【正文】 目 錄1 緒 論 1 設(shè)計依據(jù) 1 設(shè)計能力 1 裝置特點 1 工藝流程簡述 12 原油加工方案和切割方案 2 原油評價簡述 2 挪威卓根原油加工方案 2 卓根原油切割方案 33 常壓塔工藝計算 8 油品性質(zhì)參數(shù)的計算 8 油品性質(zhì)參數(shù)計算結(jié)果匯總 11 初餾塔的工藝設(shè)計計算 13 常壓塔的工藝設(shè)計計算 174 塔板水力學(xué)校核 44 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 44 塔板的結(jié)構(gòu)計算 44 塔板的水力學(xué)計算 48 負(fù)荷性能圖 505 管式加熱爐的工藝設(shè)計 55 原始數(shù)據(jù) 55 加熱爐總熱負(fù)荷 55 燃燒過程計算 56 全爐熱平衡 57 輻射段的計算 59 對流室的計算 63 爐管內(nèi)的壓力降 69 煙囪的設(shè)計計算 736 結(jié)論 78參考文獻(xiàn) 79致謝 80 1 緒 論 設(shè)計依據(jù)：（1）根據(jù)西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工系下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。（2）卓根原油評價報告。 設(shè)計能力（1）處理量： （2）年開工時間： 8000h 裝置特點（1）本裝置設(shè)有初餾塔，常壓塔，常壓加熱爐，常壓塔采用雙溢流F1型高效浮閥塔盤。主要產(chǎn)品為催化重整料，航煤餾分，10柴油餾分，重柴油餾分，同時還有常壓渣油。（2）常一線采用重沸器汽提技術(shù)，以防止航煤帶水，常二線、常三線和塔底采用水蒸汽汽提。 工藝流程簡述原油（45℃左右）由罐區(qū)泵入裝置。在泵入口處注入水和破乳劑換熱至120℃左右進(jìn)入一、二級電脫鹽罐，脫鹽脫水后（≮3mg/L ，≮%）經(jīng)換熱至230℃進(jìn)入初餾塔，進(jìn)行初餾。初底油經(jīng)換熱器進(jìn)行換熱至280℃，進(jìn)常壓爐對流室下段加熱至300℃入輻射室加熱至360℃經(jīng)轉(zhuǎn)油線進(jìn)入常壓塔第32層塔板（t=350℃，P=）上進(jìn)行分餾。塔頂油氣（t=145℃，P=）經(jīng)二級冷卻器冷卻，一路作冷回流（60℃）返回塔頂，另一路作重整原料出裝置。常壓塔有三個側(cè)線抽出：一線由第9層（t=180℃，P=）抽出，換熱后經(jīng)精制作為航空煤油出裝置。二線由第19層（t=255℃，P=）抽出，換熱后經(jīng)精制作為10柴油出裝置。三線由第27層（t=314℃，P=）抽出，換熱后經(jīng)精制作為重柴油出裝置。第一中段回流由第13層抽出返回第11層，第二中段回流由第23層抽出返回第21層。塔底重油（t=343℃，P=）經(jīng)換熱一部分進(jìn)入減壓塔進(jìn)行分餾。另一部分進(jìn)入催化裂化。2 原油加工方案和切割方案 原油評價簡述 挪威卓根原油在室溫下為黑色液體，20℃℃,50℃，,，鹽含量高，因此時加工應(yīng)注意脫鹽，%。實沸點蒸餾表明，200℃%，350℃%，520℃%，可見該原油非烴雜質(zhì)含量較少，輕質(zhì)油收率很高，是一種優(yōu)質(zhì)低硫中間基原油。其主要直餾產(chǎn)品的主要性質(zhì)特點如下：① 初餾~160℃餾分是好的重整原料② 160~230℃的溶劑油餾分滿足指標(biāo)要求，可以用來生產(chǎn)3號噴氣燃料。 ③ 230~340℃%，經(jīng)過精制后可生產(chǎn)10號優(yōu)質(zhì)柴油。 ④230~360℃%，精制后可生產(chǎn)10號優(yōu)質(zhì)柴油。 ⑤350~520℃%，殘?zhí)亢康?，特性因?shù)較低，該餾分是一般的催化裂化原料。 ⑥350℃%，%較低，%，鎳+釩含量不會太高，該餾分直接作為重油催化裂化原料。 ⑦520℃%，由瀝青三項指標(biāo)來看，該渣油的深度不夠，提高拔出深度可生產(chǎn)普通道路瀝青，由族組成（飽和烴+芳烴）%，應(yīng)作溶劑脫瀝青或焦化原料。 根據(jù)上述評論結(jié)果，挪威卓根原油選擇燃料化工型加工方案。 挪威卓根原油加工方案根據(jù)原油評價報告，挪威卓根原油的特點是輕質(zhì)油收率高，含硫低，含蠟低，凝點低和酸值低，按原油的硫含量及兩個關(guān)鍵餾分的比重來分類，原油屬優(yōu)質(zhì)低硫—中間基原油。液化氣苯、甲苯、二甲苯芳烴分離催化重整常一線3航煤常減壓蒸餾精制 原油常二線精制常三線 精制減壓渣油延遲焦化加氫精制石油焦加氫精制石油焦圖21 原油加工方案綜上，故采用燃料化工型加工方案。 卓根原油切割方案 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與體積分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)換根據(jù)公式：體積分?jǐn)?shù)（V%）= 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（M%）原油密度ρ/餾分密度ρ，計算出其體積分?jǐn)?shù)。例如：6080℃。其它各沸點范圍的體積分?jǐn)?shù)計算如上，將計算結(jié)果列于表21。表21 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與體積分?jǐn)?shù)沸點范圍，℃密度，g/cm3占原油，質(zhì)量%占原油，體積%20℃每餾分總收率每餾分總收率39606080 80100100120120140140160160180180200200230230250250275275300300320320340340360360380380395395425425450450500500520520 _100__作出原油的實沸點蒸餾曲線圖223，密度曲線圖24，凝點曲線圖25。 圖22 原油實沸點蒸餾曲線 圖23 原油實沸點蒸餾曲線 圖24 原油密度曲線 圖25 原油凝點曲線 根據(jù)原油實沸點數(shù)據(jù)確定原油常壓切割方案匯總于表22。表22 卓根原油常壓切割方案和產(chǎn)品性質(zhì)產(chǎn)品實沸點切割點，℃實沸點沸程，℃收率，％ρ20g/cm3實沸點蒸餾溫度，℃體積分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0％10％30％50％70％90％100％初頂汽油13039~1323941587894114132常頂汽油175128~1791281321401501561671793航煤240171~24617117719320922023224610柴油300234~308234246260271284293308重柴油360292~370292305317331341353370重油360350_____42 3 常壓塔工藝計算 油品性質(zhì)參數(shù)的計算油品性質(zhì)參數(shù)的計算以重整餾分為例進(jìn)行。 蒸餾數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)化（1）將表22的實沸點蒸餾溫度轉(zhuǎn)化成恩氏蒸餾溫度。重整餾分的常壓實沸點蒸餾數(shù)據(jù)如表31：表31 重整餾分油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)餾出，%01030507090100溫度，℃394158 7894114132（a）先假設(shè)實沸點蒸餾與恩氏蒸餾50%℃，由文獻(xiàn)[1] P96頁圖322查得恩氏蒸餾50%℃，而實沸點蒸餾50%點溫度為78℃ ，則假設(shè)正確。（b）由文獻(xiàn)[1] P95頁圖323查得恩氏蒸餾曲線各段溫差如表32： 表32 恩氏蒸餾曲線各段溫差曲線線段實沸點蒸餾溫差，℃恩氏蒸餾溫差，℃0%~10%210%~30%1730%~50%201250%~70%1670%~90%2090%~100%1816（c）由恩氏蒸餾50%點（124℃）推算得其他恩氏蒸餾點溫度。30%點==℃10%點==℃0%點==℃70%點=+=℃90%點=+=℃100%點=+16=℃其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表33。表33 產(chǎn)品恩氏蒸餾數(shù)據(jù)產(chǎn)品恩氏蒸餾溫度℃0%10%30%50%70%90%100%初頂油常頂油3航煤10柴油重柴油（2）將表22的實沸點蒸餾溫度轉(zhuǎn)化成平衡汽化溫度。（a）重整餾分的常壓實沸點蒸餾數(shù)據(jù)如表31：由文獻(xiàn)[1] P100頁圖325查得實沸點蒸餾50%點與平衡汽化50%℃。平衡汽化50%點=78+=℃（b）由文獻(xiàn)[1] P99頁圖326查得平衡汽化曲線各段溫差如表34：表34 平衡汽化曲線各段溫差曲線線段實沸點蒸餾溫差，℃平衡汽化蒸餾溫差，℃0%~10%210%~30%1730%~50%2050%~70%1670%~90%2090%~100%18由平衡汽化50%點（℃）推算得其他平衡汽化點溫度。30%點==℃10%點==℃0%點==℃70%點=+=℃90%點=+=℃100%點=+5=℃其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表35。表35 產(chǎn)品平衡汽化數(shù)據(jù)產(chǎn)品平衡汽化溫度℃0%10%30%50%70%90%100%初頂油常頂油3航煤10柴油重柴油 平均溫度的計算（1）體積平均溫度tvtv=（t10+t30+t50+t70+t90）/5 =（++++）/5=℃（2）恩氏蒸餾曲線10％~90％斜率S ==0. 58（℃/％）（3）立方平均沸點tcu 查文獻(xiàn)[1]P67頁圖211得Δcu= ℃ tcu=tv+Δcu==℃（4）重量平均沸點 查文獻(xiàn)[1]P67頁圖211得Δw= ℃ =tv+Δw=+=℃代入式 ==℉（5）實分子平均沸點 查文獻(xiàn)[1]P67頁圖211得Δm=℃ =tv+Δm==℃代入式 ==℉（6）中平均沸點 查文獻(xiàn)[1]P67頁圖211得Δme= ℃ tMe=tv+Δme==℃代入式 tMe==℉其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表37。 求、比重指數(shù)API。由=，查文獻(xiàn)[1] P24頁 圖1228得較正值Δd==+Δd=+=API。=其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表37。 求分子量M、特性因素K 由API。=、tMe=℉ 查文獻(xiàn)[1] P74頁圖221得：M=91 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表36。K= 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表37。 求臨界性質(zhì)（1）求真臨界溫度tc 、假臨界溫度tc’由API。=、tw=℉ 查文獻(xiàn)[1] P127頁圖422得：tc=485℉=℃由API。=、tm=℉ 查文獻(xiàn)[1] P127頁圖422得：tc’=455℉=（2）求假臨界壓力 由API。=、tMe= 查文獻(xiàn)[1] P131頁圖424得：=460磅/時2（絕壓）即460102=（3）求真臨界壓力PC 查文獻(xiàn)[1] P130頁圖423得：PC=580磅/吋2（絕壓） = 580102=其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表38。 求焦點性質(zhì)（1）求焦點溫度t0、由tv=℃、S= ℃/％查文獻(xiàn)[1]P114頁圖353得：0tc=46℃ 0= tc+46=+46=℃（2）求焦點壓力P0由tv=℃、S= (℃/％)查文獻(xiàn)[1]P115頁圖354得：P0Pc=21atm P0= Pc+=+21=其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表39。 油品性質(zhì)參數(shù)計算結(jié)果匯總項目分子量恩氏蒸餾溫度℃0%10%30%50%70%90%100%原 油137——初頂油91常