2.0Mta大庆油田原油常压蒸馏工艺设计

成人高等教育毕业设计论文题 目_学 生_联系 指导教师_评 阅 人_教学站点_专 业_完成日期_成人高等教育毕业设计论文任务书论文题目学生姓名教学站专业班级内容与要求1.石油的概述1.1常减压蒸馏的概述1.2炼油工艺流程图1.3 设计内容2原油的预处理2.1 原油预处理的目的与作用2.2 根本原理2.3 原油预处理的主要途径3工艺参数的设计计算3.1 根底数据和原油的实沸点及窄馏分数据3.2原油实沸点蒸馏曲线的绘制3.3常压塔工艺设计3.4侧线温度及塔顶温度的校核3.5全塔的气液负荷分布4. 塔设备的设计计算4.1塔径的初算4.2 浮阀数及开孔率的计算4.3 溢流堰及降液管的设计4.4 水力计算4.5 塔板上的适宜操作区和负荷上下限4.6 塔的内部工艺结构4.7 塔高5. 换热流程5.1 换热流程图5.2 换热流程的计算5.3 热量的利用率总结设计论文起止时间20 年 月 日至20 年 月 日指导教师签名学生签名 年 月 日成人高等教育专科毕业设计论文审查意见表学生姓名教学站点专业、班级论文题目序号评审工程指 标分值评分1工作态度对待工作严肃认真，学习态度端正。2能够正确处理工学矛盾，按照要求按时完成各阶段工作任务。22工作能力与水平能够综合和正确利用各种途径收集信息，获取新知识。1能够应用根底理论与专业知识，独立分析和解决实际问题。1毕业设计论文所得结论具有应用或参考价值。1根本具备独立从事本专业工作的能力。13论文质量论文条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺。2方法科学、论证充分；专业名词术语使用准确。2设计类计算正确，工艺可行，设计图纸质量高，标准使用标准。4工 作 量论文正文字数到达8000及以上。缺乏8000字的，每少500字扣2分。85论文格式论文正文字体字号使用正确，图表标注标准。3论文排版、打印、装订符合?西安石油大学继续教育学院毕业设计论文撰写标准?的要求。66创 新工作中有创新意识；对前人工作有改良、突破，或有独特见解。1 是否同意参加评阅填写同意或者不同意:总分30说明有以下情况之一的毕业设计论文不得参加评阅：1、毕业设计论文选题或内容与所学专业不相符的；2、毕业设计论文因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同，被认定为雷同的；3、正文字数缺乏6000字的。评语：指导教师： 年 月 日成人高等教育专科毕业设计论文评阅意见表学生姓名教学站点专业、班级论文题目序号评审工程指 标总分值评分1选 题毕业设计论文选题难易程度适中，具有实际或理论意义。52论文质量毕业设计论文能反映学生对所学的根底理论与专业知识进行综合运用的能力。5条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺。5方法科学，论证充分；专业名词术语准确。5设计类计算正确，工艺可行，设计图纸质量高，标准使用标准。3工 作 量完成任务书规定的内容。论文正文字数到达8000及以上。缺乏8000字的，每少500字扣5分。204规 范 化论文正文字体字号使用正确，图表标注标准。10论文排版、打印、装订符合?西安石油大学继续教育学院毕业设计论文撰写标准?的要求。155创 新对前人工作有改良、突破，或有独特见解5总分70说明有以下情况之一的毕业设计论文按“0分记：1、毕业设计论文审查成绩单中的审查成绩栏内为“取消字样的；2、毕业设计论文选题或内容与所学专业不符的；3、毕业设计论文因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同，被认定为雷同的；4、正文字数缺乏6000字的。评语：评阅人： 年 月 日 2.0Mt/a大庆油田原油常压蒸馏工艺设计摘 要 本次设计根本是针对年处理量145万吨原油的常压蒸馏设计。自2021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-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。其中重要的别离设备常压塔的设计，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，效益高的思想对混合原油进行常压蒸馏设计。设计的根本方案是：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、一个常压塔以及假设干台换热器完善的 换热流程应到达要求：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次换热到达工艺要求， 换热效率是65.9%,另外本设计利用了Aspen Plus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：原油；石化工艺：常压蒸馏；物料衡算；热量衡算；塔；热交换换热2.0Mt / a atmospheric distillation of crude oil in Daqing oil field designAbstract：This design mainly regards with which Daqing crude oil is distilled by a process capacity of 1.45106t/a at normal pressure . With the 2021s global financial crisis spread worldwide , the global price , particularly the rapid increase of oil price are staggering . In addition , with the general rise in worlds oil price , the largest Industry with the only deficit-Petrochemical Indus-try, whos facing with tough challenges. So certain new breakthroughs must be made in the processes. As a part of crude oil processing technique ,the normal pressures distillation of crude oil is very important in the whole processing schemes of crude oil and refineries，and its operation status directly affects the very continuing machine process . There are a kind of important separate equipment-normal pressures columns ,which is the key to attain high efficient , high quality oil. In recent years , firstly the distillation technique of normal pressure ,and manage experience were innovated constantly ;secondly, the equipment, the effect of saving energy is remarkable; thirdly product quality improves greatly. But when compared with the international advanced technique, it still has a long distance to go . In order to improve the productivity of crude oil , In the principle of the shoestring , lowenergy consumption , high-efficiency, and designing the very normal pressures distillation of Daqing commingled crude oil. The designs basic scheme is : The atmospheric tower is adopted . The column Abstract forthe distillation has three lateral line .Its tower top extracts gasoline and three lateral lines respectively extract kerosene, light diesel fuel, heavy diesel fuel. To design a distillation device with a prefractionator，a atmospheric column with a piece of gasification. This device consists of a tubular-furnace , a prefractionator ,a atmospheric column ,several heat exchangers, cooling condensers and pumps .This procedure is simple ; Investment and the cost of operation is quite low. According to this design device ,we can attain 350 360 some fractions previously . Then they can be used to be naphtha ,gasoline ,kerosene ,light diesel fuel, heavy diesel fuel products etc ,and they can be used to be reforming chemical engineerings raw material. Other tower cans heavy oil can be as raw material of steel industries or other industries. At all under certain condition, they can be used as raw material of catalytic cracking and hydrocracking .This design adopts 31 block floating valve trays .The process contains 856 valves. Tower distance is 0.8m. Tower diameter is2.4m.Tower level is 26.582m.Heat exchangers process reach to the techniques requirement by 12 time heat exchangers processing .The heat exchangers efficiency is 65.9%. In addition, the design makes use of Aspen Plus to meet the need of calculation of feed and energy ,the CAD is also used to complete the graphs of the craft and the tower. Keywords: Oil; Petrochemical process: Atmospheric distillation; Material balance; Heat balance; Tower; Heat exchange目 录前言71.1石油的概述7石油的组成与性质7石油的现状及走势71.2常减压蒸馏的概述7常减压蒸馏7装置设备的考虑因素91.3炼油工艺流程图91.4 设计内容131.4.1 原料与装置131.4.2 设计步骤13本章小结152原油的预处理152.1 原油预处理的目的与作用152.2 根本原理152.3 原油预处理的主要途径16本章小结163工艺参数的设计计算163.1 根底数据和原油的实沸点及窄馏分数据163.1.1 根底数据16原油的实沸点及窄馏分数据163.2原油实沸点蒸馏曲线的绘制183.3常压塔工艺设计213.3.1 各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算213.3.2 产品的有关数据计算23物料衡算24确定塔板数和汽提蒸馏用量25精馏塔计算草图26操作压力26汽化段温度27塔底温度283.3.9 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配293.4侧线温度及塔顶温度的校核29柴油抽出板第24层温度30煤油抽出板第11层温度31常压塔的模拟及应用(Aspen Plus核算及优化333.5全塔的气液负荷分布45塔顶第一块板上方的气液负荷45中段循环回流抽出板下方的气液相负荷48煤油抽出板上方的气液相负荷49各段气液相负荷列表51本章小结514. 塔设备的设计计算524.1塔径的初算524.2 浮阀数及开孔率的计算544.2.1 浮阀数及开孔率的计算554.3 溢流堰及降液管的设计554.3.1 液体在塔板上的流动型式554.3.2 溢流堰的设计554.3.3 溢流堰高度及塔板上清液层高度的设计564.3.4 液体在降液管的停留时间及流速564.3.5 降液管底缘距塔板高度564.4 水力计算564.4.1 塔板压力降56雾沫夹带574.4.3 泄露574.4.4 淹塔情况574.4.5 降液管的负荷584.5 塔板上的适宜操作区和负荷上下限584.5.1 雾沫夹带线584.5.2 液泛线59液相负荷上限线59漏液线59液相负荷下限线604.6 塔的内部工艺结构614.6.1 塔顶614.6.2 进口624.6.3 抽出盘及出口624.6.5 塔底624.6.6 塔裙634.6.7 封头634.7 塔高63本章小结635. 换热流程645.1 换热流程图645.2 换热流程的计算645.2.1 换热设备64中段回流作为热源665.2.3 重油作为热源675.2.4 冷后重油作为热源675.2.5 柴油作为热源685.2.6 塔顶冷凝器的计算685.2.7 中段回流冷却695.3 热量的利用率705.3.1 各组分所提供的热量705.3.2 原油所获得的热量705.3.3 热量利用率70本章小结70总结71设计展望73参考文献73附录75致 谢80前 言石油的用途及意义石油是重要的能源之一，我国的工业生产和经济运行都离不开石油，但是又不能直接作为产品使用，必须经过加工炼制过程，炼制成多种在质量上符合使用要求的石油产品，才能投入使用。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%都用于生产有机化工原料。1.1石油的概述石油的组成与性质石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。石油的性质因产地而异，密度为0.81.0 克/厘米，粘度范围很宽，凝固点差异很大30 -60C，沸点范围为常温到 500C 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局部，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，加工方法有差异，产品的性能也不同，应当物尽其用。石油的现状及走势中国参加WTO后，石化市场日趋受到国外的严重冲击已是当今不争的事实，石化工业如何适应未来这种新的生产局面、参与市场竞争已经成为极为严重的问题，降低加工本钱、提高经济效益、提高产品质量和开发高附加值的精细化工产品已成为当今中国石化工业面临的紧要工作。塔设备又是石油化工行业的重要设备，所以塔设备的质量至关重要。如何扩能增效、节能降耗。如何改善塔的结构，提高塔效率，提高操作弹性。这些都是塔设计人员所面临的新的研究和开发热点。我国炼油工业经过50多年的开展，到21世纪初期，已经形成281Mt/a的原油加工能力，生产的汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品根本满足国民经济的开展和人民生活的需要。但是，进入21世纪，特别是我国成为世界贸易组织的正式成员之后，按照市场准入、关税减让的相关壁垒协议，国内成品油市场将逐渐融入国际市场，不可防止的要参与世界贸易大环境下的竞争， 根本依靠自有技术开展起来的我国炼油工业面临着严峻的挑战。2002年，中国原油生产量位居世界第5位，由2001年的1.64910t，增加到2002年的1.68910t，进口石油1.00410t原油 6.9410t，石油产品3.1107t，其中东进口3.89107t，比2001年增加4.7106t，进口国家和地区接近20个。1.2常减压蒸馏的概述常减压蒸馏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，是原油加工的根底，其能量的综合利用程度和拔出率上下表达在石化企业的效益上，因此，开展常压精馏装置的研究是很有意义的。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，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开展。已经成为了一个比拟完整的，较为成熟的工艺，目前国内外常减压蒸馏工艺流程大致都是由初馏塔、常压塔、减压塔，常压炉、减压炉组成的三塔两炉工艺流程。现有原油的常减压蒸馏过程目前存在如下几个方面的问题：一能耗大目前常减压蒸馏过程是一个耗能很高的过程，能量利用率很低，这主要是由两个原因造成的。 (1)轻组分过热由于常减压蒸馏是一个一次闪蒸过程，所以每一种油品都需要加热至同样的温度， 为了保证拔出率，油品要加热到较高的温度。常压炉出口温度一般在 365370， 局部产品如汽油、煤油馏分沸点比拟低，无需加热到这样的温度。这不仅增加了工艺用能，而且，由于这些轻组份处于过热状态，导致塔内气液分布不合理，塔顶温度过高，对产品质量也有一定的影响。(2)冷料屡次汽化初馏塔仅塔顶馏出局部汽油产品，由于塔顶采用冷回流，使一局部已经气化的轻质油品又变成液体，进入常压炉二次加热气化，因此增加了常压炉的负荷。二油品质量不好油品存在重叠度大、馏分范围宽等问题，其原因是：(1)一次闪蒸汽化由于现有的常压蒸馏过程是从原有的釜式蒸馏过程演化而来， 一次进料轻重组分都连续地从塔底参加，塔内浓度混合严重，即使有汽提塔也不可防止地存在组分分割不清晰的现象。(2)中段回流引起的返混常减压蒸馏塔由于塔顶冷回流而导致塔上部过热，汽液相负荷过大，为解决这个问题，一般采用中段回流。中段回流虽然改善了汽液相负荷的分布，但也引起了浓度返混，使得传质效率下降，降低了塔板效率，最终结果是导致产品质量的下降。三轻质油拔出率不高现有常减压蒸馏过程中轻质油收率低于原油中应有的收率，这是因为采用目前这种过程，原油在三个塔中都是一次汽化进料，各塔都没有提馏段，塔底液相受相平衡限制，轻重组分不能完全别离，不可防止地会使减压馏分的馏程范围变宽，这样，不仅影响了减压馏分的质量，同时也降低了常压局部轻质油的收率。由于轻质油价值远高于重油组分，如果能将这局部轻质油在常压局部作为常压馏分拔出，将会带来可观的效益。总之，常减压蒸馏过程虽然是一个成熟的工艺，但从根本上还存在一些问题。造成众多不合理的根本原因在于该过程中采用了一次闪蒸汽化、无再沸器、无提馏段的非完全塔结构，由于塔型及工艺流程的组织不当，造成了常减压蒸馏目前的不合理状况。因此，对现有常减压过程从工艺流程到塔的结构提出改良是很有必要的。装置设备的考虑因素塔设备是化工，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，塔设备还得考虑以下的各项要求 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。1.3炼油工艺流程图 图1、 燃料型炼油厂的生产工艺流程图图2、大庆原油的燃料润滑油生产工艺流程图工艺流程简述原油换热及初馏局部原油经位于罐区的原油泵升压进入装置后经流量调节分为两路,其中一路再分为两路，分别与原油初顶油气换热器 E-1001/1，2换热后合并成一路，然后经过原油常顶循换热器 E-1003/1、原油-减一及减一中换热器 E-1004、原油-常一中II换热器 E-1005、原油-减二线换热器 E-1006、原油-常底油III换热器 E-1007，温度升至 134后进入一级电脱盐罐 D-1001/1，从一级电脱盐罐 D-1001/1 出来的原油进入二级电脱盐罐 D-1001/3。另一路也分为两路，分别与原油常顶油气换热器 E-1002/1，2换热后合并成一路，再依次经过原油-常顶循换热器 E-1003/2、原油常一线换热器 E-1008、原油-常四线换热器 E-1009、原油-常一中IV换热器 E-1010、原油-减渣IV换热器 E-1011/1,2,温度升至134后进入一级电脱盐罐 D-1001/2，从一级电脱盐罐 D-1001/2 出来的原油进入二级电脱盐罐D-1001/4。 从二级电脱盐罐脱盐D-1001/3出来的脱后原油经过E-1012/1,2、E-1013/1,2、 E-1014/1,2、E-1015/1,2、E-1016/1,2，分别与减粘油、常三线、常二中II 、常 渣II 、减二及减二中I换热，温度升至 239。从二级电脱盐罐脱盐 D-1001/4出来的脱后原油依次经过 E-1018、E-1019/1,2、E-1021、E-1022/1,2、E-1023/1 3,分别与常二线、减三线、减二及减二中II、减渣III、常二中I换热，温度升至243，然后与从、 E-1016/1,2来的脱后原油合为一路进入初馏塔C-1001。初馏塔顶油气经过 E-1001/1,2 与原油换热，再经初顶油气空冷器Ec-1001/18冷凝冷却到40后进入初顶回流及产品罐D-1002进行气液别离，D-1002顶不凝气进入压缩机入口缓冲罐D-1011，然后引至瓦斯气压缩机，升压后送出装置。初顶石脑油进入初顶回流及产品泵P-1003/1,2，升压后一路作为初馏塔顶回流返回到 C-1001 顶部，另一路作为石脑油产品出装置。初侧油由初馏塔中部抽出进入初侧油泵P-1023/1,2，升压后并入常一中的返 塔线进入常压塔C-1002。初馏塔底油经初底泵 P-1003/1,2 抽出升压后分为两路， 一路经初底油-减三线及 三中II换热器 E-1024/13、初底油-减粘油及急冷油换热器 E-1025/1,2、初底 油-减渣I换热器 E-1026/14 换热至 313后与另一路混合；另一路经过初底油 -减渣II换热器 E-1027/1,2、初底油-减三线及三中I换热器 E1028/14、初 底油-常渣I换热器 E-1029/1,2 换热后温度升至 319，然后与从 E-1026/14 来的初馏塔底油混合后进入常压炉 F-1001， 经常压炉加热至 365后进入常压塔进行别离。常压蒸馏局部常压塔顶设计温度为 134、设计压力为0.04MPag。从常压塔顶出来的常顶油气经原油-常顶油气换热器换热至99后，进入常顶回流及产品罐，从常顶回流及产品罐顶出来的油气引至压缩机入口缓冲罐D-1011，然后与初顶不凝气一起进入瓦斯气压缩机，升压后送出装置。常顶回流及产品罐中的液相进入常顶回流及产品泵 (P-1004/1,2)，升压后分为两路，一路作为常压塔顶回流返回到常压塔顶部，另一路作为石脑油产品出装置。 常一线油自常压塔C-1002第16层板自流入常一线油汽提塔，用常三线油作为汽提塔重沸器热源进行汽提，汽提后的气相返回常压塔第14层板，液相由泵 P-1006/1,2 抽出，经原油-常一线换热器换热至146后，再经热水-常一线油换热器 (E-1032)、常一线水冷器(E-1043)冷至40后出装置。常二线油自常压塔第30层塔板自流进入常二线油汽提塔，经过热蒸汽汽提，汽提后的气相返回常压塔第28层塔板，液相由泵P-1008/1,2抽出，经脱后原油-常二线换热器(E-1018)换热至166后，再经过热水-常二线油换热器(E-1033/1,2)、常二线水冷器(E-1044)，冷至60后出装置。也可热出料至166加氢精制装置。常三线油自常压塔C-1002第40层塔板自流入常三线油汽提塔，经过热蒸汽汽提，汽提后的气相返回常压塔第38层塔板，液相由泵P-1010/1,2抽出，经常一线重沸器E1031、脱后原油-常三线换热器E-1034、换热至171后，再经热水-常三线油换热器E-1034换热和常三线水冷器E-1035冷却至60后出装置。可热出料至171加氢精制装置。常四线油自常压塔C-1002第46层塔板自流入常四线油汽提塔，经过热蒸汽汽提，汽提后的气相返回常压塔第44层塔板，液相由泵P-1011/1,2抽出，升压后经过原油-常四线换热器，换热至151，后再经常四线水冷器E-1046冷却至70后出装置。常顶循油自常压塔C-1002第5层塔板由常顶循回流泵P-1005/1,2抽出，经过原油-常顶循换热器E-1003/1,2，换热至104后返回常压塔顶。常一中油自常压塔C-1002第 20 层塔板由常一中泵P-1007/1,2抽出，经过脱后原油-常一中I换热器E-1010和原油-常一中II换热器E-1005，换热至154后返回常压塔第18层塔盘。常二中油自常压塔第31层塔板由常二中泵P-1009/1,2抽出，经脱后原油常二中I换热器E-1023/13和脱后原油-常二中II换热器E-1014/1,2，换热至198后返回常压塔第32层塔盘。常压渣油由常底油泵P-1012/1,2抽出升压后分为两路。一路经初底油-常底 油I换热器E-1029/1,2、脱后原油-常底油II换热器E-1015/1,2、原油 -常底油 III 换热器E-1007换热至156后出装置；另一路送至减压炉F-1002，加热至 395后至减压塔进行别离。减压局部减压塔为全填料干式减压塔，设计留有塔底注蒸汽的措施，可以实现微湿式减压蒸馏。减压塔顶设计温度为75，残压为1520mmHg。从减压塔顶出来的减顶油气经过增压器后进入减顶增压器空冷器 Ec-1003/16，冷凝冷却至38，凝缩油自集合管流入减顶分水罐(D-1004)，未凝气体经减顶一级抽空器增压后,再经减顶一级空冷器(Ec-1004/1,2)冷凝冷却至 38，液相自集合管经大气腿流入减顶分水罐,气相经减顶真空泵(P-1022/1,2)增压后进入减顶分水罐。 减顶分水罐内的减顶油经减顶油泵 (P-1013/1,2) 升压后合并到减二线油或送到电脱盐罐,气相至减顶瓦斯罐(D-1016)，分液后引至常压炉F-1001烧掉。减一线及减一中油由减一线及一中油泵(P-1014/1,2)自减压塔C-1004第I段填料下集油箱抽出升压后，经原油减一线及一中换热器(E-1004)、热水减一中 换热器(E-1036)换热后至减一中水冷器(E-1048)，冷却至50后分为两路：一路作为塔顶回流打回 C-1004 顶部，一路作为重柴油或蜡油出装置。如果减一线热出料至加氢改质装置，那么减一线油直接从原油减一线及一中换热器(E-1004)后出装置136。减二线及减二中油由减二线及二中油泵(P-1016/1,2)自(C-1004)第III段填料下集油箱抽出升压后经脱后原油减二及减二中I换热器(E-1016/1,2)、脱后原油减二及减二中II换热器(E-1021)，换热至 208后分为两路。一路减二中 油返回减压塔第III段填料上液体分布器；另一路减二线油再经原油-减二线换热器(E-1006)换热至 139，再与减三线油混合后热出料至催化裂化装置。如果需要冷出料，那么再经蜡油冷却水箱(E-1037/1,2)冷却至 90后出装置。减三线及减三中油由减三线及三中油泵(P-1018/1,2)自(C-1004)第IV段填料下集油箱抽出升压后经初底油减三及减三中I换热器(E-1028/14)、初底油减三及减三中II换热器(E-1024/13)，换热至 263后分为两路。一路减三中 油返回减压塔第IV段填料上液体分布器；另一路减三线油再经原油-减三线换热器(E-1019/1,2)换热至 183，再与减二线油混合后热出料至催化裂化装置。如果需要冷出料，那么再经蜡油冷却水箱(E-1037/1,2)冷却至 90后出装置。 减压渣油由减压渣油泵(P-1020/1,2)抽出升压，经初底油减渣I换热器 (E-1026/14)、初底油减渣II换热器(E-1027/1,2)、脱后原油减渣III换热器(E-1022/1,2)、原油减渣IV换热器(E-1011/1,2)，换热至172，直接作为原料送至溶剂脱沥青装置。如果溶剂脱沥青装置停工，减压渣油再经过备用的减压水冷器(E-1040)冷却至 90出装置。4一脱三注局部净化水或新鲜水自装置外引入电脱盐注水罐(D-1006)后，由电脱盐注水泵 P-1024/1,2升压后经过电脱盐排水注水换热器(E-1051/1,2)换热后，注入二级电脱盐混合器前；二级电脱盐排水经泵P-1025/14升压后注入一级电脱盐罐混合器前，同时一级电脱盐罐保存注净化水的措施。一级电脱盐罐排水经过换热器E-1051/1,2 换热至 70，再经电脱盐排水冷却器P-1052冷却至 50后出装置。桶装破乳剂自装置外仓库运至装置，用气动泵参加到破乳剂配制储罐中，用除盐水配制成一定浓度的溶液，由注破乳剂泵P-1032/1,2抽出，分别注入各级电脱盐罐入口混合阀前。桶装缓蚀剂自装置外仓库运至装置，用气动泵参加到缓蚀剂配制储罐中，用除盐水配制成一定浓度的溶液，由缓蚀剂泵P-1034/1,2抽出，分别注入初馏塔、常压塔和减压塔顶气相馏出线上。一路缓蚀剂溶液送至减粘单元使用。氨气自系统管道进入本装置，参加到缓蚀剂配制储罐中，用除盐水配制成一定浓度的溶液，由注氨泵P-1033/1,2抽出，分别注入初馏塔、常压塔和减压塔顶气相馏出线上。一路缓蚀剂溶液送至减粘单元使用。初顶、常顶冷凝水进入塔顶注水罐D-1007，经塔顶注水泵P-1026/1,2升压后注入到初馏塔、常压塔和减压塔顶气相馏出线上，多余局部排至污水管道。蒸汽凝结水统一回收利用。常减压装置的燃料油由减粘单元提供。高压燃料气由工厂系统管网提供。1.4 设计内容1.4.1 原料与装置原料：2.0Mt/a原油 装置：浮阀塔、加热炉、换热器等1.4.2 设计步骤1工艺的整体衡算根据145万吨的年处理量，并且划分出四种主要虚拟产物组分，即煤油，柴油，汽油，塔底重油，根据总处理量对四种组分进行必要的精细的计算，即进行物料衡算过程，再根据四种不同组分对应的热量焓值进行全塔和局部塔的热量计算，即热量衡算。由各组分的摩尔分率的差异以及组成差异进行必要 的压力计算，最终求得相应的操作压力。2塔的初值计算在物料衡算，初步全面的计算的根底上，对全塔如塔板数、塔板间距、回流比等进行细致的计算，初步确定塔的相关参数，以备后续计算使用。3软件模拟计算Aspen Plus 是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。Aspen Plus 是大型通用流程模拟系统。因此在对全塔物料及塔板的相关计算后，应用 Aspen Plus 软件对所设计计算的流程进行必要的结果优化，例如，最终确定塔板，在已确定塔板数的情况下，用Aspen Plus加以精确，最终确定最是适宜塔板数以及最正确的侧线出料塔板数。4设备计算结合物料衡算，塔的初值计算对全塔气液负荷的分布进行计算，通过对塔板压力降，雾沫夹带，液泛的计算，以及液相负荷上限和液相负荷下限确实定来完成水力学计算，在此根底上，继续完成塔设备的换热的相关等。5制图软件一一 Auto CAD 工程制图软件，这局部由本人率先完成，实际上是根据自己设想的流程以制图的方式展现出来，首先将常压塔的详细流程图画出，在逐步将输送泵，温度，压力控制仪表以及控制点参加进去，完善整个流程图。再而完成对整个常压塔设计流程的制图工作，为了完整的表达整个流程，参加了本设计中未进行设计工作的初馏塔。两张图能够比拟形象的表达本设计的大体面貌。 常压塔的设计方案1加工方案大庆油田是20世纪6080年代中国最大的油区，位于松辽平原中央局部，滨州铁路横贯油田中部。其中大庆油田为大型背斜构造油藏，自北而南有喇嘛甸、萨尔图、杏树岗等高点。油层为中生代陆相白垩纪砂岩，深度 900米1200米，中等渗透率，原油为石蜡基原油，具有含蜡量高2030，凝固点高2530，粘度高地面粘度 35m2/s 含硫低，在 0.1以下)的特点，原油比重为0.830.86。因此，大庆原油的高沸馏分制备润滑油时质量好、收率高，生产润滑油时得到的石蜡的质量也很好，所以根据大庆原油的这些特性，本次设计采用燃料-润滑油型加工方案。 (2)塔及塔板的类型塔及塔板的类型由于在加工大庆原油时，假设原油加热到370直接进入常压塔，那么从常压塔顶得到的重整原料的含砷量高达150010-3g/g，这会使铂重整催化剂中毒，缩短预加氢 精致催化剂的使用寿命， 而且有可能保证不了精致后的含砷量降至110-3g/g 以下。因此，本次设计采用一个初馏塔，并且只取初馏塔塔顶的产物作为重整原料。由于板式塔很容易实现侧线进料和出料，而填料塔对侧线进料和出料等复杂情况不太适合，所以结合制造、维修、造价等因素综合考虑，本次设计采用板式塔。塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业应用以错流式塔板为主，常用的错流式塔板主要有泡罩塔板、筛孔塔板和浮阀塔板。由于浮阀塔板结构简单、制造方便、造价低；塔板开孔率大，生产能力大；阀片可随气量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率高。因此，本次设计塔板类型采用浮阀塔板。 (3)回流方式回流方式由于原油常压精馏塔的年处理量经常以数百万吨计。 以年处理量为250万吨的常压塔为例，其塔顶馏出物的冷凝冷却器的传热面积常达23km2，消耗大量的钢材和投资。塔顶冷凝冷却面积如此巨大的原因，一那么负荷很大，二那么是传热温差比拟小。为了减少常压塔塔顶冷凝冷却器所需的传热面积，本设计采用塔顶油气二级冷凝冷却方案。在设计精馏塔时，总是根据最大气、液负荷来确定塔径的，也就是根据第一、二 块板间的气、液负荷来确定塔径的。实际上，对于塔的其余部位并不要求有这样大的塔径。造成气液相负荷这样分布的根本原因在于精馏塔内的独特的传热方式，即回流热由下而上逐板传递并逐板有所增加，最后全部回流热有塔顶回流取走。因此，如果在塔的中部取走一局部回流热，那么其上部回流热可以减少，第一、二块板之间的负荷也会相应减少，从而使全塔沿塔高的气、液相负荷分布比拟均匀。这样在设计时就可以采用较小的塔径，或者对某个生产中的精馏塔，采用中段循环回流后可以提高塔的生产能力。再者，石油精馏塔沿塔高的温度梯度较大，从塔的中部取走的回流热的温 位显然要比从塔顶取走的回流热的温位高出许多，因而是价值更高的可利用热源。故本设计采用中段循环回流。 (4)换热器换热器依据换热原理和实现热交换的方法， 换热器可分为间壁式、混合式及蓄热式三类， 其中以间壁式换热器应用最为普遍。1.间壁式换热器的特点是冷、热两流体被固体壁 面隔开，不相混合，通过间壁进行热量的交换。此类换热器中，以列管式应用最广。2.混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式防止了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用普及化工和冶金 企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门中。3.蓄热式换热器借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高，然后与冷流体接触，将热量传递给冷流体，蓄热体温度下降，从而到达换热的目的。故通过以上分析，本设计采用间壁式换热器，即冷、热流体通过将它们隔开的固体壁面进行传热，这也是工业上应用最为广泛的一类换热器。 (5)加热炉加热炉加热炉是将物料或工件加热的设备。一般分为两大类：间歇式和连续式加热炉。 而连续式加热炉通常使用气体燃料、重油或粉煤，有的还使用块煤，能长周期连续运转，不间断操作，且便于管理。有些连续式加热炉还在烟道内安装了预热空气和煤气的换热器，或安装余热锅炉，从而有效地利用废气热量，节约了能源，也使其经济效益更显著。故本次设计采用连续式加热炉，同时安装余热锅炉，以增加经济效益，实现长期连续操作。本章小结通过对本次设计的主题大庆原油的一些介绍和了解，初步设定本次145万吨大庆原油常压塔设计的主要设计内容和设计任务。大致确定如下设计流程内容：1工艺整体衡算2塔的初值计算3软件模拟计算4塔设备计算5制图软件进行制图通过以上简单流程来规划实施以后详细的计算和校核任务。22.0Mt/a原油的预处理2.1 2.0Mt/a原油预处理的目的与作用从地底油层中开采出来的石油都伴有水，这些水中都溶解有无机盐，如 NaCl、MgCl2、CaCl2等，在油田原油要经过脱水和稳定，可以把大局部水及水中的盐脱除，但仍有局部水不能脱除，因为这些水是以乳化状态存在于原油中，原油含水含盐会给原油运输、贮存、加工和产品质量都会带来危害。2.0Mt/a原油含水过多还会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时甚至造成冲塔事故，含水多增加了热能消耗，增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。为此，在油田和炼油厂都设有脱盐脱水装置，对原料油进行预处理以到达加工的要求。2.2 根本原理2.0Mt/a原油中的盐大局部溶于所含的水中，故脱盐脱水是同时进行的。为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量的新鲜水(注入量一般为 5%)，充分混合，然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降别离，到达脱盐脱水的目的，这通常称为电化学脱盐脱水过程。2.0Mt/a原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在做定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，加速沉降。水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降别离的目的。2.3 2.0Mt/a原油预处理的主要途径2.0Mt/a原油脱盐脱水的途径和方法，决定于盐和水在原油中存在的状态。 原油中存在的结晶颗粒状盐类，可用参加热淡水将其溶解的方法洗掉。溶解在原油所含水中的盐类，假设能将水分除去，盐分也将随之被除掉，因此原油预处理的主要问题是脱水。一般来说，水在原油中几乎不溶解，水和油可形成明显的两相，这样，只要经过一段静置沉降过程，便可将沉在贮罐下面的水分别离除掉。但是对油水形成的乳化液就再不能以沉降法将水别离了，而原油的脱水在实际上便成了破乳化的问题。破乳化方法一般可归纳为机械法、化学法和电场法三种。 机械法包括加热沉降法、离心法和过滤法。化学法是通过参加破乳剂的方法来到达破乳化的目的。电脱盐脱水是借助于高压电场的作用，使石油乳化液中的微小水滴带电，在电场的作用下，带电荷的水滴向电极方向移动，在移动的过程中液滴变形，使其保护膜因受力不均而遭到破坏。如果乳化液处于交变电场中，水滴的运动方向将不断改变，水滴在电场中反复扭动的结果使保护膜遭到破坏。这样，当保护膜遭到破坏的小液滴相遇时，就会聚集成较大的液滴，最后沉降下来到达了油与水的别离应用高压交流电。本章小结众所周知，“好的开头等于成功的一半，炼油厂在石油炼制的过程应该将原油相关的预处理放在非常重要的位置，本章主要针对大庆原油一些相关情况，结合?石油炼制工程?中的相关内容单列出一些有关原油与处理的问题方法，用来表达本设计的重视程度。3工艺参数的设计计算3.1 根底数据和2.0Mt/a原油的实沸点及窄馏分数据3.1.1 根底数据1原油类型：大庆2.0Mt/a原油2处理量：145万吨/年3操作时间：330天/年