年产350万吨原油常压蒸馏工艺计算

年产350万吨原油常压蒸馏工艺计算内容摘要：

于传质分离的单元操作。 广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。 其原理以分离双组分混合液为例。 将料液加热使它部分汽化，易挥发组分在蒸气中得到增浓，难挥发组分在剩余液中也得到增浓，这在一定程度上实现了两组分的分离。 两组分的挥发能力相差越大，则上述的增浓程度也越大。 在工业精馏设备中，使部分汽化的液相与部分冷凝的气相直接接触，以进行汽液相际传质，结果是气相中的难挥发组分部分转入液相，液相中的易挥发组分部分转入气相，也即同时实现了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。 炼油过程发展到今天，要求各 炼油装置在有最优状态下进行生产运行，以取得最大的经济效益，对此，必须对个生产装置进行动态行为和稳太工作点的数学描述，并应用以分布式控制系统（ Distributed Control System,DOS）为代表的计算机系统对装置实现高等过程控制 (Advanced Process Control,APC,炼油过程中习惯上称为先进控制 )和操作优化。 课题研究的内容及意义 本课题研究的主要内容是对锦州原油的加工方案，先考察及了解锦州原油的特性，然后根据年处理量制定合理的流程方案，以及所需的工艺计算，得出最佳的处理条 件。 本课题研究的意义在于充分利用石油资源，减少经济及资源浪费，达到合理利用有限资源既可以简化流程又可以降低处理成本。 为常压蒸馏提供一些数据和资源。 达到较好的处理结果，成为常压蒸馏的可行方法之一。 第一章 原油精馏塔的工艺计算 2 第一章 原油精馏塔的工艺计算 设计依据数据 已知数据 ⑴ 原油类型： 锦州原油 ⑵ 处理量： 350 万吨 /年 ⑶ 操作时间： 330 天 ⑷ 汽提蒸汽数据： 温度： 420℃ 压力： （绝对压力） 实 验室提供的数据 锦州原油的实沸点蒸馏数据 表 11 锦州油田原油的实沸点蒸馏收率 沸点范围℃ 收率 m% 累计收率 m% 沸点范围 ℃ 收率 m% 累计收率 m% 第一章 原油精馏塔的工艺计算 3 初馏～ 80 80～ 100 100～ 130 130～ 150 150～ 180 180～ 200 200～ 230 230～ 250 250～ 275 275～ 300 300～ 320 320～ 350 350～ 370 370～ 395 395～ 425 425～ 450 450～ 475 475～ 500 500～ 530 530～ 560 ＞ 560 产品的恩氏蒸馏数据 表 12 产品的恩氏蒸馏数据间表 流出率产品 初馏点 10% 30% 50% 70% 90% 干点 汽油 60 106 127 144 161 178 197 柴油 217 241 333. 332 原油性质 锦州油田原油一般性质数据见表 13 表 13 锦州油田原油一般性质数据 分析项目 分析结果 分析项目 分析结果 密度（ 20）℃， 3cmg 金属分析， ppm 运动粘度， smm2 Fe 50℃ Ni 80℃ Cu 凝点，℃ 32 V 闪点（开口）℃ 45 Ca 水分 m% Na 残炭 m% Mg 灰分 m% Pb 沥青质 m% 恩氏蒸馏 v% 胶质 m% 初馏点 ℃ 135 蜡含量 m% 160℃ 盐含量 mgNaCl/L 180℃ 酸值 mgKoh/g 200℃ 特性因数 220℃ 元素分析 240℃ S m% 260℃ 第一章 原油精馏塔的工艺计算 4 N ppm 280℃ 原油类别 低硫环烷 中间基 300℃ 锦州原油各直馏馏分性质见表 14 表 141 锦州油田原油汽油馏分性质 沸点范围℃ 初馏点 200 沸点范围℃ 初馏点 200 收率 m% 密度（ 20℃ ), 3cmg酸度 mgKOH/（ 100ml） 硫含量 %（ m/m) 铜片腐蚀 级 实际胶质 mg/100ml 饱和蒸汽压 kpa 辛烷值（ MON） 溴价 gBr/100ml 3 4 15 初馏点 10% 30 50 70 90 95 终馏点 收率， % 60 106 127 144 161 178 185 197 表 142 锦州油田原油柴油馏分性质 沸点范围℃ 初馏点 200 沸点范围℃ 初馏点 200 收率 m% 密度（ 20）℃ 3cmg 运动粘度（ 20℃ ) 3cmg 凝点 ℃ 酸度， mgKOH/（ 100ml） 硫含量 %（ m/m) 闪点（闭口），℃ 铜片腐蚀 ,级 实际胶质 mg/100ml 十六烷值 十六烷指数 50 103 1 54 流程，℃ 初馏点 10% 30 50 70 90 95 终馏点 收率， % 217 241 260 279 300 322 330 常压塔的工艺计算 原油及产品有关参数的计算 ⑴ 原油的实沸点曲线及平衡汽化曲线的绘制 实沸点蒸馏是一种实验室间歇精馏。 如果一个间歇精 馏设备的分离能力足够高，则可以混合物中各个组分的量及对应的沸点，所得数据在一张馏出温度 — 馏出百分率的图上标绘，可以得到一根阶梯形曲线。 其主要应用于原油评价，但相当费时，近十几年出现了用气体色谱分析来取得原油和石油馏分的模拟实沸点数据的方法。 根据清河原油的实沸点蒸馏数据如表 21，将累计收率换算为体积分数，用公式： 第一章 原油精馏塔的工艺计算 5 i %=原原 mmii =原mmi i原 ，则绘制成原 油的实沸点蒸馏曲线，见图 21中曲线 图 21 原油的实沸点蒸馏曲线 ⑵ 体积平均沸点 vt 汽油： vt =（ 106+127+144+161+178） /5=℃ 柴油： vt =（ 241++++） /5=℃ ⑶ 恩氏蒸馏 10%90%斜率 汽油： S=（ 178106） /（ 9010） = 柴油： S=（ 322241） /（ 9010） = ⑷ 立方平均沸点 ct 由《石油化工工艺计算图表》图 211 查得体积平均沸点校正值为 汽油 = 柴油 = 汽油： ct =℃ 柴油： ct =℃ ⑸ 中平均沸点 mt 第一章 原油精馏塔的工艺计算 6 由《石油化工工艺计算图表》图 211 查得中平均沸点校正值为 汽油 =5 柴油 = 汽油： mt = ℃ 柴油： mt =℃ 将常压恩氏蒸馏数据换为常压平衡汽化数据 ⑴ 汽馏分的常压恩氏蒸馏数据 表 15 汽油油馏分的常压恩氏蒸馏数据 馏出分数 % 0 10 30 50 70 90 100 温度℃ 60 106 127 144 161 178 197 按《石油炼制工程》图 715 换算 50%点温度 10%70%的斜率 =（ 161106） /（ 7010） =（℃ /%） 由图查得： 平衡汽化 50%恩氏 50%=9℃ 故：平衡汽化 50%点 =1449=135℃ 由《石油炼制工程》图 716 查得平衡汽化曲线各段温差： 表 16 汽油馏分平衡汽化曲线各段温差 曲线线段 恩氏蒸馏温差℃ 平衡汽化温差℃ 0～ 10% 46 23 10%～ 30% 21 13 30%～ 50% 17 19 50%～ 70% 17 70%～ 90% 17 18 90%～ 100% 19 16 30%点 =13519=116℃ 10%点 =11613=103℃ 0%点 =10323=80℃ 70%点 =135+=℃ 90%点 =+18=℃ 100%点 =+16=℃ 第一章 原油精馏塔的工艺计算 7 ⑵ 柴油分的常压恩氏蒸馏数据 表 17 柴油馏分平衡汽化曲线各段温差 馏出分数 % 0 10 30 50 70 90 100 温度℃ 217 241 按《石油炼制工程》图 715 换算 50%点温度 10%70%的斜率 =（ ） /（ 7010） =（℃ /%） 由图查得： 平衡汽化 50%恩氏 50%=6℃ 故：平衡汽化 50%点 =+6=℃ 由《石油炼制工程》图 716 查得平衡汽化曲线各段温差： 表 18 柴油馏分平衡汽化曲线各段温差 曲线线段 恩氏蒸馏温差℃ 平衡汽化温差℃ 0～ 10% 24 10 10%～ 30% 14 30%～ 50% 11 50%～ 70% 70%～ 90% 26 13 90%～ 100% 3 30%点 ==℃ 10%点 ==℃ 0%点 ==℃ 70%点 =+=℃ 90%点 =+13=℃ 100%点 =+3=℃ 计算结果整理 经计算整理结果得表 19 表 191 计算结果整理表 项目产品名称 恩氏蒸馏数据 0 10 30 50 70 90 干点 体积平均沸点 中平均沸点 立方平均沸点 204d 汽油 60 106 127 144 161 178 197 138. 140. 第一章 原油精馏塔的工艺计算 8 2 9 柴油 217 241 4 4 续表 192 计算结果整理表 项目产品名称 平衡汽化数据 0 10 30 50 70 90 干点 特征因数 K 临界参数 温度 压力 焦点参数 温度 压力 汽油 80 103 116 103 171.5 187.5 282 312 柴油 254.5 264.5 264.5 314.4 317.4 372 396 由上表可得出： 实沸点切割温度 汽油： ℃ 柴油： ℃ 从表 21 中清河原油实沸点曲。