【正文】 畢業(yè)論文 內(nèi)容摘要摘 要石油是現(xiàn)代工業(yè)的血液，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都離不開(kāi)石油，但是又不能直接作為產(chǎn)品使用，必須經(jīng)過(guò)加工煉制過(guò)程，連制成多種在質(zhì)量上符合使用要求的石油產(chǎn)品，才能投入使用。原油常減壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用，在煉廠具有舉足輕重的地位，其運(yùn)行的好壞直接影響到后續(xù)的加工過(guò)程。其中重要的分離設(shè)備—常壓塔的設(shè)計(jì)，是能否獲得高收率、高質(zhì)量油的關(guān)鍵。近年來(lái)常減壓蒸餾技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)不斷創(chuàng)新，裝置節(jié)能消耗顯著，產(chǎn)品質(zhì)量提高。但與國(guó)外先進(jìn)水平相比，仍存在較大的差距。為了更好地提高原油的生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對(duì)大慶原油進(jìn)行常壓蒸餾設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的基本方案：設(shè)計(jì)了一個(gè)常壓一段汽化蒸餾裝置，此裝置由一臺(tái)管式加熱爐、一個(gè)常壓塔以及若干臺(tái)換熱器（完善的換熱流程應(yīng)達(dá)到要求：充分利用各種余熱；換熱器的換熱強(qiáng)度較大；原油流動(dòng)壓力降較小。）、冷凝冷卻器、機(jī)泵等組成，在常壓塔外側(cè)為側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔。流程簡(jiǎn)單，投資和操作費(fèi)用較少。原油通過(guò)這樣的常壓蒸餾，一般可得到350—370℃以前的幾個(gè)餾分，可用作汽油、煤油（航空或燈用、）柴油等產(chǎn)品，也可分別作為重整化工（如輕油裂解）等裝置的原料。蒸余的塔底重油可作鋼鐵或其它工業(yè)的燃料。在某些特定的情況下也可以作催化裂化或加氫裂化裝置的原料。關(guān)鍵詞： 原油； 常壓設(shè)計(jì)； 換熱； 常壓塔畢業(yè)論文 目 錄 目 錄 前 言 1一、物料衡算 3 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的處理 3 基準(zhǔn)數(shù)據(jù) 3 數(shù)據(jù)處理 3 求平衡汽化曲線各點(diǎn)溫度 5 各種餾出產(chǎn)品的性質(zhì) 6 各種餾出產(chǎn)品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 6 各餾出產(chǎn)品的性質(zhì) 8 物料衡算 9 二、塔的工藝參數(shù)的選取 10 原油精餾塔計(jì)算草圖求取 10 確定蒸汽用量 10 塔板型適合塔板數(shù) 10 精餾塔計(jì)算草圖： 10 操作壓力的確定 11 汽化段和塔底溫度的確定 11 汽化段溫度 11 進(jìn)料在汽化段中的焓 12 13 三、塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配 14 全塔回流熱 14 假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度 14 全塔回流熱 14 流熱分配 14 側(cè)線及塔頂溫度的校 15 柴油抽出板（第22層）溫度 15 煤油抽出板（第10層）溫度 16 塔頂溫度 17 四、塔設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 全塔氣液負(fù)荷的分布計(jì)算 20 塔頂（第一塊板上方）的氣液負(fù)荷 20 第一層板下方的氣液負(fù)荷 20 常一線抽出口下方（即第10層下方）的氣液負(fù)荷 21 中段循環(huán)回流入口板上方的氣液相負(fù)荷 22 中段循環(huán)回流抽出板下方的氣液相負(fù)荷 23 煤油抽出板上方的氣液相負(fù)荷 25 柴油抽出板上方的氣液相負(fù)荷 26 汽化段氣液相負(fù)荷 27 各段氣液相負(fù)荷列表 28 五、常壓塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 29 塔徑的初算 29 適宜的氣體操作速度Wa 30 氣相空間截面積Fa 30 計(jì)算降液管內(nèi)液體流速Vd 30 計(jì)算降液管面積Fd 31 計(jì)算塔橫截面和塔徑 31 采用塔徑及相應(yīng)的設(shè)計(jì)空塔氣速 31 液相的表面張力：(℃時(shí)） 32 浮閥數(shù)及開(kāi)孔率的計(jì)算 32 浮閥的選取 32 浮閥數(shù)及開(kāi)孔率的計(jì)算 32 溢流堰及降液管的決定 33 決定液體在塔板上的流動(dòng)型式 33 決定溢流堰 33 溢流堰高度及塔板上清夜層高度的決定 33 液體在降液管的停留時(shí)間及流速 34 降液管底緣距塔板高度 34 水力學(xué)計(jì)算 34 塔板壓力降 34 霧沫夾帶 34 泄漏 35 淹塔情況 35 降液管的負(fù)荷 35 塔板的負(fù)荷性能圖 36 霧沫夾帶線 36 漏液線 37 液相負(fù)荷下限線 37 六、塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) 39 板式塔的部工藝結(jié)構(gòu) 39 塔頂 39 進(jìn)口 39 抽出盤及出口 40 人孔 40 塔底 40 塔裙 41 封頭 41 塔高H 41 七、換熱過(guò)程 42 換熱方案的確定 42 換熱的意義 42 換熱方案 42 換熱設(shè)備的選取和計(jì)算 42 換熱設(shè)備的計(jì)算 42 中段回流作為熱源 44 重油作熱源 45 冷后重油作為作熱源 45 柴油作為熱源 46 塔頂冷凝器的計(jì)算 46 中段回流冷卻 47 48 熱源利用率計(jì)算 48 熱源利用率計(jì)算： 48 原油提供熱量計(jì)算 48 熱量利用率計(jì)算 48 八、討 論 49 致 謝 51 附 錄 51 參考文獻(xiàn)54畢業(yè)論文 前 言 原油常壓設(shè)計(jì)前 言中國(guó)煉油工業(yè)迅速發(fā)展，據(jù)美國(guó)《油氣雜志》世界煉油特別報(bào)告統(tǒng)計(jì)，超過(guò)俄羅斯和日本，成為僅次于美國(guó)的世界煉油大國(guó)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年中國(guó)共有51座煉廠，煉廠數(shù)和煉油能力均位居世界第二。但是，中國(guó)石油產(chǎn)品質(zhì)量還相對(duì)較低，汽車排氣污染控制愈顯重要。中國(guó)融入世界清潔燃料進(jìn)程，不斷提高煉油技術(shù)水平，盡快與國(guó)際接軌，任務(wù)緊迫而重大。 石油是重要的能源之一，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都離不開(kāi)石油，但是又不能直接作為產(chǎn)品使用，必須經(jīng)過(guò)加工煉制過(guò)程，煉制成多種在質(zhì)量上符合使用要求的石油產(chǎn)品，才能投入使用。國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防部門眾多的各種應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)石油產(chǎn)品提出了許多不同的使用要求。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況的變化、科學(xué)技術(shù)水平以及工業(yè)生產(chǎn)水平的大幅度提高，對(duì)石油產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的要求不斷嚴(yán)格，所要求的石油產(chǎn)品的品種和數(shù)量也不斷增加。目前，我國(guó)原油的年加工量約為2億噸。，為了滿足原油的需求量，則需要每年從國(guó)外二十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口約6940萬(wàn)噸原油。為了更好的提高石油資源的利用率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)從國(guó)外進(jìn)口的原油煉制構(gòu)成進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究也是十分必要的。目前，我國(guó)將石油產(chǎn)品分為染料、潤(rùn)滑劑、石油瀝青、石油蠟、石油焦、溶劑和化工原料六大類。原油精餾裝置是煉油企業(yè)的“龍頭”，是煉油工業(yè)的第一道工序，為二次加工裝置提供原料，是原油加工的基礎(chǔ)，其能量的綜合利用程度和拔出率高低體現(xiàn)在石化企業(yè)的效益上，因此，開(kāi)展常壓精餾裝置的研究很有意義[13] 原油常減壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用，近年來(lái)常減壓蒸餾技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)不斷創(chuàng)新，裝置節(jié)能消耗顯著，產(chǎn)品質(zhì)量提高。但與國(guó)外先進(jìn)水平相比，仍存在較大的差距，裝置能耗仍然偏高，分餾精度和減壓拔出深度偏低，對(duì)含硫原油的適應(yīng)性差等。進(jìn)一步提高常減壓裝置的操作水平和運(yùn)行水平，顯著日益重要，對(duì)提高煉油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也具有重要意義。 常減壓蒸餾過(guò)程經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展，已成為一個(gè)比較完整成熟的工藝〔45〕。目前，國(guó)內(nèi)外大致都是采用由初餾塔、常壓塔、壓塔，常壓爐、減刃壓爐組成的三塔兩爐工藝流程，但是仍存在一些問(wèn)題。原油常減壓蒸餾作為最基本的一次加工工藝，在煉廠具有舉足輕重的地位，其運(yùn)行的好壞直接影響到后續(xù)的加工過(guò)程。其中重要的分離設(shè)備—常壓塔的設(shè)計(jì)，是能否獲得高收率、高質(zhì)量油的關(guān)鍵。塔設(shè)備是化工，石油化工、煉油廠等廠中，塔設(shè)備的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有重大的影響。據(jù)有關(guān)材料報(bào)道，塔設(shè)備的投資費(fèi)占整個(gè)工藝設(shè)備投資費(fèi)的較大比例，它所耗用的鋼材重量在各類工藝設(shè)備中也屬較多。因此，塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和研究，受到化工、煉油等行業(yè)的極大重視。作為主要用于傳質(zhì)過(guò)程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液；兩相能充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率。此外，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。在較大的氣（汽）夜流速下，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或者液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象。、彈性大。塔設(shè)備的氣（汽）夜負(fù)荷量有較大的波動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作。并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長(zhǎng)期連續(xù)操作。，即流體通過(guò)塔設(shè)備的壓力降小。這將有助于節(jié)省生產(chǎn)中的動(dòng)力消耗，用來(lái)降低經(jīng)常操作費(fèi)用。對(duì)于減壓蒸餾操作，較大的壓力降還可以使系統(tǒng)無(wú)法維持必要的真空度。、材料用量小、制造和安裝容易，這可以減少基建過(guò)程中的投資費(fèi)用。，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。大慶原油是一種低硫、低膠、高含蠟、高凝點(diǎn)、的石蠟基石油。由于含烷烴多，所以，在其各個(gè)餾分中，烷烴的相對(duì)含量高，生產(chǎn)汽油抗爆性較差，小于180176。C餾分，馬達(dá)法辛烷值僅40左右。噴氣燃料的相對(duì)密度較小，結(jié)晶點(diǎn)較高，故只能符合2號(hào)噴氣燃料規(guī)格。由于硫含量很低，輕質(zhì)燃料油不需要精制。同時(shí)，在加工中，設(shè)備腐蝕問(wèn)題不大。大慶原油的餾分組成較重，故須采取二次深度加工，以提高輕質(zhì)燃料收率。潤(rùn)滑油餾分的黏溫特性好，但凝點(diǎn)高，加工時(shí)需要脫蠟。勝利原油相對(duì)密度較大，含硫較多，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較多，屬于含硫中間基原油。孤島混合原油是勝利油田中比較特殊的石油，其特點(diǎn)是含硫、氮、膠質(zhì)較高，酸值大，黏度大，凝點(diǎn)較低，屬環(huán)烷中間基原油。克拉瑪依石油是低硫中間基原油，%%，含蠟少，凝點(diǎn)低，是生產(chǎn)噴氣燃料和低凝點(diǎn)的輕柴油的良好原料，但直餾餾分的酸度較高，需堿洗。中原混合原油相對(duì)密度小，黏度、膠質(zhì)和硫、氮含量均較低 屬于低硫石蠟基原油。遼河曙光首站原油密度大，黏度大，含蠟量低，屬于硫環(huán)烷中間基原油。 我國(guó)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的特點(diǎn)是工業(yè)技術(shù)水品整體不高，工業(yè)生產(chǎn)的能源和資源消耗及污染排放量高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)比重逐漸增大，但其三廢基本沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何處理而四處排放，污染十分嚴(yán)重。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中煤炭仍占70%左右，煤煙對(duì)大氣污染程度不易減輕，環(huán)保治理技術(shù)水平落后，嚴(yán)重地制約環(huán)保工作的深入開(kāi)展。人們認(rèn)識(shí)到既不能走“先污染，后治理”的道路，也不能走“邊污染，邊治理”的道路，而應(yīng)該是采取積極的態(tài)度?！叭嬉?guī)劃，合理布局，綜合利用，化害為利，依靠群眾，大家動(dòng)手，保護(hù)環(huán)境，造福人民”的中國(guó)環(huán)保方針，明確了環(huán)境保護(hù)的綜合防止思想，是將環(huán)境作為一個(gè)有機(jī)整體，根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件，按污染物的產(chǎn)生、變遷和歸宿的各個(gè)環(huán)節(jié)，采取法律、行政、經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)相結(jié)合的措施，以防為主，以最大限度地合理利用資源、減少污染物的產(chǎn)生和排放，用最經(jīng)濟(jì)的方法獲取最佳的防止效果，以實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境與發(fā)展的良性循環(huán)。為了實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵是搞好環(huán)境保護(hù)，需要石油煉制過(guò)程中在幾的不同層次上開(kāi)展工作：第一層是對(duì)污染進(jìn)行更有效的治理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。其目的是把生產(chǎn)的有害物質(zhì)再近期危害限制在一定水平內(nèi)。第二層是通過(guò)工藝改造，盡可能的在正常運(yùn)行條件下把污染消化在企業(yè)內(nèi)部。第三層是用潔凈的綠色工藝代替有污染的工藝。即在產(chǎn)品的源頭和生產(chǎn)過(guò)程中預(yù)防污染，而不是在污染產(chǎn)生后再去治理。第四層是建立“生態(tài)化工”的概念，即根據(jù)對(duì)產(chǎn)品和過(guò)程生命周期的分析，使用自然界代謝的全過(guò)程來(lái)規(guī)劃生產(chǎn)。畢業(yè)論文 第一章 物料衡算 一、物料衡算 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的處理 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)、性質(zhì)見(jiàn)表11和12。 表11 大慶原油性質(zhì)大慶原油采樣時(shí)間 年 月餾程v％密度（20℃）初餾℃103比重指數(shù)100℃0粘度（50）mm2/s120℃凝固點(diǎn)℃30140℃閃點(diǎn)（閉口）℃7160℃酸值,mgKoH/g180℃含蠟,％(m/m)200℃鹽含量,mgNacl/L220℃瀝青質(zhì),％(m/m)240℃膠質(zhì),％(m/m)260℃殘?zhí)?％(m/m)280℃重金屬,ug/g300℃FeNi元素分析CuSPbNV含水,％(V/V)痕跡灰分,％(m/m)特性因數(shù)（k）表1—2 大慶原油每10℃餾分蒸餾收率（％（m/m））0102030405060708090060℃％（m/m）100200300400500 500萬(wàn)噸/年 P=℃ 數(shù)據(jù)處理，平衡汽化曲線見(jiàn)圖11，原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量收率體積收率見(jiàn)表13。表13 原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量收率換算成體積收率餾程(℃)收率％(m/m)收率％(m/m)收率％(v/v)收率％(v/v)每餾分總餾分每餾分 總收率初餾—6060—8080—100100—120