万吨年原油的常压蒸馏工艺设计

万吨年原油的常压蒸馏工艺设计内容摘要：

0⑶ 求平衡汽化曲线各点温度查石油炼制工程208页（图717）得各馏出百分数时的温差比值得：0比值= 10％比值= 30%= 平衡汽化曲线各点与其参考线相应各点的温差△T等于其参考线相应各点的△Fi乘以对应的比值，由此得平衡汽化各点△T： 0点△T==（℃）10%点△T=0=0（℃）30%点△T==（℃）50%点△T==（℃）70%点△T=0=0℃80%点△T==（℃）整理见表18： 表18 平衡汽化各点△T馏出（体积分数）%01030507080△T℃ 00平衡汽化曲线各点温度等于它的参考线各点温度加上相应的值，得平衡汽化温度见表19： 表19 平衡汽化温度馏出（体积分数）%01030507080T℃计算举例：30%=254+=（℃）由表19数据做平衡汽化曲线，见图11：图11 实沸点、平衡汽化曲线 各种馏出产品的性质 各种馏出产品的基础数据⑴ 求各产品的恩氏蒸馏温度见表19。 表19 校正前的恩氏蒸馏温度数据馏出（体积分数）%01030507090100汽油6593114131150182194煤油204220224231244275289柴油217231257273290311329T246℃时对恩氏蒸馏数据进行校正lgD= 校正后的恩氏蒸馏数据见表110。 表110 校正后的恩氏蒸馏数据馏出（体积分数）%01030507090100汽油6593114131150182194煤油204220224231244柴油217231⑵ 计算各产品的实沸点蒸馏点温度 ① 查 [石油化工工艺计算图表] 76页确定实沸点蒸馏50％点，由图表查得它与恩氏蒸馏50％℃，℃，12℃。 故实沸点蒸馏50％℃，℃，℃。 ②查 [石油化工工艺计算图表] 75页由恩氏蒸馏温差求实沸点蒸馏温差的数据见表111。 表111 蒸馏温差曲线线段组分恩氏蒸馏温差℃实沸点蒸馏温差℃0%—10%汽油28煤油16柴油1410%—30%汽油21煤油4柴油43,830%—50%汽油1726煤油712柴油50%—70%汽油19煤油13柴油70%—90%汽油32煤油柴油90%—100%汽油1214煤油11柴油计算举例: 10%~30%恩氏蒸馏温差:汽油=11493=21℃ 煤油=224220=4℃ 柴油==℃⑶ 由实沸点蒸馏50%点，推算得其实沸点温度见图112。 表112 实沸点蒸馏点温度馏出，v%01030507090100汽油197211煤油298柴油计算举例,以汽油为例:0点==℃ 10%==℃30%==℃50%=℃ 70%=+=℃90%=+=197℃ 100%=197+14=211 ③ 计算产品收率直馏汽油的实沸点终馏点=211℃ 煤油实沸点蒸初馏点=℃实沸点切割点=℃ 查图1—1得体积收率为17%℃，体积收率为20%℃，体积收率为35%分别化为质量收率：%%、%以上数据见表113。 表113 大庆原油常压切割方案及产品性质产品切割点℃沸程℃收率，%密度g/cm3恩氏蒸馏温度℃体积分数质量分数0% 10% 30% 50% 70% 90%汽油～2111765 93 114 131 150 182煤油～20204 220 224 231 244 275柴油～35217 231 257 273 290 311 各馏出产品的性质⑴ 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=（℃）tv=（231+257+273+290+311）/5=（℃）斜率s=（90%馏出温度10%馏出温度）/（9010）得汽油： 煤油： 柴油：1查[石油炼制工程]69页表34得质量平均沸点分别为：℃，℃， ℃立方平均沸点分别为 ℃， ℃，℃中平均沸点分别为 ℃，℃，℃ ℃， ℃， ℃ ⑵ 求产品的基础数据查石油化工工艺计算图表128页得k1=,k2=,k3=查石油化工工艺计算图表59页得M1=114,M2=194,M3=211 =, =, =查石油化工工艺计算图表89页焦点温度临界温度分别为：62℃，℃，℃ 查石油化工工艺计算图表88页焦点压力临界压力分别为：, , 查石油化工工艺计算图表102页假临界温度分别为：578℃，709℃，725℃查石油化工工艺计算图表106页假临界压力分别为：，查石油化工工艺计算图表105页假临界温度分别为：578K，709K，725K真临界温度分别为：590K，715K，730K。 真临界温度与假临界温度之比为：, , 查石油化工工艺计算图表107页临界压力分别为：， 焦点温度分别为:℃，℃，℃.焦点压力分别为:。 以上数据见下表114。 表114 油品的性质油品汽 油煤 油柴 油密度d420，g/cm3比重指数，API0特性因数，K相对分子量，M114194211临界参数温度，℃压力，Mpa321焦点参数温度，℃压力，MPa 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115。 表115 物料平衡（按每年开工7200小时计）油 品产 率,%处理量或产量体积分数质量分数104t/yt/dKg/hKmol/h原 油1001001505000汽 油17 煤 油20 94539375 柴 油35 重油=原油汽油煤油柴油=沈阳化工大学学士学位论文 第二章 塔的工艺参数的选取 第二章 塔的工艺参数的选取 原油精馏塔计算草图求取 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℃，汽提水蒸气用量见表21。 表21 汽提水蒸气用量油品 质量分数（对油）% Kg/h kmol/h一线煤油 二线柴油 塔底重油 合计 数据计算过程如下:煤油: 39375*3%= Kg/h柴油: *%=重油:( )*2%= Kg/h 塔板型适合塔板数 石油精馏塔的塔板数主要靠经验选用表（77）（78）【石油炼制工程】是常压塔板数的参考值，参考表选定塔板数见表22 各段的层数见图22。 表22 各段的层数各段名称 塔板数（层）汽油—煤油段 9煤油—柴油段 6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，全塔塔板数总计为25层。 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21 25 22 18 11 13 9 塔底重油塔底气提柴油气提蒸汽煤油39375kg/h煤油气提塔顶冷回流汽油进料含过汽化油图21 精馏塔计算草图 操作压力的确定。 塔顶采用两级冷却流程。 ，使用一个管壳式后冷器。 故塔顶压力=++=（绝对压力）（4mmHg），则推算得常压塔各关键部位的压力如下（单位为Mpa）一线抽出板（第9层）二线抽出板（第18层）汽化段压力（第21层），则加热炉出口压力=+= 汽化段和塔底温度的确定 汽化段温度⑴ 汽化段中进料的汽化率与汽化度取过汽化度为进料的2%（质量分数）%（体积分数），要求进料在汽化段中的汽化率ef=（17%+20%+35%+%）=%⑵ 汽化段油气分压 汽化段中物料的流量见表23。 表23 汽化段中各物料的流量 油品名称物料的流量（kmol/h）汽油煤油柴油过汽化油油汽量合计其中过汽化油的相对分子量取300，则（+）=（Mpa）⑶ 汽化段温度的求定%（体积分数）的温度，；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℃ Mpa下的温度，℃从该点作垂直于横坐标的直线A，过此点作平行于原油常压平衡汽化曲线2的线4。 %℃ 进料在汽化段中的焓查图3—17【石油炼制】，进料在汽化段中的焓计算见表24（p=,t=℃）。 其中：过汽化油和重油的密度分别为： g/cm3， g/cm3.表24 进料在汽化段中的焓油 料焓，kJ/kg热 量，kJ/h 106气 相液 相汽 油煤 油柴 油过汽化油重 油合 计———————*=*39375=*=*=*=根据经验数据，原油蒸馏装置的常压塔的塔底温度一般比汽化段温度低5℃～10℃，取塔底温度比汽化段温度低7℃，则塔底温度==℃沈阳化工大学学士学位论文 第三章 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配 第三章 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配 全塔回流热 假设塔顶及各侧线温度1 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。 (℃)2 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。 187200/(107150)100%=%12%所以假设的塔顶及各侧线温度见表31。 表31 的塔顶及各侧线温度塔顶温度℃煤油抽出板（第9层）温度231℃柴油抽出板（第18层）温度℃ 全塔回流热按上述假设条件作全塔热平衡，由此求出全塔回流热见图32。 表32 全塔回流热物 料流率kg/h密度g/cm3操作条件焓，kJ/kg热 量106kJ/kg压力，Mpa温度，℃气 相液 相入方进 料——汽提蒸气—420—合 计—————出方汽 油—煤 油39375231—柴 油—重 油—水蒸气—2753—合 计—————所以，全塔回流热Q=（）106=106（kJ/h） 回流热分配塔顶采用二级冷凝冷却流程，塔顶回流温度定为60℃；采用一个中段回流位于煤油侧线与柴油侧线之间（第11～13层之间）回流热分配见表33。 表33 回流热分配 塔顶回流取热50% Q1=106kJ/h 中段回流取热50% Q2=106。