《100萬噸年常壓煉油生產(chǎn)工藝設計本科畢業(yè)設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《100萬噸年常壓煉油生產(chǎn)工藝設計本科畢業(yè)設計（70頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)設計題目年產(chǎn)100萬噸常壓煉油生產(chǎn)工藝設計姓名學號學校東營職業(yè)學院系別工業(yè)工程系年級完成日期年月日目錄1前言12選題背景221研究目的和意義222國內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及研究的主攻方向23方案論證431方案選擇432工藝原理633設計方案的確定84原油有關性質(zhì)參數(shù)的計算841常壓蒸餾曲線和實沸點蒸餾曲線的互換842恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與平衡汽化溫度之間的轉換1043平均沸點的計算1144比重系數(shù)API。1345臨界溫度和臨界壓力1446焦點溫度145原油常壓塔的工藝計算1651產(chǎn)品切割方案及有關性質(zhì)1652常壓塔的物料平衡1653汽提蒸汽用量1754塔板板型和塔板數(shù)1755操作壓力的確定1856精餾

2、塔計算草圖1857全塔汽液相負荷分布圖2758浮閥數(shù)及排列方式4159塔板流體力驗算426塔的機械設計4561按設計壓力計算塔體和封頭厚度4662自振周期計算4963地震載荷及彎矩計算見表4964風彎矩計算5365各種載荷引起的走向應力5365筒體和裙座危險截面的強度和穩(wěn)定性校核5466筒體和去做水壓試驗校核5567基礎環(huán)設計5768基礎環(huán)厚度5869地腳螺栓設計58610常壓塔裝配圖607工藝流程設計6271工藝流程簡述6272工藝流程圖638總結65參考文獻65致謝66誠信聲明66附錄67100萬噸/年常壓煉油生產(chǎn)工藝設計1前言石油是極其復雜的化合物。原油是由揮發(fā)度不同的多種組分構成的液體

3、混合物目前工業(yè)上采用的原油蒸餾技術與普通化工裝置中采用的精餾技術不同。要從原油中提煉出多種多樣的燃料和潤滑油產(chǎn)品，基本的途徑是將原油分割成不同沸程的餾分，然后按油品的使用要求，除去這些餾分中的非理想成分，或者經(jīng)化學轉化形成所需要的組分，從而獲得一系列的石油產(chǎn)品。基于這個原因，煉油廠必須解決原油的分割和各種石油餾分在加工、精制過程中的分離問題。蒸餾正是一種合適的手前言第1頁共67頁段。它能將液體混合物按其所含組分的沸點和蒸汽壓的不同而分離為輕重不同的各種餾分16。正因為這樣，幾乎在所有的煉油廠中，原油的第一個加工裝置就是蒸餾裝置，如常壓蒸餾等。所謂原油的一次加工，就是指原油蒸餾。借助蒸餾過程，可

4、以將所處理的原油按所制定的產(chǎn)品方案分割成相應的汽油、煤油、輕重柴油及各種潤滑油餾分等。這些半成品經(jīng)過適當?shù)木坪驼{(diào)配便成為合格的產(chǎn)品。在蒸餾裝置中，也可以按不同的生產(chǎn)方案，除生產(chǎn)直餾汽油、煤油、柴油餾分外，再分割出一些二次加工過程的原料，如催化裂化原料、加氫裂解原料等等。由于經(jīng)過蒸餾取得的各種餾分基本上不含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和其它雜質(zhì)，故隨后的精制過程比較省事，用作二次加工的原料質(zhì)量也比較高，為原油的深度加工打好基礎16。本設計的目的是核算或設計出一套對石油進行初步分離的常壓裝置。該裝置是煉油廠和許多石油化工企業(yè)的龍頭裝置。它的意義在于，通過常壓蒸餾對原油的處理，可以按所指定的產(chǎn)品方案將原油分割得到

5、汽油、煤油、輕柴油、重柴油餾分以重油餾分等?？梢詼p少渣油量，提高原油總拔出率。不僅能獲得更多的輕質(zhì)油品，也可為二次加工、三次加工提供更多的原料油。2選題背景21研究目的和意義當今全球的能源危機原油價格飚升的局面嚴重的沖擊著世界范圍煉油的石化生產(chǎn)。我國的兩大超大型煉油和石化企業(yè)（中國石油和中國石化）不僅需要適應這種全球的原油市場形式也必須要應對嚴重的政策性虧本燃油的升級換代和越來越高的環(huán)保要求等巨大的壓力節(jié)能降能提高經(jīng)濟效益已經(jīng)成為企業(yè)生存發(fā)展的重要手段。常壓蒸餾作為原油的一次加工裝置在原油加工總流程中占有重要的作用近年來常減壓蒸餾技術和管理經(jīng)驗不斷創(chuàng)新裝置節(jié)能降耗顯著產(chǎn)品質(zhì)量提高。與國外先進水

6、平相比是仍存在較大的差距裝置耗能較大分餾和減壓拔出深度偏低對含硫原油的適應性較差等。進一步的提高常減壓裝置的操作水平和運行水平顯得日益重要對提高煉油企業(yè)的經(jīng)濟效益也具有非常重要的意義。22國內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及研究的主攻方向25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第2頁共67頁國內(nèi)現(xiàn)狀2008年4季度全球金融動蕩可能加劇世界經(jīng)濟增速將進一步放緩行業(yè)經(jīng)濟運行的外部環(huán)境可能繼續(xù)惡化但石油和化工行業(yè)應對風險的能力明顯增強。在目前世界經(jīng)濟不太好2008年前三季度我國石油和化工行業(yè)經(jīng)濟運行基本保持平穩(wěn)態(tài)勢。全行業(yè)預計銷售收入49萬億元同比的情況下國際原油價格已進入慣性下跌的軌道很可能維持在每桶90美元或以下

7、位置。2008年4季度中國石油和化工行業(yè)生產(chǎn)仍將保持較為穩(wěn)定的增長態(tài)勢。全行業(yè)總產(chǎn)值增速可能減緩全年增幅在28左右；銷售收入增長約27；進出口貿(mào)易將繼續(xù)保持較快的增長態(tài)勢增幅約為35；固定資產(chǎn)投資增幅在27左右；主要化工產(chǎn)品產(chǎn)量增幅在520之間。2008年四季度考慮到國家可能繼續(xù)加大成品油價格接軌力度預計煉油行業(yè)利潤全年增長6左右。如果國際油價進入下行軌道煉油行業(yè)10月份或能走出困境實現(xiàn)扭虧為盈。當前只要認真落實中央的調(diào)控政策采取積極的應對措施我們有理由對前景持審慎樂觀。統(tǒng)計顯示2008年年底至2009年年初國內(nèi)將有5400余萬噸的新建原油加工能力投產(chǎn)如已投產(chǎn)1000萬噸的中石化青島大煉化以及

8、即將投產(chǎn)的1200萬噸的中海油惠州煉廠、中石油1000萬噸中石油欽州石化等。保守估計至少將會形成每月200余萬噸的汽柴油新增產(chǎn)量而在正常情況下2009年國內(nèi)汽柴油消費能力不會形成每月200余萬噸的新增量。因此汽柴油供不應求的失衡狀態(tài)將結束并可能形成一段時期供大于求的局面。國際方面2005年以來宣布、并將在未來2至7年內(nèi)完工的160個煉油廠建設項目中如今只有30個將繼續(xù)推進。全球逾五分之四煉油廠建設項目面臨下馬。目前我國已成為世界第三大煉油國我國石化工業(yè)將面臨不可多得的歷史發(fā)展機遇振興石油化工建設支柱產(chǎn)業(yè)的初步設想是第一步到2000年原油加工能力超過2億T/A乙烯生產(chǎn)能力達到500萬T/A左右基

9、本形成支柱產(chǎn)業(yè)的框架；第二步到2010年原油加工能力達到3億T/A以上乙烯生產(chǎn)能力達到8001000萬T/A使我國石化工業(yè)有一個更大的發(fā)展在技術上達到世界水平。經(jīng)過近半個世紀的建設和經(jīng)營特別是進入80年代以來由于發(fā)揮了油化纖的聯(lián)合優(yōu)勢我國石化工業(yè)得到了高速發(fā)展為國民經(jīng)濟作出了巨大的貢獻。1為市場提供了比較充足的石油和石化產(chǎn)品；選題背景第3頁共67頁2取得了一批重大科技成果；3石化科研和設計水平有很大提高。我國石化工業(yè)在生產(chǎn)和技術上雖然取得了長足的進步但和國民經(jīng)濟的發(fā)展需要相比和世界先進水平相比還存在著較大的差距主要表現(xiàn)在8個方面。1產(chǎn)品增長率跟不上需要；2質(zhì)量品種不能適應國內(nèi)外市場需要；3加工

10、成本高；4生產(chǎn)裝置多數(shù)沒有達到經(jīng)濟規(guī)模；5原料適應能力差；6關鍵部件可靠性差；7裝置加工能力過剩開工率較低；8企業(yè)特色不鮮明產(chǎn)品雷同。國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速、健康發(fā)展對石化產(chǎn)品的需求日益增加?？梢灶A計石化工業(yè)在本世紀末以至2010年都將保持較快的發(fā)展速度。國家已經(jīng)確定要把石化工業(yè)建成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。當前我國石油化工既有很好的發(fā)展機遇也面臨著嚴峻形勢的挑戰(zhàn)。形勢嚴峻主要表現(xiàn)在兩個方面。一是化工產(chǎn)品的價格無論是國內(nèi)還是國際市場都不象過去那樣堅挺呈下滑趨勢對企業(yè)的銷售額和利潤影響很大。二是國際間競爭加劇。國外一些大型石化公司在產(chǎn)品上、技術上都紛紛進入我國市場搶占地盤潤滑油市場的競爭尤為突出。世界

11、各大石化企業(yè)在與我國進行產(chǎn)品競爭的同時還利用名牌、專利等方面的優(yōu)勢正在我國市場上進行知識產(chǎn)權的激烈競爭。過去10年來國外在我國申請的專利已達7萬件覆蓋了很大的技術領域。世界石油化工科學技術的迅猛發(fā)展也對我國現(xiàn)有的一些科技優(yōu)勢構成新的威脅。發(fā)展趨勢面對有限的能源資源人類應該采用理性的做法。應當將石油加工看作是一個在生產(chǎn)過程當中需要消耗大量能源的加工行業(yè)要求我們不斷的追求最佳的生產(chǎn)工藝參數(shù)、最合理的能源利用和最大的經(jīng)濟效益。我國煉油和石油化學加工技術的研究不25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第4頁共67頁僅需要繼續(xù)加大石油和化工高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝路線投入而且要加強現(xiàn)有生產(chǎn)裝置操作水平研究力度

12、。從現(xiàn)有的裝置和裝備兩方面著手開展擴能增效、節(jié)能降耗、實現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)生產(chǎn)的挖潛改造的研究工作。原油蒸餾是石油煉廠中能耗最大的裝置近年來采用化工系統(tǒng)工程規(guī)劃方法使熱量利用更為合理。此外利用計算機控制加熱爐燃燒時的空氣用量以及回收利用煙氣余熱可使裝置能耗顯著降。3方案論證31方案選擇一個煉油生產(chǎn)裝置有各種工藝設備（如加熱爐、塔、反應器）及機泵等它們是為完成一定的生產(chǎn)任務按照一定的工藝技術要求和原料的加工流向互相聯(lián)系在一起即構成一定的工藝流程。一個工藝裝置的好壞不僅取決于各種設備性能而且與采用的工藝流程合理程度有很大關系。最簡單的原有蒸餾方式是一段汽化常壓蒸餾工藝流程所謂一段汽化指的是緣由經(jīng)過一次的

13、加熱汽化冷凝完成了將原油分隔為符合一定要求溜出物的加工過程。原油通過常減壓蒸餾一般可得到350370C以前的幾個輕餾分可用作汽油、煤油（航空或燈用）柴油等產(chǎn)品也可分別作為重整、化工（如輕油裂解）等裝置的原料。蒸余的塔低重油可作鋼鐵或其他工業(yè)的燃料；在某些特定情況下也可做催化裂化或加氫裂化裝置的原料。我國的主要原油輕質(zhì)餾分含量低若采用上述工藝流程則有相當數(shù)量（2530左右）的350500C中間餾分未能合理利用它們是很多的二次加工原料又能從中生產(chǎn)國民經(jīng)濟所必需的各種潤滑油、蠟、瀝青的原料。因此最常采用的是二段汽化（常壓蒸餾減壓蒸餾）或三段汽化蒸餾（預汽化常壓蒸餾減壓蒸餾）。國內(nèi)大型煉油廠的原油蒸餾

14、裝置多采用典型的三段汽化常減壓蒸餾流程。原油在蒸餾前必須進行嚴格的脫鹽、脫水脫鹽后原油換熱到230240C進初鎦塔（又稱預汽化塔）。塔頂出輕油餾分或重整原料。塔低為拔頭原油經(jīng)常壓爐加熱到360370C進入常壓分餾塔塔頂出汽油。側線自上而下分別出煤油、柴油以及其它油料常壓部分大體可以到相當于原油實沸點鎦出溫度約為360C的產(chǎn)品。它是裝置的主塔主要產(chǎn)品從這里得到因此其質(zhì)量和收率在生產(chǎn)控制上都應給與足夠的重視。除了用增減回流量及各側線鎦出量以控制塔的各處溫度外通常各側線處設有汽提塔用吹入水蒸氣或采用“熱重沸”（加熱油品使之汽化）的方法調(diào)節(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量。常壓方案論證第5頁共67頁部分撥出率高低不僅關系到

15、該塔產(chǎn)品質(zhì)量與收率而且也影響減壓部分的負荷以及整個裝置生產(chǎn)效率的提高。除塔頂冷回流外常壓塔通常還設置23個中段回流。塔低用水蒸氣汽提塔低重油（或稱常壓渣油）用泵抽出送減壓部分。常壓塔低油經(jīng)減壓爐加熱到405410C送減壓塔。從原油的處理過程來看上述常減壓蒸餾裝置分為原油的初餾（預汽化）、常壓蒸餾和減壓蒸餾三部分油料在每一部分都經(jīng)歷一次加熱汽化冷凝過程故稱之為“三段汽化”如從過程的原理來看實際上只是常壓蒸餾和減壓蒸餾兩部分二常壓蒸餾部分可采用單塔（僅用一個常壓塔）流程或者用雙塔（用初餾塔和常壓塔）流程。塔器設備在煉油、化工、制藥等過程工業(yè)中占有重要地位其性能的優(yōu)劣、技術水平的高低將直接影響產(chǎn)品的

16、產(chǎn)量、質(zhì)量、回收率經(jīng)濟效益等各個方面。因此研究和使用新型的塔器設備對于強化氣、液兩相傳質(zhì)過程以及工業(yè)生產(chǎn)具有得要的意義。在煉油廠中二元精餾是罕見的經(jīng)常遇到的是多組分混合物的分餾即多元精餾。石油精餾是復雜系精餾的主要代表石油精餾和簡單的二元、多元精餾相比有其明顯的獨特之處。首先石油作為復雜混合物其組成迄今無法完全準確測定。因此它不能應用二元和多元精餾的計算方法。其次石油精餾的產(chǎn)品多為石油餾分而非高純度的單體烴類產(chǎn)品故其分餾精度的要求不如一般化工產(chǎn)品的精餾那么高。又因現(xiàn)在大型煉油廠的年處理量動輒以數(shù)百萬至千萬噸計要求石油精餾塔相應地有巨大的生產(chǎn)能力因而其技術經(jīng)濟指標更具有突出的意義。再者煉油廠的產(chǎn)

17、品數(shù)量上絕大部分是做燃料的其價格遠比通常的化工產(chǎn)品低廉這就規(guī)定煉油廠的生產(chǎn)工藝必須盡可能的降低生產(chǎn)成本。最后然而也是最重要的一點就是大型石油蒸餾裝置中的存油量常以百噸計顯而易見對于生產(chǎn)過程的安全可靠性有著嚴格的要求。所有這一切為石油精餾規(guī)定了一系列的特點。石油精餾畢竟還是一個精餾過程精餾的基本原理和規(guī)律對它無列外的適用。因此應該以汽液平衡和精餾理論基本規(guī)律作指導來分析石油精餾過程。32工藝原理原油常壓精餾塔是常減壓蒸餾裝置的的重要組成部分在討論常壓精餾塔之前先對減壓蒸餾裝置的工藝流程作一簡要的介紹。所謂工藝流程就是一個生產(chǎn)裝置的設備機泵、工藝管線和控制儀表按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機組合。有時

18、為了簡單25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第6頁共67頁明了起見在圖中只列主要設備、機泵和主要的生產(chǎn)工藝管線這就稱為原理流程圖。圖1是典型的原油常減壓蒸餾的原理流程圖它是以精餾塔和加熱爐為主體而組成的所謂管式蒸餾裝置。經(jīng)過脫鹽、脫水的原理由泵輸送經(jīng)一系列換熱器與溫度較高的蒸餾產(chǎn)品換熱再經(jīng)管式加熱爐加熱至370C左右此時原油一部分已汽化油氣和未汽化的的油一起經(jīng)過轉油線進入一個精餾塔。此塔在接近大氣壓力之下操作故稱常壓（精餾）塔相應的加熱爐就稱為常壓（加熱）爐。原油在常壓塔里進行精餾從塔頂溜出汽油餾分或重整原料油從塔側煤油和輕、重柴油等側線餾分。塔底產(chǎn)物稱為常壓重油一般是原油重沸點高于350C的

19、重組分。圖1常壓煉油工藝簡圖前面討論了精餾過程現(xiàn)在來討論實現(xiàn)此過程的主要設備精餾塔。石油精餾塔的根本特點是它處理的是一種復雜的混合物石油生產(chǎn)的也是復雜的混合物各種石油餾分。精餾塔的種類很多其主要有板式塔和填料塔這里主要介紹板式塔板式塔是一種應用極為廣泛的氣液傳質(zhì)設備它由一個通常呈圓柱形的殼體及其中按一定間距水平設置的若干塊踏板所組成。而填料塔的結構相對簡單一些其塔體為一圓筒筒內(nèi)堆放一定高度的填料。操作時液體自塔上部進入通過液體分布器均勻噴灑在塔界面上在填料表面呈膜狀流下。方案論證第7頁共67頁對于許多逆流氣液接觸過程填料塔和板式塔都可適用。設計者必須根據(jù)具體的情況進行選。填料塔和板式塔有許多不

20、同點（1）填料塔操作范圍較小特別是對于液體負荷的變化更為敏感。當液體負荷較小時填料表面不能很好地潤濕傳質(zhì)效果急劇下降；當液體負荷過大時則容易產(chǎn)生液泛。設計較好的板式塔則具有大得多的操作范圍。（2）填料塔不宜于處理易聚合或固體懸浮物的無聊而某些板式塔（如大孔徑篩板、泡罩塔等）則可以有效地處理這種物系。另外板式塔的清洗亦比填料塔方便。（3）當氣液接觸過程中需要冷卻以移除反應熱或溶解熱時填料塔因涉及液體分布問題而使結構復雜化板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻管。同理當有側線出料時填料塔也不如板式塔方便。33設計方案的確定根據(jù)上述介紹以及石油精餾的特點我們應選用板式塔作為石油精餾的常壓塔比較合理4原油有關

21、性質(zhì)參數(shù)的計算勝利油田原油原始數(shù)據(jù)見表411表41勝利油田原油的一般性質(zhì)產(chǎn)品實沸點沸程恩氏蒸餾餾出溫度汽油1548密度2001030507090100煤油13162580703734608196109120141輕柴油2209339207994159171179194208225239重柴油2749409308265239258267274283296306重油3125084842893163283413503683760941634441常壓蒸餾曲線和實沸點蒸餾曲線的互換這種互換可以利用石油煉制工程中的圖110和圖111這兩張圖使用于特性因數(shù)K118沸點低于427的油品。換算時凡恩氏蒸餾溫度

22、高出246者考慮到裂化的影響須用下式進行溫度校正。LOGD0008521436式中D校正值加到T上25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第8頁共67頁1輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)見下表42表42輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出（V）01030507090100溫度239258267274283296306由LOGD0008521436得校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，見表43表43校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出（V）01030507090100溫度239261227082784288330283142用圖110確定實沸點蒸餾50點由查圖得到它與恩氏蒸餾50點之差值為124。所以實沸點蒸餾50點27841242908用圖111

23、查得實沸點蒸餾曲線各段溫差見表44表44實沸點蒸餾曲線溫差曲線線段恩氏蒸餾溫差實沸點蒸餾溫差010222381030961893050761350709913470901451869010011413由實沸點蒸餾50點（2908）推算出其他各點溫度實沸點蒸餾30點290813277810點277818925890點258938220970點2908134304290點30421863228原油有關性質(zhì)參數(shù)的計算第9頁共67頁100點3228133358同上可以得到其他餾分實沸點蒸餾溫度汽油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見下表45表45汽油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)溜出體01030507090100溫度1131

24、2669012910714582煤油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見下表46表46煤油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)溜出（V）01030507090100溫度1295153516951935213723522514重柴油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見下表47表47重柴油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)溜出（V）01030507090100溫度23912689297535053717410553042恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與平衡汽化溫度之間的轉換這類換算可借助與113和114來進行。計算方法與恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與實沸點蒸餾數(shù)據(jù)換算類似只是換算時要用到恩氏蒸餾曲線1070的斜率。1輕柴油餾分的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)見下表48表48輕柴油餾分的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出（V

25、）01030507090100溫度239261227082784288330283142按石油煉制工程中的113換算50點溫度恩氏蒸餾1070的斜率（28832612）/（7010）045/由圖查得25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第10頁共67頁平衡汽化50點恩氏蒸餾50點95平衡汽化溫度50點2784952879由圖114查的平衡汽化溫差見表49表49平衡汽化溫差曲線線段恩氏蒸餾溫差實沸點蒸餾溫差010222941030965030507638507099457090145629010011432由50點及各段溫差推算平衡汽化曲線的各點溫度。30點287938284110點2841502

26、7910點279194269770點287945292490點2924622986100點2986323018同上可以計算出其它餾分的平衡汽化溫度2汽油的平衡汽化溫度見下表410表410汽油的平衡汽化溫度溜出體01030507090100溫度512624746828895810023煤油的平衡汽化溫度見下表411表411煤油的平衡汽化溫度原油有關性質(zhì)參數(shù)的計算第11頁共67頁溜出體01030507090100溫度1749179918331911972204420844重柴油的平衡汽化溫度見下表412表412重柴油的平衡汽化溫度溜出體01030507090100溫度358537433835393

27、540034163472743平均沸點的計算（1）體積平均沸點TV汽油TV（608196109126）/59445/90750310T煤油TV（171179194208225）/51954T輕柴油TV（258267274283296）/52756/90750310T重柴油TV（316328341350368）/534285T（2）恩氏蒸餾1090餾分的曲線斜率汽油S（90餾出溫度10餾出溫度）/（9010）0825同理有煤油S（225171）/（9010）0675輕柴油S（296258）/（9010）0475重柴油S（368316）/（9010）0653立方平均沸點TW根據(jù)TW和S由石油煉制工

28、程圖27查得的校正值見下表413。表413立方平均沸點名稱TVSTC校正值TCTVTC校正值汽油944082522922煤油19540675121942輕柴油27560475082748重柴油3428065113417同上25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第12頁共67頁4質(zhì)量平均沸點T見下表414M表414質(zhì)量平均沸點名稱TVSTC校正值TMTVTC校正值汽油944082522966煤油19540675121966輕柴油27560475062762重柴油34280650434325中平均沸點見下表415MET表315中平均沸點名稱TVSTC校正值TMETVTC校正值汽油9440825589

29、4煤油19540675381917輕柴油27560475182748重柴油34280651634126實分子平均沸點見下表416表416實分子平均沸點名稱TVSTC校正值TMTVTC校正值汽油944082572872煤油19540675581896輕柴油27560475382718重柴油34280652834044比重系數(shù)API。水在4時的密度為1000KG/M3,所以常以水作為基準表示T的油品與4水TD4的密度之比在數(shù)值上等于該液體在T的密度則有20根據(jù)石油煉制工程表I24得比重與的換算值615D204查得各餾分的密度校正值見表417表417各餾分的密度校正值名稱DD615204513/51

30、46DAPI汽油00055707037000557070927681煤油0079940079494445輕柴油002640826500344原油有關性質(zhì)參數(shù)的計算第13頁共67頁重柴油00965084140096520182重油0005040941600926632特性因數(shù)K和平均相對分子質(zhì)量M由比重指數(shù)API和中平均沸點根據(jù)石。MET油煉制工程圖I210查得結果見表418表418各餾分比重汽油122795煤油1174152輕柴油1197218重柴油121290重油11945臨界溫度和臨界壓力1臨界溫度1查石油煉制工程圖I226由和得真臨界溫度；由和得假臨615DWTCT615DWT界溫度見表

31、419CT表419各餾分臨界溫度名稱615D/WT/KCT/MT/KC汽油070927966540872530煤油07949419666541896645輕柴油027627402718730重柴油034328183408122臨界壓力根據(jù)石油煉制工程1988版圖I228由和查得假臨界壓力615DMETCP根據(jù)石油煉制工程2000版圖312由和/查得真臨界壓力CPTCC表420臨界壓力名稱615D/MET/MPAC/C/MPA汽油07092789427101360煤油0794941917231014272輕柴油02748197101320525106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第14頁共67頁重柴

32、油0341218100915846焦點溫度由恩氏蒸餾1090餾分的曲線斜率S和體積平均沸點根據(jù)石油煉制工VT程圖II141查得焦點溫度臨界溫度從而求得焦點溫度1見表421。表421各餾分焦點溫度名稱S/VT焦點溫度汽油08259443285煤油067519544134輕柴油047527564752重柴油06534285296焦點壓力由恩氏蒸餾1090餾分的曲線斜率S和體積平均沸點根據(jù)石油煉制工VT程圖II142查得焦點溫度臨界溫度從而求得焦點壓力1見表422。表422各餾分焦點壓力名稱S/VT焦點壓力臨界壓力/MPA焦點壓力/MPA汽油08259441280101591煤油0675195488

33、0101326輕柴油04752756440101217重柴油0653428190101189計算結果匯總見表423和表424表423餾分平衡汽化溫度表平衡汽化溫度/油品01030507090100汽油51262474682889581002第15頁共67頁煤油174917991833191197220442084輕柴油2209258927782908304232283358重柴油3585374338353935400341634727重油表424油品的有關性質(zhì)參數(shù)臨界參數(shù)焦點參數(shù)油品密度G/CM3比重指數(shù)API特性因數(shù)K分子量M溫度壓力MPA溫度壓力MPA重整原料070375991199526

34、753343285591航空煤油079944641181523834254134326輕柴油0826536011621846161844752217重柴油0848435112129051661625296189重油09416217119原油086022681185原油常壓塔的工藝計算可以根據(jù)產(chǎn)品的餾分組成和原油的實沸點蒸餾曲線來確定餾分的分割溫度。相鄰兩個產(chǎn)品是相互重疊的即實沸點蒸餾TT是負值。通常相鄰兩個餾分的切割溫H01度就在這個重疊值的一半之處因此可取TT之間的中間溫度作為這兩個餾分之間的分割溫度。由餾分的實沸點曲線可以確定餾分的產(chǎn)率此次設計采用的是勝利油田原油的基本性質(zhì)按每年開工330

35、天計算不考慮損失。51產(chǎn)品切割方案及有關性質(zhì)產(chǎn)品的切割方案1表51產(chǎn)品的切割方案收率產(chǎn)品實沸點切割實沸點沸程體積重量汽油154843351煤油145239613162587266725106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第16頁共67頁輕柴油2209339272691重柴油2749409398964重油30163603125715732752常壓塔的物料平衡工藝流程設計第17頁共67頁物料衡算見表5252物料衡算產(chǎn)產(chǎn)量名稱VW104T/AT/DKG/HKMOL/H汽油1001002507576煤油4335187726611100117輕柴油72667166950521040139重柴油726911

36、73052421800100重油98964241473030400105汽油715732718314555153汽提蒸汽用量側線產(chǎn)品及塔底重油都用過熱蒸汽汽提使用的是溫度420、壓力294巴的過熱水蒸汽。參考圖220和表27取汽提水蒸氣量見表53【1】53汽提水蒸汽用量油品（重對油）公斤/時千摩/時一線煤油3631350二線輕柴油3654363三線重柴油28851473塔底重油24627257合計6763375654塔板板型和塔板數(shù)選用浮閥塔板1參照石油煉制工程表II43和II44選定塔板數(shù)如下重整原料航空煤油段9層航空煤油輕柴油段6層輕柴油重柴油段6層重柴油汽化段3層25106T/A常壓煉油

37、生產(chǎn)工藝設計第18頁共67頁塔底汽提段4層考慮采用兩個中段回流每個用3層換熱塔板共6層。全塔總計34層。55操作壓力的確定去塔頂產(chǎn)品罐壓力為013MPA。塔頂采用兩級冷凝冷卻流程。取塔頂空冷器壓力降為001MPA使用一個管殼式后冷器殼程壓力降取0017MPA。故塔頂壓力（絕）MPA1570103取每層浮閥塔板壓力降為0005MPA,推算常壓塔各關鍵部位壓力1分別為（單位為MPA）塔頂壓力0157一線抽出板（第9層）上壓力0161二線抽出板（第18層）上壓力01655三線抽出板（第27層）上壓力0170汽化段（第30層下）壓力0172取轉油線壓力降為0035MPA則加熱爐出口壓力MPA20735

38、172056精餾塔計算草圖將所需要計算的常壓塔塔體、塔板、進料及產(chǎn)品進出口、中段循環(huán)回流位置、汽提點、側線等數(shù)據(jù)繪成草圖見下圖所示。工藝流程設計第19頁共67頁在以后的計算各個塔板的物熱平衡時，計算中都有相應的圖形，標注有進料量、各段溫度、壓力、汽提蒸汽、各側線產(chǎn)品的產(chǎn)量等相應的物量，以便于計算和核對各量。561汽化段溫度1汽化段中進料氣化率與過汽化度取過汽化度為進料的2（重）或203（體）即過汽化量為6314公斤/時。要求進料在汽化段中的汽化率E為FE437772982033053F2汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如下汽油117千摩/時煤油139輕柴油100重柴油105過汽化油21油氣量

39、合計482其中過汽化油的分子量取300。還有水蒸氣257千摩/時由此計算得汽化段的油氣分壓為172482/（482257）112大氣壓3汽化段溫度的初步求定汽化段溫度應該是在汽化段油氣分壓在112大氣壓之下的企劃3053體溫度。為此需要作出在112大氣壓下的原油平衡汽化曲線見圖中的曲線4。在不具備原油的臨界參數(shù)和焦點參數(shù)而無法作出原油的PTE相圖的情況下曲線4可以用以下的簡化方法求定由圖可以得到原油在常壓下的實沸點曲線與平衡汽化曲線的交點為291。利用烴類與石油的窄餾分的蒸汽圖將此交點溫度291換25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第20頁共67頁算為112大氣壓下的溫度得299。從此交點作垂

40、直于橫坐標的直線A在A線上找到299之點過此點作平行于原油常壓平衡曲線2的線4即原油在112大氣壓下的平衡曲線。用曲線4可以查得當3053（體）時的溫度為3535此即欲求的汽化段溫度T。F此T是由相平衡關系求得還需要對它進行校核。4T的校核F校核的主要目的是看由T要求的加F熱爐出口溫度是否合理。校核的方法是作絕熱閃蒸過程的熱平衡計算以求得爐口溫度。圖4當氣化率為3053（體）T3535時進料在汽化段中的焓值H計算如表。FF汽油在3535時特性因數(shù)1227時相對密度為07037時的汽相焓的計算方法如下由石油煉制工程第三版圖317中可查得汽油在3535密度為07037時的汽相焓為280KCAL氣體

41、的焓對K的校正值為02氣體的焓對壓力的校正值為可忽略汽油在3535時特性因數(shù)1227時相對密度為07037時的汽相焓為H280KCAL11704KJF同理可以計算出原油中其他餾分完全汽化時的焓值見下表54表54進料帶入汽化段的熱量Q（P172大氣壓T3535）F焓千摩/時油料汽相液相熱量千摩/時汽油1170411704111001299106煤油114061140621040239910輕柴油11301130218002463106重柴油1120112030400340810過汽化油111811186314706106工藝流程設計第21頁共67頁重油878687862033106合計Q3060

42、410F所以H3060410/9694千焦/公斤F6再求出原油在加熱爐出口的條件下的焓H。按前面的方法作出在原油在爐出口壓力0207大氣壓下的平衡曲線3這里忽略了原油中的水分若原油中含有水則應當作爐出口處油氣分壓下的平衡汽化曲線。應考慮到生產(chǎn)航空煤油限定爐出口溫度不超過360曲線3可讀在360成都氣化率為255體。顯然EE,即在爐出口條件下0F過汽化油和部分重油處于液相。重柴油中未汽化的部分為306304009306公斤/時據(jù)此可算出進料在爐出口條件下的焓值H。0各餾分在P207大氣壓T360下的焓值計算方法同上，攜帶的熱量見下表5555進料在大爐出口處攜帶的熱量（P207大氣壓T360）焓千

43、摩/時油料汽相液相熱量千摩/時汽油1191311913111001322106煤油1162116221040244510輕柴油11491149218002502106重柴油114397133210重油907111320910106合計Q3078810F所以H3078810/975千焦/公斤校核結果表明H略高于H所以設計的汽化溫度0603535之下既能保證所需的拔出率爐口溫度也不至于超多允許限度。562塔底溫度取塔底溫度比汽化段溫度低7。則塔底溫度3535734651假設塔頂及各側線溫度見表5656塔頂及各側線溫度塔頂溫度10725106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第22頁共67頁煤油抽出板（第9

44、層）溫度180輕柴油抽出板（第18層）溫度256重柴油抽出板（第27層）溫度3152全塔的熱平衡見表5757全塔熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3KPA氣相液相熱量KJ/H進料08604172353598230604106氣提蒸氣67633316224310入方合計32405106汽油1110007037157107606673106煤油2104007994161180434791510輕柴油218000862516625663541385106重柴油30400084841703158151247810重油094161753465856919825106水蒸氣67

45、631571072700182610出方合計27102106所以全塔的回流熱Q（3284727102）1057451066（3）回流方式及回流分配塔頂采用二級冷凝冷卻流程塔頂回流溫度定為60采用兩個中段回流第一個位于煤油側線與輕柴油側線之間（第1113層）第二個位于輕柴油與重柴油之間（第2022層）?；亓鞣峙淙缦滤敾亓魅?0Q287310千焦/時06第一中段回流取熱20Q114910千焦/時CI第二段回流熱取30Q172410千焦/時2C6（4）側線及塔頂溫度的校核重柴油抽出板（第27層）溫度見表58，熱平衡圖見圖1工藝流程設計第23頁共67頁58第27層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/K

46、G壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣462729842033161534內(nèi)回L08461703085794794L合計L32138794L入方汽油11100070371703151071797煤油210400799417031510461263輕柴油218000826517031510371632重柴油304000848417031582422407重油094161723465861929128水蒸氣4627170102531072174內(nèi)回L084617010251025L出方合計L295351025L由熱平衡29535

47、1025L32138794L所以內(nèi)回流L公斤/時或/2823996千摩/時重柴油抽出板上方汽相總量為11713910039992571012重柴油蒸汽（即內(nèi)回流）分壓為1703996/101260671大氣壓由重柴油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算0671大氣壓下的平衡汽化0點溫度。可以用石油煉25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第24頁共67頁制工程圖124先換算出常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)。恩氏蒸餾溫度0103050恩氏蒸餾溫差289316328341恩氏蒸餾溫差271213平衡汽化溫差169210常壓平衡汽化溫度39350671大氣壓下50點的平衡汽化溫度為354所以0671大氣壓下重柴油的泡點溫度為（35

48、4161092）3188與原假設315很接近可認為假設溫度正確。第18層以下塔段的熱平衡見表59，塔平衡圖見圖259第18層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣547829842033161534內(nèi)回L08451662476623623L合計L32138L入方汽油111000703716625691961021煤油210400799416625688281858輕柴油2180008265166256636193重柴油304000848417031582422506重油09416172346

49、586191994水蒸氣462716625629801378內(nèi)回L084516625687868786L中回流1724出方合計L工藝流程設計第25頁共67頁入方合計3219610623L6出方合計303578786L故由熱平衡得3219610623L303578786L6L71948KG/H或71948/210342千摩/時輕柴油抽出板上方汽相總量為（117139342257）855輕柴油蒸汽（即內(nèi)回流）分壓為166342/8550661大氣壓由輕柴油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算0661大氣下平衡汽化0點溫度。恩氏蒸餾溫度0103050恩氏蒸餾溫差239261227082784恩氏蒸餾溫差222967

50、6平衡汽化溫差945039常壓平衡汽化溫度2875可以用石油煉制工程圖124先換算出常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)0661大氣壓下50點的平衡汽化溫度為270所以0661大氣壓下重柴油的泡點溫度為（270943950）2517與原假設256很接近可認為假設溫度正確。第9層塔板熱平衡見表510，塔熱平衡見圖3510第9層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣613229842033162033入方內(nèi)回L0789416117241864186L25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第26頁共67頁合計L汽油1

51、1100070371611809196827煤油210400799416118088281514輕柴油21800082651662566361423重柴油304000848417031582422506重油09416172346586191994水蒸氣613216118028191728內(nèi)回L078941611808786732732L中回流17241149出方合計L入方合計32696104186L6出方合計30811732L由熱平衡得32696104186L30811732L6L60147KG/H或60147/146412千摩/時煤油抽出板上方汽相總量為（117139412257）925煤油

52、蒸汽（即內(nèi)回流）分壓為161412/9250717大氣壓由煤油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算0717大氣壓下的平衡汽化0點溫度。恩氏蒸餾溫度0103050恩氏蒸餾溫差159171179194恩氏蒸餾溫差12815平衡汽化溫差5477常壓平衡汽化溫度191可以用石油煉制工程圖124先換算出常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)工藝流程設計第27頁共67頁0717大氣壓下50點的平衡汽化溫度為189所以0661大氣壓下重柴油的泡點溫度為（1895499）1709與原假設180很接近可認為假設溫度正確。塔頂溫度校核塔頂冷回流的溫度為60其焓值H為1633KJ/KG塔頂溫度為107汽油的焓值為H6068KJ/KG，故塔頂冷回流流量

53、為LQ/（HH），L261910/（60681633）59069KG/時6塔頂油汽量為（1110059069）/957386塔頂油汽分壓為1573757/（37577386）104大氣壓由恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算得汽油常壓露點溫度為1002已知焦點溫度和壓力一次為3285和591大氣壓據(jù)此可在平衡汽化坐標紙上做出平衡汽化100點的PT線如附錄圖1。由該圖可讀得油汽分壓在104大氣壓的露點溫度為1022。這低于塔頂溫度108。043大氣壓的飽和水蒸汽溫度為77這低于塔頂溫度108故水蒸氣處于過熱狀態(tài)不會冷凝。57全塔汽液相負荷分布圖選擇塔內(nèi)幾個有代表性的部位求出各段汽液相負荷就可以做出全塔汽液相負荷分布

54、圖。這里主要計算1、8、9、10、13、17、18、19、22、26、27、30第30層塔板以下熱平衡見表511表511第30層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣462429842033161534內(nèi)回L0910171532488288828L合計入方汽油111000703717153285110881831出方煤油2104007994171532851092229825106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第28頁共67頁輕柴油21800082651715328586191879重柴油304

55、0008484171532858072455重油09416172346586191994水蒸氣46273160146內(nèi)回L084610791079L合計L入方合計32196108828L6出方合計29863101079L故由熱平衡得32196108828L29863101079L66LKG/H410KMOL/H液相負荷L/9101306M/H3氣相負荷VNRT/P（117139100105410）831（3465273）/（017151000）26114M/H3第1層以下塔段的熱平衡見表512512第1層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱

56、量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣613229842033162033內(nèi)回L0712315711629292929L合計L入方汽油11100070371571166275697煤油21040079941611804435933輕柴油218000826517025665271423重柴油304000848417231582422506重油09416175346586191994水蒸氣46271571162702125出方內(nèi)回L07123157116627627L工藝流程設計第29頁共67頁中回流11491724合計L入方合計32695102929L6出方合計2962210627

57、L故由熱平衡得32695102929L2962210627L66L91979KG/H9681KMOL/H液相負荷L91979/71231306260M/H3氣相負荷VNRT/P（37561179681）831（116273）/0157100030075M/H3第8層以下塔段的熱平衡見表513513第8層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣676329842033162243內(nèi)回L078101605162439439L合計L入方汽油1110007037160517457364817煤油210

58、40079941611804477976輕柴油218000826516625665271423重柴油304000848417031582422506重油09416172346586191994水蒸氣46272773內(nèi)回L07810172686686L一回流1149二回流1724出方合計L25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第30頁共67頁入方合計3290710439L6出方合計304110686L故由熱平衡得3290710439L304110686L66LKG/H6645KMOL/H液相負荷L/7811306260M/H3氣相負荷VNRT/P（37561176645）831（162273）/（

59、01721000）24320M/H3第10層以下塔段的熱平衡見表514514第10層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣613229842033162033內(nèi)回L079941615180452452L合計L入方汽油11100070371615188576986855煤油210400799416151885736381549輕柴油218000826516625665271423重柴油304000848417031582422506重油09416172346586191994水蒸氣462716

60、1534652801171內(nèi)回L079941615188574057405L中回流11491724出方合計L工藝流程設計第31頁共67頁入方合計3269510452L6出方合計30822107405L故由熱平衡得3269510452L30822107405L66L63676KG/H419KMOL/H液相負荷L63676/79941306210M/H3氣相負荷VNRT/P（3406117139419）831（1885273）/（016151000）24091M/H3第13層以下塔段的熱平衡見表515，塔熱平衡圖見圖5515第13層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G

61、/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣613229842033162033內(nèi)回L08087163205351045104L合計L入方汽油11100070371632128242915煤油210400799416321279911681輕柴油218000826516625665271423重柴油304000848417031582422506重油09416172346586191994水蒸氣46271632122870175內(nèi)回L0808716321278247824L二回流1724出方合計L25106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第32頁共67頁入方合計326

62、95105104L6出方合計29939107824L故由熱平衡得32695105104L29939107824L66LKG/H832KMOL/H液荷L/802513062882M/H3氣相負荷VNRT/P（3406117139832）831（212273）/（01631000）35324M/H3第17層以下塔段的熱平衡見表516516第17層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣613229842033162033內(nèi)回L081251655239590590L合計L入方汽油1110007037

63、16552485907921008煤油21040079941655248588281857輕柴油218000826516625665271423重柴油304000848417031582422506重油09416172346586191994水蒸氣4627165524852976182內(nèi)回L0812516552485870870L二回流1724出方合計L工藝流程設計第33頁共67頁入方合計3269510590L6出方合計3027810870L故由熱平衡得3269510590L3027810870L66L5KG/H693KMOL/HL5/812513063165M/H3氣相負荷VNRT/P（34

64、06117139693）831（2485273）/（016551000）33836M/H3第19層以下塔段的熱平衡見表517，熱平衡圖見圖6517第19層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣547829842033161817內(nèi)回L082651665256661661L合計L入方汽油11100070371665264459916110煤油210400799416652644592051937輕柴油218000826516652644590371970重柴油30400084841703158

65、2422506重油09416172346586191994水蒸氣462716552644530101648內(nèi)回L08265165526445912912L出方中回流172425106T/A常壓煉油生產(chǎn)工藝設計第34頁共67頁合計L入方合計3247910661L6出方合計3082510912L故由熱平衡得3247910661L3082510912L66L65896KG/H302KMOL/HL65896/82613062104M/H3氣相負荷VNRT/P（3406117139302）831（26445273）/（016651000）23130M/H3第22層以下塔段的熱平衡見表518518第22層以下塔段的熱平衡操作條件焓KJ/KG壓力溫度物料流率KG/H密度G/CM3大氣壓氣相液相熱量、KJ/H106進料10979630662氣提蒸氣547829842033161817內(nèi)回L080911682757745745L合計L入方汽油11100070371682898101251124煤油21040079941682898979062060輕柴油21800082651682898924662016重柴油3040008484170315