年产170万吨沈北原油的常压塔设计毕业论文.doc

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1、辽宁石油化工大学继续教育学院论文 I 年产年产 170170 万吨沈北原油的常压塔设计万吨沈北原油的常压塔设计 摘摘 要要 本设计为年产 170 万吨/年沈北原油的常压塔设计。 石油是现代工业的血液，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，连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。 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

2、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，效益高的思想对大庆原油进 行常压蒸馏设计。设计的基本方案：设计了一个常压一段汽化蒸馏装置，此装置由一台管 式加热炉、一个常压塔以及若干台换热器（完善的换热流程应达到要求：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。原油通过这样的常压蒸馏， 一般可得到 350370以前的几个馏分，可用作汽油、煤油（航空或灯用、 ）柴油等产品， 也可分别作为重整化工（如轻油裂解）等

3、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。 关键词：关键词： 原油； 常压设计； 换热； 常压塔 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 I Abstract This is mainly on the annual production of 2，000,000 tons of crude oil in Daqing atmospheric design. Oil is one important source of energy, Chinas industrial production and economic operati

4、on can not be separated from oil，But as the product can not be directly used, Refining the process must go through processing, and even made a variety of quality in line with the requirements of the use of petroleum products, can be put into use. Atmospheric and vacuum distillation of crude oil as a

5、 crude oil processing technology, the total flow of crude oil processed in an important role, In the refinery plays a decisive role in its operation will have a direct impact on the follow-up process.One of the important separation equipment - atmospheric tower design is the availability of high-yie

6、ld, high-quality oil in the key.In recent years atmospheric and vacuum distillation technology and management experience continuous innovation, significant consumption of energy- savmpared with fing devices, improving product quality. However, cooreign advanced level, there are still large gaps. To

7、better enhance the production capacity of crude oil, in a small investment, low energy consumption and high efficiency of the thinking of the Daqing oil for atmospheric distillation design.The basic design of the programme: design a section of vaporizationatmosphericdistillation unit,This device fro

8、m a furnace official, a Taiwan atmospheric tower and a number of heat exchangers(Improve the heat transfer process should meet the requirements: the best use of waste heat; heat exchanger greater intensity of the heat exchanger; flow of oil pressure drop smaller.) Condensate cooler, Pump and other c

9、omponents, in the atmospheric tower adjacent to the lateral line products based stripper.Simple processes, investment and operational costs less.Crude oil through the atmospheric distillation, 350-370 before the general availability of several fractions,Can be used as gasoline, kerosene (aviation or

10、 lamp), diesel and other products, Also can be re-engineering as a chemical (such as naphtha cracking) of raw materials and other devices. I steamed the bottom of heavy oil for steel or other industrial fuel. In certain circumstances can also be FCC or hydrocracking unit of raw materials. Key words：

11、 oil pressure； Atmospheric design； Heat exchanger； Atmospheric 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 II tower 目 录 前 言 1 1 物料衡算 4 1.1 基准数据的处理 4 1.1.1 基准数据 4 1.1.2 数据处理 6 1.1.3 求平衡汽化曲线各点温度 7 1.2 各种馏出产品的性质 8 1.2.1 各种馏出产品的基础数据 8 1.2.2 各馏出产品的性质 .10 1.3 物料衡算 .12 2 塔的工艺参数的选取 .13 2.1 原油精馏塔计算草图求取 .13 2.1.1 确定蒸汽用量 .13 2.1.2 塔板型适合

12、塔板数 .13 2.1.3 精馏塔计算草图： .14 2.1.4 操作压力的确定 .14 2.2 汽化段和塔底温度的确定 .14 2.2.1 汽化段温度 .14 2.2.2 进料在汽化段中的焓 .15 2.2.3.塔底温度 .16 3 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配 .17 3.1 全塔回流热 .17 3.1.1 假设塔顶及各侧线温度 .17 3.1.2 全塔回流热 .17 3.1.3 回流热分配 .18 3.2 侧线及塔顶温度的校 .18 3.2.1 柴油抽出板（第 22 层）温度 18 3.2.2 煤油抽出板（第 10 层）温度 21 3.2.3 塔顶温度 .22 4 塔设备的设计计算

13、.24 4.1 全塔气液负荷的分布计算 .24 4.1.1 塔顶（第一块板上方）的气液负荷 .24 4.1.2 第一层板下方的气液负荷 .24 4.1.3 常一线抽出口下方（即第 10 层下方）的气液负荷 25 4.1.4 中段循环回流入口板上方的气液相负荷 .26 4.1.5 中段循环回流抽出板下方的气液相负荷 .28 4.1.6 煤油抽出板上方的气液相负荷 .29 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 III 4.1.7 柴油抽出板上方的气液相负荷 .30 4.1.8 汽化段气液相负荷 .32 4.2 各段气液相负荷列表 .34 5 常压塔和塔板主要工艺尺寸计算 .35 5.1 塔径的初算 .

14、35 5.1.1 最大允许气体速度 Wmax： 35 5.1.2 适宜的气体操作速度 Wa.36 5.1.3 气相空间截面积 Fa.36 5.1.4 计算降液管内液体流速 Vd.36 5.1.5 计算降液管面积 Fd.36 5.1.6 计算塔横截面和塔径 .37 5.1.7 采用塔径及相应的设计空塔气速 .37 5.1.8 液相的表面张力：(260.6时） .37 5.2 浮阀数及开孔率的计算 .37 5.2.1 浮阀的选取 .37 5.2.2 浮阀数及开孔率的计算 .37 5.3 溢流堰及降液管的决定 .38 5.3.1 决定液体在塔板上的流动型式 .38 5.3.2 决定溢流堰 .38 5

15、.3.3 溢流堰高度及塔板上清夜层高度的决定 .38 5.3.4 液体在降液管的停留时间及流速 .39 5.3.5 降液管底缘距塔板高度 .39 5.4 水力学计算 39 5.4.1 塔板压力降 .39 5.4.2 雾沫夹带 .39 5.4.3 泄漏 .39 5.4.4 淹塔情况 .40 5.4.5 降液管的负荷 .40 5.5 塔板的负荷性能图 .40 5.5.1 雾沫夹带线 .40 5.5.2 液泛线 .41 5.5.3 液相负荷上限线 .41 5.5.4 漏液线 .41 5.5.5 液相负荷下限线 .41 6 塔的内部工艺结构 .43 6.1 板式塔的部工艺结构 .43 6.1.1 塔顶

16、 .43 6.1.2 进口 .43 6.1.3 抽出盘及出口 .44 6.1.4 人孔 .44 6.1.5 塔底 .44 6.1.6 塔裙 .45 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 IV 6.1.7 封头 45 6.2 塔高 H45 7 换热过程 .46 7.1 换热方案的确定 .46 7.1.1 换热的意义 .46 7.1.2 换热方案 .46 7.2 换热设备的选取和计算 .46 7.2.1 换热设备的计算 .46 7.2.2 中段回流作为热源 .48 7.2.3 重油作热源 .48 7.2.4 冷后重油作为作热源 .49 7.2.5 柴油作为热源 .49 7.2.6 塔顶冷凝器的计算 .

17、50 7.2.7 中段回流冷却 .50 7.2.8 各段换热所用的换热器型号见表 7-1 51 7.3 热源利用率计算 .51 7.3.1 热源利用率计算： .51 7.3.2 原油提供热量计算 .51 7.3.3 热量利用率计算 .51 致 谢 52 符号表 .53 参考文献 .55 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 1 前前 言言 中国炼油工业迅速发展，据美国油气杂志世界炼油特别报告统计， 2005 年中国原油年加工能力达 3.12 亿吨，超过俄罗斯和日本，成为仅次于美 国的世界炼油大国。根据统计，2005 年中国共有 51 座炼厂，炼厂数和炼油能 力均位居世界第二1。但是，中国石油产品质

18、量还相对较低，汽车排气污染控 制愈显重要。中国融入世界清洁燃料进程，不断提高炼油技术水平，尽快与国 际接轨，任务紧迫而重大。 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。 国民经济和国防部门众多的各种应用场合对石油产品提出了许多不同的使 用要求。随着我国社会经济情况的变化、科学技术水平以及工业生产水平的大 幅度提高，对石油产品质量指标的要求不断严格，所要求的石油产品的品种和 数量也不断增加2。目前，我国原油的年加工量约为 2 亿吨。而国内所能提供 原油量仅为 1.3 亿

19、吨，为了满足原油的需求量，则需要每年从国外二十多个国 家和地区进口约 6940 万吨原油。为了更好的提高石油资源的利用率，增加企业 的经济效益，对从国外进口的原油炼制构成进行开发研究也是十分必要的。 目前，我国将石油产品分为染料、润滑剂、石油沥青、石油蜡、石油焦、 溶剂和化工原料六大类。 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，是原油加工的基础，其能量的综合利用程度和拔出率高低体 现在石化企业的效益上，因此，开展常压精馏装置的研究很有意义。3 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

20、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发展，已成为一个比较完整成熟的工艺 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 2 4-5 。目前，国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、压塔，常压炉、减刃 压炉组成的三塔两炉工艺流程，但是仍存在一些问题。 原油常减压蒸馏作为最基本的一次加工工艺，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

21、备常压塔的设 计，是能否获得高收率、高质量油的关键。4 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。5 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 虑下列的各项要求 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

22、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6。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。 大庆原油是一种低硫、低胶、高含蜡、高凝点、的石蜡基石油。由于含烷烃多， 所以，在其各个馏分中，烷烃的相对含量高，生产汽油抗爆性

23、较差，小于 180C 馏分，马达法辛烷值仅 40 左右。喷气燃料的相对密度较小，结晶点较 高，故只能符合 2 号喷气燃料规格。由于硫含量很低，轻质燃料油不需要精制。 同时，在加工中，设备腐蚀问题不大。大庆原油的馏分组成较重，故须采取二 次深度加工，以提高轻质燃料收率7。润滑油馏分的黏温特性好，但凝点高， 加工时需要脱蜡。胜利原油相对密度较大，含硫较多，胶质、沥青质含量较多， 属于含硫中间基原油。孤岛混合原油是胜利油田中比较特殊的石油，其特点是 含硫、氮、胶质较高，酸值大，黏度大，凝点较低，属环烷-中间基原油。克拉 玛依石油是低硫中间基原油，特点是含硫量很低约为 0.04%到 0.07%，含蜡少

24、， 凝点低，是生产喷气燃料和低凝点的轻柴油的良好原料，但直馏馏分的酸度较 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 3 高，需碱洗。中原混合原油相对密度小，黏度、胶质和硫、氮含量均较低 属于低硫-石蜡基原油8。辽河曙光首站原油密度大，黏度大，含蜡量低，属于 硫环烷-中间基原油。 我国经济生产的特点是工业技术水品整体不高，工业生产的能源和资源消 耗及污染排放量高，乡镇企业比重逐渐增大，但其三废基本没有经过任何处理 而四处排放，污染十分严重。我国能源结构中煤炭仍占 70%左右，煤烟对大气 污染程度不易减轻，环保治理技术水平落后，严重地制约环保工作的深入开展。 人们认识到既不能走“先污染，后治理”的道路，也

25、不能走“边污染，边治理” 的道路，而应该是采取积极的态度9。 “全面规划，合理布局，综合利用，化害 为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”的中国环保方针，明确了 环境保护的综合防止思想，是将环境作为一个有机整体，根据当地的自然条件， 按污染物的产生、变迁和归宿的各个环节，采取法律、行政、经济和工程技术 相结合的措施，以防为主，以最大限度地合理利用资源、减少污染物的产生和 排放，用最经济的方法获取最佳的防止效果，以实现资源、环境与发展的良性 循环。 为了实现化学工业可持续发展的关键是搞好环境保护，需要石油炼制过程 中在几的不同层次上开展工作： 第一层是对污染进行更有效的治理，实现达标排放

26、。其目的是把生产的有 害物质再近期危害限制在一定水平内。 第二层是通过工艺改造，尽可能的在正常运行条件下把污染消化在企业内 部。 第三层是用洁净的绿色工艺代替有污染的工艺。即在产品的源头和生产过 程中预防污染，而不是在污染产生后再去治理。 第四层是建立“生态化工”的概念，即根据对产品和过程生命周期的分析， 使用自然界代谢的全过程来规划生产。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 4 1 1 物料衡算物料衡算 1.11.1 基准数据基准数据的处理的处理 1.1.11.1.1 基准数据基准数据 1.原油的种类、性质见表 1-1 和 1-2。 表 1-1 沈北原油性质 沈北原油 采样时间 年 月99.5

27、馏程 v 密度（20）852.0初馏103 比重指数34.61000 粘度（50）mm2/s22.211203.0 凝固点301405.6 闪点（闭口）71608.5 酸值,mgKoH/g0.1818011.0 含蜡,(m/m)11.0720014.0 盐含量,mgNacl/L22016.5 沥青质,(m/m)0.3024019.8 胶质,(m/m)7.0626023.2 残炭,(m/m)2.97528026.6 重金属,ug/g30031.6 Fe3.33 Ni9.36元素分析 Cu0.50S0.36 Pb0.49N0.26 V0.41含水,(V/V)痕迹 灰分,(m/m)0.008 特性因

28、数（k）12.5 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 5 表 12 沈北原油每 10馏分蒸馏收率（m/m） ） 0102030405060708090 0246时对恩氏蒸馏数据进行校正 lgD=0.00852t-1.691 式中：D温度校正值（加至 t 上） ， ， t超过 246的恩氏蒸馏温度， 。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 10 校正后的恩氏蒸馏数据见表 1-10。 表 1-10 校正后的恩氏蒸馏数据 馏出（体积分数）%01030507090100 汽油6593114131150182194 煤油204220224231244279.5290.5 柴油217231260.2277.3

29、296.0320.1330.8 2.计算各产品的实沸点蒸馏点温度 a.页确定实沸点蒸馏 50点，查得它与恩氏蒸馏 50点之差分别为 1.7， 7.8，12。故实沸点蒸馏 50点分别为 132.7，238.8，289.3。 b.由恩氏蒸馏温差求实沸点蒸馏温差的数据见表 1-11。 表 1-11 蒸馏温差 曲线线段组分恩氏蒸馏温差实沸点蒸馏温差 汽油2845 煤油1629.5 0%10% 柴油1426.5 汽油2133 煤油49.5 10%30% 柴油28.844 汽油1726.5 煤油711.7 30%50% 柴油17.126.6 汽油1926.5 煤油1319.5 50%70% 柴油18.72

30、6.3 汽油3237.8 煤油35.541 70%90% 柴油23.929.5 汽油1214 煤油1113 90%100% 柴油10.712 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 11 c. 由实沸点蒸馏 50%点，推算得其实沸点温度见表 1-12。 表 1-12 实沸点蒸馏点温度 馏出，v%01030507090100 汽油28.273.2106.2132.7159.2197211 煤油188.1217.6227.1238.8258.3299.3312.3 柴油192.2218.7262.7289.3315.6345.1357.1 3.计算产品收率 直馏汽油的实沸点终馏点=211 煤油实沸点蒸初

31、馏点=188.1 实沸点切割点=199.5 查图 11 得体积收率为 17% 同理得煤油的实沸点切割点为 252.25，体积收率为 20% 柴油的实沸点切割点为 328.55，体积收率为 35% 分别化为质量收率：14.87%和 18.90%、33.31% 以上数据见表 1-13。 表 1-13 沈北原油常压切割方案及产品性质 收率，%恩氏蒸馏温度 产品 切割点 沸程 体积分 数 质量分数 密度 g/cm30% 10% 30% 50% 70% 90% 汽油199.62111714.870.743565 93 114 131 150 182 煤油252.3188.13 12.3 2018.900

32、.8033204 220 224 231 244 275 柴油328.6192.23 57.1 3533.310.8092217 231 257 273 290 311 1.2.21.2.2 各馏出产品的性质各馏出产品的性质 1.求五个平均沸点 体积平均沸点 tv=（93+114+131+150+182）/5=134（） tv=（220+224+231+244+275）/5=238.8（） 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 12 tv=（231+257+273+290+311）/5=272.4（） 斜率 s=（90%馏出温度-10%馏出温度）/（90-10） 得 汽油：1.1125 煤油：0.

33、6875 柴油：1 查石油炼制工程69 页表 3-4 得质量平均沸点分别为： 136.2，239.8，274.2 立方平均沸点分别为 131.7 ，237.8 ，270.4 中平均沸点分别为 127.5 ，235.8 ，267.8 实分子平均沸点分别为 136.3 ， 239.8， 274.2 2.求产品的基础数据 查石油化工工艺计算图表 128 页得 k1=12.0,k2=11.6,k3=11.5 查石油化工工艺计算图表 59 页得 M1=127,M2=193,M3=210 =51.2, =43.5, =33.5 1 API 2 API 3 API 查石油化工工艺计算图表 89 页焦点温度-

34、临界温度分别为11： 60，22，27.6 查石油化工工艺计算图表 88 页焦点压力-临界压力分别为： 1.93MPa,0.5MPa,0.6MPa 查石油化工工艺计算图表 102 页临界温度分别为：321，425.8， 469.4 查石油化工工艺计算图表 106 页假临界压力分别为： 3.05MPa，2.00MPa，1.97MPa 查石油化工工艺计算图表 105 页假临界温度分别为：580K，687K，724K 真临界温度分别为：595k，693k，730k。 真临界温度与假临界温度之比为：1.026,1.009,1.008 查石油化工工艺计算图表 107 页临界压力分别为： 4.2MPa，4

35、.21MPa，4.3MPa 焦点温度分别为:381，447.8，496.4. 焦点压力分别为:6.1MPa，4.71MPa，4.9MPa。 以上数据见下表 1-14。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 13 表 1-14 油品的性质 油品汽 油 煤 油 柴 油 密度 d420，g/cm30.74350.80330.8092 比重指数，API051.2 43.5 33.5 特性因数，K12.0 11.611.5 相对分子量，M127193210 临界 参数 温度， 压力，Mpa 321 4.2 425.8 4.21 469.4 4.3 焦点 参数 温度， 压力，MPa 381 6.1 447.8

36、 4.71 496.4 4.9 1.31.3 物料衡算物料衡算 根据物料衡算要求，进入蒸馏塔的进料的质量应等于各出料的质量之和。 根据已知数据和进料质量可以求出个产品质量，具体数见表 1-15。 表 1-15 物料平衡（按每年开工 8000 小时计） 产 率,%处理量或产量油 品 体积分数质量分数104t/yt/dKg/hKmol/h 原 油1001002006250260416.70 汽 油17 14.87 29.74 929.38 38723.96304.91 煤 油20 18.9037.80 1181.25 49218.76255.02 柴 油35 33.31 66.60 2081.88

37、 86744.80413.07 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 14 2 2 塔的工艺参数的选取塔的工艺参数的选取 2.12.1 原油精馏塔原油精馏塔计算草图求取计算草图求取 2.1.12.1.1 确定蒸汽用量确定蒸汽用量 侧线产品及塔底重油都用过热蒸汽汽提。使用的是 420，0.301Mpa 的过 热蒸汽 汽提水蒸气用量见表 2-1。 表 2-1 汽提水蒸气用量 油品 质量分数（对油）% Kg/h kmol/h 一线煤油 3 1476.56 82.03 二线柴油 3 2603.34 144.57 塔底重油 2 1714.58 95.25 合计 5793.48 321.86 2.1.22.1

38、.2 塔板型适合塔板数塔板型适合塔板数 各段的层数见图 2-2。 表 2-2 各段的层数 各段名称 塔板数（层） 汽油煤油段 10 煤油柴油段 10 柴油汽化段 3 塔底气提段 4 考虑采用一个中段回流，用 3 层换热塔板。闪蒸塔用 3 层塔板，全塔塔板 数总计为 33 层。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 15 2.1.32.1.3 精馏塔计算草图：精馏塔计算草图： 将塔体、塔板、进料及产品进出口、汽体返塔位置、塔底汽提点等汇成草 图，见图 2-1。 图 2-1 精馏塔计算草图 2.1.42.1.4 操作压力的确定操作压力的确定 压力为 0.13MPa。塔顶采用两级冷却流程。取塔顶空冷器压

39、力为 0.01MPa，使用一个管壳式后冷器12，壳程压力降取 0.017MPa。故 塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.157MPa（绝对压力） 取每层浮阀塔板压力降为 0.5KPa（4mmHg） ，则推算得常压塔各关键部位的压力 如下（单位为 Mpa） 塔顶压力为 0.157MPa 一线抽出板（第 10 层）上压力为 0.162MPa 二线抽出板（第 22 层）上压力为 0.169MPa 汽化段压力（第 25 层）下压力为 0.170MPa 取转油线压力降为 0.035MPa，则 加热炉出口压力=0.170+0.035=0.205MPa 2.22.2 汽化段和塔底温度的确定汽化段和

40、塔底温度的确定 2.2.12.2.1 汽化段温度汽化段温度 1.汽化段中进料的汽化率与汽化度 32 29 25 14 10 12 塔底重油 85729.18KG/H 塔底气提 1714.58KG/H 柴油 86744.80KG/H 柴油气提蒸汽 2603.34KG/H 煤油 49218.76KG/H 煤油气提 1476.56KG/H 塔顶冷回流 98851.24KG/H 汽油 38723.96KG/H 蒸汽 5793.48KG/H 进料 260416.7KG/H 过汽化油 6750KG/H 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 16 取过汽化度为进料的 2%（质量分数）或 2.03%（体积分数）

41、，即过汽化量为 5208.33kg/h 要求进料在汽化段中的汽化率 ef=（17%+20%+35%+2.03%）=74.03% 2.汽化段油气分压 汽化段中物料的流量见表 2-3。 表 2-3 汽化段中各物料的流量 油品名称物料的流量（kg/h） 汽油304.91 煤油255.02 柴油413.07 过汽化油17.36 油汽量合计990.36 其中过汽化油的相对分子量取 300，则 过汽化油流量为 6750/300=22.5 kmol/h 塔底气提还有水蒸气 95.25kmol/h 由此计算的汽化段的油气分压为 0.170990.36/（990.36+95.25） =0.155（Mpa） 3.

42、汽化段温度的求定 汽化段温度应该是在汽化段油气分压 0.155Mpa 之下汽化 74.03%（体积分 数）的温度，作出在 0.155Mpa 下原油平衡汽化曲线；原油在常压下的实沸点曲 线与平衡汽化曲线的交点为 280，将此交点温度 280换算为 0.155 Mpa 下的 温度，查石油炼工程 66 页得 298.9从该点作垂直于横坐标的直线 A，在 A 线 上找的 298.9 之点，过此点作平行于原油常压平衡汽化曲线 2 的线 4，即为原 油在 0.155 Mpa 下的平衡汽化曲线。由曲线 4 可查 ef为 74.03%的温度为 365 2.2.22.2.2 进料在汽化段中的焓进料在汽化段中的焓

43、 查图 317【石油炼制】13，进料在汽化段中的焓计算见表 2- 4（p=0.170Mpa,t=365） 。 其中：过汽化油和重油的密度分别为：0.8513 g/cm3，0.8615 g/cm3. 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 17 表 2-4 进料在汽化段中的焓 焓，kJ/kg 油 料气 相液 相 热 量，kJ/h 107 汽 油 煤 油 柴 油 过汽化油 重 油 合 计 1150.79 1122.12 1113.74 1109.56 921.14 5.78 7.16 12.52 0.75 10.23 36.44 2.2.3.2.2.3.塔底温度塔底温度 根据经验数据，原油蒸馏装置的常压

44、塔的塔底温度一般比汽化段温度低 510，取塔底温度比汽化段温度低 7，则 塔底温度=356-7=349 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 18 3 3 塔顶及侧线温度的假塔顶及侧线温度的假设与回流热分配设与回流热分配 3.13.1 全塔回流热全塔回流热 3.1.13.1.1 假设塔顶及各侧线温度假设塔顶及各侧线温度 1.在塔内有水蒸气存在的情况下，常压塔顶汽油蒸汽可以大致定为该油品恩氏蒸 馏 60%点的温度14。 2.当全塔汽提水蒸气用量不超过进料量的 12%时，侧线抽出板温度大致相当于与 该油品恩氏蒸馏 50%点的温度。 417.13188000/(107200)100%=2.22%0.5

45、的常压和加压操作的塔， K=0.82；对直径小于 0.9m，或者板间距 Ht0.5m 以及真空操作的塔 K=0.550.65（Ht大时 K 取大值） 。 Wa=0.820.981.25=1.0045（m/s） 5.1.35.1.3 气相空间截面积气相空间截面积 FaFa Fa=Vv/Wa (5-4) Fa=VV/Wa=15.63/1.0045=15.56（） 5.1.45.1.4 计算降液管内液体流速计算降液管内液体流速 VdVd 液体在降液管内的流速按式（5-4）和式（5-5A）或式（5-5B）计算，选 两个结果中的较小值。 Vd=0.17KKs （5-5） 当 Ht0.75m， 3 7.9

46、8 10() dstlv VKKH (5-6A) 当 Ht0.75m， 3 6.97 10 dslv VKK （5-6B） 由式（5-5） ，Vd=0.170.820.98=0.1366（m/s） 由式（5-5A） ，Vd=7.9810- 30.820.98 =0.1406（m/s）0.6 (807.76.5767) 取 Vd=0.1366m/s 5.1.55.1.5 计算降液管面积计算降液管面积 FdFd 计算的降液管面积取式（5-7）或（5-8）计算结果的较大值。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 39 Fd，=Vl/Vd （5- 7） Fd，=0.11Fa （5- 8） 由式（5-7）

47、，Fd，=0.1254 /0.1366=0.92（） 由式（5-8） ，Fd，=0.1115.56=1.71（） 取 Fd，=1.71（） 5.1.65.1.6 计算塔横截面和塔径计算塔横截面和塔径 计算的塔横截面积 Ft=Fa+ Fd， (5-9) ， =15.56+1.71=17.27（） 计算塔径 Dc按式（5-10） (5-10) 785 . 0 t c F D =4.7（m） 785 . 0 27.17 5.1.75.1.7 采用塔径及相应的设计空塔气速采用塔径及相应的设计空塔气速 根据浮阀塔板直径系取，选取采用的塔径 D 为 5.4m 采用的塔截面积 F 按式（5-11） F=0.785 (5-11) 2 D F=0.785=17.341（） 2 7 . 4 采用的空塔气速 W 按式 W=Vv/F (5-12) =15.63/17.341=0.9013(m/s) 采用的降液管面积 (5-13) () dd t F FF F Fd=1.71=1.72() 27.17 341.17 采用的降液管面积 Fd占采用的塔截面积 F 的百分数： %92 . 9 %100 341.17 72 . 1 F Fd 5.1.85.