年处理量420万吨常减压装置常压塔工艺设计1

北京化工大学 毕 业 设 计（论文） 题目： 年处理量420万吨常减压蒸馏装置工艺设计院 别： 专 业： 化工工艺 班 级： 学 生： 指导教师： 41摘 要本设计主要是以某石化公司常减压为设计原型，主要计算数据取自生产实际。所处理的原料为辽河混合原油，经过初馏塔初步分离后再经过常压塔和减压塔的分离得到不同馏程的馏分油。在采用新工艺、新设备的同时优化了工艺流程，为了节能常压系统采用4台空冷器，为增加处理量，常压炉四路进料四路出料。为使相当数量的中间馏分得到合理利用，因为它们是很多的二次加工原料，又能从中生产国民经济所需的各种润滑油、蜡、沥青的原料。因此本设计采用三段汽化蒸馏，即预汽化常压蒸馏减压蒸馏。关键词：常减压蒸馏； 常压塔；工艺；设计北京工大学毕业设计（论文）目 录第1章 文献综述31.1 常减压蒸馏意义31.2 装置的概况和特点31.3 工艺流程概况41.4 主要原料、工艺及能耗指标7第2章 设计计算122.1 基础数据的换算122.1.1平均沸点122.1.2 确定各馏分相对分子质量和特性因数K142.1.3 确定临界参数142.1.4 确定焦点参数152.1.5 确定平衡汽化温度152.1.6 确定实沸点温度172.1.7 原料及产品的有关参数汇总18第三章 物料衡算193.1 初馏塔的物料衡算193.2 常压塔的物料衡算20第四章 确定塔的相关参数和条件214.1 确定塔板数214.2 确定塔的操作条件214.2.1 确定塔的操作压力214.2.2 确定各侧线及塔底的气提蒸汽量234.2.3 确定过汽化段温度234.2.4 估算塔底温度274.2.5 假定塔顶及各侧线温度274.3 侧线及塔顶温度的校核284.4 塔经计算344.4.1 塔经的初算344.4.2计算出Wmax后再计算适宜的气速Wa354.4.3计算气相空间截面积354.4.4 降液管内流体流速Vd354.4.5计算降液管面积354.4.6塔横截面积Ft的计算364.5 塔高计算36第五章 存在的问题和设想375.1存在问题375.2设想375.3三废的处理情况及噪声的消除37总结38参考文献39致谢40诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业设计年处理量420万吨常减压蒸馏装置工艺设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日期： 年 月 日第1章 设计概述1.1 常减压蒸馏的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常减压塔的分离效果，是否获得高收率、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，日益重要，对提高炼油企业的经济效益也具有重要意义。1.2 装置的概况和特点本设计主要以某石化公司常减压为设计原型，主要数据取自生产实际。所处理的原料为辽河混合原油，经过初馏塔初步分离后再经过常压塔和减压塔的分离得到不同馏程的馏分油。辽河混合原油属于低硫中间基原油，含环烷酸多根据原油的性质、特点和市场的需求主要生产重整汽油、航空煤油、轻柴油、重柴油、混合蜡油、渣油等。装置由原油电脱盐、常减压蒸馏、渣油减粘裂化、航煤精制部分组成。根据加工含环烷酸原油的特点，结合加工含环烷酸原油的经验，优化了设备选型及选材，初馏塔、常压塔塔盘为浮阀塔盘。减压塔采用规整填料，处理物料能力大，汽、液接触均匀，传质效果较好。为实现装置长周期运行，高温部位设备和管线全部采用不锈钢材质，以达到防腐的目的。初顶、常顶用空冷代替水冷，节约了用水量，也减少了三废处理量。 常压塔采用二个中段循环回流，以使塔内汽、液相负荷分布均匀，提高塔的处理能力，减小塔顶冷凝器的负荷。为了降低减压塔内真空高度，降低塔内绝对压力，使高沸点的馏分油可以在较低温度的条件下汽化，所以减压塔采用二级抽真空器。即蒸汽喷射泵和水环抽真空泵。在采用新工艺、新设备的同时优化了工艺流程，为了节能常压系统采用4台空冷器，为增加处理量，常压炉四路进料四路出料。环烷酸对金属的腐蚀一般发生在介质流速高和涡流状态处，其温度范围为230280和350400。常减压蒸馏装置受环烷酸腐蚀较重的部位常发现在下述几处：常压炉出口部分炉管；减压炉全部炉管；常减压炉转油线和塔汽化段。采取的防护措施除原油住碱外，适当地增加炉子转油线尺寸以降低介质流速，并结合具体条件选用耐腐蚀材质，可以减少有关部位的腐蚀速率。综上所述，在采取了“一脱四注”的综合措施后，常减压蒸馏装置有关系统的腐蚀率大大下降。为使相当数量的中间馏分得到合理利用，因为它们是很多的二次加工原料，又能从中生产国民经济所需的各种润滑油、蜡、沥青的原料。因此本设计采用三段汽化蒸馏。即预汽化常压蒸馏减压蒸馏。常减压装置生产方案根据产品使用性能和当前市场对产品的需求，确定常压塔侧线的数目为三个，即航煤、轻柴、重柴。各个组分切割温度的确定：塔顶温度为115的原因：因为塔顶的产品为汽油（它的实际切割温度为：初馏点180 ）而在实际生产的汽油做为去重整的原料，根据重整原料的要求所以常压塔顶温度为115。各馏分间的切割温度分别为：汽油到航煤为140、航煤到轻柴为255、轻柴到重柴为320。 1.3 工艺流程概况常减压蒸馏利用精馏原理根据原油中各个组分的挥发度（沸点）不同，在一定的工艺条件下分离出各馏份产品（瓦斯、直馏汽油、直馏柴油、蜡油、渣油）。原油由原油罐区经泵送入常减压装置的原油泵(B-701)入口，泵出口经过初馏塔进料控制阀（LI-101）后分成两路，一路经原油-常一线一次换热器H-712、原油-减顶二换热器H-711换热。另一路经原油-减一线一次换热器H-701、原油-常二线二次换热器H-715AB、原油-常二线二次换热器H-702换热。换热后的两路原油混合温度达到130左右进入电脱盐装置。一、二级电脱盐入口注入破乳剂、水，经混合阀与原油充分混合后进入电脱盐罐，在高压交直流电场的作用下，把原油中的大部分盐和水分脱除出来。脱后原油再分成两路换热：一路经原油-渣油四次换热器H-713、原油-常二中一次换热器H-716、原油-常二线一次换热器H-715、原油-减顶二次换热器H-714换热。一路经原油-渣油三次换热器H-703、原油-减一线换热器H-704、原油-减顶一次换热器H-705、原油-常一中一次换热器H-706换热，两路混合后温度达到200左右，进入初馏塔。初馏塔塔顶油气馏出后经空冷H-736A-L、后冷H-737AB冷凝冷却后进入蒸顶回流罐，其中不凝气-瓦斯进入瓦斯罐后分两路：一路去常压炉，一路去火炬。回流罐内汽油经初顶回流泵(B-704)抽出后，一路经回流控制阀(FRC-105)做回流返回塔内控制塔顶温度，另一路经出装置控制阀(LRC-103)送入轻污油去集油罐，蒸顶汽油去油品。初馏塔底拔头油由塔底泵(B-702)抽出后，分成两路换热，一路经拔头油-减二线换热器H-707、拔头油-减渣二次换热器H-708、拔头油-常三线一次换热器H-709、拔头油-减渣一次换热，另一路经拔头油-减一中一次换热器H-717、拔头油-渣油二次换热器H-718、拔头油-减三线一次换热器H-719、拔头油-减渣一次换热器H-720换热，换热后的两路拔头油混合温度达到310左右，然后进入常压炉加热。拔头油经常压炉四路进料控制阀（FIC-201、FIC-202、FIC-203、FIC-204）进入常压炉对流室，加热到310出来后进入辐射室，加热到365进入常压塔。常压塔塔顶油气馏出后经空冷H-739A-J、后冷H-740AB冷凝冷却后进入常顶回流罐，其中不凝气-瓦斯进入瓦斯罐后分两路：一路去常压炉，一路去火炬。回流罐内汽油经常顶回流泵(B-710)抽出，一路经回流控制阀(FIC-201)做回流返回塔内控制塔顶温度，另一路经出装置控制阀(LIC-205)送入电精制装置碱洗后去储罐或去重整装置。常一线从39层塔板抽出后入汽提塔，汽相返回塔内42层，汽提塔底油经航煤重沸器加热后返回汽提塔，液相由常一线泵B-711抽出，经氧化锌罐、常一线-原油一次换热器H-712 换热后，经过H-732冷却后经脱水罐、浸酸活性炭罐精制后出装置。常一中由常压塔35层抽出，经泵（B-707），送至常一中-原油脱后二次换热器H-706、常一中蒸发器H-725，换热到145后返回塔内37层。 常二线由常压塔27层抽出后进入汽提塔，汽提塔底吹入蒸汽，汽相返回常压塔31层。液相由常二线泵（B-712）抽出经常二线-原油脱后四次换热器H-715、常二线-原油脱后二次换热器H-728、换热经H-733冷却后，轻柴去油品。 常二中由常压塔22层经泵（B-701）抽出，送至常二中-拔头油二次换热器H-716换热，经蒸发器H-727，换热到240后返回塔内25层。常三线由塔15层馏出后进入汽提塔，汽提塔底可吹入蒸汽，汽相返回塔内18层，液相经常三线泵（B-703）抽出，送至常三线-原油脱后三次换热器H-706、常三线-软化水换热器H-726换热，经H-741冷却后并入重污油做为重柴油出装置。 常压塔底重油经泵（B-709）抽出后分成四路经减压炉四路进料控制阀（DJC-203、DJC-204、DJC-205、DJC-206）进入减压炉对流室，加热到365出来后进入辐射室，加热到385进入减压塔， 在减压系统出现故障时也可以不进入减压炉而直接入渣油系统即甩减压。减压塔塔顶汽相经减顶冷却器冷却后，液相通过大气脚流入水封罐，汽相通过一级抽真空器抽出后，液相通过大气脚流入水封罐，汽相经一级冷却器冷却后进入二级抽真空器，经过二级抽真空器抽出后，液相通过大气脚流入水封罐，汽相经二级冷却器冷却后，液相通过大气脚流入水封罐，汽相通过减顶瓦斯罐去加热炉做燃料。汽相经一级冷却器冷却后也可以进入真空泵，经过真空泵抽出后，液相流入地沟，汽相通过减顶瓦斯罐去加热炉做燃料。水封罐内的水通过控制阀排入地沟，减顶油则流入产品罐，再经泵B-231打入脱水罐，一路并蜡油，一路并轻柴。 减一线蜡油由一线集油箱抽出，通过泵（B-232）送至减一线-原油脱前一次换热器H-704换热后分成两路，一路经回流控制阀(FI-209)做回流返回塔顶；一路经出装置控制阀(FI-201)并蜡油或轻柴油。 减二线蜡油由二线集油箱抽出，通过泵（B-233）送至蒸发器H-724，减二线-原油脱前三次换热器H-707换热后分成两路，一路经过减二中回流控制阀(FIC-210)做回流返回塔内，另一路经出装置控制阀(FI-202)并蜡油。 减三线蜡油由三线集油箱抽出，通过泵(B-234) 送出后分成两路，一路经减三线-拔头油一次换热器H-723、减三线-原油脱后三次换热器H-719换热，一部分经过减三中回流控制阀(FIC-211)返回塔内做回流，另一部分再经蒸发器H-703换热，然后经出装置控制阀(FI-203)并入蜡油。 渣油系统分成两路换热，一路经渣油-拔头油三次换热器H-720、渣油-拔头油二次换热器H-718、渣油-原油脱后四次换热器H-713、渣油-原油冷却器H-735换热，另一路经渣油-拔头油二次换热器H-710、渣油-拔头油三次换热器H-708、渣油-拔头油一次换热器换热器H-703、渣油-原油冷却器H-720换热，两路换热混合后经过水箱（正常生产时不投用）分成两路，另一路去减粘。1.4 主要原料、工艺及能耗指标从相关数据中表明常减压蒸馏装置能耗约占炼厂总能耗的1/5，是炼油工业中的能耗大户。因此蒸馏装置节能工作的好坏直接影响炼油工业能耗指标。蒸馏装置的节能途径：（1）本装置由于处理量大，所以多采用一个初馏塔形成三段汽化的方式，从而可减少加热炉热负荷降低损耗。（2）由于二中的热量较大，从初底出来的拔头油和二中进行换热达到降低常压炉负荷的目的。（3）采用换热系统：原料油与常压塔侧线、减压塔侧线进行换热，这样即可以提高进料温度降低常压炉的热负荷可以达到节能的目的。（4）减压塔顶增加一台水环真空泵可进一步降低塔顶压力提高减压塔拔出率。 表1.1 原材料指标原材料名称项 目单 位指 标原 油含 水%2.0脱后原油含 盐Mg/g3含 水%0.3表1.2 半成品、成品主要指标汽油质量指标蒸顶汽油干点170常顶汽油干点170常一线质量指标98%点260闪点38柴油质量指标95%点3650#柴油凝固点04-10#柴油凝固点-104-20#柴油凝固点-204注：凝固点与95%点控制其中一项混合蜡油残炭0.3表1.3 公用工程（水、电、汽、风等）名 称要 求 指 标循环水温度30循环水压力0.4Mpa系统蒸汽压力0.81.0 MPa仪表风压力0.3Mpa燃料油压力1.0Mpa高压瓦斯压力0.20.5 MPa封 油 压 力2.0Mpa循环冷却水供水温度30回水温度40供水压力0.35Mpa回水压力0.20MpaPH值69浑浊度2000mg/l污垢系数0.0004m2h/kcal电量高压电压6000V10%频率501Hz低压电压380V/220V5%频率501Hz仪表压缩空气0.4MPaG下露点-20温度常温压力0.4Mpa表1.4 原材料消耗、公用工程消耗及能耗指标序号名称单位数量备注1原料2燃料油+燃料气kg/h4605.753电KWh/h3673.84循环水t/h17375新鲜水t/h7.1636软化水t/h19.9027污水t/h10.3880.9Mpa蒸汽t/h7.60990.3Mpa蒸汽t/h5.89表 1.5 塔类序号工艺编号设备名称规格型号结构形式容积m3操作压力Mpa操作温度1T-701初馏塔300054154浮阀3750.083002T-702常压塔400044070浮阀5530.1633553T-203减压塔6400/420035145填料908.2-0.0934404T-703常一线汽提塔1200750210浮阀80.083505T-704常二线汽提塔1200655010浮阀80.082506T-705常三线汽提塔1200600012浮阀80.083507T-101A脱水塔1200680016填料8.31.7常温表 1.6 换热器类序号工艺编号设备名称规格型号壳程介质介质压力 Mpa压力Mpa1H-701A原油/常一线BES1000-4.0-265-6/25-416MnR原油2.31.52H-702A原油/常顶循环FB900-220-25-216MnR原油2.51.53H-703A原油/常三线FB700-125-25-216MnR重柴1.82.34H-705A原油/常一中FB700-125-40-416MnR原油2.325H-706A原油/常三线FB700-125-25-216MnR重柴226H-709A原油/常二中BES800-4.0-160-6/25-416MnR原油1.827H-714A原油/减三线BES1100-40-365-6/25-216MnR蜡油2.328H-718A原油/常二线FB700-120-25-416MnR原油21.89H-719A原油/减三线FB1100-330-25-416MnR原油2210H-721A拔头油/减三线RBEU900-4.0-205-6/25-418-8蜡油22.511H-727A减四线蒸发器FB1000-265-40-416MnR软化水20.912H-728A常三线冷却器FB700-125-25-416MnR重柴1.50.513H-730A初侧冷却器FB700-120-25-416MnR汽油0.40.514H-731A减一中冷却器FB800-160-25-416MnR蜡油1.80.515H-732A常一线冷却器FB600-90-40-416MnR航煤1.50.516H-733A常二线冷却器FB700-120-25-416MnR柴油1.50.517H-735C减一线冷却器FB700-125-25-216MnR蜡油1.8118H-736ABCDEFGH初顶空冷P93-4-3020/129-16Ra16MnR初顶油汽0.419H-739常顶空冷P93-4-3020/128-16Ra常顶油汽0.420H-740A常顶后冷BES900-1.6-219.1-6/2516MnR汽油0.40.421H-741常三空冷SL93-4-2440/129-25Rb1.522H-743减一线/原油BES900-4.0-265-6/25-416MnR原油23H-230A减顶冷却器FLB1100-350-16-416MnR柴油00.424H-231A减顶一级冷却器FLB1100-350-16-416MnR柴油00.425H-232A减顶二级冷却器FLB1100-350-16-416MnR柴油00.4第2章 设计计算2.1 基础数据的换算2.1.1平均沸点（1）体积平均沸点t体即恩氏蒸馏体积为10%，30%，50%，70%，90%时的五个馏出温度平均值：主要用来求定其它难以直接测定的平均沸点。物料产品的恩氏蒸馏数据汽油馏出体积，%1030507090温度，8298108117139=108.8与上述同样方法计算出其他物料的体积平均沸点见表2.1。表2.1 体积平均沸点汇总表物料产品的恩氏蒸馏数据体积平均沸点，体积，%01030507090100汽油508298108117139148108.8航煤140153165171187199220175轻柴油195231254272301338355279.2重柴油279315388413433453465400.4原油266342390425450366.6利用体积平均沸点查教材69页图3-4可求出中平均沸点、质量平均沸点、实分子平均沸点。（2）中平均沸点恩氏蒸馏1090%斜率：汽油： =0.7125航煤： =0.575轻柴油：=1.3375重柴油：=1.725由教材69页图3-4查得中平均沸点校正值，则中平均沸点=体积平均沸点+校正值，计算结果见表2.2。表2.2 中平均沸点汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油体积平均沸点，108.8175279.2400.4中平均沸点校正值，-4-3-7-8中平均沸点，104.8172272.2392.4（3）质量平均沸点 同理由教材69页图3-4查得质量平均沸点的校正值，则质量平均沸点=体积平均沸点+校正值，计算结果见表2.3。表2.3 重量平均沸点汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油体积平均沸点，108.8175279.2400.4重量平均沸点校正值，+1.8+1+2.8+2.6重量平均沸点，110.6176282403（4）实分子平均沸点同理由教材69页图3-4查得实分子平均沸点校正值，实分子平均沸点=体积平均沸点+校正值，计算结果见表2.4。表2.4 实分子平均沸点汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油体积平均沸点，108.8175279.2400.4实分子平均沸点校正值，-7-5-13-14.4实分子平均沸点，101.8170266.23862.1.2 确定各馏分相对分子质量和特性因数K（1）比重指数APIAPI=141.5/( +d)-131.5-相对密度；d-校正值，范围0.00370.0051。由石油加工工艺学上册查取d，教材76页图3-6查并计算。结果见表2.5。表2.5 比重指数汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油0.73960.77840.85820.9057相对分子质量106141212335d0.00490.00460.00420.0039比重指数API58.5649.232.629.04（2）特性因数K根据介质的密度与中平均沸点，查教材76页图3-6，特性因数K见表2.6。表2.6 特性因数汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油原油特性因数11.8511.8911.511.6911.252.1.3 确定临界参数（1）临界温度查石油化工工艺计算图表图2-3-7石油馏分真、假临界温度如表2.7。表2.7 真、假临界温度汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油T真，K570632735840T假，K555622730830（2）临界压力查石油化工工艺计算图表图2-3-8，教材89页图3-12，得到石油馏分真、假临界压力见表2.8表2.8 真、假临界压力汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油P真，MPa4.453.852.21.5P假，MPa3.152.491.951.312.1.4 确定焦点参数查石油化工工艺计算图表图2-2-18、图2-2-20，由平均沸点和恩氏蒸馏斜率查得焦点温度与临界温度差、焦点压力与临界压力差。焦点温度=真临界温度+（焦点温度-临界温度）焦点压力=真临界压力+（焦点压力-临界压力）表2.9 焦点温度、焦点压力汇总表物料汽油航煤轻柴油重柴油焦点温度-临界温度，46303223焦点温度，K616662767863焦点压力-临界压力，MPa1.7730.91190.65860.4762焦点压力，MPa6.2234.76192.85861.97622.1.5 确定平衡汽化温度根据恩氏蒸馏50%点温度,查石油化工工艺计算图表图2-2-3，得平衡汽化曲线50%点温度；根据恩氏蒸馏各段温差查从而求出平衡汽化各点温度。汽油：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，508298108117139148恩氏蒸馏温差， 32 16 10 9 22 9平衡汽化温度差，14 9 4.8 3.9 9 2.4平衡汽化50%点温度，108-8=100平衡汽化温度72.286.295.2100103.9112.9115.3航煤：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，140153165171187199220恩氏蒸馏温差， 13 12 6 16 12 21平衡汽化温度差， 4.5 6.2 2.5 6.8 4. 2 6.2平衡汽化50%点温度，171-1.5=169.5平衡汽化温度，156.5160.8167169.5176.3180.5186.7轻柴：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，195231254272301338355恩氏蒸馏温差， 36 23 18 29 37 17平衡汽化温度差， 16 12.5 8.5 15 21 7 平衡汽化50%点温度，272+4=276平衡汽化温度，239255267.5276291312319重柴：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，279315388413433453465恩氏蒸馏温差， 36 73 25 20 20 12平衡汽化温度差， 17 54.2 13.5 9 9 3.2平衡汽化50%点温度， 413+18=431平衡汽化温度，346.3363.3417.5431440449452.2原油：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，200256332380415450恩氏蒸馏温差， 56 76 48 35 35平衡汽化温度差， 32 58 31 20 19平衡汽化50%点温度， 380+8=388平衡汽化温度，2672993573884084272.1.6 确定实沸点温度根据各馏分恩氏蒸馏50%点温度,查石油化工工艺计算图表图2-2-3，得其实沸点蒸馏50%点温度；及各段温差从而求出各馏分实沸点蒸馏各点温度。恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，508298108117139148恩氏蒸馏温差， 32 16 10 9 22 9实沸点蒸馏温度差， 52 37 17 14 30 10实沸点蒸馏50%点温度， 108+0.5=108.5实沸点蒸馏温度，2.554.591.5108.5122.5152.5162.5汽油、航煤：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，140153165171187199220恩氏蒸馏温差， 13 12 6 16 12 21实沸点蒸馏温度差， 25 22.2 10.5 23 16 23实沸点蒸馏50%点温度， 171+3.5=174.5实沸点蒸馏温度116.8141.8164174.5197.5213.5236.5轻柴：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，195231254272301338355恩氏蒸馏温差， 36 23 18 29 37 17实沸点蒸馏温度差， 54 37 27 37 42.5 19实沸点蒸馏50%点温度， 272+11.5=283.5实沸点蒸馏温度，165.5219.5256.5283.5320.5363382重柴：恩氏蒸馏（体），%01030507090100恩氏蒸馏温度，279315388413433453465恩氏蒸馏温差， 36 73 25 20 20 12实沸点蒸馏温度差， 54 82 36 27.5 25.5 14实沸点蒸馏50%点温度， 413+38.5=451.5实沸点蒸馏温度，279.5333.5415.5451.5479504.5518.5原油：恩氏蒸馏（体）%01030507090100恩氏蒸馏温度2563323804154恩氏蒸馏温差 76 48 35 实沸点蒸馏温度差 85 58 43 实沸点蒸馏50%点温度 380+29.5=409.5实沸点蒸馏温度265.5351.5409.5452.52.1.7 原料及产品的有关参数汇总表2.10 原料及产品得有关参数汇总表物料密度平均沸点特性因数K分子量临界参数焦点参数kg/m3体积中分子温度压力Mpa温度压力Mpa汽油749.8108.8104.8101.811.851065704.456166.223航煤796.217517217011.891416323.856624.7619轻柴867.1279.2272.2266.211.52127352.27672.8586重柴912.1400.4392.438611.693358401.58621.9762原油947374.6352341.611.25281第三章 物料衡算3.1 初馏塔的物料衡算表3.1 初馏塔的物料衡算表项目物料质量分率，%产量，103kg/h入方原油1001175水分0.33.525入方合计出方汽油1.76420.727水分0.33.525损失0.33.525拔头油97.9361150出方合计1001177.8初馏塔的物料衡算：入方：原油：420万吨/年=4.2106103/8000=0.385kg/h 水分：0.3850.003=1155 kg/h出方： 初顶汽油=10727kg/h 进入常压塔的拔头油量：1755103-（20727+1155）=1050103kg/h3.2 常压塔的物料衡算表3.2 常压塔物料平衡表项目物料质量分率，%体积分率，%质量流率，kg/h摩尔流率，kmol/h入方拔头油1001001150000出方常顶汽油0.7710.9658866.583.65航煤5.136.10158995418.40轻柴12.5613.549144440681.32重柴2.963.02634040101.61常底重油78.5876.098903670合计1001001150000第四章 确定塔的相关参数条件4.1 确定塔板数参考塔的工艺计算表1.3到1.5确定常压塔的各产品抽出层的塔板数：汽油航煤： 13层 航煤轻柴： 9层 轻柴重柴： 9层 重柴汽化段：11层 塔底汽提段： 4层 取两个中段循环回流，每个中段循环回流用3层换热塔板，则共6层,全塔塔板数总计52层。4.2 确定塔的操作条件4.2.1 确定塔的操作压力（1）确定塔顶压力回流罐压力：0.13Mpa 空冷器压降：0.01Mpa 后冷器压降：0.018Mpa 管线压降： 0.005Mpa参考塔的工艺计算,本设计塔顶采用二级冷凝、冷却（即一台空冷，一台水冷），根据实际塔顶产品罐压力、空冷、后冷及管线总压力，则： =0.01+0.13+0.018+0.005=0.163Mpa（2）确定塔板压力降参考塔的工艺计算表1-8,取每层塔板压力降为0.5kPa。（3）推算各关键部位压力由炉出口压力=转油线压力+汽化段压力，计算各侧线抽出层及汽化段、炉出口压力如下：:0.163+0.5 Mpa:0.163+0.5=0.1755 Mpa Mpa（4）常压塔草图如图4-1图4-1 常压塔4.2.2 确定各侧线及塔底的气提蒸汽量参考石油炼制工程表7-12，本设计实际蒸汽数据量数据，计算各段汽提蒸汽量为：物料占侧线质量，%汽提的蒸汽量kg/hkmol/h二线轻柴油34335.2240.73三线重柴油2.8953.1252.95常底重油218073.41004.08合计23359.721297.764.2.3 确定过汽化段温度（1）计算过汽化油量按照塔的工艺计算表1-7选用汽化段的过汽化油量占进料油质量的3%，取过汽化油与重柴油的相对分子质量相等，则：过汽化油量为11500000.03=34500Kg/h=103kmol/h （2）计算原料油在汽化段的汽化率eF（体积分率） eF= eF=0.965+6.101+13.5+3.02+3.1026.7%（3）确定汽化段的油气分压汽化段油气总摩尔数:n=83.65+418.4+681.32+101.61+103=1387.98 kmol/h汽化段油气和水蒸汽的总摩尔数:n=1387.98+1004.08=2392.06kmol/h汽化段油气摩尔分数:y=1387.98/2392.06=0.58根据分压定律 Pi=Pyi 汽化段油气分压: Mpa则0.1081000/101.3=1.07atm（4）确定汽化段温度汽化段温度应是在汽化段油气分压下入塔油料达到汽化率eF=26.7%的平衡汽化温度。为此绘出原油在常压下的实沸点蒸馏曲线1和原油平衡汽化曲2的图。上述两曲线交点温度为350，过交点做垂直横坐标垂线A；将此交点温度350换算油气分压为1.07atm下的温度358，从图4-2垂线A上找到358之点，过此点作平行于原油平衡汽化曲线2的曲线4，得到的曲线4即为原油在汽化段油气分压下的平衡汽化曲线，在曲线4上可以查得汽化率为26.7%时汽化段温度=355。（5）确定炉出口温度同理，从图4-2垂线上找到炉出口压力下的平衡汽化温度点，过此点作原油平衡汽化曲线2的平行曲线3，图中的曲线3即为原油在炉出口压力下的平衡汽化曲线，由曲线3根据航煤生产方案，确定炉出口温度为365。通过热平衡校核已确定的确定炉出口温度。利用石油炼制工程图1-40查出汽化段油品在354的热焓值，计算出进料油带入汽化段的热量见表4.1温度体积分率%图4-2原油的实沸点曲线与平衡汽化曲线重柴油液相量=进料量/表4. 1 进料带入汽化段的量QF（P=1.28Mpa，t=355）物料流量，kg/h相态温度热焓，kJ/kg热量104kJ/h常顶汽油8866.5气3551172.361039.47航煤58995气3551130.496669.33轻柴油144440气3551088.6215724.03重柴油34040气3551067.693634.42过汽化油34500气3551067.693684.26常底油903670液355921.1483264.15总计114015.65表4.2 进料在加热炉出口处的热量QF（P=0.189 MPa，T=365）物料名称流量，kg/h相态温度热焓 kJ/kg热量104kJ/h常顶汽油8866.5气3651172.361039.47航煤58995气3651151.436792.86轻柴油144440气3651130.4916328.80重柴油24517.6气3651109.562720.379982.4液3651004.81003.03常底油903670液365983.9588916.61总计116801.15=991.4kJ/kg,hohF，所以成立。4.2.4 估算塔底温度取塔底温度比汽化段温度低10，塔底温度为355-10=345。4.2.5 假定塔顶及各侧线温度（1）假设塔顶及各侧线温度参考同类装置数据，假设塔顶及各侧线温度如下：塔顶： 115 航煤抽出层温度： 155轻柴油抽出温度： 245 重柴油抽出层温度： 335（2）确定全塔回流取热按上述假设温度条件，通过石油炼制工程图1-40石油馏分焓图，查出各馏分在不同温度、不同相态的焓值作全塔热平衡见表2.15。表2.15 全塔热平衡物料名称流量，kg/h温度，焓，kJ/Kg比重，d420热量104kJ/h气液入方常顶汽油8866.53651172.360.73961039.47航煤589953651151.430.77846792.86轻柴油1444403651130.490.858216328.80重柴油24517.63651109.560.90572720.379982.43651004.80.90571003.03常底油903670365983.950.956088916.61水蒸气23359.724203319.877755.12合计124556.27出方常顶汽油8866.5115898.740.7396796.87航煤58995155418.70.77842470.12轻柴油144440245611.40.85828831.06重柴油340403358450.90572876.38常底油903670345879.240.905779454.28水蒸气23359.721152705.60.95606320.21合计100222.05水蒸汽:选择3个大气压，420的过热水蒸气则全塔回流取热量为：1245562700-1002220500=243342200kJ/h（3）回流方式及回流热分配常压塔采用冷回流和两个中段循环回流，回流取热分配如下：冷回流取热 50% Q冷=2433422000.5=121671100kJ/h一中取热 25% Q一=2433422000.25=60835550kJ/h二中取热 25% Q二=2433422000.25=60835550kJ/h4.3侧线及塔顶温度的校核（1）重柴油抽出板(15层)的温度按图4-3作第15层以下塔段的热平衡，热平衡数据见表4.16（下页）图4.2塔的热平衡示意图表 4.16 第15层以下塔段的热平衡汇总表物料名称流量，kg/h温度，焓，kJ/Kg比重，d420热量104kJ/h气液入方常顶汽油8866.53651172.360.73961039.47航煤589953651151.430.77846792.86轻柴油1444403651130.490.858216328.80重柴油24517.63651109.560.90572720.379982.43651004.80.90571003.03常底重油903670365983.9588916.61水蒸气18073.44203319.876000.1内回流L327.5824.80.9017824.8L合计122801.24+824.8L出方常顶汽油8866.53351124.200.7396996.77航煤589953351094.90.77846459.36轻柴油1444403351061.40.858215330.86重柴油34040335860.40.90572928.8常底油903670345879.240.956079454.28水蒸气23359.723353144.95683.