【正文】 畢業(yè)論文（設(shè)計）題 目：年處理500萬噸含硫原油常壓蒸餾塔工藝設(shè)計學(xué) 院： 石油化工學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 年處理500萬噸含硫原油常壓蒸餾塔工藝設(shè)計……摘 要本次的課題是對500萬噸每年含硫原油的常壓蒸餾塔工藝設(shè)計。原油常壓蒸餾是原油的一次加工工藝，它在原油總加工流程中占有很重要的作用，它運行結(jié)果的好壞直接影響整個原油的加工過程。其中重要的部分就是常壓塔的設(shè)計。因此，常壓塔的設(shè)計對能否獲得高收益，高質(zhì)量的成品油有著關(guān)鍵的影響。為了使生產(chǎn)成本更低，提高原油的生產(chǎn)，此課題的方案是：常壓塔采取三側(cè)線，三個側(cè)線分別生產(chǎn)煤油，輕柴油，重柴油，常壓塔塔頂生產(chǎn)汽油，初餾塔拔出石腦油。本課題設(shè)計了一個初餾塔，一個常壓塔，二段汽化蒸餾裝置，此裝置由一臺管式加熱爐、一個初餾塔，一個常壓塔以及若干臺換熱器組成。其中常壓塔設(shè)計了7個人孔，塔徑6m，，，閥空個數(shù)4448等塔板數(shù)據(jù)。最后利用CAD繪畫了帶控制點的流程圖和主要塔設(shè)備圖。關(guān)鍵詞：含硫原油；常壓蒸餾；塔設(shè)計；熱量衡算；物料衡算Years in dealing with 5 million tons of sulfur crude oil atmospheric distillation process designAbstractThis topic is 5 million tons per year sulfur crude oil atmospheric distillation process design.Atmospheric distillation of crude oil is a process of crude oil, it plays an important role in the total crude oil processing process, it runs the results of a direct impact on the crude oil part of atmospheric tower design. so, the atmospheric tower design on whether highyield, highquality refined oil has a key tower designed seven individuals Kong, tower diameter 6m high tower , plate spacing weir weir height , valve empty number 4448, plate using CAD painting take control of the flow diagram and main assembly drawing.Key words: Sour crude oil；atmospheric distillation；tower design；heat balance；material balance目錄年處理500萬噸含硫原油常壓蒸餾塔工藝設(shè)計 I摘 要 IAbstract II目錄 III前言 1 2 產(chǎn)品方案 2 工藝流程 22 設(shè)計說明書 3 原油的性質(zhì) 3 3 3 操作壓力 3 3 33 常壓塔的工藝計算 4 4 4 5 實沸點切割點和產(chǎn)品收率 9 汽提蒸汽用量 9 塔板型式及塔板數(shù) 10 操作壓力 12 汽化段溫度 12 塔底溫度 14 塔頂和各側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱的分配 14 15 全塔的氣液相負(fù)荷計算 17 繪制汽液相負(fù)荷的分布圖 274 塔板的工藝計算 30 30 塔徑 30 塔高計算 30 溢流裝置 30 浮閥塔板的布置 31 塔板的水力學(xué)計算 31 31 31 325. 結(jié)論 34致謝 36參考文獻(xiàn) 37前言。它的沸點范圍比較寬，能從常溫可以到達(dá)500℃以上[2]。全球不同地區(qū)的原油在它的性質(zhì)上面具有很大程度上的差異。石油基本上是由碳、氫、硫、氧、氮五種元素所組成的，其中碳占83%～87%，氫占11%～14%，而其余的硫、氮、氧和微量元素的總含量不會超過1%～4%。我國的原油基本上是硫含量少，而勝利原油卻是屬于含硫原油，含硫量較高于我國其他的原油。原油按硫含硫分類，可以分為三類：低硫原油、含硫原油、高硫原油。%，含硫原油：％~2%之間，而高硫原油：含硫量高達(dá)2%以上。勝利原油的硫含量約為1%，屬于含硫原油。從化合物的組成中來看，石油是由多組分的含有烴類和非烴類兩類物質(zhì)組合而成的復(fù)雜混合物。采用特性因數(shù)K可以對原油進(jìn)行分類，可以分為石蠟基、環(huán)烷基和中間基三大石油種類。其中石蠟基含烷烴比較多；環(huán)烷基含環(huán)烷烴和芳香烴比較多；中間基介于兩者之間。而勝利原油就是屬于其中的含硫中間基原油，它的主要特點是含硫較多，密度大，膠質(zhì)瀝青質(zhì)的含量大等等。本次設(shè)計就是對勝利原油所進(jìn)行的常壓塔的工藝設(shè)計。石油必須要經(jīng)過各種的加工操作過程，才能比較輕松的獲得符合直接作為飛機、輪船、汽車等等各種交通運輸工具的燃料的質(zhì)量要求。人們習(xí)慣根據(jù)對原油的性質(zhì)和市場對產(chǎn)品的需求及加工技術(shù)的可靠性和先進(jìn)性，和經(jīng)濟及效益等各個方面的情況進(jìn)行分析、來制訂比較合理的加工工藝方案。原油的常減壓蒸餾是目前基本的原油加工方案。常減壓蒸餾技術(shù)的發(fā)展是經(jīng)過了一百多年的歷史，現(xiàn)在已經(jīng)有了一套理想的、完整的、成熟的工藝?，F(xiàn)在，全世界的常減壓蒸餾裝置大體上都是采用初餾塔、常壓塔、常壓爐、減壓爐等各個部位組成的三塔兩爐工藝流程，但是在這些工藝流程中仍然存在著一些不好的問題。而蒸餾是一種最經(jīng)濟、最容易實現(xiàn)的分離手段，它能夠?qū)⑹怯砂凑掌渌M分的沸點或者蒸氣壓的不同來分離成輕重不同的餾分或近似純的產(chǎn)物[1]。這些年，我們國內(nèi)的常壓蒸餾裝置出現(xiàn)了比較好的規(guī)?；按笮突陌l(fā)展，原油的加工產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化，生產(chǎn)操作亦能智能化等趨勢的發(fā)展，其整體的技術(shù)水平雖然相對于國外還有比較大的差距，但是也已經(jīng)有了很大的發(fā)展及提高。在所有煉油廠中，第一個加工裝置就是蒸餾裝置，因此原油的蒸餾又被稱作煉油廠的“龍頭”，我們的煉油企業(yè)龍頭，常減壓蒸餾裝置的技術(shù)水平的高低，不但能關(guān)系到原油的有效利用情況，而且對于全廠乃至全國的質(zhì)量，產(chǎn)品的收率和經(jīng)濟的效益都有很重大的影響，這樣所以我們應(yīng)該積極的采用國外先進(jìn)的技術(shù)，努力的推動常壓蒸餾技術(shù)的發(fā)展，使之能夠促進(jìn)我們國家整體煉油水平的提升與發(fā)展。與國外的先進(jìn)水平相比，我們國家的常減壓蒸餾技術(shù)，仍然存在很大的差距，其中主要的原因是裝置規(guī)模較小，運行周期較短，運行負(fù)荷比較低，關(guān)鍵的工藝技術(shù)還是很落后，能量消耗還是偏高等問題[9]。常減壓塔設(shè)計的主要依據(jù)是原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，從而來計算各產(chǎn)品的物性數(shù)據(jù)，來確定產(chǎn)品的切割方案，以及產(chǎn)品的收率。參考同類裝置的設(shè)計來確定自己設(shè)計的塔板數(shù)，進(jìn)料和側(cè)線抽出的位置。以個主要部分的操作的溫度以及操作的壓力，來算整個塔的熱平衡，確定全塔的回流熱[11]。 產(chǎn)品方案煉油廠根據(jù)其所加工原油的性質(zhì)，市場的需求，加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性以及經(jīng)濟效益等方面的綜合考慮，來進(jìn)行比較全面的分析，研究對比，才可以制定出合理的加工工藝方案。 根據(jù)勝利原油的特性，本次設(shè)計產(chǎn)品為燃料型方案。由于勝利原油輕組分不多，所以原油蒸餾裝置采用二段汽化，設(shè)計常壓塔。設(shè)計中采用水蒸氣汽提方式, 來確定汽提水蒸汽的用量。又由于浮閥塔的操作彈性比較大，此設(shè)計使用浮閥塔。塔體的材料采用16MnR+316L復(fù)合鋼板，采用1Cr18Ni9Ti作為塔板材質(zhì)，就可以達(dá)到了控制高硫的腐蝕的效果了，且方案經(jīng)濟合理。 工藝流程此次設(shè)計采用二段汽化的常減壓蒸餾裝置技術(shù)。設(shè)有常壓塔和附屬的汽提塔。在進(jìn)行常減壓蒸餾之前必須要對原油進(jìn)行預(yù)處理，原油在進(jìn)入常壓塔前經(jīng)過脫鹽、脫水后，換熱到230℃～240℃,進(jìn)入初餾塔；經(jīng)過了一系列的換熱之后，再經(jīng)過常壓爐加熱到360℃～370℃進(jìn)入常壓塔，經(jīng)過分餾。在塔頂?shù)睦浠亓骱椭卸窝h(huán)回流的作用下，從汽化段到塔頂?shù)臏囟葧饾u的降低，其組分也會越來越低。塔頂分餾出汽油餾分，側(cè)線自上而下分別分離出煤油餾分、輕柴油餾分、重柴油餾分，塔底分餾出常壓渣油餾分。： 原油的性質(zhì)按照原油關(guān)鍵餾分特性的分類方法，勝利原油屬于含硫中間基原油，其密度較大、含硫較多（%）、膠質(zhì)瀝青含量大，325℃輕餾分含蠟少、凝點低，325℃餾分含蠟多、凝點高等主要特點。直餾汽油辛烷值比大慶原油低為47，芳烴的含量比大慶的高。是催化重整的良好材料直餾柴油的柴油指數(shù)較高，凝點不高，可以生產(chǎn)20號，10號，0號柴油以及艦艇用的柴油減壓渣油黏溫性質(zhì)不好，不宜生產(chǎn)潤滑油。瀝青質(zhì)含量高，可以生產(chǎn)瀝青產(chǎn)品，殘?zhí)恐岛椭亟饘俸枯^高，含硫宜較高 操作壓力用熱平衡及相平衡計算操作溫度和壓力，～ MPa時，常壓塔的塔底壓力應(yīng)該高于產(chǎn)品接受罐子的壓力一點。等塔頂?shù)牟僮鲏毫Υ_定后，根據(jù)經(jīng)驗， MPa。塔的各部位的壓力也就可以隨之計算出來。本次設(shè)計應(yīng)該選用浮閥塔，它的壓力降約為400～650 MPa 。a .汽化段的溫度即為進(jìn)料的絕熱的閃蒸溫度，若知道汽化段，爐出口的壓力，產(chǎn)品的收率，汽提蒸汽量了，就可以計算的出汽化段的油氣分壓b .塔底的溫度由經(jīng)驗可以知道，原油蒸餾的初餾塔、常壓塔和減壓塔的塔底的溫度比汽化段的要低5～10℃。c .側(cè)線的溫度用猜測法計算，假設(shè)側(cè)線的溫度，作為合適的隔離體及熱平衡，來求出它的回流量，算出油氣分壓，再求此時的泡點溫度，如果和相接近，可以認(rèn)為假設(shè)的是正確的，如果不是接近，要重新假設(shè)，直到符合要求。d .塔頂?shù)臏囟?，就可以作為塔頂?shù)臏囟攘薳 .側(cè)線的汽提塔底溫度若是水蒸氣來汽提時，汽提塔的塔底溫度應(yīng)該比側(cè)線的抽出的溫度低8～10℃[8]。（1）汽提蒸汽用量參考《石油煉制工程》取汽提水蒸汽量，如下表 汽提蒸汽用量產(chǎn)品蒸汽用量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/ %煤油2～3輕柴油2～3重柴油2～4塔底重油2～4從節(jié)能角度來看，在可能的條件下，傾向于減少汽提蒸汽用量。（2）中段循環(huán)回流進(jìn)出口溫度差，國內(nèi)多用80～120℃。（3）～ MPa之間， MPa， MPa。（4）生產(chǎn)航煤時，原油的最高加熱溫度為360～370℃。3 常壓塔的工藝計算處理能力為500萬噸/年，按照每年開工8000h計算，其塔頂?shù)娜?、第一中段回流取熱量、第二中段回流取熱量的分配?：2：3，用導(dǎo)師所給的勝利原油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)和其產(chǎn)品的恩式蒸餾數(shù)據(jù)，來計算其產(chǎn)品的各個物質(zhì)性質(zhì)的數(shù)據(jù)來決定切割方案，從而計算產(chǎn)品的收率，對全塔進(jìn)行熱平衡的計算，繪制出全塔的汽液相負(fù)荷的分布圖。勝利原油的相對密度= 勝利原油的常壓切割以及產(chǎn)品性質(zhì)產(chǎn)品相對密度恩式蒸餾/℃0%10%30%50%70%90%100%常頂34587390101119126常一線132153167176192208220常二線22024125