石油炼制课程设计

石油炼制工程课程设计–––––原油蒸馏塔工艺计算设计题目：930万吨/年常减压蒸馏装置工艺设计院（系）：生态环境与城市建设学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号：指导教师：完成时间：2016年8月20日福建工程学院化工教研室目录TOC\o"1-3"\h\u459第一章总论 1131211.1概述 1106361.1.1设计基础 161631.1.2设计方案 1174021.1.3生产规模 1222121.2设计任务依据 292381.3主要原材料 239731.4其他 2260401.4.1节能措施 285871.4.2三废处理 323294第二章工艺流程设计 4121152.1原料油性质及产品性质 466472.1.1原油的一般性质 497432.1.2原油实沸点蒸馏数据 4217402.1.3原油平衡蒸馏数据 4269682.1.4产品性质 5147772.2工艺流程 534852.2.1工艺流程 5146012.3塔器结构 679162.4环保措施 6236802.4.1污染源分析 679332.4.2废气处理 6192142.4.3废水处理 6319172.4.4噪声防护 7217652.4.5其他 76226第三章常压蒸馏塔工艺计算 8280663.1工艺参数计算 8172803.1.1油品的体积平均沸点tv 8261563.1.2恩氏蒸馏90％点和10％点斜率 8246413.1.3油品的立方平均沸点t0 979063.1.4油品的中平均沸点tM 989143.1.5油品的特性因数K 9174643.1.6油品的相对分子量 10210773.1.7平衡汽化温度 1090253.1.8临界温度和临界压力 1120843.1.9焦点温度和焦点压力 12138833.2物料平衡 12109143.3操作条件的确定 13211383.3.1汽提蒸汽用量 1319903.3.2塔板形式和塔板数 14276013.3.3操作压力 15216733.3.4汽化段温度 15152033.3.5塔底温度 18171223.3.6塔顶及各侧线温度的假设与回流分配 18233103.4侧线及塔顶温度的校核 2085723.4.1重柴油抽出板（第31层）温度 2042373.4.2煤油抽出板、轻柴油抽出板和常四线抽出板温度 23283493.4.3塔顶温度 23150293.5全塔气、液相负荷分布图 24105313.5.1塔顶气、液负荷 2453853.5.2常四线抽出板（第37层塔板）气、液负荷 24248903.5.3重柴油抽出板（第31层塔板）气、液负荷 2527819结束语 2523357参考文献 26总论1.1概述1.1.1设计基础原油即石油，也称“黑色金子”，习惯上称直接从油井中开采出来未加工的石油为原油，它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质，是一种成分十分复杂的混合物。原油的分类有多种方法，按组成分类可分为石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类；按硫含量可分为超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类；按比重可分为轻质原油、中质原油、重质原油以及特重质原油四类。原油的问题在于它含有几百种不同类型的烃，并且这些物质全部混合在一起。需要把原油不同种类的烃分离开来，以提炼出其中的有用物质。根据原油的性质、市场需求和加工技术的先进性和可靠性，以及经济效益等方面进行全面的综合分析、研究对比，定制出合理的加工方案。原油的常减压蒸馏是常用的基本加工方案，是原油进入炼油厂后必须经过的第一道工序，是炼油厂的龙头。根据目的产品的不同，原油加工方案大体上可以分为三种基本类型：燃料型。主要生产用作燃料的石油产品。减压馏分油和减压渣油除了生产部分重质燃料油外，还通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。燃料-润滑油型。除了生产用作燃料的石油产品外，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。燃料-化工型。除了生产燃料产品外，还生产化工原料及化工产品，例如某些烯烃、芳烃、聚合物的单体等。这种加工方案体现了充分合理利用石油资源的要求，也是提高炼厂经济效益的重要途径，是石油加工的发展方向。原油加工方案在实际上是多种多样的，没有严格的区分，但主要目标还是提高经济效益和满足市场需求。1.1.2设计方案设计一套处理量为400万吨阿曼原油加工装置，原油蒸馏装置采用采用两段汽化流程，设计常压塔，减压塔。设计中采用水蒸气汽提方式，并确定汽提水蒸气用量；由于浮阀塔操作弹性大，设计采用浮阀塔。加工装置设有预处理系统、常压分馏系统、减压分馏系统等。在常压分馏系统中原油在常压下对原油进行加热、气化、分馏和冷凝得到各种不同范围的使用馏分；在减压系统中油料经减压将油料切割成不同馏分的油品。现有的常减压装置已经可以适应绝大部分原油体系的加工，实现其预期的生产方案。但在具体的加工过程中，能耗问题、设备扩能问题、产品质量问题等需要具体问题具体分析。1.1.3生产规模原料处理量930万吨/年，开工时间8000小时/年，即处理量为1162500kg/h。1.2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，参考权威书籍，设计处理年处理量为400万吨，开车时间为8000小时/年的常减压蒸馏装置。1.3主要原材料主要原材料是阿曼原油，其属含硫石蜡-中间基原油。1.4其他1.4.1节能措施炼油厂以石油为原料生产各类石油产品，是重要的能源生产基地，同时也是耗能地，其中作为炼油工业龙头的常减压蒸馏装置是炼油企业的用能大户其耗能约占全厂的20％~30％，所以合理用能、降低能耗对充分利用石油资源和降低生产成本有着重要意义。常减压蒸馏装置的节能措施主要有：减少工艺用能减少工艺用能是节能的根本。完成任何工艺过程所需的总用能随用能水平提声高而不断降低。在工艺用能上常减压节能措施有以下几个方面：减少加热炉有效负荷,降低燃料耗量；降低减压塔闪蒸段压力以降低闪蒸段温度；减少进塔油的过汽化率；减少塔顶回流比,优化回流取热分配；减压炉管变径和转油线改造。如降低减压炉出口及炉管内的压力,使炉管内介质在较好的流型下接近等温汽化。2、减少初级能常减压蒸馏过程耗用的燃料、电、蒸汽等所带入能量,在利用过程中数量并没有减少。但功变热,高温热变成低温热,有效能损耗增大,能级质量逐次降低,最后排放到周围环境中。各厂在节能改造中,都注意到减少初级能,提高能量转化率。减少蒸汽用量。常减压装置工艺用蒸汽一般在压力和温度均较低的条件下冷凝,能量难以回收。所以应尽量减少抽空设备用蒸汽、汽提蒸汽和加热炉雾化蒸汽；减少用电量。减少用电量可通过改进电脱盐罐结构,降低电脱盐电耗，灵王还可采用新型的节电设备。3、提高热回收率（1）换热流程优化和低温热利用；（2）提高加热炉的热效率。提高加热炉的热效率主要通过回收烟气余热、采用大型高效火嘴、用新型绝热讨料、加强保温,减少热损失等。1.4.2三废处理炼油厂在生产过程中不可避免会产生各种废水、废气、废渣，为了保护环境，必须对这些废水、废气、废渣进行严格处理，达到国家规定的标准后进行排放或循环使用。工艺流程设计2.1原料油性质及产品性质2.1.1原油的一般性质阿曼原油，=0.8552；特性因数K=12.2含硫石蜡-中间基原油。在测定原油的性质之前，应先测定其含水量、含盐量和机械杂质。若原油含水量大于0.5％要先进行脱水。2.1.2原油实沸点蒸馏数据表2-1阿曼原油实沸点蒸馏数据序馏分范围馏出,%序馏分范围馏出,%序馏分范围馏出,%号℃重累计号℃重体号℃重体1IBP-601.451.459200-2202.8522.1017360-3952.9645.39260-802.063.5210220-2301.3323.4318395-4256.6051.99380-1002.245.7611230-2502.2825.7119425-4402.8754.864100-1202.288.0212250-2753.5129.2220440-4603.4858.345120-1453.8411.8513275-3003.5132.7321460-4803.0961.436145-1602.0013.8614300-3203.4236.1522480-5002.6964.127160-1802.8716.7715320-3403.2839.4323500-5202.4866.608180-2002.5119.2516340-3603.0042.4324520-5402.9369.5325>540+30.471002.1.3原油平衡蒸馏数据表2-2原油平衡蒸馏数据累计馏出,％(体)初馏点10203040506070平衡蒸发温度,℃125.1182.8233.7287.9336.9387.9433.6482.82.1.4产品性质表2-3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%终初顶油9.760.7011--627487104117132常顶油初~1303.930.71413080108115127138147航空煤油130~23013.090.7842147167183200219244264轻柴油230~32016.100.8205228260278292306330349重柴油320~3503.810.8452244297333345356381402常四线350~4204.720.8624295313366398408434497重油>42048.590.92012.2.1工艺流程原油常减压蒸馏装置的工艺流程如下图所示：原油常减压装置工艺流程图原油经过电脱盐装置，脱盐和脱水后进入换热网络，加热到180~230℃进入初馏塔。初馏塔顶生产重整油或汽油，塔底油进入换热网络，进行换热，换热终温达290~308℃，然后经常压炉加热至350~370℃后，进入常压塔。常压塔顶油和初馏塔顶油混合后进重整装置和汽油调和车间，常压塔测线经过换热网络后，出装置作燃料油、溶剂油和化工原料产品；常压重油进入减压炉加热至380~420℃后进入减压塔。减压塔个产品经过换热网络换热后出装置。2.3塔器结构根据设计要求和实际情况，选择采用板式塔。各板式塔有关结构性能比较如下表所示：表2-4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，对赃物不敏感。结构复杂造价高，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。操作弹性低，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。不易处理易结焦或粘度大的介质。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。由上表比较可知，选择浮阀塔板比较合适。2.4环保措施2.4.1污染源分析常减压蒸馏装置主要由电脱盐系统、常压分馏系统、减压分馏系统、航煤脱硫醇系统、优化强化换热系统、加热炉及烟气余热回收等六大系统组成。在生产过程中，每个生产单元都会产生诸如废气、废水、固体废物和噪声等许多污染源，对水质、大气、土壤等自然环境造成污染，严重影响附近居民的正常生活。因此，找出污染源并制定正确的污染防治措施，对于常减压装置工作者来说是非常必要的。2.4.2废气处理加热炉是常减压装置的主要设备，为蒸馏过程的正常进行提供充足热量。而常减压蒸馏装置排放废气的主要来源也是加热炉燃料燃烧产生的烟气。烟气中主要含有硫化物、氮化物、一氧化碳和粉尘，其中燃烧废气中的硫主要以EQSO2状态存在，其含量与燃料中硫含量有关，目前常用的废气脱硫的方法为石灰/石灰石浆液洗涤法，使SO2与石灰/石灰石反应生成亚硝酸钙和硫酸钙而除去。此外还有安全阀放空、采样的烃类不凝气，管线、阀门、机泵等泄漏出的轻质烃类等。对于这类无预知的轻烃类废气排放，可通过加强设备的管理和维护来减少静密封泄漏点，从而减少装置无预知的轻烃类废气。2.4.3废水处理常减压装置的工业废水是连续产生的，包括含油废水，含硫污水和含盐污水三类。含油废水的主要污染物是油，在泵房卫生处理、设备清洗、机泵冷却等过程中产生；含硫污水主要污染物为油、硫化物、氨氮、酚类物质等，此种污水的产生主要是初馏塔、常压塔和减压塔的三塔塔顶油气经过冷凝，所含水份从罐切水排出造成；含盐污水的主要污染物为油、无机盐类等物质，主要来自装置的电脱盐切水，所产生的污水量是三类污水中最大的。对于装置产生的含盐和含油废水，先在装置含油污水系统最末端设置隔油池，清除一部分油，然后进入污水处理装置，采用污水处理方面比较成熟可靠的生化处理、浮选等技术对污水进行处理，处理后的废水再经过滤消毒、臭氧氧化等一系列深处理，达到标准后进入循环水系统作为其补水使用。对于含硫废水，一般采用的是单塔汽提工艺汽提出硫化氢，将其送硫磺回收装置使用，汽提净化水部分可以作为电脱盐注水回用，另一部分送污水处理装置处理2.4.4噪声防护常减压蒸馏装置的转动设备众多，噪声主要是在其运行过程中产生的。主要噪声源有两类：电机机泵和空冷风机。由于装置油品种类多，因此所需机泵较多，这些机泵的电机在运转中会产生高分贝的噪声。为了降低轻油的出装置温度、保证油品安全储存，常减压装置都配有空冷风机，其所产生的声音是装置的又一大噪声源，此外加热炉燃烧时喷嘴产生的噪音也是常减压装置噪声源中不可忽略的。为削弱噪声对员工身心的影响，应尽可能使用低噪声设备。加热炉喷嘴和风机均可以更换为低噪声设备；还可以在风机出口安装消声器、在送风管道安装柔性接头等方法减少噪音；机泵电机安装消声罩，改善冷却风扇的角度和结构；厂界外侧种植高大树木作为防护林带等措施进行噪声防治。2.4.5其他除上述污染源外，常减压装置还有其他污染源也不可忽略，例如：各设备、储罐因放空、泄漏而产生的无预排污染；擦拭机泵的含油抹布、废旧保温棉、废旧保温铁皮等固体废物。对于常减压蒸馏装置产生的含油抹布、含油污泥、废旧保温等固体废物，均是危险固体废物，应委托有危废处理资质的单位统一回收统一处理；此外，在保证装置安全平稳生产的情况下，还可以制定相应的环保事故应急预案，并组织员工认真学习，同时做好装置开停工时设备吹扫工作。常压蒸馏塔工艺计算3.1工艺参数计算 计算时，所用到的恩氏蒸馏温度未作裂化校正，工程计算允许这样。3.1.1油品的体积平均沸点tv式中tv：体积平均沸点，℃；t10％…t90％：恩氏蒸馏10％、30％、50％、70％、90％点的温度，℃。故由表2-3得：初顶油常顶油航空煤油轻柴油重柴油常四线3.1.2恩氏蒸馏90％点和10％点斜率故由表2-3得：初顶油常顶油航空煤油轻柴油重柴油常四线3.1.3油品的立方平均沸点t0由《石油化工工艺计算图表》图2-1-1查得：初顶油体积平均沸点校正值为-1.9℃t0=88.8-1.9=86.9℃常顶油体积平均沸点校正值为-1.8℃t0=113.6-1.8=111.8℃航空煤油体积平均沸点校正值为-2.0℃t0=202.6-2.0=200.6℃轻柴油体积平均沸点校正值为-1.8℃t0=293.2-1.8=291.4℃重柴油体积平均沸点校正值为-1.7℃t0=342.4-1.7=340.7℃常四线体积平均沸点校正值为-2.0℃t0=383.8-2.0=381.8℃3.1.4油品的中平均沸点tM由《石油化工工艺计算图表》图2-1-1查得：初顶油体积平均沸点校正值为-4.0℃tM=88.8-4.0=84.8℃常顶油体积平均沸点校正值为-4.4℃tM=113.6-4.4=109.2℃航空煤油体积平均沸点校正值为-5.5℃tM=202.6-5.5=197.1℃轻柴油体积平均沸点校正值为-4.0℃tM=293.2-4.0=289.2℃重柴油体积平均沸点校正值为-4.8℃tM=342.4-4.8=337.6℃常四线体积平均沸点校正值为-7.5℃tM=383.8-7.5=376.3℃3.1.5油品的特性因数K和之间可按下式进行换算：故：初顶油常顶油航空煤油轻柴油重柴油常四线由《石油化工工艺计算图表》图2-1-2查得：初顶油K=11.5常顶油K=11.6航空煤油K=11.04轻柴油K=11.02重柴油K=10.94常四线K=10.883.1.6油品的相对分子量由《石油化工工艺计算图表》图2-1-2查得：初顶油M=95常顶油M=110航空煤油M=152轻柴油M=218重柴油M=266常四线M=3223.1.7平衡汽化温度由已知的恩氏蒸馏曲线各段温度差在《石油化工工艺计算图表》图2-2-3上查得相应的平衡汽化各段温度差，查图2-2-4的平衡汽化50％点温度与恩氏蒸馏温度差值为10℃，平衡汽化50％点温度即等于87-10=77℃，因此平衡汽化温度可由50％温度向两边推算，以初顶油为例：表3-1馏出％01030507090100恩氏蒸馏温差/℃--1213171315平衡蒸馏温差/℃--6.5674.54平衡蒸馏温度/℃--64.571778488.592.5同理可一次得出其他油分的平衡蒸发温度，结果见下表：表3-2馏出％产品01030507090100初顶油64.571778488.592.5常顶油6185.597100105109111航空煤油169.2176.4184.9192.5200.9212.2217.7轻柴油241.65244.95254.95301.45307.45308.55313.55重柴油305.2332.3345.5360305.2332.3345.5常四线294.1364.1400.3417.5421.5433.74临界温度和临界压力临界温度tc依据体积平均沸点和《石油化工工艺计算图表》图2-1-1查得校正值，从而算出重量平均沸点和分子平均沸点，再由《石油化工工艺计算图表》图2-3-7可查得真假临界温度如下表所示。临界压力pc由《石油化工工艺计算图表》图2-3-8可查得假临界压力，再由2-3-9可查得真临界压力，结果如下表所示。表3-3重量平均沸点/℃分子平均沸点/℃/℃/℃/MPa/MPa初顶油90.281.62642563.53.14常顶油114.8106.62852793.362.87航空煤油203.8193.83843762.612.23轻柴油294.1286.34664601.761.57重柴油343.43345105021.421.38常四线385.6370.35475351.301.223.1.9焦点温度和焦点压力表3-4焦点温度/℃焦点压力/℃初顶油316.85.6614常顶油337.15.1275航空煤油4243.5544轻柴油487.52.1943重柴油5301.824常四线5691.5143.2物料平衡设计处理量：930万吨/年，每年开工时间8000小时由下表可得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%终初顶油9.760.7011--627487104117132常顶油初~1303.930.71413080108115127138147航空煤油130~23013.090.7842147167183200219244264轻柴油230~32016.100.8205228260278292306330349重柴油320~3503.810.8452244297333345356381402常四线350~4204.720.8624295313366398408434497重油>42048.590.9201初顶油体积：%常顶油体积：航空煤油体积：轻柴油体积：重柴油体积：第四线体积：重油体积：可得物料平衡表表3-5油品产率处理量或产量质量体积104t/Yt/hkg/hkmol/h原油1001009301162.51162500初顶油9.7611.9590.77113.461134601194.316常顶油3.934.7336.5545.6945690415.364航空煤油13.0914.57121.74152414轻柴油16.1016.85149.73187.16187160773.388重柴油3.813.8735.43344.2944290152.724常四线4.724.7043.9054.8754870163.304重油48.5945.35451.89564.865648603.3.1汽提蒸汽用量测线产品及塔底重油都用过热水蒸气汽提，水蒸气温度为390℃,压力为0.4MPa(表)。汽提水蒸气用量与需要汽提出来的轻组分含量相关。在设计中可参考经验数据来选择汽提蒸汽用量。表3-6汽提蒸汽用量（经验数据）塔产品蒸汽用量（质量分数）/％（对产品）常压塔溶剂油1.5~2煤油2~3轻柴油2~3重柴油2~4轻润滑油2~4塔底重油2~4初馏塔塔底油1.2~1.5减压塔中、重润滑油2~4残渣燃料油2~4残差汽缸油2~5参考表3-6得出汽提水蒸气用量如下表所示：表3-7汽提水蒸气用量油品质量分数（对油）/％汽提水蒸气用量kg/hkmol/h一线煤油34565.1253.62二线轻柴油23743.2209.06三线重柴油2.81240.1268.90常四线21097.460.97塔底重油211297.2627.62合计21943.021220.173.3.2塔板形式和塔板数原油常压塔板选用浮阀塔板。表3-8国内外常压塔塔板数初步分离的馏分国内国外123汽油~煤油108106~8煤油~轻柴油8994~6轻柴油~重柴油7744~6重柴油~裂化料884最低测线~进料3443~6进料~塔底446表3-9国内某些炼油厂采用塔板数（原油常压蒸馏及产品汽提）分离的物质塔板数（不包括换热塔板）大庆炼油厂东方红炼油厂上海炼油厂推荐汽油与航空煤油11999煤油与轻柴油8966~8轻柴油与重柴油8764~6重柴油与裂化原料3564~5进口到最下一根侧线3333塔底汽提4444溶剂油汽提65~6煤油汽提8665~6轻柴油汽提464~64重柴油汽提464~64参照表3-8、表3-9，选定塔板数如选定的塔板数分馏塔分馏塔塔板总数常顶常一线常二线常三线常四线塔底50层12层14层8层6层6层4层其中塔顶循环回流3块；第一中段循环回流3块；第二中段循环回流3块。全塔用两个中段回流，每个用3块换热板，全塔塔板总数为47层。精馏塔计算草图3.3.3操作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0.017MPa。故塔顶压力为0.157MPa（绝）。每层浮阀塔板压力降为0.4~0.65kPa，取0.5kPa，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13层）上压力0.1616二线抽出（第27层）板上压力0.1676三线抽出（第35层）板上压力0.1726四线抽出（第41层）板上压力0.1756汽化段压力（第47层下）0.1786加热炉出口经转油线到精馏塔汽化段的压降通常为0.034MPa，故加热炉出口压力为0.2126MPa。3.3.4汽化段温度（1）汽化段中进料的汽化率和过汽化度取过汽化度为进料的2％（质量分数）或2.03（体积分数），则过汽化油量为，要求进料在汽化段的气化率为：2）汽化段油气分压汽化段中各物料的流量如下：常顶油415.364kmol/h航空煤油900.414kmol/h轻柴油773.388kmol/h重柴油152.724kmol/h常四线163.304kmol/h过汽化油90kmol/h油气量合计2495.194kmol/h其中过汽化油的相对分子质量取300，水蒸气取627.62kmol/h。由此计算得汽化段的油气分压为：（3）汽化段温度的初步求定汽化段温度应该是在汽化段油气分压0.138MPa之下汽化42.05％（体积分数）的温度，为此需要作出在0.138MPa下的原油平衡汽化曲线（见图3-1中的曲线4）。由图3-4可得到常压下原油在平衡汽化曲线的交点是348.3℃，将此交点温度换算成0.138MPa下的温度为352℃，从该交点作垂直于横坐标的直线A，在A线上找到352℃的点，过此点作平行于原油常压平衡蒸发曲线2的曲线4，即为原油在0.138MPa下的平衡汽化曲线。由曲线4可以查得当（体积分数）时的温度为360℃，此即欲求的汽化段温度tF。此tF是由相平衡关系求得，还需对其进行校核。1-原油在常压下的实沸点蒸馏曲线；2-原油的常压平衡汽化曲线；3-常压炉出口压力下原油的平衡汽化曲线；4-汽化段油气分压下原油的平衡汽化曲线tF的校核校核的主要目的是看有tF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，时，进料在汽化段中焓hF的计算如表3-10所示。表3-10进料带入汽化段的热量QF（P=0.1786，t=353.1℃）油料焓/(kJ/kg)热量/(kJ/h)汽相液相常顶油117853822820航空煤油1081164495770轻柴油1063198951080重柴油104246150180常四线103156570970重油947534922420合计1013413240表3-11进料在炉出口处携带的热量Q0（P=0.2126MPa，t=360℃）油料焓/(kJ/kg)热量/(kJ/h)汽相液相常顶油112351309870航空煤油1164196517200轻柴油1157216544120重柴油112649870540常四线112961948230重油934527579240合计1103769200核实结果表明h0略高于hF，所以在设计的汽化段温度360℃之下，能保证所需的拔出率（体积分数42.05%），炉出口温度也不至超过允许限度。3.3.5塔底温度取塔底温度比汽化段低10℃，即360-10=350℃。

3.3.6塔顶及各侧线温度的假设与回流分配（1）假设塔顶及各侧线温度参考同类装置的经验值，塔顶及侧线温度如下：塔顶温度

107℃

煤油抽出板温度

180℃

轻柴油抽出板温度

256℃

重柴油抽出板温度

315℃ (2）全塔回流热按上述假设的温度条件作全塔热平衡，由此求出全塔回流热，如表3-13：表3-13全塔热平衡物料流率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11625000.85520.1786360955.4－111.07汽提水蒸气21943.02－0.43903194.54－7.00合计－－－－－－118.07出方常顶油456900.70110.1571107586.15－2.68航空煤油1521700.71410.1616157－389.45.93轻柴油1871600.82050.1676244－615.511.5重柴油442900.84520.1726300－744.63.3常四线548700.86240.1756314－812.34.5重油5648600.92010.1806343.1－858.348.4水蒸气21943.02－09－5.3合计－－－－－－81.61所以全塔回流热（3）回流方式及回流热分配塔顶采用二级冷凝冷却流程，塔顶回流温度为60℃。采用两个中段循环回流，第一个位于煤油侧线与轻柴油测线之间，第二个位于轻柴油测线与重柴油测线之间。回流热分配如下：塔顶回流取热50％Q0=kJ/h第一中段回流取热20％Qc1=kJ/h第二中段回流取热30％Qc2=10.94kJ/h3.4侧线及塔顶温度的校核校核应自下而上进行。3.4.1重柴油抽出板（第31层）温度按图3-2中的隔离体系Ⅰ作第31层板以下塔段的热平衡，见表3-14。表3-14重柴油抽出板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11625000.85520.1786360955.4－111.07汽提水蒸气21943.02－0.43903194.54－7.00内回流L约0.8460.1726292－794754.6L合计－－－－－－118.07+754.6L出方常顶油456900.701102－4.63航空煤油1521700.71410.16163001004.8-15.3轻柴油1871600.82050.1676300983.9-18.4重柴油442900.84520.1726300977.9-4.3常四线548700.86240.1756300－753.64.1重油5648600.92010.1806343.1－837.447.3水蒸气21943.02－03－6.7内回流L约0.8460.1726292983－983L合计－－－－－－100.73+983L由热平衡得：依查《石油炼制工艺学》，取内回流相对分子质量M=304所以内回流L=791155.86kg/h=791155.86.7/304=2602.49kmol/h重柴油抽出板上方气相总量为：重柴油蒸汽（即内回流）分压为：由上述求得的在0.089MPa下重柴油的泡点温度为302℃，与原假设的300℃很接近，可以认为原假设温度是正确的。3.4.2煤油抽出板、轻柴油抽出板和常四线抽出板温度校核方法与校核重柴油抽出板温度的方法相同，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：煤油抽出板温度：157℃轻柴油抽出板温度：244℃常四线抽出板温度：314℃3.4.3塔顶温度

塔顶冷回流温度to=60℃

ho=163.3kJ/kg

塔顶温度

t1=107℃

h1=611kJ/kg

故塔顶冷回流量

Lo为:

Lo=Q/(ht1-hto)=/(611-163.3)=407192.32kg/h塔顶油气量(汽油+内回流蒸汽)为：(407192.32+45690)/110=4117.11kmol/h塔顶水蒸汽流量为：21943.02/18=1219.06kmol/h塔顶油气分压为：在平衡汽化座标纸上作出汽油平衡汽化100％点的P-t线如图3-4，得出在0.121Mpa与假设的107℃很接近,故原假设温度正确。3.5.1塔顶气、液负荷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6就是通过计算第1、3、13、17、27、31、35、41、47各层塔板及塔底汽提段的气、液负荷绘制而成。（1）第50层以下塔段的热平衡第50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/hMPa℃气相液相入方重油5648600.92010.182347.6849.92480085811.2汽提蒸汽11297.2-0.43703150-35586180内回流L0.90310.182347.6-862.48862.48L合计586803.02+L515671991.2+862.48L出方重油5648600.92010.1822346-841.55475357933水蒸气11297.2-0.1818346.93075-34738890内回流L0.90310.1818346.91046.701046.7L合计586803.02+L510096823+1046.7L取内回流分子量

M=342

密度

=

903.1由热平衡得：515671991.2+862.48L=510096823+1046.7L所以，内回流 L=30263.64kg/h或30263.64342=88.49kmol/h所以液相总量：气相总量：2）第47层以下塔段的热平衡第47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/hMPa℃气相液相入方重油5648600.92010.1805354.6875.04494275094.4汽提蒸汽11297.2-0.43703150-35585550内回流L0.87650.180350.6-887.60887.6L合计586803.02+L529860644.4+887.6L出方重油5648600.92010.180347.6-849.92480085811.2水蒸气11297.2-0.1805354.63091.53-34925632.72内回流L0.87650.1805352.61076.011076.01L合计586803.02+L515011443.9+1076.01L取内回流分子量

M=309

密度

=876.5由热平衡得：529860644.4+887.6L=515011443.9+1076.01L所以，内回流 L=78813.23kg/h或78813.23/309=255.06kmol/h所以液相总量：气相总量：（3）第41层以下塔段的热平衡第41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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽11297.2-0.43703210-36264012内回流L0.85940.177322-828.99828.99L合计1184443.02+L1146964012+828.99L出方常顶油456900.71410.1773311105.3250502070.8航空煤油1521700.78420.1773311063.45161825186.5轻柴油1871600.82050.1773311055.07197466901.2重柴油442900.84520.1773311042.5146172767.9常四线548700.86240.177331841.5546175848.5重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气11297.2-0.1773313135.46-35421918.71内回流L0.85940.1773311046.701046.7L合计1070983.02+L1027111907+1046.7L取内回流分子量M=290密度=859.4由热平衡得：1146964012+828.99L=1027111907+1046.7L内回流L=550512.63（kg/h）=550512.63/290=1898.32（kmol/h）汽提蒸汽流量：11297.2/18=627.62kmol/h所以液相总量：常四线抽出板上方气相总量为：415.364+900.414+773.388+152.724+1898.32+627.62=4767.826kmol/h（4）第35层（重柴油）以下塔段的热平衡第35层（重柴油）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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽12394.6-0.43703210-39786666内回流L0.84320.174317-816.43816.43L合计1184443.02+L11504866666+816.43L出方常顶油456900.71410.1743171067.6348780014.7航空煤油1521700.78420.1743171038.33158002676.1轻柴油1871600.82050.1743171029.95192765442重柴油442900.84520.174317816.4336159684.7常四线548700.86240.177331841.5546175848.5重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气12394.6-0.1743173106.81-38509669.23内回流L0.84320.1743171017.391017.39L合计1070983.02+L1009938609+1017.39L取内回流分子量M=283密度=843.2由热平衡得：11504866666+816.43L=1009938609+1017.39L内回流L=699383.25（kg/h）=3840438.132/290=2411.67（kmol/h）汽提蒸汽流量：12394.6/18=688.59kmol/h所以液相总量：重柴油抽出板上方气相总量为：415.364+900.414+773.388+688.59+2411.67=5189.523kmol/h（5）第31层（二中回流出口）以下塔段的热平衡第31层（二中回流出口）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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽13634.72-0.43703210-43767451.2内回流L0.84000.174311-803.87782.93L合计482756.7+L1154467451+803.87L出方常顶油456900.71410.1723111046.7047823723航空煤油1521700.78420.1723111029.95156727491.5轻柴油1871600.82050.1723111013.21189632383.6重柴油442900.84520.174317816.4336159684.7常四线548700.86240.177331841.5546175848.55重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气13634.72-0.1723113094.42-42191550.26内回流L0.84000.1723111004.831004.83L合计482756.7+L1008257898+1004.83L取内回流分子量M=256密度=840.0由热平衡得：1154467451+803.87L=1008257898+1004.83L内回流L=727555.50（kg/h）=727555.50/256=2842.01kmol/h汽提蒸汽流量：13634.72/18=757.48kmol/h所以液相总量：二中回流出口上方气相总量为：757.48+2842.01+415.364+900.414+773.388=5648.656kmol/h6)第27层（轻柴油抽出板）以下塔段的热平衡第27层（轻柴油抽出板）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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽13634.72-0.43703210-43767451.2内回流L0.82000.170253-661.51661.51L合计482756.7+L1154467451+661.51L出方常顶油456900.71410.1702531046.7047823723航空煤油1521700.78420.1702531029.95156727491.5轻柴油1871600.82050.170253661.51123808211.6重柴油442900.84520.174317816.4336159684.7常四线548700.86240.177331841.5546175848.5重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气13634.72-0.1702532977.85-40602150.95二中取热47244334.82内回流L0.82000.170253883.41883.41L合计482756.7+L988088661.3+883.41L取内回流分子量M=237密度=820.0由热平衡得：1154467451+661.51L=988088661.3+883.41L内回流L=749791.753kg/h）=749791/237=3163.68kmol/h汽提蒸汽流量：13634.72/18=757.48kmol/h所以液相总量：轻柴油抽出板上方气相总量为：757.48+3163.68+415.364+900.414=5236.938kmol/h（7）第17层（一中回流出口）以下塔段的热平衡第17层（一中回流出口）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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽17377.92-0.43703210-55783123.2内回流L0.81550.165191.6-468.92468.92L合计485292.3+L1166483123+468.92L出方常顶油456900.71410.165191.6774.5635389646.4航空煤油1521700.78420.165191.6749.44114042284.8轻柴油1871600.82050.170253661.51123808211.6重柴油442900.84520.174317816.4336159684.7常四线548700.86240.177331841.5546175848.5重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气17377.92-0.165191.62855.14-49616394.51二中取热47244334.82内回流L0.81550.165191.6741.06741.06L合计485292.3+L941983621.5+741.06L取内回流分子量M=211密度=815.5由热平衡得：1166483123+468.92L=941983621.5+741.06L内回流L=824941.21kg/h）=824941.21/211=3909.67kmol/h汽提蒸汽流量：17377.92/18=765.44kmol/h所以液相总量：一中回流出口上方气相总量为：415.364+900.414+765.44+3909.67=5990.888kmol/h（8）航空煤油抽出板以下塔段的热平衡第13层（航空煤油抽出板）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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽17377.92-0.43703210-55853743.2内回流L0.78240.163167-406.12468.92L合计485292.3+L1166553743+406.12L出方常顶油456900.71410.163167720.1332902739.7航空煤油1521700.78420.163167406.1261799280.4轻柴油1871600.82050.170253661.51123808211.6重柴油442900.84520.174317816.4336159684.7常四线548700.86240.177331841.5546175848.5重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气17377.92-0.1631672805.76-48758272.82一中取热44072053.35二中取热47244334.82内回流L0.78240.163167699.20699.20L合计485292.3+L890467642.1+699.20L取内回流分子量M=147.5密度=782.4由热平衡得：1166553743+406.12L=890467642.1+699.20L内回流L=942016.18kg/h）=942016.18/147.5=6386.55kmol/h汽提蒸汽流量：17377.92/18=965.44kmol/h所以液相总量：航空煤油抽出板上方气相总量为：415.364+6386.55+1204.01=8005.92kmol/h（9）第3层（塔顶循环回流出口）以下塔段的热平衡第3层（塔顶循环回流出口）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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽21943.02-0.43703210-70437094.2内回流L0.71600.1585120.8-293.08293.08L合计485292.3+L1181137094+293.08L出方常顶油456900.71410.1585120.8632.2128885674.9航空煤油1521700.78420.163167406.1261799280.4轻柴油1871600.82050.170253661.51123808211.6重柴油442900.84520.174317816.4336159684.7常四线548700.86240.177331841.5546175848.5重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气21943.02-0.1585120.82395.02-52553971.76一中取热44072053.35二中取热47244334.82内回流L0.71600.1585120.8628.02628.02L合计485292.3+L930246276.2+628.02L取内回流分子量M=130密度=716.0由热平衡得：1181137094+293.08L=930246276.2+628.02L内回流L=749061.97kg/h）=749061.97/130=5762.02kmol/h汽提蒸汽流量：21943.02/18=1219.06kmol/h所以液相总量：航空煤油抽出板上方气相总量为：415.364+1219.06+5762.02=7396.444kmol/h（10）第1层以下塔段的热平衡表3-33第1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/hMPa℃汽相液相入方进料11625000.85520.180354.6-1110700000汽提蒸汽21943.02-0.43703210-70437094.2内回流L0.71410.1575107-284.70284.70L顶回流取热10054999.32合计485292.3+L1191192094+284.70L出方常顶油456900.71410.158107598.7127355059.9航空煤油1521700.78420.163167406.1261799280.4轻柴油1871600.82050.170253661.51123808211.6重柴油442900.84520.174317816.4336159684.7常四线548700.86240.177331841.5546175848.5重油5648600.92010.1805347.6-866.67489547216.2水蒸气21943.02-0.1581072365.57-51907749.82一中取热44072053.35二中取热47244334.82顶循环取热40248321.21内回流L0.71410.158107598.71598.71L合计485292.3+L968317760.5+598.71L取内回流分子量M=96密度=714.1由热平衡得：1191192094+284.70L=968317760.5+598.71L内回流L=709768.27kg/h）=709768.27/96=7393.42kmol/h汽提蒸汽流量：21943.02/18=1219.06kmol/h所以液相总量：航空煤油抽出板上方气相总量为：415.364+1219.06+7393.42=9027.844kmol/h表3-34气液负荷汇总表塔板数气相负荷液相负荷1183836.81993.933155591.3051046.1813182967.941204.0117142816.10765.44271371719.30914.3831