常減壓設(shè)計說明書計算部分[共40頁]

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1、遼寧石化職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計(論文)用紙 第一章 設(shè)計說明書 1.1裝置的概況和特點 本設(shè)計主要以錦州石化公司二套常減壓為設(shè)計原型，主要數(shù)據(jù)取自生產(chǎn)實際。所處理的原料為70%遼河原油、20%的江西原油、10%的冠軍原油，經(jīng)過常壓塔、減壓塔的分離得到合格的產(chǎn)品。 遼河原油屬于低硫中間基原油，含環(huán)烷酸多根據(jù)原油的性質(zhì)、特點和市場的需求主要生產(chǎn)重整汽油、航空煤油、輕柴油、重柴油、混合蠟油、渣油等。裝置由原油電脫鹽、常減壓蒸餾、航煤精制部分組成。根據(jù)加工含環(huán)烷酸原油的特點，結(jié)合加工含環(huán)烷酸原油的經(jīng)驗，優(yōu)化了設(shè)備選型及選材，采用了目前最先進技術(shù)既初餾塔、常壓塔塔盤為ADV高效塔盤。減壓塔采用規(guī)整

2、填料，處理物料能力大，汽、液接觸均勻，傳質(zhì)效果較好。以實現(xiàn)裝置長周期運行。高溫部位設(shè)備和管線全部采用不銹鋼材質(zhì)，以達到防腐的目的。初頂、常頂用空冷代替水冷，節(jié)約了用水量，也減少了三廢處理量。 常壓塔設(shè)頂循環(huán)回流和二個中段回流，以使塔內(nèi)汽、液相負荷分布均勻，提高塔的處理能力，減小塔頂冷凝器的負荷。為了降低減壓塔內(nèi)真空高度，提高沸點，減壓塔采用二級抽真空器。即蒸汽噴射泵和水環(huán)抽真空泵。 在采用新工藝新設(shè)備的同時優(yōu)化了工藝流程，為了節(jié)能常壓系統(tǒng)采用4臺空冷器，為增加處理量常壓爐四路進料四路出。 環(huán)烷酸對金屬的腐蝕一般發(fā)生在介質(zhì)流速高和渦流狀態(tài)處，其溫度范圍為230～280℃和350～400℃。常

3、減壓蒸餾裝置受環(huán)烷酸腐蝕較重的部位常發(fā)現(xiàn)在下述幾處：常壓爐出口部分爐管、減壓爐全部爐管、常減壓爐轉(zhuǎn)油線和塔汽化段。采取的防護措施除原油住堿外，適當?shù)卦黾訝t子轉(zhuǎn)油線尺寸以降低介質(zhì)流速，并結(jié)合具體條件選用耐腐蝕材質(zhì)，可以減少有關(guān)部位的腐蝕速率。綜上所述，在采取了“一脫四注”的綜合措施后，常減壓蒸餾裝置有關(guān)系統(tǒng)的腐蝕率大大下降。 為使相當數(shù)量的中間餾分得到合理利用，因為它們是很多的二次加工原料，又能從中生產(chǎn)國民經(jīng)濟所需的各種潤滑油、蠟、瀝青的原料。因此本設(shè)計采用三段汽化蒸餾，即預汽化—常壓蒸餾—減壓蒸餾。 1.2生產(chǎn)流程方案的確定 遼河原油屬于低硫中間基原油,由實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)可知：遼河混合原油的

4、密度為，酸值為，含硫量為%。與大慶原油相比它的密度偏高，酸值偏大，含硫量偏低。 根據(jù)產(chǎn)品使用性能和當前市場對產(chǎn)品的需求，確定常壓塔側(cè)線的數(shù)目為三個，即航煤、輕柴、重柴。 各個組分切割溫度的確定： 塔頂為130 ℃—原因：因為塔頂?shù)漠a(chǎn)品為汽油（它的實際切割溫度為：初餾點～180℃），而在實際生產(chǎn)中汽油做為重整的原料，針對重整原料的需求所以常壓塔頂產(chǎn)品的切割溫度為130℃。 航煤為130℃～230℃、輕柴為230℃～320℃、重柴為320℃～350℃—原因：都是根據(jù)它們各自的物理性質(zhì)，初餾點到終餾點的溫度范圍而決定和產(chǎn)品使用的需求。 1.3工藝流程概況 常減壓蒸餾利用精餾原理根據(jù)原油中

5、各個組分的揮發(fā)度（沸點）不同，在一定的工藝條件下分離出各餾份產(chǎn)品（瓦斯、直餾汽油、直餾柴油、蠟油、渣油）。 原油由原油罐區(qū)經(jīng)泵送入常減壓裝置的原油泵(B-701AB)入口，泵出口經(jīng)過初餾塔進料控制閥（LI-101）后分成兩路，一路經(jīng)原油-常一線一次換熱器H-701AB、原油-常頂循環(huán)一次換熱器H-702ABCDE、原油-減二中二次換熱器H-716AB換熱。另一路經(jīng)原油-減一線一次換熱器H-743、原油-減三線四次換熱器H-714、原油-常二線二次換熱器H-715AB、原油-常三線二次換熱器H-703換熱。換熱后的兩路原油混合溫度達到130℃左右進入電脫鹽裝置。一、二級電脫鹽入口注入破乳劑、水

6、，經(jīng)混合閥與原油充分混合后進入電脫鹽罐，在高壓交直流電場的作用下，把原油中的大部分鹽和水分脫除出來。脫后原油再分成三路換熱：一路經(jīng)減壓爐予熱器加熱到200℃左右，一路經(jīng)原油-渣油四次換熱器H-704CDAB、原油-常一中一次換熱器H-705AB、原油-常三線一次換熱器H-706、原油-渣油三次換熱器H-707ABC、原油-常二中二次換熱器H-709AB換熱。一路經(jīng)原油-渣油四次換熱器H-717CDAB、原油-常二線二次換熱器H-718AB、原油-減三線二次換熱器H-719ABCD、原油-常二線一次換熱器H-720AB換熱，三路混合后溫度達到200℃左右，進入初餾塔。 初餾塔塔頂油氣餾出后經(jīng)空

7、冷H-736A-L、后冷H-737AB冷凝冷卻后進入蒸頂回流罐，其中不凝氣-瓦斯進入瓦斯罐后分兩路：一路去常壓爐，一路去火炬?；亓鞴迌?nèi)汽油經(jīng)初頂回流泵(B---704AB)抽出后，一路經(jīng)回流控制閥(FIC-103)做回流返回塔內(nèi)控制塔頂溫度，另一路經(jīng)出裝置控制閥(LIC-103)送入電精制裝置堿洗后，去西山貯運廠或重整裝置。 初餾塔底拔頭油由塔底泵(B-702AB)抽出后，分成三路換熱，一路經(jīng)拔頭油-渣油三次換熱器H-708AB、拔頭油-常二中一次換熱器H-712AB、拔頭油-渣油一次換熱器H-713ABC換熱，另一路經(jīng)拔頭油-減四線二次換熱器H-745、拔頭油-渣油二次換熱器H-710AB

8、、拔頭油-渣油二次換熱器H-711ABC、拔頭油-減四線一次換熱器H-744換熱，第三路經(jīng)拔頭油-減三線一次換熱器H-721ABCDE、拔頭油-渣油一次H-722ABCD換熱，換熱后的三路拔頭油混合溫度達到310℃左右，然后進入常壓爐加熱。 拔頭油經(jīng)常壓爐四路進料控制閥（FIC-105、FIC-106、FIC-107、FIC-108）進入常壓爐對流室，加熱到310℃出來后進入輻射室，加熱到365℃進入常壓塔。 常壓塔塔頂油氣餾出后經(jīng)空冷H-739A-J、后冷H-740AB冷凝冷卻后進入常頂回流罐，其中不凝氣-瓦斯進入瓦斯罐后分兩路：一路去常壓爐，一路去火炬。回流罐內(nèi)汽油經(jīng)常頂回流泵(B-7

9、06AB)抽出，一路經(jīng)回流控制閥(FIC-1119)做回流返回塔內(nèi)控制塔頂溫度，另一路經(jīng)出裝置控制閥(LIC-106)送入電精制裝置堿洗后去西山貯運廠或重整裝置。 常頂循環(huán)回流從46層塔板抽出，經(jīng)泵（B-707AB）送至頂循換-原油二次熱器H-702ABCDE，換熱到70℃后返回塔頂。 常一線從39層或41層塔板抽出后入汽提塔，汽相返回塔內(nèi)40層，汽提塔底油經(jīng)航煤重沸器H-738加熱后返回汽提塔，液相由常一線泵B-710AB抽出，經(jīng)氧化鋅罐、常一線-原油一次換熱器H-701A 換熱后，與風經(jīng)混合閥混合后去脫硫醇反應器，反應后的常一線油與原油一次換熱器H-701B 換熱后去脫風罐，脫風罐底的

10、油品由泵B-718AB抽出后經(jīng)過控制閥LICN-101去H-732，經(jīng)過H-732冷卻后，一路走不合格線，一路并常二線，一路補封油，一路經(jīng)脫水罐、浸酸活性炭罐精制后出裝置。 常一中由常壓塔35層抽出，經(jīng)泵（B-708AB），送至常一中-原油脫后二次換熱器H-705、航煤重沸器H-738、常一中蒸發(fā)器H-725，換熱到145℃后返回塔內(nèi)38層。 常二線由常壓塔27層抽出后進入汽提塔，汽提塔底吹入蒸汽，汽相返回常壓塔28層。液相由常二線泵（B-711AB）抽出經(jīng)常二線-原油脫后四次換熱器H-720AB、常二線-原油脫后二次換熱器H-718AB、常二線-原油脫前三次換熱器H-715換熱經(jīng)H-73

11、3冷卻后分成兩路，一路去重污油，一路經(jīng)齒輪表出裝置，在齒輪表后可以補封油。 常二中由常壓塔22層經(jīng)泵（B-709AB）抽出，送至常二中-拔頭油二次換熱器H-712AB、常二中-原油脫后四次換熱器H-709AB換熱，經(jīng)蒸發(fā)器H-727，換熱到240℃后返回塔內(nèi)26層。 常三線由塔15層餾出后進入汽提塔，汽提塔底可吹入蒸汽，汽相返回塔內(nèi)16層，液相經(jīng)常三線泵（B-712AB）抽出，送至常三線-原油脫后三次換熱器H-706、常三線-軟化水換熱器H-726換熱，經(jīng)H-728冷卻后分成三路，一路并入重污油；一路并入蠟油；一路做為重柴油出裝置。 常壓塔底重油經(jīng)泵（B-703AB）抽出后分成四路經(jīng)減壓

12、爐四路進料控制閥（FIC-201、FIC-202、FIC-203、FIC-204）進入減壓爐對流室，加熱到365℃出來后進入輻射室，加熱到385℃進入減壓塔， 在減壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時也可以不進入減壓爐而直接入渣油系統(tǒng)即甩減壓。 減壓塔塔頂汽相經(jīng)減頂冷卻器H-230ABCD冷卻后，液相通過大氣腳流入水封罐，汽相通過一級抽真空器抽出后，液相通過大氣腳流入水封罐，汽相經(jīng)一級冷卻器H-231AB冷卻后進入二級抽真空器，經(jīng)過二級抽真空器抽出后，液相通過大氣腳流入水封罐，汽相經(jīng)二級冷卻器H-232AB冷卻后，液相通過大氣腳流入水封罐，汽相通過減頂瓦斯罐去加熱爐做燃料。汽相經(jīng)一級冷卻器H-231AB冷卻后也

13、可以進入真空泵（B-237），經(jīng)過真空泵抽出后，液相流入地溝，汽相通過減頂瓦斯罐去加熱爐做燃料。水封罐內(nèi)的水通過控制閥排入地溝，減頂油則流入產(chǎn)品罐，再經(jīng)泵B-231打入脫水罐，一路并蠟油，一路并輕柴。 減一線蠟油由一線集油箱抽出，通過泵（B-232AB）送至減一線-原油脫前一次換熱器H-743換熱、經(jīng)H-731、H-735C冷卻后分成兩路，一路經(jīng)回流控制閥(FI-214)做回流返回塔頂，一路經(jīng)出裝置控制閥(FI-209)并蠟油或輕柴油。 減二線蠟油由二線集油箱抽出，通過泵（B-233AB）送至蒸發(fā)器H-724，減二線-原油脫前三次換熱器H-716AB換熱后分成兩路，一路經(jīng)過減二中回流控制閥

14、(FIC-206)做回流返回塔內(nèi)，另一路經(jīng)出裝置控制閥(FI-210)并蠟油。 減三線蠟油由三線集油箱抽出，通過泵(B-234AB) 送出后分成兩路，一路經(jīng)減三線-拔頭油一次換熱器H-721ABCDE、減三線-原油脫后三次換熱器H-719ABCD換熱，一部分經(jīng)過減三中回流控制閥(FIC-208)返回塔內(nèi)做回流，另一部分再經(jīng)蒸發(fā)器H-723、減三線-原油脫前二次換熱器H-714AB換熱，然后經(jīng)出裝置控制閥(FI-211)并入蠟油。 減四線蠟油由四線集箱抽出，通過泵(B-235AB) 經(jīng)出裝置控制閥(FI-212)送至減四線-拔頭油四-次換熱器H-744、減四線-拔頭油一次換熱器H-745、

15、常三線-原油脫前三次換熱器H-703、蒸發(fā)器H-727、水箱換熱后分成三路，一路并入一常渣油，一路并入蠟油，一路并入燃料油。 渣油系統(tǒng)分成兩路換熱，一路經(jīng)渣油-拔頭油三次換熱器H-713ABC、渣油-拔頭油二次換熱器H-710AB、渣油-原油脫后四次換熱器H-707ABC、渣油-原油換熱器H-704ABCD換熱，另一路經(jīng)渣油-拔頭油二次換熱器H-722AB、渣油-拔頭油三次換熱器H-711ABC、渣油-拔頭油一次換熱器換熱器H-708AB、渣油-原油換熱器H-717ABCD換熱，兩路換熱混合后分成兩路，一路去瀝青，一路經(jīng)過水箱（正常生產(chǎn)時不投用）分成兩路，一路去焦化裝置，另一路經(jīng)H-729A

16、B、H-735AB冷卻后去油品。 1.4主要原料、工藝及能耗指標 從相關(guān)數(shù)據(jù)中表明常減壓蒸餾裝置能耗約占煉廠總能耗的1/5，是煉油工業(yè)中的能耗大戶。因此蒸餾裝置節(jié)能工作的好壞直接影響煉油工業(yè)能耗指標。 蒸餾裝置的節(jié)能途徑： 1. 本裝置由于處理量大，所以多采用一個初餾塔形成三段汽化的方式，從而可減少加熱爐熱負荷降低損耗。 2. 由于二中的熱量較大，從初底出來的拔頭油和二中進行換熱達到降低常壓爐負荷的目的。 3. 采用換熱系統(tǒng)，原料油與常壓塔側(cè)線、減壓塔側(cè)線進行換熱，這樣即可以提高進料溫度降低常壓爐的熱負荷可以達到節(jié)能的目的。 4. 減壓塔頂增加一臺水環(huán)真空泵可進一步降低塔頂壓力提

17、高減壓塔拔出率。 表1-1原材料指標 原材料名稱 項 目 單 位 指 標 原 油 含 水 % ≯2.0 脫后原油 含 鹽 Mg/g ≯3 含 水 % ≯0.3 表1-2半成品、成品主要指標 汽油質(zhì)量指標： 蒸頂汽油干點 ≯170℃ 常頂汽油干點 ≯170℃ 常一線質(zhì)量指標： 98%點 ≯260℃ 閃點 ＞38 柴油質(zhì)量指標： 95%點 ≯365℃ 0#柴油 凝固點 0±4℃ -10#柴油 凝固點 -10±4℃ -20#柴油 凝固點 -20±4℃

18、 注：凝固點與95%點控制其中一項 混合蠟油指標： 殘?zhí)? ≯0.3 表1-3公用工程（水、電、汽、風等） 名 稱 要 求 指 標 循環(huán)水溫度 ≤30℃ 循環(huán)水壓力 ≥0.4MPa 系統(tǒng)蒸汽壓力 0.8～1.0 MPa 儀表風壓力 ≥0.3MPa 燃料油壓力 ≥1.0MPa 高壓瓦斯壓力 0.2～0.5 MPa 封 油 壓 力 ≥2.0MPa 循環(huán)冷卻水： 供水溫度 ≤30℃ 回水溫度 ≤40℃ 供水壓力 0.35MPa 回水壓力 0.20Mpa PH值 6～9 渾濁度 ≤2000mg/l 污垢系數(shù) ≤0.000

19、4m2·h·℃/kcal 電量： 高壓電壓 6000V±10% 頻率 50±1Hz 低壓電壓 380V/220V±5% 頻率 50±1Hz 儀表壓縮空氣： 0.4MPaG下露點 -20℃ 溫度 常溫 壓力 0.4MPa 表1-4原材料消耗、公用工程消耗及能耗指標 序號 原料名稱 單位 數(shù)量 備注 1 燃料油 + 燃料氣 kg/h 4605.75 2 電 KWh/h 3673.8 3 循環(huán)水 t/h 1737 4 新鮮水 t/h 7.163

20、 5 軟化水 t/h 19.902 6 污水 t/h 10.38 7 0.9Mpa蒸汽 t/h 7.609 8 0.3Mpa蒸汽 t/h 5.89 1.5 設(shè)備匯總表 表1- 5塔的類型 序號 工藝 編號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 結(jié)構(gòu)形式 容積m3 操作壓力Mpa 操作溫度℃ 1 T-701 初餾塔 ф3000*54154 條形浮閥 375 〈0.08 300 2 T-702 常壓塔 ф3800*47758*16/18 條形浮閥 530 〈0.08 350 3 T-203 減壓塔 ф

21、6400/4200*35145 填料 908.2 -0.093 440 4 T-703 常一線汽提塔 ф1200*7502*10 浮閥 8 0.08 350 5 T-704 常二線汽提塔 ф1200*6550*10 浮閥 8 0.08 250 6 T-705 常三線汽提塔 ф1200*6000*12 浮閥 8 0.08 350 7 T-101A 脫水塔 ф1200*6800*16 填料 8.3 1.7 常溫 表1-6換熱器類 序 號 工藝編號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 殼程 介質(zhì) 介質(zhì) 壓力

22、 Mpa 壓力Mpa 1 H-701A 原油/常一線 BES1000-4.0-265-6/25-4Ⅰ 16MnR 原油 2.3 1.5 2 H-702A 原油/常頂循環(huán) FB900-220-25-2 16MnR 原油 2.5 1.5 3 H-703A 原油/常三線 FB700-125-25-2 16MnR 重柴 1.8 2.3 4 H-704A 原油/渣油 FB700-125-25-2 16MnR 渣油 1.8 2.3 5 H-705A 原油/常一中 FB700-125-40-4 16MnR 原油 2.3 2

23、6 H-706A 原油/常三線 FB700-125-25-2 16MnR 重柴 2 2 7 H-709A 原油/常二中 BES800-4.0-160-6/25-4Ⅱ 16MnR 原油 1.8 2 8 H-712A 拔頭油/常二中 BES700-4.0-120-6/25-4 16MnR 拔頭油 2.5 2 9 H-714A 原油/減三線 BES1100-40-365-6/25-2 16MnR 蠟油 2.3 2 10 H-718A 原油/常二線 FB700-120-25-4 16MnR 原油 2 1.8 11 H-7

24、19A 原油/減三線 FB1100-330-25-4 16MnR 原油 2 2 12 H-721A 拔頭油/減三線 RBEU900-4.0-205-6/25-4 18-8 蠟油 2 2.5 13 H-727A 減四線蒸發(fā)器 FB1000-265-40-4 16MnR 軟化水 2 0.9 14 H-728A 常三線冷卻器 FB700-125-25-4 16MnR 重柴 1.5 0.5 15 H-730A 初側(cè)冷卻器 FB700-120-25-4 16MnR 汽油 0.4 0.5 16 H-731A 減一中冷卻器

25、 FB800-160-25-4 16MnR 蠟油 1.8 0.5 17 H-732A 常一線冷卻器 FB600-90-40-4 16MnR 航煤 1.5 0.5 18 H-733A 常二線冷卻器 FB700-120-25-4 16MnR 柴油 1.5 0.5 19 H-735C 減一線冷卻器 FB700-125-25-2 16MnR 蠟油 1.8 1 20 H-736ABC DEFGH 初頂空冷 P9×3-4-3020/129-16RⅡa 16MnR 初頂油汽 0.4 　 21 H-737A 初頂后冷

26、FB1100-330-16-4 16MnR 汽油 0.4 0.4 22 H-739 常頂空冷 P9×3-4-3020/129-16RⅡa 　 常頂油汽 0.4 　 23 H-739 常頂空冷 P9×3-6-196-16S-23.4/RⅡa 　 常頂油汽 0.4 　 24 H-739 常頂空冷 P9×3-4-3020/128-16RⅡa 　 常頂油汽 0.4 　 25 H-740A 常頂后冷 FLB1100-360-16-4 16MnR 汽油 0.4 0.4 26 H-740B 常頂后冷

27、 FLB1100-360-16-4 16MnR 汽油 0.4 0.4 27 H-741 常三空冷 SL9×3-4-2440/129-25RⅡb 　 1.5 　 28 H-743 減一線/原油 BES900-4.0-265-6/25-4Ⅰ 16MnR 原油 　 　 29 H-230A 減頂冷卻器 FLB1100-350-16-4Ⅱ 16MnR 柴油 0 0.4 30 H-231A 減頂一級冷卻器 FLB1100-350-16-4Ⅱ 16MnR 柴油 0 0.4 31 H-232A 減頂二級冷卻器 FLB1

28、100-350-16-4Ⅱ 16MnR 柴油 0 0.4 表1-7泵類 設(shè)備 名稱 規(guī)格 型號 揚程 m 入口 壓力 MPa 出口 壓力 MPa 介質(zhì) 溫度 ℃ 流量 m3/h 轉(zhuǎn)速 r/m 軸功率 KW 原油泵 250YⅡ-150×2A 262 0.2 2.1 原油 50 472 2950 488 初底泵 250AYSⅡ150×2A 260 0.06 1.8 拔頭油 160 480 2985 430 常底泵 250YSⅢ150

29、5;2C 190 　 1.45 常渣 350 400 2950 269 初頂泵 100YⅡ-120 123 0.08 1 汽油 30 100 2950 54.1 渣油泵 65YⅡ-100×2C 125 　 　 渣油 　 20 2950 20 常頂泵 80YⅡ100B 73 0.05 0.6 汽油 30 40 2950 15.3 常頂循環(huán)泵 150YⅡ-150 150 0.2 0.64 汽油 90 180 2950 113 常一中泵 150YⅡ-150B 110 　 　 輕柴

30、　 155 2950 76 常二中泵 150YⅡ-150B 110 　 　 輕柴 　 155 2950 76 常一線泵 100YⅡ120×2C 150 0.15 1.39 航煤 150 79 2950 55.5 常二線泵 100YⅡ120×2C 150 0.11 1.1 柴油 250 79 2950 55.5 常三線泵 100AYⅢ120×2C 150 0.06 0.65 重柴 330 79 2950 55.7 減頂油泵 50YⅡ-60×2A 105 0.11

31、 0.95 減頂油 20 12.5 2950 9.82 減一線泵 100YⅢ120×2C 105 0.21 1.65 蠟油 80 79 2950 55.5 減二線泵 200AYⅢ150 150 　 蠟油 270 300 2950 ／ 減三線泵 250AYSⅢ150 150 　 蠟油 320 500 2985 259 減四線泵 80YⅢ100×2A 175 0.06 1.2 蠟油 370 47 2950 44.8 減壓渣油泵 200×150R2DM 300

32、渣油 370 300 2980 245 減粘渣油泵 200×150R2DM 300 渣油 370 300 2950 245 減粘凝縮油泵 50AYⅡ-35×5 190 1 4 凝縮油 40 12.5 2950 15 常爐鼓風機 G4-73-11No1190 0.35 空氣 常溫 60100 1450 　 常爐引風機 Y4-73-11No1290 0.16 煙氣 120 89500 1450 　 減爐引風機 Y4-73-11No14135 0.163 煙氣

33、120 89500 960 　 1.5 存在的問題和設(shè)想 1.6.1存在問題 對含環(huán)烷酸高的原油所引起的環(huán)烷酸腐蝕問題，國內(nèi)外均有經(jīng)驗介紹，一般認為當原油酸值大于0.5mg KOH/g時，就將引起對設(shè)備和管線的腐蝕。由任務(wù)書給出的原油性質(zhì)可知原油酸度為3.55mgKOH/g，屬于高環(huán)烷酸類原油。 由于此次設(shè)計階段，條形浮閥塔盤還尚屬于專利開發(fā)階段，沒有資料根據(jù)計算塔盤的開空率、所以這次設(shè)計沒有作開空率的計算 加熱爐溫度達730℃，由于設(shè)計時間倉促，未能考慮到這部分的能量利用。 本次設(shè)計完畢，經(jīng)檢查塔盤性能負荷圖上的操作點P落在了霧沫夾帶上限線和液泛線附近，故本次設(shè)計結(jié)果是滿負

34、荷操作 1.6.2設(shè)想 以前提到加熱爐熱能的浪費，如果將這部分能源用在給原油的預熱上，不僅能減少對能源的消耗，而且還利用了加熱爐的熱能，減少了能源的浪費。 1.7 三廢的處理情況及燥聲消除 目前，為了減少環(huán)境污染，在三廢處理上大致有以下幾點： (1) 盡可能將含硫含酚污水進行閉路循環(huán)，或者一水多用，減少污染源。 (2) 加強維修減少泄漏，特別是水冷器的泄漏。 (3) 裝置排水系統(tǒng)要清濁分流。 (4) 三個塔頂?shù)臍怏w回收利用。 噪音主要來源于空壓機，大型鼓風機，加熱爐和排氣放空等。主要采用的措施是：研制噪音小的機器和設(shè)備，在機器的聲源周圍采取各板，隔音和吸音等措施，操作

35、室的窗戶要加雙層的玻璃，同時加強綠化，美化環(huán)境，保證工人的身心健康。 第二章 計算書部分 2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的換算 2.1.1 原油實沸點數(shù)據(jù)的計算 原油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù) 餾程：HK 10% 30% 50% 70% 90% 200 266 342 390 425 450 確定實沸點蒸餾50%點 由圖4—17（P143）蒸餾50%與恩氏蒸餾50%點的差值為32 故：實沸點蒸餾50%點為390+32=422 ℃。 再由圖4—18（P143）線各段溫度差： 曲線線段 恩氏蒸餾溫度差℃ 實沸點溫度差

36、 ℃ 0--10% 66 80 10--30% 76 85 30--50% 48 52 50--70% 35 43 由實沸點50%點蒸餾溫度（422℃）推算得其他溫度 30%點 422-52=370℃ 10%點370-85=285℃ 0% 點285-80=205℃ 70%點422+43=465℃ 實沸點餾程：

37、HK 10% 30 50% 70% 205 285 370 422 465 2.1.2 平衡汽化數(shù)據(jù)的計算 由恩氏蒸餾曲線換算為平衡汽化曲線： 恩氏蒸餾餾程： HK 10% 30% 50% 70% 200 266 342 390 425 由圖4-19（P145）換算其50%點溫度 恩氏蒸餾10～70%斜率 ==2.65 由圖4—19查得：平衡汽化50%點-恩氏蒸餾50%=8℃ 則平衡汽化50%=390+8=398℃ 由圖4-20（P145）換算蒸餾曲線各段溫差 曲線線段

38、 恩氏蒸餾溫差 ℃ 平衡汽化溫差℃ 0--10% 66 39 10--30% 76 58 30--50% 48 40 50--70% 35 20 根據(jù)各段溫差，推算平衡汽化各點溫度 30%點=398-40=358℃ 10%點=358-58=300℃ 0%點=300-39=261℃ 70%點=398

39、+20=418℃ 平衡汽化餾程：HK 10% 30% 50% 70% 261 300 358 398 418 2.1.3 原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)的計算 （1）體積平均沸點t體P21 即恩氏蒸餾10%，30%，50%，70%，90%五個餾出溫度的平均值 t體= 主要用來求定其它難以直接測定的平均沸點 已知：汽油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)為10%=94，30%=110，50%=120，70%=129 90%=145 汽油體積平均沸點= ==119.6℃ 航煤的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)為10%=159，30%=163，50%=167，70%=172，90%=183 航煤體積

40、平均沸點= ==168.8℃ 輕柴油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)為10%=239，30%=261，50%=281，70%=307，90%=348 輕柴油體積平均沸點= ==287.2℃ 重柴油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)為10%=321，30%=392，50%=421，70%440，90%=459 重柴油的體積平均沸點= ==406.6℃ 渣油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)為10%=349，30%=428，50%=481，70%=500 渣油的體積平均沸點= ==439.5℃ （2）確定中平均沸點 利用體積平均沸點查圖1—7（P22），求出中平均

41、沸點、重量平均沸點、實分子平均沸點。 恩氏蒸餾10～90%斜率： 汽油：=0.637 航煤： =0.3 輕柴油：=1.36 重柴油：=1.725 由圖查得中平均沸點校正值，則中平均沸點=體積平均沸點+校正值。 汽油中平均沸點=119.6-3.8=115.8℃ 航煤中平均沸點=168.8-2=166.8℃ 輕柴中平均沸點=287.2-7=280.2℃ 重柴中平均沸點=406.6-8=398.6℃ （3）重量平均沸點 與上述同樣方法查出重量平均沸點的校正值，則重量平均沸點等于體積平均沸點+校正值。 汽油重量平均沸點=119.6+1=120.6℃ 航煤重量平均沸點=1

42、68.8+0.5=169.3℃ 輕柴油重量平均沸點=287.2+1.2=288.4℃ 重柴油重量平均沸點=406.6+1.1=407.7℃ （4）實分子平均沸點 同理查得實分子平均沸點校正值，實分子平均沸點等于體積平均沸點+校正值。 汽油的分子平均沸點=119.6-6=113.6℃ 航煤的分子平均沸點=168.8-3=165.8℃ 輕柴的分子平均沸點=287.2-11=276.2℃ 重柴的分子平均沸點=406.6-14=392.6℃ （5）確定各餾分分子量和特性因素K 由P34圖1-12，根據(jù)介質(zhì)的密度與中平均沸點來確定。 汽油的分子量=109 K=11.8 （

43、=0.75 t中=115.8℃） 航煤的分子量=135 K=11.5 （=0.80 t中=166.8℃） 輕柴的分子量=220 K=11.4 （=0.875 t中=280.2℃） 重柴的分子量=350 K=11.7 （=0.91 t中=398.6℃） （6）確定臨界參數(shù) 由圖1—27、1-28、1-29（P51）利用、分子平均沸點、重量平均沸點確定各餾分的臨界參數(shù)。 汽油 T真=300℃ T假=295℃ =1.02 =34atm =30atm 航煤 T真=360℃ T假=350℃ =1.

44、03 =31atm =27atm 輕柴 T真=480℃ T假=470℃ =1.02 =20atm =19atm 重柴 T真=575℃ T假=570℃ =1.01 =13.5atm =13atm （7）確定焦點參數(shù) 查圖4—28、4-29（P153）由平均沸點和恩氏蒸餾斜率確定。 焦點溫度-臨界溫度差 焦點溫度 汽油 40℃ 300+40=340℃ 航煤 17℃

45、 360+17=377℃ 輕柴 30℃ 480+30=510℃ 重柴 21℃ 575+21=596℃ 焦點壓力-臨界壓力差 焦點壓力 汽油 15atm 34+15=49atm 航煤 5.5atm 31+5.5=36.5atm 輕柴 6atm 20+6=26atm

46、重柴 4.5atm 13.5+4.5=18atm （8）產(chǎn)品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù)匯總 表2—1 原料及產(chǎn)品得有關(guān)參數(shù) 恩氏蒸餾餾出溫度% 密度Kg/m3 體積平均沸點℃ 中平均沸點℃ 恩氏蒸餾斜率 特性因數(shù)K 分子量 臨界參數(shù) 焦點參數(shù) 溫度℃ 壓力Mpa 溫度 壓力 0% 10% 30% 50% 70% 90% ℃ Mpa 汽油 63 94 110 120 129 145 750 119.6 115.8 0.64 11.8 109 300 3.4 340 4

47、.9 航煤 147 159 163 167 172 183 804 168.8 166.8 0.3 11.5 135 360 3.1 377 3.65 輕柴 201 239 261 281 307 348 875 287.2 280.2 1.36 11.4 220 480 2.3 510 2.6 重柴 285 321 394 421 440 459 912 406.6 398.6 1.73 11.7 350 575 1.4 596 1.8 常渣 960

48、 2.2 物料的衡算及熱量衡算 2.2.1 物料衡算 根據(jù)前面附表2給出原油實沸點蒸餾各餾分油收率刨除初餾塔的產(chǎn)品算出常壓塔各產(chǎn)品的產(chǎn)量。 表2-2 原油實沸點蒸餾餾分油收率及累加收率 組分號 產(chǎn)品 切割溫度℃ 收率%（質(zhì)量分數(shù)） 累積收率（質(zhì)量分數(shù)） 1 汽油 HK～130 2.58 2.58 2 航煤 130～230 2.5 5.08 3 輕柴油 230～320 18.24 23.32 4 重柴油 320～350 1.01 24.33 5 渣油 75.6 99.93 初餾塔的物料衡算： 入方

49、：原油=460萬噸/年=4.6106103/8000=5.75105Kg/h 出方：初頂瓦斯=5062Kg/h （按收率=0.09計算） 初頂汽油=12656Kg/h （按收率=2.25計算） 進入常壓塔的拔頭油=5.75105-（5062+12656）=557282Kg/h ，經(jīng)計算列出常壓塔的物料平衡見表2-3 表2—3 常壓塔物料平衡 項目 物料 質(zhì)量分率% 質(zhì)量流率 摩爾流率 入方 拔頭油 100 557282 出方 常頂汽油 2.58 14378 132 常一線 2.5 13932 103 常二線 18.24 1016

50、48 462 常三線 1.01 5629 16 常渣 75.6 421305 損失 0.07 390 2.2.2確定塔板數(shù)，塔頂壓力和板壓力降 （1）塔板數(shù) 采用實際數(shù)據(jù)確定常壓塔各產(chǎn)品抽出層的塔板數(shù)： 汽油～航煤： 13層 航煤～輕柴： 9層 輕柴～重柴： 9層 重柴～汽化段： 11層 塔底汽提段： 4層 取兩個中段循環(huán)回流，每個中段循環(huán)回流用3層換熱塔板，則共6層 全塔塔板數(shù)總計52層。 （2）塔頂壓力 實際裝置塔頂采用一級冷凝、冷卻（即一臺空冷，一臺水冷），根據(jù)實際塔頂產(chǎn)品罐壓力、空冷、后冷及管線總壓力，確定塔頂壓力=

51、0.163Mpa （3）塔板壓力降 采用條形浮閥塔板，每塊塔板的壓力降取0.385Kpa，求得各側(cè)線抽出層及汽化段、爐出口壓力如下： 一側(cè)線抽出板：0.163+0.38510-313=0.168Mpa 二側(cè)線抽出板：0.163+0.38510-325=0.173Mpa 三側(cè)線抽出板：0.163+0.38510-337=0.177Mpa 汽化段壓力： 0.163+0.38510-348=0.182Mpa 爐出口壓力： 0.182+0.035（?。?0.216Mpa (注：爐出口壓力=轉(zhuǎn)油線壓力+汽化段壓力) （4）常壓塔計算草圖 圖2－1 2.2.3

52、計算各側(cè)線及塔底的總汽提量 根據(jù)裝置實際蒸汽數(shù)據(jù)計算各段汽提蒸汽量為： 占側(cè)線質(zhì)量% 汽提的蒸汽量 一線航煤： 0.8 0.00813932=110公斤 二線輕柴油： 0.59 0.0059101648=600公斤 三線重柴油： 0.8 0.0085629=50公斤 常渣： 0.4 0.004421305=1690公斤 蒸汽總量=110+600+50+

53、1690=2450公斤=136Kmol/h 2.2.4 計算汽化段溫度和估算塔底溫度 （1） 計算過汽化油量 選用汽化段的過汽化油量占進料油質(zhì)量的2.3%，則： 過汽化油量為5572820.023=12817公斤/小時 =42.7Kmol/h (假設(shè)原油分子量為300) 那么，進料油在汽化段時的汽化率eF =0.06+2.58+2.5+18.24+1.01+2.328%（注0.06為含少量的瓦斯）。 （2）汽化段油氣分壓 已知汽化段各組分摩爾流率如下： 汽油=132Kmol/h 航煤=103Kmol/h

54、 輕柴=462Kmol/h 重柴=16Kmol/h 過汽化油=42.7Kmol/h 吹常底油蒸汽量=93.9Kmol/h 汽化段油氣總摩爾數(shù)： 132+103+462+16+42.7=755.7 Kmol/h 汽化段油氣和水蒸汽的總摩爾數(shù)為： 755.7 Kmol/h+93.9Kmol/h=849.6 Kmol/h 汽化段油氣分子分數(shù)為： 755.7/849.6=0.889 根據(jù)分壓定律 Pi=P總·yi ，汽化段油氣分壓=0.8430.182=0.162 Mpa （3）確定汽化段溫度 汽化段溫度應是在汽化段油氣分壓下入塔油料達到汽化率eF

55、=28%的平衡汽化溫度。為此繪出原油在常壓下的實沸點曲線和原油平衡汽化曲線的圖見附圖1，兩曲線交點溫度為330℃，過交點做垂直橫坐標垂線A； 利用圖1－8（P24），將此交點溫度330℃換算油氣分壓為0.162 Mpa 下的溫度350℃，從圖2-2垂線A上找到 350℃之點，過此點作平行于原油平衡汽化曲線的線4，線4即為原油在汽化段油氣分壓下的平衡汽化曲線，在曲線4上可以查得汽化率為28%時汽化段溫度=363℃。 （4）估算塔底溫度 取塔底溫度比汽化段溫度低16℃，塔底溫度為：363℃-16℃=347℃。 （5）進料油帶入汽化段的熱量 利用圖1-40（P67）查出汽化段油品在363℃的

56、熱焓值，計算出進料油帶入汽化段的熱量見表2-3。 表2—4 進料帶入汽化段的熱量QF（P=0.153 Mpa，t =363℃） 物料名稱 流量 相態(tài) 溫度 熱焓 千卡/Kg 熱量萬千卡/時 常頂汽油 14378 氣 363 285 409.77 航煤 13932 氣 363 280 390.01 輕柴油 101648 氣 363 276 2805.49 重柴油 5629 氣 363 269 151.42 過汽化油 12817 氣 363 269 344.78 常底油 408488 液 363 227 9272

57、.68 總計 13374.2 2.2.5 塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配 （1）假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度 參考同類裝置數(shù)據(jù)，假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度如下： 塔頂： 130℃ 航煤抽出層溫度： 184℃ 輕柴油抽出溫度： 277℃ 重柴油抽出層溫度： 350℃ （2）確定全塔回流取熱 按上述假設(shè)溫度條件，通過圖1-40（P67）石油餾分焓圖，查出各餾分在不同溫度、不同相態(tài)的焓值作全塔熱平衡見表2-5。 表2-5 全塔熱平衡 物料名稱 流量 公斤/小時 溫度 ℃ 焓千卡/千克 比重 d420 熱量

58、 萬千卡/時 氣 液 入方 常頂汽油 14378 363 285 0.7498 409.77 航煤 13932 363 280 0.7968 390.10 輕柴油 101648 363 276 0.867 2805.49 重柴油 5629 363 269 0.9105 151.42 常底油 408488 363 227 0.9623 9272.68 過氣化油 12817 363 269 0.9623 344.78 水蒸氣 2450 390 790 19

59、3.6 合計 13567.8 出方 常頂汽油 14378 130 147 211.36 航煤 13932 184 110 153.25 輕柴油 101648 277 191 1941.48 重柴油 5629 350 205 115.40 常底油 421305 347 213 8973.80 水蒸氣 2450 130 610 149.5 合計 11545 則全塔回流取熱量為：13567.8×104-115

60、45×104=2022.8萬千卡/時 （3）回流方式及回流熱分配 常壓塔采用冷回流、頂循環(huán)回流和兩個中段循環(huán)回流。 采用實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)回流熱分配如下： 冷回流取熱 25% Q冷=2022.8萬千卡/時×0.25=505.7萬千卡/時 頂循環(huán)回流取熱 32% Q循=2022.8萬千卡/時×0.32=647.3萬千卡/時 一中取熱 13% Q一=2022.8萬千卡/時×0.13=263萬千卡/時 二中取熱 30% Q二=2022.8萬千卡/時×0.30=606.8萬千卡/時

61、 2.2.6 線及塔頂溫度的校核 (1) 重柴油抽出板(15層)的溫度 按下圖中作第15層以下塔段的熱平衡，熱平衡數(shù)據(jù)見表2-5 圖2—2 表2-6 第15層以下塔段的熱平衡 物料 流量 kg/h 比重 d420 溫度℃ 焓 千卡/公斤 熱量 萬千卡/時 氣相 液相 入方 進料 13374.2 蒸汽 1690 390 790 133.5 內(nèi)回流 L 0.9062 344 215 215L 總計 13507.7＋210L 出方

62、 汽油 14378 0.74 350 275 395.40 航煤 13932 0.796 350 270 376.16 輕柴油 101648 0.867 350 265 2693.67 重柴油 5629 0.910 350 222 124.96 常底油 421305 0.962 347 212 8931.67 水蒸氣 1690 350 759 128.27 內(nèi)回流 L 0.9062 350 260 260L 總計 12650.1＋260L 13507.7&#

63、215;104＋215L=12650.1×104+260L L=19.1×104kg/h=191000/350=544kmol/h，（重柴油抽出層餾分組成可認為與重柴油相同，故內(nèi)回流分子量取重柴油分子量350）。 重柴油抽出板上方汽相總量為： 132+103+462+94（1690/18）+544=1335kmol/h 重柴油內(nèi)回流蒸汽分壓為PI =P抽出層·yi 則： 0.177×544/1335=0.072Mpa=540.8mmg 由重柴油常壓恩式蒸餾數(shù)據(jù)換算540.8mmg下0%平衡汽化溫度。 由P145圖4-20根據(jù)常壓

64、恩式蒸餾溫差確定出常壓平衡汽化溫差既： 恩式蒸餾溫度： 0% 10% 30% 50% 285 321 394 421 恩式蒸餾溫差： 36 73 27 平衡汽化溫差： 15 55 14 利用恩式蒸餾斜率由P145圖4-19查出50%平衡汽化與50%恩式蒸餾差值求出常壓下50%平衡汽化溫度。 恩式蒸餾(10-70)斜率=(440－321)/60=2，查得差值17 常壓下50%平衡汽化溫度=421+17=438℃ 由(P154-圖 4-31)查得540.8mmg下50%平衡汽化溫度=430℃ 由于5～760毫米汞柱

65、范圍不同壓力下的平衡汽化各段溫差相等的。 為此推出在527.6mmg下各段平衡汽化溫度： 0% 10% 30% 50% 346 361 416 430 由以上過程得知在0.072Mpa下重柴油的泡點溫度為346℃，與原假設(shè)溫度350℃相近，故原假設(shè)溫度正確。 (2) 輕柴油出板(第27層)的溫度 按下圖作27層以下得塔段得熱平衡，熱平衡數(shù)據(jù)見表2-7 圖2—3 表2-7 第27層下塔段的熱平衡 物料 流量 Kg/h 比重 溫度 焓 千卡/公斤 熱量 萬千卡/時 汽相 液相 入方

66、 進料 13374.2 蒸汽 1740 390 790 137.46 內(nèi)回流 L 0.8623 271 162 162L 總計 13511.7+162L 出方 汽油 14378 0.7498 277 230 330.69 航煤 13932 0.796 277 225 316.26 輕柴油 101648 0.867 277 166 1687.36 重柴油 5629 0.9105 350 222 124.96 常底油 42

67、1305 0.96223 347 212 8931.67 水蒸氣 1740 277 720 125.28 二中 606.8 內(nèi)回流 L 0.8623 277 220 220L 總計 12123+220L 13511.7×104+162L=12123×104+220L L=24×104lg/h=2470000/220=1091kmol/h， （200為輕柴油分子量代替內(nèi)回流的分子量）。 輕柴油抽出上方汽相總量為： 132+103+1091+（1740/18）=1422.7kmol/h 輕柴油內(nèi)回流蒸汽分壓為PI =P輕出層·yi則： 0.173×1091/1422.7=0.13255MPa=1.308atm 由輕柴油常壓恩式蒸餾數(shù)據(jù)換算1.308atm下平衡汽化0%地溫度。