印尼贝兰纳克原油常压蒸馏工艺设计

印尼贝兰纳克原油常压蒸馏工艺设计内容摘要：

线段 恩氏蒸馏温差，℃ 实沸点蒸馏温差，℃ 10%～ 30% 30%～ 50% 50%～ 70% 70%～ 90% 90%～ 100% （ 4）由实沸点 50%点温度计算其他实沸点各点温度： 30%点＝ － ＝ ℃ 10%点＝ － ＝ ℃ 70%点＝ ＋ ＝ ℃ 90%点＝ ＋ ＝ ℃ 100%点＝ ＋ ＝ ℃ 10 产品的有关数据计算 （ 1）体积平均沸点 汽油： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++） /5＝ ℃ 煤油： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++）/5＝ ℃ 轻柴： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++）/5＝ ℃ 重柴： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++）/5＝ ℃ （ 2）恩氏蒸馏 10%～ 90%馏分的曲线斜率 汽油： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% 煤油： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% 轻柴： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% 重柴： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% （ 3）立方平均沸点 由《石油化工工艺计算图表》 [3]图 查得立方平均沸点校正值 表 产品的立方平均沸点 （ 4）中 平均沸点 由《石油化工工艺计算图表》 [3]图 查得中平均沸点校正值 表 产品的中平均沸点 产品 校正值 /℃ 中平均沸点 /℃ 汽油 煤油 轻柴油 重柴油 （ 5） d420与 由公式： ＝ d420＋△ d，查 GB1885— 83 表 产品的密度换算 产品 △ d， g/cm3 ， g/cm3 产品 校正值 /℃ 立方平均沸点 /℃ 汽油 － 煤油 － 轻柴油 － 重柴油 － 11 汽油 煤油 轻柴油 重柴油 重油 （ 6）产品的分子量 M、比重指数 API、特性因数 K 分子量 M 由《石油化工工艺计算图表》查得， API 由《石油炼制工程》中公式 API＝ － 计算 表 产品的分子量和 API 产品 分子量 比重指数 API 特性因数 K 汽油 102 煤油 157 轻柴油 235 重柴油 272 重油 446 物料衡算 1．切割点和产品收率的确定 切割点的确定方法以汽油和煤油之间的切割点的确定为例，由前面的计算可知： 汽油的实沸点终馏点是 ℃ ，煤油的实沸点初馏点是 ℃。 则：汽油和煤油之间的切割点＝（ ＋ ） /2＝ ℃ 在图 原油实沸点蒸馏曲线上 ℃ 处作一水平线交曲线一点，以此点作垂线交横 轴体积分数，此点值为 %，按同样方法可找出石脑油和汽油切割点对 应的横坐标值为 %，由此可确定汽油的体积收率为： %－ %＝ % 同样方法在图 上确定汽油的质量收率为： %－ %＝ % 同理可确定各产品的切割点和收率，结果表如下： 表 原油常压切割方案及产品性质 产品 实沸点切割点/℃ 实沸点沸程/℃ 收率 /% 密度（ ρ 20）/g/cm3 恩氏蒸馏温度 /℃ 体积 质量 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100% 汽油 ～ 19.3 105.1 117.2 132.2 160.5 煤油 ～ 19.7 152.4 172.6 183.6 192.2 203.8 217.4 231.3 轻柴 ～15.2 250.9 261.0 273.0 277.5 283.6 290.0 293.1 12 重柴 ～ 10.3 — 297.8 318.4 318.4 331.2 345.1 353.1 表 物料衡算表（开工天数 330d/年） 产率 % 处理量 /产量 体积 质量 /104t/a /t/d /kg/h /kmol/h 原油 100 100 300 9091 378792 汽油 1473 61364 602 煤油 1600 66667 425 轻柴油 1527 63637 271 重柴油 772 32197 118 重油 3718 154925 347 由于俄罗斯混合原油的轻组分含量较高，要采用初馏塔拔出轻组分，所以本设计采用初馏塔拔出石脑油，常压塔中塔顶出喷气燃料油，最终喷气燃料油和石脑油调 和生产汽油产品。 原油经初馏塔进入常压塔中的进料量为 378792kg/h。 原油进入常压塔部分的物料组成为： 汽油： %， 煤油： %，轻柴油： %，重柴油： %，重油： % （各组分均为体积分数）。 由此可做出初馏塔的原油实沸点蒸馏曲线（见图2— 3）。 1． 初馏塔的原油实沸点蒸馏曲线 2． 原油常压下平衡汽化曲线 3． 下的平衡汽化曲线 4． 下原油的平衡汽化曲线 13 42A30501001502002503003504004505005506000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100馏出体积分数， %实沸点温度，℃图 常压塔实沸点蒸馏曲线 由此图，可求出原油平衡汽化数据，做出常压下平衡汽化蒸馏曲线 2。 确定塔板数和汽提蒸汽用量 1．塔板数参考值 表 《石油炼制工程》表 常压塔塔板数国外文献推荐值 被分离的馏分 推荐板数 轻汽油 —— 重汽油 6～ 8 汽油 —— 煤油 6～ 8 煤油 —— 柴油 4～ 6 轻柴油 —— 重柴油 4～ 6 进料 —— 最低侧线 3～ 6 汽提段或侧线汽提 4 表 《石油炼制工程》中表 国内某些炼厂常压塔塔板数 被分离的馏分 国内炼厂的参考塔板数 汽油 —— 煤油 8～ 10 煤油 —— 轻柴油 6～ 9 14 轻柴油 —— 重柴油 4～ 7 重柴油 —— 裂化原料 4～ 8 最低侧线 —— 进料 3～ 4 进料 —— 塔底 4～ 6 2．选取塔板型式和塔板数 塔板采用浮阀塔板，参考《石油炼制工程》 [2]表 和表 选定塔板数如下： 表 塔板数 被分离的馏分 板数 汽油 —— 煤油 9 煤油 —— 轻柴油 6 轻柴油 —— 重柴油 6 重柴油 —— 汽化段 3 塔底汽提段 4 考虑到采用两个中段回流，每个用 3 层换热塔板，共 6 层。 全塔塔板数总数为34 层。 侧线产品及塔底重油都采用过热水蒸气汽提，使用的是温度为 420℃ 、压力位 的过热水蒸气，参考《石油炼制工程》 [2]图 和汽提水蒸气用量取汽提水蒸气如下表： 表 汽提水蒸气用量 油 品 质量分数（对产品）， % kg/h kmol/h 一线煤油 3 2020 111 二线轻柴油 3 1999 106 三线重柴油 1909 50 塔底重油 4 902 344 合 计 － 6197 612 精馏塔计算草图： 图 常压塔计算草图 15 操作压力 取塔顶产品罐压力为。 塔顶采用两级冷凝冷却流程。 取塔顶空冷凝器压力降为 ，使用一个管壳式后冷器，壳层压力降取。 故塔顶压力： P 顶 ＝ ＋ ＋ ＝ （绝压） 取每层浮阀塔板压力降为 （ 4mmHg），则推算得常压塔各关键部位的压力如下（单位为 MPa） : 塔顶压力位 ； 126℃ 1 塔顶冷回流取热106kJ/h 9 10 13 252℃ 19 21 23 310℃ 27 30 353℃ 31 34 353℃ 180℃ 塔底重油 154925kg/h 轻柴油63637kg/h 重柴油32197kg/h 进料378792kg/h 过汽化油 7576kg/h 第一中段回流（取热 610 kJ/h） 第二中段回流（取热 610 kJ/h Mpa Mpa Mpa Mpa 煤油66667kg/h 煤油汽提蒸汽2020kg/h 轻柴油气提蒸汽1909kg/h 重柴油汽提蒸汽902kg/h 塔底气提蒸汽 6197kg/h 汽油 61364kg/h 蒸汽11008kg/h 回流 16 一线抽出板（第 9层）上压力 ； 二线抽出板（第 18层）上压力 ； 三线抽出板（第 27层）上压力 ； 汽化段压力（第 30层下） ； 取转油线压力降为 ，则 加热炉出口压力＝ ＋ ＝ 汽 化段温度 （ 1）汽化段中进料的汽化率与过汽化度 取过汽化度为进料的 2%（质量分数）或 %（体积分数），即过汽化量为7576kg/h。 要求进料在汽化段中的汽化率 eF，由于采用了初馏塔，所以常压塔中的各馏分的体积分数为： 汽油： % 煤油： % 轻柴油： % 重柴油： % eF（体积分数）＝ %＋ %＋ % ＋ %＋ %＝ % （ 2）汽化段油气分压 汽化段中各物料的流量如下： 表 汽化段各物料的流量 汽油 煤油 轻柴油 602Kmol/h 425Kmol/h 271kmol/h 重柴油 118kmol/h 过汽化油 21kmol/h 油气量合计 1437kmol/h 其中过汽化油的相对分子量取 446，还有水蒸气 344Kmol/h（塔底汽提）。 由此可 计算得汽化段的油气分压为： 1437/（ 344＋ 1437）＝ （ MPa） （ 3）汽化段温度的初步确定 汽化段温度应该是在汽化段油气分压 下的汽化 %（体积分数）的温度，为此需要作出 下原油的 平衡汽化曲线。 在不具备原油的临界参数和焦点参数而无法作出原油的 p— T— e 相图的情况下， 曲线 4可以用以下简化方法求定：由图 可得到原油在常压下的实沸点曲线与平衡汽化曲线的交点为 250℃。 利用《石油炼制工程》 [2]中烃类与石油窄馏分的蒸汽压图，将此交点温度 250℃ 换算为 下的温度，为 265℃。 将此交点作垂直 于横坐标轴的直线 A，在 A上找得 265℃ 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 下的平衡汽化曲线。 由曲线 4 可以查得 eF为 %（体积分数）对应的 温度为 353℃ ，此即为欲求的汽化段进料温度 tF。 此 tF是由相平衡关系求得，还需对它校核。 （ 4） tF的校核 校核的主要目的是看由 tF 要求的加热炉出口温度是否合理。 校核的方法是作绝 17 热闪蒸过程的热平衡计算以求得炉出口的温度。 当汽化率 eF（体积分数）＝ %， tF＝ 353℃ 时，进料在汽化段的焓 hF计算下表。 表中各物料的焓值由《石油炼制工程》 [2]中介绍的方法和《石油化工工艺计算图表》[2]求得。 表 进料带入的汽化段热量 QF （ p＝ ， t＝ 353℃ ） 油料 焓 /kJ/kg 热量 /kJ/h 气相 液相 汽油 1159 — 1159 61364＝ 10 6 煤油 1142 — 1142 66667＝ 10 6 轻柴油 1138 — 1138 63637＝ 10 6 重柴油 1125 — 1125 32197＝ 10 6 过汽化油 1105 — 1105 7576＝ 10 6 重油 — 971 972 147349＝ 10 6 合计 — — QF＝ 10 6 所以， hF＝ 10 6/3787。