetheservicelevelofheavyoilprocessingdevice,givefullplaytopurchaseheavycrudeoilqualitativebenefits,andimprovethesystemofthereducedpressuredistillationunitdrawlevelisparticularlyimportant.Atmosphericdistillationisoilprocessing"leadingdevice",thesubsequenttwoprocessingdeviceofrawmaterials,andproductsareoftenprovidedbyvacuumdistillationdevice.Oftenvacuumdistillationismainlythroughthedistillationprocessinatmosphericpressureandreducedpressureconditions,accordingtothevariouscomponentsoftherelativevolatilityfordifferent,inthetraysaicliquidtwophasetoreversecontact,masstransferheattransfer,aftermanyvaporizingandmultiplecondensing,crudeoil,coal,andthesteamwoodcuttingoutthefraction,productionqualifiedgasoline,kerosene,dieseloilandoilandresidual,etc.Thispaperwiththe4milliontons/yearoftenvacuumdistillationunitasanexample,thispaperintroducestheportofcrudeoilrefining.Andoftenpressure-reliefdevicemanufacturingprocessesanddesigncalculationmethod,etc.Keywords:distillationprocess;Masstransferheattransfer;Steamliquidtwophase第一章总论1.1概述：石油是一个国家经济发展国家稳定的命脉。它是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。石油中的烃类和非烃类化合物，相对分子质量从几十到几千，相应的沸点从常温到500度以上，分子结构也是多种多样。不同油区所产的原由在性质上差别较大，不同组成的原油表现出的物理性质不同，而不同的化学组成及物理性质对原油的使用价值、经济效益都有影响。石油不能直接作汽车、飞机、轮船等交通运输工具发动机的燃料，必须经过各种加工过程，才能获得符合质量要求的各种石油产品。人们根据对所加工原油的性质、市场对产品的需求、加工技术的先进性和可靠性，以及经济效益等诸方面的分析、制订合理的加工方案。原油常减压蒸馏是常用基本的加工方案。石油炼制工业生产汽油、煤油、柴油等燃料和化学工业原料，是国民经济最重要的支柱产业之一，关系国家的经济命脉和能源安全，在国民经济、国防和社会发展中具有极其重要的地位和作用。在石油、化工生产中，塔设备是非常重要的设备之一，塔设备的性能，对于整个化工和炼油装置的产品质量及其生产能力和消耗额等均有较大影响。据相光关资料报道，塔设备的投资和金属用量，在整个工艺装置中均占较大比例，因此塔设备的设计和研究，始终受到很大的重视。塔设备广泛应用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置的生产，产品产量，质量，成本以及环境保护，“三废”处理等都有较大的影响。近些年来，国内外对它的研究也比较多，但主要是集中在常压塔的结构和性能方面，例如：如何提高塔的稳定性、如何利用理论曲线解决常压塔在性能方面存在的问题等。在原油的一次加工过程中，常压蒸馏装置是每个正规炼厂都必须具备的，而其核心设备——常压塔的性能状况将直接影响炼厂的经济效益，由于在原油加工的第一步中，它可以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。同时，也为原油的二次加工提供各种原料.在进一步提高轻质油的产率或改善产品的质量方面，都有着举足轻重的地位.考虑到常压塔在实际应用方面的价值和意义，如何实现这样一种最经济、最容易的分离手段，是本次毕业设计选题的重要依据。近年来，由于石油、化工企业不断向大型化的生产发展，因此塔设备的单台规模也随之增大。例如：有的板式塔的直径可达10m以上，塔的总高度可达到80m，而填料塔更有直径为15m,塔高为100m的大塔已经投产。应当指出，设备大型化后，必须保证它在全负荷下运转，否则经济损失将是非常巨大的。对于大型设备的设计、制造、操作和维修等，应提出更高、更严格的要求。常压塔的研究也趋向于结构材料的探索，提高设备的使用周期，主要体现在所选择材料的防腐性和一些防腐材料的研究，同时也着眼于设备的安去性和环保性，以上这些都成为了当今常压塔研究的热门课题。1.1.1分类和理化性质1、分类（1）按组成分类：石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类；（2）按硫含量分类：超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类；（3）按比重分类：轻质原油、中质原油、重质原油以三类。目前我国已开采的原油以低硫石蜡基居多，大庆等地原油均属此类。其中，最有代表性的大庆原油，硫含量低，蜡含量高，凝点高，能生产出优质煤油、柴油、溶剂油、润滑油和商品石蜡。胜利原油胶质含量高(29%)，比重较大(0.91左右)，含蜡量高(约15~21%)，属含硫中间基。汽油馏分感铅性好，且富有环烷烃和芳香烃，故是重整的良好原料。2、物化性质原油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、溶解性、杂质含量等；化学性质包括化学组成、氧化、燃烧等。（1）颜色：原油的色泽按产地和成分不同，一般有褐色、黄褐色、深棕色和黑色。通常颜色越深则比重越大，同时含沸点成分就越少，反之亦然。然而原油中纯粹烃类为无色物质，原油的颜色是由石油中含有的其它物质所形成的。（2）密度：原油相对密度一般在0.75~0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9~1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。（3）粘度：原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。温度增高其粘度降低，压力增高其粘度增大，溶解气量增加其粘度降低，轻质油组分增加，粘度降低。原油粘度变化较大，一般在1~100mPa·s之间，粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说，粘度大的原油密度也较大。（4）凝固点：原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。原油的凝固点大约在-50℃~35℃之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。（5）溶解性：原油很难溶于水中，但却能溶于普通的有机溶剂，如苯、氯仿、酒精、乙醚、四氯化碳等。虽然原油几乎完全不能和水相溶解，但仍有少量水分会“包溶”于原油中，一定条件下可自然析出。（6）含蜡量：含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡是一种白色或淡黄色固体，由高级烷烃组成，熔点为37℃~76℃。石蜡在地下以胶体状溶于石油中，当压力和温度降低时，可从石油中析出。地层原油中的石蜡开始结晶析出的温度叫析蜡温度，含蜡量越高，析蜡温度越高。析蜡温度高，油井容易结蜡，对油井管理不利。含硫量是指原油中所含硫(硫化物或单质硫分)的百分数。原油中含硫量较小，一般小于1%，但对原油性质的影响很大，对管线有腐蚀作用，对人体健康有害。根据硫含量不同，可以分为低硫或含硫石油。（7）含胶量：含胶量是指原油中所含胶质的百分数。原油的含胶量一般在5%~20%之间。胶质是指原油中分子量较大(300~1000)的含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，呈半固态分散状溶解于原油中。胶质易溶于石油醚、润滑油、汽油、氯仿等有机溶剂中。（8）含盐量：原油从油井采出，其中含有大量的盐分，最高可达1000ppm（百万分之一千），它们多为钠、钙、镁和氯化物的混合物。通常原油含盐量在0.02%~0.055%之间。（9）其他：原油中沥青质的含量较少，一般小于1%。沥青质是一种高分子量(大于1000以上)具有多环结构的黑色固体物质，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿、二硫化碳。沥青质含量增高时，原油质量变坏。1.1.2加工方案类型原油炼制加工方案，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。原油经过常压蒸馏可分馏出汽油、煤油、柴油馏分。因原油性质不同，这些馏分有的可直接作为产品，有的需要进行精制或加工。将常压塔底油进行减压蒸馏，等到的馏分视其原油性质或加工方案不同，可以作裂化（热裂化、催化裂化、加氢裂化等）原料或润滑油原料油原料，也可以作为乙烯裂解原料。减压塔底油可作为燃料油、沥青、焦化或其它渣油加工（溶剂脱沥青、渣油催化裂化、渣油加氢裂化等）的原料。1.1.3塔类的选择本设计是设计一套年处理量为390万吨大庆原油加工装置，原油蒸馏装置采用三段汽化，设计初馏塔，常压塔、减压塔。设计中采用水蒸气汽提方式,并确定汽提水蒸汽用量;由于浮阀塔操作弹性大，本设计采用浮阀塔。浮阀塔是一种板式塔，用于气液传质过程中。浮阀的阀片可以浮动，随着气体负荷的变化而调节其开启度，因此，浮阀塔的操作弹性大，特别是在低负荷时，仍能保持正常操作。浮阀塔由于气液接触状态良好，雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故)，塔板效率较高，生产能力较大。塔结构简单，制造费用便宜，并能适应常用的物料状况，是化工、炼油行业中使用最广泛的塔型之一。在分离稳定同位素时采用在克服泡罩塔缺陷的基础上发展起鼓泡式接触装置。浮阀塔有活动泡罩、圆盘浮阀、重盘浮阀和条形浮阀四种形式，浮阀主要有V型和T型两种，特点是：生产能力比泡罩塔约大20％～40％；气体两个极限负荷比为5～6，操作弹性大；板效率比泡罩塔高10%~15%；雾沫夹带少，液面梯度小；结构难于泡罩塔与筛板塔之间；对物料的适应性较好等，通量大、放大效应小，常用于初浓段的重水生产过程。石油炼制工业的发展是伴随着石油及石油产品的开发利用发展起来的，石油的发现、开采和直接利用由来已久，加工利用并、逐步形成石油炼制工业。始于19世纪30年代，到20世纪40~50年代形成的现代炼油工业，是最大的加工工业之一。原油蒸馏在炼油厂是原油首先要通过的加工装置。一般包括预处理系统（原油电脱盐）、常压分馏系统、减压分馏系统、注剂系统、轻烃回收系统（加工轻质原油且达到经济规模时一般设置轻烃回收系统）等。常压蒸馏就是在常压下对原油进行加热、气化、分馏和冷凝。如此得到各种不同沸点范围的石油馏分。常减压蒸馏是指在常压和减压条件下，根据原油中各组分的沸点不同，把原油“切割”成不同馏分的工艺过程。1.1.4工艺技术路线大庆原油属于石蜡基原油，蜡含量高、凝点高、硫含量低、庚烷沥青质含量较低，相对密度0.8587。煤油具有相当好的挥发性能，比较高的闪点，适宜的粘度等特性，是一种优良的有机溶剂，有着广泛的应用前景，但是，直馏煤油和一般的加氢煤油芳烃含量都较量，氮的非烃化合物也很多，致使在使用过程中，不仅使人感到有不舒服的臭味，还对人体有害。在应用上，煤油馏分除用作喷气燃料、特种溶剂油、灯用煤油以外，还有很大一部分作为铝轧油基础油使用。由于铝轧制在冷却、润滑和改善铝制品表面光洁度等方面都极其重要的作用，因此，随着铝加工业的迅猛发展，铝轧制油的用量越来越大。铝轧制油除应用具有馏分范围窄、饱和烃含量高、闪点高的特点外，还要求具有较低的硫含量和芳烃含量。煤油加氢工艺是生产高档铝轧制油最有效的工艺手段，该工艺主要是对其进行深度脱硫、脱氮和脱芳烃。采用加氢法生产无味煤油、铝轧制油，有着其它方法无法比拟的优点。首先是产品质量好，收率高，其中产品芳烃含量小于0.1%；其次是不产生酸渣、碱渣等污染物，属于环境友好工艺。特种油品精馏与一般的炼油装置不同，馏分窄分馏精度要求高，产品的种类繁多，生产操作完全由市场决定，操作灵活要求非常高，根据产品方案要求，分馏部分采用双分馏塔多侧线抽出，其中第二分馏塔为减压操作，满足不同产品分割及质量要求。1.1.5工艺技术特点由于装置规模较小，在保证安全平衡生产的前提下，尽量简化工艺流程和自动控制系统，以节省工程投资。反应部分采用冷高压分离流程。分馏部分设置两台分馏塔，其中第二分馏塔为减压操作，两台分馏塔产品侧线抽出及塔底均设重沸器，塔内装填高效规整填料，确保分馏精度。设置热载体回执系统，热载体作为塔底重沸器热源。1.2文献综述1.2.1常减压蒸馏技术现状①国外蒸馏装置技术现状及发展趋势炼油传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5Mt/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Norton为代表，拥有较先进的专利技术，公司开发出了SuperFRACI.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ASTMD86(5%-95%)13℃；煤油和轻柴油的脱空度ASTMD86(5%-95%)-20℃；轻蜡油与重蜡油的脱空度ASTMD1160(5%-95%)5℃，润滑油基础油也基本满足窄馏分、浅颜色。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，仅有几套装置的加工能力超国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。1.2.2综述本设计是以课程设计、化工设计为基础，以课程中指导老师给出的数据为依据，参考《化工原理》、《化工设计》、《石油练制工艺学》；北京石油设计院编,《石油化工工艺计算图表》,烃加工出版社，1983年；石油化学工业部石油化工规划设计院编，《塔的工艺计算》，石油工业出版社，1977年等资料。采用原油常减压蒸馏装置工艺设计以生产重整原油，煤油，轻柴油，重柴油，重油等产品。所采用的方法是目前国内外最实用，最普遍，最成熟的原油加工方法。适用国内大中小企业等使用。1.3设计任务依据所设计任务是以指导老师给出的原油数据为依据，以一些权威书籍为参考，设计处理量:390万吨/年,开工：8000小时/年的原油常减压装置通常选常减压蒸馏装置的常压塔或减压塔的工艺设计。原因是:1、石油及其产品的蒸馏是炼油装置的最基本单元设备。是任何一次加工与二次加工装置所不可缺少的设备。2、课程设计一般按排在课程讲完原油的一次加工之后,与课程的联接较好。3、蒸馏塔的工艺设计的基本训练较全面,与所学的基础课联系较密切。1.4主要原材料本设计主要的原材料主要有大庆原油、水、电。大港原油，=0.8587；特性因数K=12.31.5其他本设计应用在一些交通运输方便，市场需求大的附近。同时，生产过程中应与环境相给合，注重“三废”的处理，坚持国家可持续发展的战略，坚持和谐发展的道路，与时俱进。同时应注意到，废品只是一种放在待定时间与空间中的原材料，在另一些场所，它们又是一种原材料，因而，在生产过程中，应把“三废”综合利用。

第二章工艺流程设计2.1原料油性质及产品性质2.1.1原油的一般性质石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。大部分石油是暗色，通常呈黑色、褐色或浅黄色。在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8~0.98之间。大庆原油，=0.8587；特性因数K=原油实沸点蒸馏数据表1原油实沸点蒸馏数据馏分号沸点范围/℃占原油(质)/%密度(20℃)/g·cm-3运动粘度/mm2·s-1凝点/℃闪点(开)/℃折射率每馏分累计20℃50℃100℃1初~1122.982.980.7108—————1.3995—2112~154610.890.64———1.4172—3156~1953.229.350.76991.270.89—-65—1.4350—4195~2253.2512.600.79582.031.26—-41781.4445—5225~2573.4016.000.80922.811.63—-24—1.4502—6257~2893.4019.460.81614.142.26—-91251.4560—7289~3133.4422.900.81735.933.01—4—1.4565—8313~3353.3726.270.82648.333.841.73131571.4612—9335~3553.4529.720.8348—4.992.0722——1.445010355~3743.4333.150.8363—6.242.6129184—1.445511374~3943.3536.500.8396—7.702.8634——1.447212394~4153.5540.050.8479—9.513.3338206—1.451513415~4353.3943.440.8536—13.34.2243——1.456014435~4563.8847.320.8686—21.95.8645238—1.464115456~4754.0551.370.8732——7.0548——1.467516475~5004.5255.890.8786——8.9252282—1.469717500~5254.1560.040.8832——11.555——1.4730渣油>52539.96100.00.9375———41=1\*GB3①———2.1.3原油平衡蒸发数据表2原油平衡蒸发数据累计馏出,％(体)310203040506070平衡蒸发温度,℃2002372803163483814094362.1.4产品性质表3产品产率及其性质产品沸点范围产率相对密度恩氏蒸馏数据,℃名称℃%(重)初10%30%50%70%90%终重整原料初~1304.260.710952758496112136150航空煤油130~2309.40.7782142162180192205228243轻柴油230~32013.50.8406225238255262270288312通用柴油320~3505.70.8450307324329331339348360重油>35067.20.92002.2.工艺流程2.2.1原油换热系统原油从北山油罐靠静位能压送到原油泵进口，在原油泵进口前的过滤器注入利于保证电脱盐效果的破乳化剂和水，经泵抽送后分东西两路与油品换热后进入电脱盐罐脱盐脱水。在电脱盐罐内12000~24000伏高压交流电所产生的电场力和破乳化剂的作用下，微小的水滴聚集成大水滴沉降下来与原油分离，因原油中的盐份绝大部分溶于水中，故脱水包括了脱盐。原油从电脱盐罐出来后，进料继续与油品换热进入常压塔。2.2.2初馏系统被加热到220~230℃的原油进入初馏塔的汽化段后，分为汽液两相，汽相进入精馏段，液相进入提馏段。初顶油气从塔顶出来，分为四路进入冷凝器，冷凝冷却到30~40℃进入容器。冷凝油经泵后部分打回初馏塔做冷回流，另一部分做重整料或汽油出装置;未冷凝的气体去加热炉烧或气炬放空。冷凝水部分用泵注入挥发线，另一部分排入下水道或气提车间。初顶循环回流油从初馏塔集油箱提出，由泵送去换热器与脱前原油换热后发话初馏塔。初侧线从初馏塔集油箱抽出经泵送入到常压塔。从初馏塔底出来的拔头油由泵抽出，分两路与高温油品换热，换热到300℃左右再合并分四路进入常压炉进行加热，加热到335℃或365℃进入常压塔。2.2.3常压系统从常压炉加热出来的油进入初馏塔汽化段后，汽相进入精馏段，在精馏段分离切割出四个产品，液相进入提馏段，在塔底液面上方吹入过热蒸汽作汽提用。常顶油汽、水蒸汽从塔顶挥发线出来，（在挥发线依次注有氨水，缓蚀剂和碱性水），先分八路进入空冷器冷却到60~75℃后，再分两路冷却到40~45℃，冷后合并进入容罐作油、水、汽分离。分离出来的冷凝水部份用泵注入挥发线，另一部份排入碱性水道或经泵送北汽提装置，瓦斯从容器顶出来经水封罐脱油脱水后去加热炉烧或明放空或去火炬线放空，或去三蒸馏尾气系统。常顶汽油由泵抽出，部份打回初馏塔顶作冷回流，部份经混合柱碱洗进入容沉降罐分离碱渣后出装置或经脱砷后出装置。常压一线馏出，经汽提上段汽提，油汽返回初馏塔，馏出油由泵-抽出先后经冷却至40~45℃进入灯油沉降罐作航煤，灯油或溶剂油出装置。常压二线馏出，进入汽提中段汽提，油汽返回初馏塔，馏出油由泵抽出后经冷却至50~70℃后与碱液混合进入柴油电离罐，在罐内约1.5~2.0万伏高压直流电的电场作用下分出碱渣，常二经沉降后作轻柴装置，若作-10#军柴则改进盐罐后出装置。精制罐分离出的碱渣自压送往汽油泵房回收。常压三线抽出，经汽提下段汽提，油汽返回初馏塔，馏出油由泵抽出后经冷却至60~75℃作变压器油原料出装置，若作轻柴则与常二合并出装置。常压一中馏出，由泵抽送。常压二中自馏出，由泵抽出后经换热后经三通温控调节阀返回初馏塔。常压塔底重油由泵抽出，分四路进入减压炉加热。2.2.4减压系统从减压炉加热出来的油（约385~395℃）进入减压塔，在塔内91-97Kpa真空度下进行减压分馏。减压塔顶油汽、水蒸汽由挥发线引出，分8支路进入4组间冷凝器冷却，冷凝油水流入容器进行油水分离，未冷凝油汽被一级蒸汽真空泵抽送入2组间冷器，冷却，冷凝液进入容器，未冷凝气被二级蒸汽真空泵抽送入冷却，冷凝液进入容器。减压一线自常压塔上段填料下集油箱馏出，由泵抽送去与炉用空气换热，换热后再经换热器与原油换热，然后进入冷却至40～50℃，部份打回减压塔作冷回流，另一部份作重柴或催化料出装置。减压二线自常压塔下段填料下集油箱馏出，经减压塔上段汽提，油汽返回中段填料下集油箱之下，馏出油由泵抽出后经冷却至60～70℃作润料或催化料出装置。冷却器出口引一支路去泵进口以作重质封油用。减一中自常压塔中段填料下集油箱馏出，由泵抽送分三路并联经换热器，换热器换热后返回减压塔上段填料下集油箱之下。减二中自常压塔馏出，由泵-抽送先后经换热后返回减压塔。减底渣油由泵抽出，分两路换热后合并进入冷却器，然后作氧化沥青料、焦化料或丙烷脱沥青料出装置。2.2.5工艺流程图设计中采用水蒸气汽提方式，并确定汽提水蒸气的用量；由于浮阀塔操作弹性大，本设计采用浮阀塔。原油常减压蒸馏装置的工艺原则流程图如图2-1所示。图2-1原油常减压蒸馏装置的工艺原则流程图2.3塔器结构本装置的主要塔器包括脱盐罐，初馏塔，常压塔，常压炉、汽提塔，减压炉，减压塔等。.2.4环保措施(1)废水处理a.工艺废水：采用封闭循环工艺，将生产系统的排放污水经过一定处理步骤后，重新送回系统，从而形成一个循环系统，使排放污水再次被利用。这种工艺不仅可以避免污染，还能减少或杜绝水资源的浪费。(2)废气处理a.在正常操作条件下，各塔回流罐等容器由氮气密封，谨防气体向外泄漏。对于废气中有害气态物质，必须根据它们的物性或化性的不同而采用不同处理方法。b.不断开发实用清洁能，改进生产设备，提高机泵设备和管道设备的密闭性；积极开展废气的回收和综合利用。(3)综合利用，回收有用产品，减少污染物a.增加和完善轻烃回收工艺，对处顶、常顶、减顶的不凝气进行回收，减少加工损失，降低污染物排放。

第三章．常压蒸馏塔工艺计算3.1工艺参数计算表3-1大庆原油常压分馏产品产率及其性质产品沸点范围产率相对密度恩氏蒸馏数据,℃名称℃%(重)初10%30%50%70%90%终重整原料初~1304.260.710952758496112136150航空煤油130~2309.40.7782142162180192205228243轻柴油230~32013.50.8406225238255262270288312通用柴油320~3505.70.8450307324329331339348360重油>35067.20.9200计算时，所用到的恩氏蒸馏数据未作裂化校正，工程上允许这样做。3.1.1油品的性质参数（1）体积平均沸点，t(体)：重整原料航空煤油轻柴油通用柴油（2）恩氏蒸馏90%～10%斜率:重整原料航空煤油轻柴油通用柴油（3）质量平均沸点，由可求得四种产品的质量平均沸点校正值分别为1.8，1.4，0.8，0.3。重整原料航空煤油轻柴油通用柴油（4）实分子平均沸点，由可求得四种产品的实分子平均沸点校正值分别为7.2，6.9，4.6，2.1。重整原料航空煤油轻柴油通用柴油（5）立方平均沸点，由可求得四种产品的实分子平均沸点校正值分别为1.9，1.6，1.1，0.5。重整原料航空煤油轻柴油通用柴油（6）中平均沸点,由可求得四种产品的实分子平均沸点校正值分别为4.6，4.3，2.9，1.3。重整原料航空煤油轻柴油通用柴油（7）比重指数： 式中校正值可计算得五种出料校正值分别为0.0051，0.0047，0.0043，0.0043，0.0039。则分别为0.7160，0.7829，0.8449，0.8493，0.9239重整原料航空煤油轻柴油通用柴油重油（8）特性因数K:式中T为中平均沸点的绝对温度（K）重整原料航空煤油轻柴油通用柴油 （9）相对分子质量M：查石油馏分特性因数和相对分子质量图可得：重整原料M=96航空煤油M=158轻柴油M=208通用柴油M=294重油M=470（10）平衡蒸发温度：重整原料恩氏蒸馏70～10%斜率=查常压恩氏蒸馏50%点温度与平衡汽化50%点温度换算图可得平衡汽化50%点温度差为-10℃，则其50%点温度为96-10=86℃查常压平衡汽化曲线各段温差与恩氏蒸馏曲线隔断温差换算图可得平衡汽化各段温度差分别为：表3-2重整原料平衡蒸发温度恩氏蒸馏，(体)%恩氏蒸馏，oC恩氏蒸馏温差，oC平衡蒸发温差，oC10%7530%8450%9670%11290%136100%15071216241456711.54.5平衡蒸发50%点温度，oC平衡蒸发温度，oC96-10=8675808693104.5109同理可得其余各组分数据如下：表3-3航空煤油平衡蒸发温度恩氏蒸馏，(体)%恩氏蒸馏，oC恩氏蒸馏温差，oC平衡蒸发温差，oC0%14210%16230%18050%19270%20590%22820181213238106511平衡蒸发50%点温度，oC平衡蒸发温度，oC192+2=194170178188194199210表3-4轻柴油平衡蒸发温度恩氏蒸馏，(体)%恩氏蒸馏，oC恩氏蒸馏温差，oC平衡蒸发温差，oC0%22510%23830%25550%26270%27090%28813177818510338平衡蒸发50%点温差，oC平衡蒸发温度，oC262+4=266248253263266269277表3-5通用柴油平衡蒸发温度恩氏蒸馏，(体)%恩氏蒸馏，oC恩氏蒸馏温差，oC平衡蒸发温差，oC0%30710%32430%32950%33170%33990%34817558973233平衡蒸发50%点温差，oC平衡蒸发温度，oC331+20=351339346349351354357（11）临界温度：真临界温度：式中表3-6各组分临界温度油品名称D/℃真临界温度/℃重整原料224.2273.3航空煤油378.9379.6轻柴油510.9455.4通用柴油623.0508.8（12）临界压力：真临界压力：查《石油化工工艺计算图表》并计算得以下数据：表3-7各组分临界参数油品名称真临界温度假临界温度假临界压力真临界压力重整原料546.4535.151.02102.783.53航空煤油652.75640.151.01972.242.82轻柴油728.55715.151.01891.622.03通用柴油781.95768.151.01801.321.65（13）焦点温度：查《石油馏分焦点温度图》可得各组分焦点温度如下：重整原料 55+273.3=328.3℃航空煤油40+379.6=419.6℃轻柴油23+455.4=478.4℃通用柴油6+508.8=514.8℃（14）焦点压力：查《石油馏分焦点压力图》可得各组分焦点压力如下：重整原料 2.121+3.53=5.651MPa航空煤油0.707+2.82=3.527MPa轻柴油0.505+2.03=2.535MPa通用柴油0.303+1.65=1.953MPa表3-8油品的有关性质参数计算汇总油品名称密度比重指数APIo特性因数K分子量平衡蒸发温度临界参数焦点参数M℃℃0%100%温度℃压力MPa温度℃压力MPa重整原料0.710966.112.1896109273.33.53328.35.651航空煤油0.778249.212.01158170379.62.82419.63.527轻柴油0.840636.011.67208248455.42.03478.42.535通用柴油0.845035.112.12294339508.81.65514.81.953重油0.920021.74703.1.2产品收率及物料平衡处理量为250+14×10=390万吨/年物料平衡可参考同一原油、同一产品方案的生产数据确定。确定后列出物料平衡表。如不能取得实标生产数据,可根据实沸点数据来确定。如表2-1所示,相邻两个产品没有互相重叠的,两个馏分的交接温度作为这两个馏分的切割温度。决定年开工天数后,即可作出常压塔物料平衡表,如表3-5所示。表3-5中没有考虑损失,在实际生产通常取(气体+损失)约占原油0.5％。表3-5物料平衡表(按每年开工8000小时计)油品产率，%处理量或产量体积质量104t/akg/hkmol/h原油390487500产品重整原料4.265.1516.61420767216.32航空煤油9.410.3735.143875277.69轻柴油13.513.7952.6565813316.41通用柴油5.75.7922.232778894.52重油67.262.72262.08327600697.023.1.3汽提蒸汽用量侧线产品及塔底重油都用过热水蒸汽汽提,使用的是温度420℃,压力0.3MPa（表）的过热水蒸汽。汽提水蒸汽用量与需要汽提出来的轻组分含量有关。在设计中可参考经验数据来选择汽提蒸汽用量。 表3-10汽提水蒸汽用量汽提蒸汽用量塔名称油品气提蒸气用量%对产品（经验值）蒸汽用量(Kg/h)蒸汽用量(Kmol/h)常压塔常压一线煤油31316.2573.13常压二线轻柴油21316.2673.13常压三线重柴油2.8778.0643.226塔底重油39828546合计13238.57735.4863.1.4塔板型式和塔板数石油分馏塔塔板数主要靠经验选用，表3-11、表3-12是常压塔塔板数的参考值。表3-11常压塔塔板数国外文献推荐值被分离的馏分推荐板数轻汽油─重汽油6～8汽油─煤油6～8汽油─柴油4～6轻柴油─重柴油4～6进料—最低侧线3～6汽提段或侧线汽提4表3-12国内某些炼油厂常压塔塔板数被分离的馏分东方红Ⅱ套南京Ⅰ套上海炼厂汽油─煤油3109煤油─轻柴油996轻柴油─重柴油746重柴油—裂化原料846最低侧线—进料443进料—塔底464参照表3-11与表3-12选定的塔板数如下:决定塔板数汽油──煤油段12层(考虑一线生产航煤)煤油──轻柴油段13层轻柴油──重柴油段8层重柴油──汽化段3层塔底汽提段4层全塔用两个中段回流,每个用3层换热塔板共6层,全塔塔板总数为46层3.1.5分馏塔计算草图塔的计算草图如图3-1所示。3.2操作条件的确定3.2.1操作压力取塔顶产品罐压力为0.131MPa。塔顶采用两级冷凝冷却流程图。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0.0171MPa,故塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.1571MPa(绝)。取每层浮阀塔板压力降为0.00051MPa(4mmHg),则推算常压塔各关键部位的压力如下:(单位为MPa)塔顶压力0.1571一线抽出板(第12层)上压力0.1632二线抽出板(第29层)上压力0.1719三线抽出板(第39层)上压力0.1770汽化段压力(第42层下)0.1785取转油线压力降为0.0351MPa,则加热炉出口压力=0.1785+0.0351=0.2136MPa3.2.2汽化段温度（1）汽化段中进料的汽化率与过汽化率(原油相对密度)取过汽化率为进料的2％(质)(经验值为2～4),则过汽化油量为487500×2.0%=9750kg/h，要求进料在汽化段的汽化率为:eF=(5.15+10.37+13.79+5.79+2)％=37.1％(体)（2）汽化段油气分压汽化段中各物料的流量如下：气化段油气分压kmol/h汽油216.32航空煤油277.69轻柴油316.41重柴油94.52过汽化油32.5油气量合计937.44过汽化油9750/300=32.5kmol/h(假定过汽化油分子量为300)油汽量合计937.44kmol/h水蒸汽937.44kmol/h(塔底汽提)由此计算得汽化段的油气分压为：0.1785×937.44/(937.44+546)=0.113Mpa（3）汽化段温度的初步求定分别根据表2和表3的数据作出原油的实沸点蒸馏曲线和平衡汽化曲线，如图3-2所示。汽化段温度应该是在汽化段油气分压0.113MPa之下汽化37.1％(体)的温度,为此需要作出在0.113MPa下的原油平衡汽化曲线,见上图中的黄色曲线。在不具备原油的临界参数与焦点参数而无法作出原油的P-T-e相图的情况下,曲线4可用简化法求定：原油在常压下的实沸点曲线与平衡汽化曲线的交点为275℃。将此交点温度换算成在0.113MPa压力下的温度为285℃。过该交点作垂直于横座标的直线A,在A线上找到285℃之点,过此点作平行于原油常压平衡汽化曲线,即为原油在0.113MPa下的平衡汽化曲线。由曲线4可查得当eF为37.1％(体)时的温度为335℃,此即欲求的汽化段温度tF。此tF是由相平衡关系求得,还需对它进行校核。（4）tF的校核校核的目的是看tF要求下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eF=37.1％(体),tF=335℃,进料在汽化段中的焓hF计算如表3-13所示。表3-13进料带入汽化段的热量QF(P=0.1785MPa,t=335℃)物料焓，kJ/kg热量，kJ/h汽相液相常顶油1176航空煤油1147轻柴油1130重柴油1122过汽化油1118重油888合计再求出原油在加热炉出口条件下的热焓ho,按前述方法作出原油在炉出口压力0.2136MPa压力之下平衡汽化曲线。此处忽略了水分,若原油中含有水分,则应按炉出口处油气分压下的平衡汽化曲线计算。限定炉出口温度不超过350℃,可读出在350℃时的汽化率eo为32％(体)。显然eo<eF,即在炉出口条件下,过汽化油和部分重柴油处于液相。根据此可算出进料在炉出口条件下的焓值ho，见表3-14。表3-14进料在炉出口处携带的热量(P=0.2136MPa,t=350℃)物料焓，kJ/kg热量，kJ/h汽相液相常顶油1197航空煤油1167轻柴油1146重柴油(g)1125重柴油(l)950重油904合计核算结果表明ho略高于hF,所以在设计的汽化段温度350℃之下,能保证所需的拔出率(37.1％体)。炉出口温度也不致超过充许限度。3.2.3塔底温度取塔底温度比汽化段低7℃,即:335-7=328℃3.2.4塔顶及各侧线温度的假设与回流热分配（1）假设塔顶及各侧线温度参考同类装置的经验数据,假设塔顶及各侧线温度如下:塔顶温度103℃常一线167℃常二线253℃常三线315℃则列出全塔热平衡如表3-15所示。表3-15全塔热平衡物料流率kg/h密度操作条件焓kJ/kg热量，kJ/hd204MPa℃汽相液相入方进料4875000.85870.1785335955.4汽提蒸汽13238.570.34203316合计500738.57出方常顶油207670.71090.1571103607航空煤油438750.77820.1632167431轻柴油658130.84060.1719253649重柴油277880.84500.1770315820重油3276000.92000.1785328843水蒸气13238.570计499081.57（2）全塔回流热全塔回流热：（3）回流方式及回流热分配常压塔采用顶冷回流、塔顶循环回流、两个中段循环回流共四个回流取热。塔顶采用二级冷凝冷却流程,塔顶回流温度为60℃。塔顶循环位于塔顶与航空煤油侧线之间（第6~8层），采用两个中段循环回流,一中在航空煤油侧线与轻柴油侧线之间(第18~20层),二中位于轻柴油侧线与重柴油侧线之间(第29~31层)。表3-16回流方式及回流热分配回流热分配％热量,kJ/h顶冷回10一中35二中40顶循环153.3.蒸馏塔各点温度的校核校核应自下而上进行。3.3.1重柴油抽出板按图3-1中的隔离体系Ⅰ作第39层以下塔段的热平衡如图3-3及表3-17所示。表3-17第39层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度操作条件焓，kJ/kg热量，kJ/hd204MPa℃汽相液相入方进料4875000.85870.1785335955.4汽提蒸汽98280.34203316内回流L0.8460.1770315795795L合计497328+L出方常顶油207670.71090空煤油438750.77820柴油658130.84060柴油277880.84500.1770315820重油3276000.92000.1770315843水蒸气98280回流L0.8460.17631510261026L合计495671+L由热平衡得:所以,内回流或(假定内回流液的分子量为282)重柴油抽出板上方汽相总量为：重柴油蒸汽(即内回流)分压为：重柴油常压恩氏蒸馏数据换算在0.047MPa压力下平衡汽化0％点温度为318℃，与原假设的315℃很接近，可认为原假设温度是正确的。3.3.2重柴油，轻柴油抽出板和煤油抽出板温度校核的方法与常四线油的方法相同,故计算从略。计算结果与假设值相符,故认为假设是正确的。即：轻柴油抽出板温度253℃,煤油抽出板温度167℃3.3.3塔顶温度塔顶冷回流温度塔顶温度故塔顶冷回流量为:塔顶油气量(汽油+内回流蒸汽)为塔顶水蒸汽流量为13238.57/18=735.5kmol/h塔顶油气分压为0.1571×444.3/(444.3+735.5)=0.059MPa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得汽油常压露点温度为108.9℃。已知其焦点温度和压力依次为328.3℃和5.651MPa。在0.059MPa压力下露点温度为106℃。考虑到不凝气的存在,该温度乘以系数0.97,则塔顶温度为:106×0.97=102.9℃与假设的103℃很接近,故原假设温度正确。验证在塔顶温度下水蒸汽是否会冷凝。塔顶水蒸汽分压为0.1571-0.059=0.0981MPa,在此压力下饱和水蒸汽温度为96℃,故水汽不会冷凝。3.4全塔汽、液负荷分布图选择塔内几个有代表性的部位(如塔顶、第一层板下方、各侧线抽出板上下方、中段回流进出口处、汽化段及塔底汽提段等),求出该各处的汽、液负荷,就可以作出全塔汽、液相负荷分布图。图3-4就是通过计算1、8、12、21、29、34、39、43、46各层及塔底汽提段的汽、液负荷绘制而成。表3-18汽液负荷汇总表塔板层数1812212934394346液相负荷133188195233326278166241208汽相负荷204562409725310266633284130661250382782025998根据表3-16可作出全塔的汽、液分布图，如图3-4所示：图3-4全塔汽、液负荷分布图

第四章常压蒸馏塔尺寸计算4.1塔径的计算4.1.1塔径的初算以塔内最大负荷来计算塔径第28层塔板的汽相负荷最大:液相V=326m3/h汽相V=32841m3/h式中：g─重力加速度,9.8m/sWmax─允许的最大气体速度,m/s;ρV─气相密度,kg/m3;ρL─液相密度,kg/m3; Ht─塔板间距,m;VL─液体体积流率,m3/s;Vv─气体体积流率,m3/s;塔板间距Ht按塔径选定。表4-1浮阀塔板间距Ht与塔径D的关系塔板直径D,mm板间距Ht，mm1200~1400450500600—1600～30004505006008003200~4800——600800取板间距Ht=0.7m则求得4.1.2计算适宜的气速Wa式中Wa—塔板上气相空间截面上的适宜气速,m/s;K—安全系数,塔径>0.9m、Ht>0.5m时的常压和加压操作的塔,K=0.82；对于直径<0.9m或Ht≤0.5m,以及真空操作的塔,K=0.55～0.65m(Ht大时K取大值)。Ks—系统因数,可取0.95～1.0。4.1.3计算气相空间截面积Fa—计算的塔的空间截面积,m2;4.1.4降液管内流体流速,Vd当Ht≤0.75m时当Ht≥0.75m时式中Vd─降液管内液体流速,m/s。按以上两式计算后，选用较小值。所以，4.1.5计算降液管面积按以上两式计算取较大值。所以，4.1.6塔横截面积Ft的计算式中Ft──计算的塔横截面积,m2;4.1.7采用的塔径D及空塔气速W根据计算的塔径,按国内标准浮阀塔板系列进行园整,得出采用的塔径D,取。按以下两式计算采用的塔截面积及空塔气速。式中F──采用的塔横截面积,m2;D──采用的塔直径,m;W──采用的空塔气速,m/s。塔径园整后其降液管面积按下式计算式中Fd──采用的降液管面积，m2。采用的降液管面积占采用的塔横截面积的百分数：4.2塔高的计算式中H──塔高(截线到切线),m;Hd──塔顶空间高(不包括头盖),m;Hb──塔底空间高(不包括头盖),m;Ht──塔板间距,m;Hf──进料段高,m;HR──人孔塔板高，mK──人孔个数n──实际塔板数,块。Hd一般取1.2～1.5,Hf与Hb按液体停留时间3～5分钟计。裙座高度与型式,可以查阅有关手册。根据资料选取：所以，塔高为：塔的总高为：4.3塔板布置、浮阀、溢流堰及降液管的计算4.3.1塔板布置浮阀塔板面积一般可分为五个区域：1．鼓泡区塔板上进行汽液两相接触的区域。2.溢流区液体进入和离开塔板的区域，即降液管所占的区域。3.破沫区处于鼓泡区与出口堰之间的部分，在此区域内不布置浮阀，一般出口堰与离它最近一排浮阀中心线的距离为。4.液体发布区处于鼓泡区与进口降液管（或进口堰）之间的部分，这部分也不布置浮阀。进口堰与离它最近一排浮阀中心线的距离可等于，在安装距离足够时，也可以稍小于。5.无效区塔壁与离它最近的浮阀中心线的距离，可根据塔径及塔板安装要求而定。一般在70～100mm,直径大的塔距离大些。如距离很大，可沿塔壁装设挡板，以免液体走短路。挡板高度约为塔板上清液高度的两倍。4.3.2浮阀的计算1.型式浮阀的型式很多，目前我普遍使用FI型（即V-I型），它有结构简单，制造安装方便，节省材料等优点。同时，FI型浮阀分重阀和轻阀两种，气重量分别为33克和25克。由于塔内气液负荷变化较大而产品质量要求又比较严格，故本设计采用FI重阀33克。2.排列浮阀在塔板上有顺序排列和三角形叉排两种，目前常用三角形叉排型式，故本设计采用常用的三角形叉排。3.阀孔临界速度对33克FI型浮阀，先确定塔板上所有浮阀在全开时阀孔速度（称为临界速度），即：4.开孔率塔板上开孔率一般为塔板总截面积的10%～15%，通常为12%左右，开孔率可按空塔气速与阀孔气速之比求得，式中：—开孔率，%—阀孔气速，m/s.5.阀孔总面积6.浮阀数对于型，4.3.3溢流堰及降液管的计算1.液体在塔板上的流动型式液体在塔板上的流动型式有U型流，单溢流，双溢流，多溢流及阶梯式流。根据本设计所求常压塔蒸馏D=3.6m得知，液体在塔板上的流动型式应采用双溢流。2.降液管的型式降液管有圆形及弓形等几种型式，圆形降液管面积小，溢流效果不好，塔截面利用系数低。所以一般推荐使用弓形降液管。3.溢流堰溢流堰长度：（双溢流）；出口堰长度：堰上液层高度，查《塔的工艺计算》得出塔板上液层高度：4.进口受液盘进口受液盘有平板机凹槽两种。采用凹槽受液盘时，塔板进口处浮阀的开启情况较好，有利于鼓泡，增加了板效率及弹性。同时，将凹槽受液盘和斜的或阶梯式降液管结合在一起使用，能在任一操作情况下形成正渡封。所以采用凹槽受液盘较平板受液盘好。但凹槽受液盘制作较复杂，浮阀塔盘系列（JB1206-73）中，塔径从800～4800毫米的塔板均为凹槽受液盘。因此本设计采用凹槽进口受液盘。5.进口堰hw’为了在塔顶是回流分配均匀，或在高气相流率和低液相流率f需保持降液管的正常液封时，可设进口堰。采用凹槽受液盘的塔板可不设进口堰。因本设计采用凹槽进口受液盘，所以不设进口堰。4.3.4降液管1.降液管停留时间弓形降液管宽度与溢流堰长可通过查《塔的工艺计算》图5-8计算。液体在降液管中的停留时间为：2.降液管内流体流速3．降液管底缘距塔板的高度决定的因素是既要防止沉淀物堆积或堵塞降液管，使液体顺利流入下层塔板；同时又要防止上升气体有降液管通过形成短路而破坏塔板的正常操作。弓形降液管的为：式中—降液管底缘出口处流速，一般取0.1～0.3m/s（易发泡物料取小值）。—降液管底缘距塔板的高度，m。故，

第五章常压蒸馏塔的水力学计算浮阀塔板的水力学计算主要包括塔板压力降丶雾沫夹带丶泄漏丶降液管超负荷及淹塔等部分。5.1塔板总压力降包括干板压力降、气体克服鼓泡层表面张力的压力降及气体通过塔板上液层的压力降。1.干板压力降△Pd阀全开前按:式中──阀孔气速,m/s;g──重力加速度(9.81m/s2);△Pd──干板压力降,m液柱。2.气体克服鼓泡表面张力的压力降△Po值很小,可忽略不计。3.气体通过塔板上液层的压力降△PL式中hw──出口堰高度,m;L──溢流堰长度,m;△PL──气体通过塔板上液层的压力降,m液柱。4.气体通过一块塔板的总压力降△Pt(m液柱)5.2雾沫夹带过量的雾沫夹带会使塔板效率降低很多,所以应限制塔板的雾沫夹带,一般情况下,雾沫夹带可限制在每公斤上升气体所夹带的液体小于或等于0.1公斤。可按下式近似地计算雾沫夹带量:式中e──雾沫夹带量,kg(l)/kg(g);ε──除去降液管面积后的塔板面积与塔横截面积之比,ε=(F-2Fd)/F=0.8φ──系数,取0.6～0.8;当W=0.5Wmax时取小值;当W=Wmax时取大值;W──采用的空塔气速,m/s;m──参数,按下式计算μv──气体粘度,公斤·秒/m2;A、n──系数;当Ht<350毫m时,A=9.48×10-7,n=4.36;当Ht≥350毫m时,A=0.159,n=0.95σL──液体表面张力,10-5N/mm;Ht──塔板间距,mm;hL──塔板上液层高度,mm。因为物理性质与水相近，所以e可以简化5.3泄漏设泄漏阀孔动能因素F=5,小于设计的阀孔动能因素9.42。5.4