新疆原油常压蒸馏工艺装置设计毕业设计（论文） .doc

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1、 成人高等教育成人高等教育 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题题 目目 5.0Mt/a 新疆原油常压蒸馏工艺装置设计新疆原油常压蒸馏工艺装置设计 成人高等教育毕业设计（论文）任务书 论文题目5.0Mt/a 新疆原油常压蒸馏工艺装置设计 学生姓名教学站陕西工业技术学院 专业班级双石油 1201 内 容 与 要 求 一、一、原始数据 1. 年开工 8000 小时； 2. 1.0MPa 管网饱和水蒸汽； 3. 大气温度 20，大气压力 71.99kPa(540mmHg)，大气湿度 65%。 二、内容与要求 1. 根据新疆原油评价数据及同类型生产装置的有关数据，制定 合理的生产方案和切割方案； 2.

2、 初馏塔（闪蒸塔）工艺设计； 3. 常压塔工艺设计； 4. 塔板设计及水力学计算； 5. 绘制工艺原理流程图； 6. 撰写工艺设计说明书； 设计（论文）起止时间2011 年 3 月 9 日至 2011 年 6 月 21 日 指导教师签名 学生签名 5.0Mt/a 新疆原油常压蒸馏工艺装置设计 摘 要：新疆原油为低硫中间石蜡基原油，根据该原油各项性质特点和直馏产 品性质分析，结合我国成品油和化工原料的市场需求，确定新疆原油的加工方 案为燃料 化工型，经常压蒸馏将原油切割为重整料、3#航空煤油、 -20#轻 柴油、10#轻柴油及常压渣油。本设计对闪蒸塔、常压塔进行了工艺设计。其中 初馏塔主要进行了

3、操作参数的计算，常压塔进行了操作参数、侧线抽出板温度 校核、气液相负荷、全塔水力学的验算。绘制了常压蒸馏装置的工艺流程图。 关键词：原有评价； 闪蒸塔； 常压塔 The Design of5.0Mt/a Atmospheric Distillation Unit of XinJiang Crude Oil Abstract： The Xinjiang crude oil for the low sulfur middle paraffin-base crude, according to this crude oil each nature characteristic and the str

4、aight run nature analysis, unifies our country refined oil and the industrial chemicals market demand, determined that the Xinjiang crude oil the working scheme for the fuel - chemical industry, to rally after the atmospheric distillation crude oil cutting the material, the 3# jet fuel, - the 20# li

5、ght diesel oil, the 10# light diesel oil and the long residuum. This design to the flash tower, the constant pressure tower on the technological design. And the primary tower has mainly carried on the operating parameter computation, the constant pressure tower carried on the operating parameter, th

6、e side line to extract the board temperature examination, the gas liquid phase load, the entire tower hydraulics checking calculation. Has drawn up the atmospheric distillation installment flow chart. Keywords：Original appraisal; Flash tower; Constant pressure tower 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 1 目目 录录 1 绪论

7、绪论1 1.1 课题的意义.1 1.2 国内外研究现状.2 2 原油加工方案的确定原油加工方案的确定3 2.1 概述.4 2.2 原油加工方案的确定.5 2.3 油品性质7 3 闪蒸塔闪蒸塔13 3.1 闪蒸塔的操作条件计算13 3.2 热量衡算14 3.3 闪蒸塔塔径的计算15 3.4 闪底油性质的计算16 3.5 闪蒸产品占原油产率17 3.6 闪蒸塔的计算结果汇总17 4 常压塔的设计计算常压塔的设计计算18 4.1 产品收率和物料平衡18 4.2 汽提蒸汽用量18 4.3 塔板形式和塔板数19 4.4 精馏塔计算草图19 4.5 汽化段温度19 4.6 塔底温度22 4.7 塔底及侧线

8、温度的假设与回流热的分配22 4.8 侧线及塔顶温度校核24 4.9 全塔气液相负荷29 4.10 塔板水力学验算37 4.11 常压塔操作参数及结构尺寸汇总45 结论结论46 参考文献参考文献47 致致 谢谢48 附录附录49 附附 图图50 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 2 1 绪论 1.1 课题的意义课题的意义 石油炼制工业和国民经济的发展十分密切，无论工业、农业、交通运输 和国防建设都离不开石油产品，石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以 及天然气是当前主要能源的主要供应者。 目前我国每年消耗的原油量为2.6 亿吨左右，由于经济迅速发展，我国 的石油消费量年均增长 6.66

9、%；而我国石油最终可采资源量仅为130 亿吨- 160 亿吨。石油作为不可再生资源的有限性 ,以及石油资源生产与消费的地 理非均衡性分布 ,使得石油资源成为国际政治、外交乃至军事斗争的焦点因 素,其国家战略性资源的地位日益突出 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 常减压装置是炼油装置的龙头，担负着对原料进行初次加工，为下游装置提 供二次加工原料的任务。 国内还未真正掌握减压深拔成套技术，少数几套装置虽然从国外SHELL 和 KBC 公司引进了减压深拔工艺包，但对该项技术的吸收掌握还需要一段时间。 通常来讲，国外的减压深拔技术是指减压炉分支温度达到420以上，原油的 实沸点切割点达到 5656

10、20。中国石油化工股份有限公司近几年新引进的减压 深拔技术是按原油的实沸点切割点达到565设计，也即是国外减压深拔技术 的起点，其余减压装置未实现深度拔出的主要原因是装置建成时问较早，当时多 按原油实沸点切割点为 520540设计，无法实现减压深拔。 二十一世纪的世界炼油工业将面临经济全球化、市场国际化、竞争白热化、 环保法规日益严格化的严峻挑战。随着全球石油消费量的持续增长和原油质量的 下降，传统的炼油技术将难以适应时代要求，世界各国特别是发达国家的炼油工 业已经或正在采取一些重大举措包括：通过兼并、联合、重组，充分发挥优势以 增强竞争实力；走炼油化工一体化道路，优化资源配置，提高经济效益；

11、采用清 洁技术、生物技术、合成技术生产清洁油品；注重加强科学管理，采取措施降低 生产成本等。 目前，国内的炼油企业在呼吁国家制定相对宽松、合理的政策，减轻压力的 同时，也在着手制定质量升级战略。中国炼厂正根据东部地区、中西部地区和出 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 3 口三个市场区域分别制定油品质量升级步骤与战略。市场主要在东部地区和部分 产品出口的炼厂需要全面提升产品质量，使出口产品质量紧跟世界先进水平，以 提高在国际市场上的竞争能力。提高油品质量的难点在汽油，因此仍需坚持集中 资金、重点改造的原则，提高大型骨干炼厂的产品质量，并以质量升级为契机实 施资源优化配置和布局调整战略，关

12、停并转小炼厂，努力降低质量升级的成本。 2 原油加工方案的确定 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 4 2.1 概述概述 2.1.1 设计依据 (1) 根据西安石油大学 继续再教育学院驻陕西工业技术学院函授点下发的 “毕业实际任务书 ” 。 (2) 新疆原油评价报告。 (3) 中华人民共和国石油天然气行业标准 “石油工程制图标准 ”(SYJ391)。 (4) 中国石油化工总公司标准 “炼油装置工艺设计技术规定 ”(SH1076)。 2.1.2 设计原则 (1) 根据新疆原油评价报告，依照国家标准、行业标准设计5.0Mt/a 新疆 原油常压蒸馏工艺设计。 (2) 年开工量 8000 小时

13、2.1.3 装置特点 (1) 装置采用一脱三注即脱盐、注氨、注缓蚀剂、注破乳剂。 (2) 常一线 3#航煤采用再沸器；常二线 -20#轻柴油、常三线 10#轻柴油、 常底重油都采用水蒸汽汽提。 2.1.4 工艺流程 原油(45左右)由原油罐区经原油泵抽入装置，在泵入口注入一定量的水和 破乳剂，经原油泵混合后，换热至135混合后进入一级电脱盐罐，经过脱盐 后，再与一定量的水和破乳剂混合，然后注入二级脱盐罐进行脱盐。 脱盐后的原油经过换热到 225，进入闪蒸塔进行闪蒸。闪顶油进入常压 塔第 12 层板(198，0.1485MPa)，闪底油经过常压加热炉加热至360 (0.194MPa)经转油线进入

14、常压塔第 34 层板(354.4，0.159MPa)进行常压蒸馏。 常压塔顶油气 (117，0.143MPa)经空冷冷却器冷却至 60，并分为两路： 一路作热回流返回塔顶；一路经水冷进一步冷凝后作为重整原料出装置。 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 5 常一线由常压塔第 9 层塔板 179，0.147MPa)抽出，经过换热、精制后作 为 3#航空煤油 。 常二线由常压塔第 19 层塔板(245，0.152MPa)抽出，进入常二线汽提塔， 汽提油汽返回常压塔第 17 层，常二线油品经汽提后换热、精制，作为-20 号 轻柴油出装置。 常三线由常压塔第 27 层塔板(300，0.157MPa

15、)抽出，进入常三线汽提塔， 汽提油汽返回常压塔第 25 层，常三线油品经汽提后换热、精制，后作为10 轻号柴油柴油出装置。 常压渣油在 (346.4，0.161MPa)下抽出，可进行 减压蒸馏 。 常压塔第一中段回流从常压塔第14 层抽出，换热后返回常压塔第11 层。 常压塔第二中段回流从常压塔第24 层抽出，换热后返回常压塔第20 层。 为了综合利用烟气余热，对流室下段加热闪底油，中段加热水蒸汽，上段加 热冷原油 ，最后是空气换热 。 2.2 原油加工方案的确定原油加工方案的确定 2.2.1 原油一般性质 新疆原油为低硫中间石蜡基原油，该原油粘度低、凝点 低、沥青质、金属 含量均较 低，轻质

16、油收率和总拔出率较高。 原油性质见表 2-1，馏程见表 2-2。 表表 2-1 新疆原油性质新疆原油性质 分析项目实验值分析项目实验值 比重指数/API30.8酸值/mgKOH/g0.20 密度/g/cm30.8404残炭/ m%1.31 20/mm2/s胶质/m%2.96 粘度 50/mm2/s5.95沥青质/m%0.05 凝点/14蜡/m%10.10 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 6 表表 2-2 新疆原油馏程数据新疆原油馏程数据 温度/质量分数/m% 温度/质量分数/m% 22022028.4 12012.9924032.1 14016.3326035.94 160 19.3

17、028039.42 18022.5930044.73 20025.4535056.90 2.2.2 原油评价结果 新疆原油属低硫中间石蜡基原油，根据原油评价报告，参考市场供需情况， 结合产品的相关标准，本设计拟选用燃料 化工型加工方案。 初馏145馏分可作为重整原料； 135240馏分可作为 3#航空煤油 ； 220310馏分可作为 -20#轻柴油； 290360馏分可作为 10#轻柴油； 340渣油可进行 减压蒸馏 。 新疆原油加工方案可表示如图 2-1 图图 2-1 原油加工方案原油加工方案 230300 140230 原原油油 常常 减减 压压 蒸蒸 馏馏 减减 压压 渣渣 油油 加加氢

18、氢处处理理 催催 化化 裂裂 化化 脱脱 硫硫 醇醇 催催化化重重整整 精精 制制 精精 制制 精精 制制 汽汽油油 航航煤煤 柴柴油油 初初馏馏140 500 减减压压馏馏分分油油 300350 芳芳烃烃抽抽提提 BTX LPG 燃燃料料油油 230300 140230 原原油油 常常 减减 压压 蒸蒸 馏馏 减减 压压 渣渣 油油 加加氢氢处处理理 催催 化化 裂裂 化化 脱脱 硫硫 醇醇 催催化化重重整整 精精 制制 精精 制制 精精 制制 汽汽油油 航航煤煤 柴柴油油 初初馏馏140 500 减减压压馏馏分分油油 300350 芳芳烃烃抽抽提提 BTX LPG 燃燃料料油油 西安石油大

19、学成人高等教育毕业设计（论文） 7 2.3 油品性质油品性质 0102030405060708090100 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.72 0.74 0.76 0.78 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 1 2 体积分数/v 密度/（g/cm3） 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 温度/ 原油中比性质曲线 原油实沸点曲线 图图 2-2 原油实沸点曲线及原油密度曲线原油实沸点曲线及原油密度曲线 查图 2-2、图 2-3 得到各个馏分的收率、密度、凝点以及实沸点蒸馏(TBP)数据并将 其转换

20、恩氏蒸馏(ASTM)数据(以下查图和换算仅以重整原料为例，其余馏分仅写出 结果) 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 8 20304050607080 -60 -40 -20 0 20 温度/ 体积分数/V% 2-3 原油凝点曲线原油凝点曲线 表表 2-3 新疆原油切割流程及馏分性质新疆原油切割流程及馏分性质 收率 油品切割点温度/沸程/密度/g/cm3 v%m% 凝点 / 重整原料3503400.933439.844.1032 表表 2-4 恩氏蒸馏恩氏蒸馏(ASTM)数据数据 馏出体积分数/v%01030507090100 重整原料5076100104113130139 3#航空煤油

21、160166177191203223232 -20#轻柴油236240247257270288300 馏出 温度 C 10#轻柴油 290301320325332338350 2.3.1 ASTM 换算 EFV 数据 恩氏蒸馏 30%点-10%点=26，查图 3-2-42的查值为-1.6，所以平衡汽化 50%点 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 9 =104-1.6=102.6。 由表 2-8 得恩氏蒸馏 10%-30%馏出温度差： 重整原料 T=6 3#航空煤油 T=4 -20#轻柴油 T=4.8 10#轻柴油 T= 6.5 查图 3-2-32得到平衡汽化曲线各段温差： 表表 2-5

22、 平衡汽化曲线各段温差平衡汽化曲线各段温差 馏出体积分数/v%0%-10%10%-30%30%-50%50%-70%70%-90%90%-100% 重整原料369.02.22.02.62.5 3#航空煤油8.02.01.72.02.311.7 -20#轻柴油1.55.01.71.32.39.8 温 度 差 / 10#轻柴油5.11.21.21.065.2 由图 3-2-42求得恩氏蒸馏温度 50%点转换为平衡汽化 50%点温度如表 2-7: 表表 2-6 恩氏恩氏 50%点转换为平衡汽化点转换为平衡汽化 50%点温度点温度 ASTM 50%点温度 / 平衡汽化 50%点温度 / 重整原料104

23、102.4 3#航空煤油191191.5 -20#轻柴油257259 10#轻柴油325322.1 由表 2-5、表 2-6 可得平衡汽化蒸馏数据: 表表 2-7 平衡汽化蒸馏数据平衡汽化蒸馏数据 馏出体积分数/v%0%10%30%50%70%90%100% 重整原料84.992100.2102.4105.2110.8114.2 3#航空煤油180.3182186.9191.5195.2202.1206.1 -20#轻柴油250.3252255259264270.6275 馏出 温度 / 10#轻柴油311.4314.6321.0322.1325.8327.5335.0 2.3.2 平均沸点

24、西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 10 根据表 2-5 恩氏蒸馏各段温度可求各组分体积平均沸点： tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5 (2-1) 重整原料 tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=104.6 3#航空煤油 tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=192 -20#轻柴油 tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=263 10#轻柴油 tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=286.4 根据表 2-5 恩氏蒸馏数据可得恩氏蒸馏 10%-90%斜率如下： 重整原料 S=0.675/% 3#航空煤油 S=0

25、.7125/% -20#轻柴油 S=0.6/% 10#轻柴油 S=0.4625/% 根据图 2-1-12可得各馏分的实分子平均 T实 实，中平均 t中，立方平均 t立立，重量 平均 t重。 计算结果列于表 2-13。 表表 2-8 各组分平均沸点各组分平均沸点 实分子平均 T实中平均 t中重量平均 t重 油 品 与 tv的 差值/ 平均沸 点/ 与 tv的 差值/ 平均沸 点/ 与 tv的 差值/ 平均沸 点/ 重整原料-6.3498.2-4.10100.71.0106.1 3#航空煤油-5.823186.3-3.65188.4-0.5193.2 -20#轻柴油-4.44258.7-1.022

26、60.0250264.7 10#轻柴油-3.3283.1-2.06284.30301.2 2.3.3 比重指数 API 重整原料 =0.7801 20 4 d 3#航空煤油 =0.7772 20 4 d -20#轻柴油 =0.8176 20 4 d 10#轻柴油 =0.8303 20 4 d 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 11 重 油 =0.9334 20 4 d 由 1-2-282查得密度校正值同时按式 2-2 校正：d =+ (2-2) 6 . 15 6 . 15 d 20 4 dd 可得： 6 . 15 6 . 15 d 重整原料 =0.0050 =0.7131d 6 . 1

27、5 6 . 15 d 3#航空煤油 =0.0045 =0.7817d 6 . 15 6 . 15 d -20#轻柴油 =0.0040 =0.8216 d 6 . 15 6 . 15 d 10#轻柴油 =0.0042 =0.8345d 6 . 15 6 . 15 d 重 油 =0.0039 =0.9371d 6 . 15 6 . 15 d 由比重指数(=141.5/-131.5) (2-3)API 6 . 15 6 . 15 d 可得： 重整原料 =66.96API 3#航空煤油 =49.49API -20#轻柴油 =40.68 API 10#轻柴油 =38.0API 重 油 =19.55API

28、 2.3.4 特性因数 K 和分子量 M 将各个油品的中平均沸点摄氏温度转换为华氏温度: F =(t 9/5)+32 (2-4)t 代入数据可得华氏温度： 重整原料 t中=100.6 t中=213.08F 3#航空煤油 t中=188.35 t中=371.03F -20#轻柴油 t中=261.98 t中=503.56F 10#轻柴油 t中=284.23 t中=543.61F 由油品的中平均沸点和油品经验公式得到 K 和 MAPI ； (2- 1 3 15.6 15.6 1.216 T K d =273T 中 中 =t 5) (2-6) -4-3 2.097 107.787122.0848 10

29、1.260074.98308 42.928 e TST S MTS 中中 中 = 重整原料 K =12.28 M =94.56 3#航空煤油 K =12.20 M =137.48 -20#轻柴油 K =12.01 M=191.68 10#轻柴油 K =11.99 M=246.15 2.3.5 临界性质： 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 12 2.3.6.1 由经验公式可得真假临界温度： (2-7) 15.6 15.6 1.8 +132.0 v Ddt (2-8) -32 =85.66+0.9250.3959 10 c TDD 真 (2-9) -3-415.6 15.6 -9.3145

30、 100.544446.4791 10 0.8106715.60.53691 15.6 =17.1416 TST d c TeTd 中中 假中 可得真假临界温度: 表表 2-9 真假临界温度真假临界温度 真假临界温度/F C T油 品真临界温度 /F C T 假临界温度 /F C T 真临界温 度/ C T 真临界温 度/ K C T 假临界温 度/ K C T 真假临界 温度比 K真/ K假 重整原料548.1497.5269.55405341.01 3#航空煤油647.55684.53676356251.00 -20#轻柴油720.13815.9425.7701.5696.51.00 10

31、#轻柴油741.57856.5450.5723.5727.51.00 2.3.5.2 假临界压力 C P 由经验公式可得油品的假临界压力(绝压) C P (2-10) 常顶油=460 磅/吋 2=34.3atm 3#航空煤油=346 磅/吋 2=24.8atm C P C P -20#轻柴油=2750 磅/吋 2=19.7atm 10#轻柴油 =250 磅/吋 2=17.7atm C P C P 2.3.5.3 真临界压力 C P 由假临界压力 和 真假温度比值 查图由经验公式可得油品的真临界压力 (绝压) C P (2-11) lg=0.052321+5.65628lg+1.0011047l

32、g c cc c T PP T 常顶油=728 磅/吋 2 3#航空煤油=443.9 磅/吋 2 C P C P -20#轻柴油=317.8 磅/吋 2 10#轻柴油=257.5 磅/吋 2 C P C P 2.3.7 油品基本数据汇总 表表 2-10 油品基本数据油品基本数据 临界参数平衡汽化温度/ 油品APIKM 温度/压力/MPa0%100% 重整原料66.9612.2894.56269.53.5084.9114.2 3#航空煤油49.4912.02137.483672.48180.4206.1 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 13 -20#轻柴油40.6812.01191.6

33、8425.71.93250.3275 10#轻柴油38.011.99246.15450.51.76311.4335 3 闪蒸塔 3.1 闪蒸塔的操作条件计算闪蒸塔的操作条件计算 3.1.1 操作压力条件 取常压塔塔顶回流罐压力为0.116MPa，塔顶采用两级冷凝冷却流程。常压 塔塔顶空冷器压降为 0.01MPa，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取 0.017MPa，故常压塔塔顶的操作压力为0.143MPa。常压塔的塔板选用浮阀塔 板，其每板压降为 0.5kPa，则推算各关键部位的压力： 塔顶：0.143MPa 一线抽出(第 9 块板) P=0.143+0.5 10-38=0.147MPa 闪顶

34、进料(第 12 块板) P=0.1485MPa 二线抽出(第 19 块板) P=0.152MPa 三线抽出(第 27 块板) P=0.156MPa 汽化段(第 32 层以下) P=0.159MPa 闪蒸塔塔顶气体在常压塔第13 层板进料，取闪蒸塔塔顶到常压塔的管线压 降为 0.035MPa。所以，闪蒸塔的操作压力为： P=0.143+11 0.5 10-3+0.035=0.1835MPa 3.1.2 操作压力条件： 原油经换热器换热到 225，进入闪蒸塔。 由上述计算公式得： 原油数据如下： 表表 3-1 原油蒸馏数据原油蒸馏数据 恩氏蒸馏馏出体积 10%-30%斜率 S=(209.6-112

35、)/(30-10)=4.67 / 由图 3-1 得原油实沸点曲线与平衡汽化曲线交于225，查图 6-1-72可得 馏出体积分数10%30%50%70%90% 实沸点温度/103.3213.5305380.6475.0 平衡汽化温度/178.6239293.7343.1398.8 恩氏温度/112209.6293363454.5 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 14 0.1835MPa 下可得温度为 255，利用这些数据作出 0.1835MPa 下原油的平衡 汽化曲线，如图 3-1 中曲线 D。 B原油实沸点蒸馏曲线 C原油平衡气化曲线 D0.1835MPa 下原油的平衡汽化曲线 图图

36、 3-1 原油在闪蒸压力下的平衡汽化曲线原油在闪蒸压力下的平衡汽化曲线 查图 3-1 得：225、0.1835 MPa 下原油的体积汽化率 e=21.8%(质量汽化率 e=19.98%)。 原油恩氏蒸馏的 10%70%曲线斜率 S=(381-107.6)/(70-10)=4.56 /% 原油=0.8404。 6 . 15 6 . 15 d 查图 3-6-32可得： 闪蒸塔塔顶气体(闪顶油)的密度=0.7375； 20 4 d 闪蒸塔塔底液体(闪底油)的密度=08685。 20 4 d 表表 3-2 各组分各组分流率流率 油品处理量 t/a流率 kg/h 20 4 d 原油450104t/a56

37、2500kg/h0.8404 闪顶油89.82104 t/a11227 kg/h0.7369 020406080100 100 200 300 400 500 B C D V% 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 15 闪底油360.18104t/a512063kg/h0.8691 3.2 热量衡算 如图 3-2，设原油在闪蒸塔没有能量损失，取闪底油出闪蒸塔的温度比原油进料 低 10，即 t1=228-10=218。 查焓图，求出原油、闪底油的焓值： t0=228时，原油的焓值=196kcal/kg L t H 0 t1=218时，闪底油的焓值=164.2kcal/kg L t H 1

38、由 F0= F底+ F顶 (3-1) L t H 0 L t H 1 V t H 2 即 194F0=162.53(1-0.1807)F0+0.1807F0 V t H 2 得： =340.2 kcal/kg V t H 2 由闪顶油的=0.7375，查焓图得闪顶油的温度 t2=202。 20 4 d 因 t0、t1、t2三者温差在 10，满足工艺要求。 图图 3-2 闪蒸塔的计算草图闪蒸塔的计算草图 3.3 闪蒸塔塔径的计算 D= (3-2) u V 785 . 0 式中 u 取 1.21.6 m/s，这里取 u =1.4 m/s 进料 t0=228， F0=625000kg/h 闪顶油 t

39、2=210 F段 =112937 kg/h t1=218 F底=512063 kg/h 闪底油 闪 蒸 塔 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 16 V= (3-3) 0 eF (3-4) RT PM V=28.7m 3/s PM RTeF0 10610149. 0 )15.273210(314 . 8 6250001807 . 0 6 则： D= =5.11m u V 785. 04 . 1785 . 0 7 . 28 圆整 D=5 m 3.4 闪底油性质的计算 在 0.1843MPa、228时，原油汽化率为 21.6(v%)，原油的恩氏蒸馏曲线 10%70%点间的斜率 S=4.56/

40、%，由图 3-6-12得闪顶油恩氏蒸馏温度和原油恩氏蒸 馏温差，由图 3-6-22得闪底油恩氏蒸馏温度和原油恩氏蒸馏温差。 020406080100 100 200 300 400 500 1 2 3 V% 1闪底油平衡汽化曲线； 2 闪底油实沸点蒸馏曲线； 3 油气分压下的平衡气化曲线； 图图 3-3 闪底油蒸馏性质曲线闪底油蒸馏性质曲线 原油、闪顶油及闪底油的计算结果如下表 3-3。： 表表 3-3 恩氏蒸馏温度汇总表恩氏蒸馏温度汇总表 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 17 体积分数/v%原油恩氏蒸 馏温度/ 闪顶油恩氏 蒸馏温度/ 闪底油恩氏蒸馏温 度/ 1011245189

41、30209.682.6272.6 50293121341 70363157396 闪底油蒸馏数据汇总见表 3-4。 表表 3-4 闪底油蒸馏数据闪底油蒸馏数据 体积分数/v%10%30%50%70% ASTM/188.6273341.61397.5 EFV/224.9289.6337.5382.4 3.5 闪蒸产品占原油产率 气相占原油质量分数为 21.6% 0.7369/0.8404=18.85% 质量为 94.25 104t/a 其中 重整原料 质量为 71.49 104 t/a 质量分数/m%为 75.85% 3#航空煤油 质量为 22.7 104 t/a 质量分数/m%为 24.15%

42、 液相占原油质量分数为 81.15% 质量为 405.75 104t/a 表表 3-5 各产品的质量分数各产品的质量分数 油品质量/t/a质量流率/kg/h占原油的量/m% 3#航空煤油79.81049975015.96 -20#轻柴油72.0510490062.514.41 10#轻柴油61.21047650012.24 重油212.510426562542.5 3.6 闪蒸塔的计算结果汇总 将前面的闪蒸塔计算结果汇总如表 3-5。 表表 3-6 闪蒸塔计算结果汇总闪蒸塔计算结果汇总 油 品温度/压力/MPa流量/kg/h 闪顶油2100.1835112937 闪底油2180.1835512

43、063 进 料2280.1835 625000 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 18 4 常压塔的设计计算 4.1 产品收率和物料平衡 前面已确定了原油的加工方案，产品性质，并得出油品的有关性质参数。现取 年开工天数为 8000 小时，即可做出常压塔的物料平衡。 表表 4-1 物料平衡物料平衡 产率处理量或产量 油 品 体积分数/v%质量分数/m% 质量 104t/a 质量流 率/kg/h 摩尔流 率 /kmol/h 闪顶油20.3418.0790.35112937 闪底油79.6681.93409.65512063 合计100100500625000 重整原料16.311.5474

44、.4593062.5862 3#航空煤油16.415.8479.899750566 -20#轻柴油14.816.1672.0590062.5412 10#轻柴油12.713.1061.276500266 产 品 塔底重油39.846.15212.5265625 合计100100500625000 4.2 汽提蒸汽用量 常二线和常三线及塔底都采用过热水蒸气汽提，使用温度 420，压力 0.3MPa 的过热水蒸气 M=18.0, 由于要生产 3#航空煤油，考虑到使用水蒸气汽提会影响其冰 点，故采用重沸器。 表表 4-2 汽提蒸汽用汽提蒸汽用量量 油品质量分数 m%(对油品)质量流率/kg/h摩尔流

45、率/kmol/h -20#轻柴油32701.9150.1 10#轻柴油2.52295127.5 塔底重油27968.8442.7 合计12965.71720.3 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 19 4.3 塔板形式和塔板数 选用浮阀塔板 重整原料3#航空煤油 7 块 3#航空煤油-20#轻柴油 6 块 -20#轻柴油10#轻柴油 6 块 10#轻柴油汽化段 5 块 塔底气提段 5 块 考虑采用两个中段回流，每个用三层换热塔板，共六层，所以，全塔塔板总数 计为 36 块塔板。 4.4 精馏塔计算草图 将塔体、塔板、进料及产品进出口、中段循环回流位置、汽提返塔位置绘成常 压塔计算草图，

46、见图 4-1。 4.5 汽化段温度 4.5.1 汽化段中进料的汽化率与过汽化度 取过汽化度为闪底进料的 2.03%(m%) 由于最低侧线油=0.8345g/cm3，M=287， 20 故取过汽化油性质为：=0.8417g/cm3，M=252 即，过汽化度为 2.05%(体积分 20 数) 即过汽化油量为： 512063 2.0%=10241.5kg/h 进料在汽化段中的汽化率 eF为： eF (体积分数)=（16.3+16.4+14.8+12.7+2.0521.6)/(10021.6) =51.9 % 4.5.2 汽化段油气分压 汽化段中各物料的流量如下： 3#航空航煤 478koml/h -20#轻柴油 412koml/h 10#轻柴油 266koml/h 过汽化油 54.8 koml/h 油气量合计 1210.8koml/h 还有水蒸气 422.7koml/h(塔底汽提) 西安石油大学成人高等教育毕业设计（论文） 20 由此计算得汽化段油气分压为： 0.158 1210.8/(1210.8+422.7)=0.117MPa 4.5.3 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 0.117MPa 之下汽化