【正文】 印尼貝蘭納克原油常壓蒸餾 摘 要 本次主要是對(duì)年 產(chǎn) 300 萬(wàn)噸的印尼貝蘭納克原油的常壓工藝設(shè)計(jì)。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)對(duì)原油的基本性質(zhì)、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾、窄餾分性質(zhì)和蒸餾產(chǎn)品性質(zhì)的分析，熟悉了煉油廠以石油為原料生產(chǎn)各類(lèi)石油產(chǎn)品的流程。 印尼 貝蘭納克原油 20℃ 時(shí)的密度為 ， API度為 ，鹽含量為 ，硫含量為 178μg/g ，屬于低硫中間基原油。 原油是極其復(fù)雜的混合物，要從原油提煉出多種多樣的燃料、潤(rùn)滑油和其他產(chǎn)品，基本途徑是：將原油分割為不同沸程的餾分。然后按照油品的使用要求，除去 這些餾分中的非理想組分，或者是經(jīng)由化學(xué)轉(zhuǎn)化形成所需要的組成，進(jìn)而獲得合格的石油產(chǎn)品。由于塔的性質(zhì)是本次設(shè)計(jì)采取塔頂出汽油，采用三個(gè)側(cè)線，分別出汽油、煤油、輕柴油和重柴油。設(shè)計(jì)了一個(gè)常壓塔一段汽化蒸餾裝置，此裝置由管式加熱爐、常壓塔、換熱器及冷卻器構(gòu)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)用少。設(shè)計(jì)步驟大致分為三大部分：產(chǎn)品方案及流程的確定、常壓塔的工藝計(jì)算及說(shuō)明、浮閥塔的設(shè)計(jì)及水力計(jì)算及換熱計(jì)算。 本次設(shè)計(jì)采用浮閥塔板，全塔共用 34快塔板， 2 段中段回流，分別取熱 30%和 20%，塔頂冷回流取 熱 50%。經(jīng)過(guò)對(duì)常壓塔的工藝計(jì)算、浮閥塔的設(shè)計(jì)及水力學(xué)計(jì)算，求出塔徑為 ,塔板彈性為 設(shè)計(jì)點(diǎn)的 倍。經(jīng)過(guò)對(duì)常壓塔的工藝計(jì)算，浮閥塔的設(shè)計(jì)及水力計(jì)算，換熱流程三大章的設(shè)計(jì)和計(jì)算。得出： ⑴ 由原油性質(zhì)本次設(shè)計(jì)采取塔頂出汽油，三個(gè)側(cè)線，即汽油、煤油、輕柴油、重柴油。各產(chǎn)品質(zhì)量收率分別為 、 、 、 。總拔出率為 %。塔底出重油。 ⑵ 選用浮閥塔，常壓塔板數(shù)為 34 塊，中段回流數(shù)為 2。 ⑶ 塔頂、一線抽出板、二線抽出板、三線抽出板壓力分別為 、 、 。溫度為 126℃ 、 180℃ 、 252℃ 、 310℃ 。 ⑷ 塔頂冷回流取熱 50%，第一中段回流取熱 30%，第二中段回流取熱 20%。 ⑸ 常壓塔的塔徑為 ,開(kāi)孔率為 %，塔板數(shù) 34 個(gè)，空塔氣速 為 。 ⑹ 浮閥總數(shù)為 6204個(gè)。 ⑺ 溢流堰長(zhǎng)度為 ，出口堰高度為 50mm，降液管停留時(shí)間為 17s。 ⑻ 塔板彈性為 ，負(fù)荷上限為設(shè)計(jì)點(diǎn)的 。 ⑼ 換熱流程共經(jīng)過(guò) 12 次換熱達(dá)到工藝要求。 關(guān)鍵詞 ： 原油； 常壓蒸餾； 物料衡算； 熱量衡算； 塔； 換 熱 目 錄 前 言 ........................................................................ 1 第一章 產(chǎn)品方案及工藝流程 ..................................................... 4 產(chǎn)品方案 ................................................................ 4 工藝流程 ................................................................ 4 第二章 工藝計(jì)算及說(shuō)明 ......................................................... 5 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ................................................................ 5 已知數(shù)據(jù) ............................................................ 5 原油的實(shí)沸點(diǎn)及窄餾分?jǐn)?shù)據(jù) ............................................ 5 原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的繪制 ................................................ 6 常 壓塔工藝計(jì)算 .......................................................... 7 各產(chǎn)品的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)和實(shí)沸點(diǎn)數(shù)據(jù)的換算 .............................. 7 產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 ................................................. 10 物料 衡算 ........................................................... 11 確定塔板數(shù)和汽提蒸汽用量 ........................................... 13 操作壓力 ........................................................... 15 汽化段溫度 ......................................................... 16 塔底溫度 ........................................................... 17 塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱的分配 ................................. 17 側(cè)線及塔頂溫度的校核 ............................................... 18 全塔氣、液相負(fù)荷分布 ................................................... 20 第三章 塔的設(shè)計(jì)及水力學(xué)計(jì)算 .................................................. 29 塔板的操作條件 ......................................................... 29 塔板間距初選 ........................................................... 29 塔徑初算 ............................................................... 29 浮閥數(shù)及開(kāi)孔率的計(jì)算 ................................................... 31 溢流堰及降液管的決定 ................................................... 31 水力學(xué)計(jì)算 ............................................................. 32 塔板上的適宜操作區(qū)和負(fù)荷上下限 ......................................... 33 第四章 塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) ...................................................... 36 板式塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) ................................................... 36 塔高 H ................................................................. 37 第五章 換熱流程設(shè)計(jì) .......................................................... 39 換熱流程計(jì)算 ........................................................... 39 初餾塔之前的換熱流程 ............................................... 39 一、二路原油同時(shí)與重油（一次）換熱 ................................. 44 熱量利用率計(jì)算 ......................................................... 44 常壓塔計(jì)算結(jié)果 ............................................................... 45 符號(hào)表 ....................................................................... 46 1 前 言 背景 我國(guó)煉油工業(yè)經(jīng)過(guò) 50 多年的發(fā)展，到 21世紀(jì)初期，已經(jīng)形成 281Mt/a 的原油加工能力，生產(chǎn)的汽油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油等石油產(chǎn)品基本滿足的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的需要。但是，進(jìn)入 21 世紀(jì)，特別是我國(guó)成為世界貿(mào)易組織的正式成員后，按照市場(chǎng)準(zhǔn)入、關(guān)稅減讓的相關(guān)壁壘協(xié)議，國(guó)內(nèi)成品油市場(chǎng)將逐漸融入國(guó)際市場(chǎng)，不可避免的要參與世界貿(mào)易大環(huán)境下的競(jìng)爭(zhēng)，基本依靠自有技術(shù)發(fā)展起來(lái)的我國(guó)煉油工業(yè)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 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，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。 國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防部門(mén)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。而國(guó)內(nèi)所能提供原油量?jī)H為 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(lèi)。 常減壓蒸餾的概述 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。 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，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。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。 近年來(lái)，我國(guó)常減壓蒸餾裝置，呈現(xiàn)了規(guī)模大型 化，原油加工品種多樣化生產(chǎn)操作智能化等趨勢(shì)，技術(shù)水平有了較大的提高。作為煉油企業(yè)的 “ 龍頭 ” ，常減壓蒸餾裝置技術(shù)水平高低，不但關(guān)系到原油的有效利用，而且對(duì)全廠的質(zhì)量，產(chǎn)品收率，經(jīng)濟(jì)效益都有很大影響，這就要求我們積極應(yīng)用先進(jìn)適用技術(shù)，繼續(xù)推動(dòng)常減壓蒸餾技 2 術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)整體煉油水平的不斷提高。 與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)常減壓蒸餾裝置仍然存在較大的差距，主要是裝置規(guī)模小，運(yùn)行負(fù)荷低，運(yùn)行周期短，關(guān)鍵工藝技術(shù)落后，能耗依然偏高等。 原油中的汽油餾分含量低，渣油含量高是我國(guó)原油餾分組成的一個(gè)特點(diǎn)。此次設(shè)計(jì)的大慶原油屬于低 硫石蠟基原油，凝固點(diǎn)高，蠟含量高，膠質(zhì)含量適中，瀝青質(zhì)含量低，金屬含量中 Ni 含量較高。 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：原油 — 換熱系統(tǒng) — 電脫鹽系統(tǒng) — 加熱爐系統(tǒng)— 常壓系統(tǒng) — 儀表控制系統(tǒng)，經(jīng)常壓蒸餾得到汽油、煤油、柴油等燃料出裝置及常壓重油去催化裂化車(chē)間。 裝制設(shè)備的考慮因素 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(lèi)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，塔設(shè)備還得考慮下列的各項(xiàng)要求。在較大的氣夜流速下，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。 3.流體流動(dòng)的阻力小，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。 石油的用途