【正文】 ......... 9 平均沸點(diǎn)的計(jì)算 ................................................................................................... 11 比重系數(shù) API。 要從原油中提煉出多種多樣的燃料和潤(rùn)滑油產(chǎn)品，基本的途徑是：將原油分割成不同沸程的餾分，然后按油品的使用要求，除去這些餾 分中的非理想成分，或者經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化形成所需要的組分，從而獲得一系列的石油產(chǎn)品。 正因?yàn)檫@樣，幾乎在所有的煉油廠中，原油的第一個(gè)加工裝置就是蒸餾裝置，如常壓蒸餾等。在蒸餾裝置中，也可以按不同的生產(chǎn)方案，除生產(chǎn)直餾汽油、煤油、柴油餾分外，再分割出一些二次加工過(guò)程的原料，如催化裂化原料、加氫裂解原料等等。它的意義在于，通過(guò)常壓蒸餾對(duì)原油的處理，可以按所指定的產(chǎn)品方案將原油分割得到汽油、煤油、輕柴 油、重柴油餾分以重油餾分等。 我國(guó)的兩大超大型煉油和石化企業(yè)（中國(guó)石油和中國(guó)石化）不僅需要適應(yīng)這種全球的原油市場(chǎng)形式也必須要應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的政策性虧本燃油的升級(jí)換代和越來(lái)越高的環(huán)保要求等巨大的壓力節(jié)能降能提高經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)成為企業(yè)生存發(fā)展的重要手段 。 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 67 頁(yè) 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及研究的主攻方向 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 2020年 4季度全球金融動(dòng)蕩可能加劇世界經(jīng)濟(jì)增速將進(jìn)一步放緩行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的外部環(huán)境可能繼續(xù)惡化但石油和化工行業(yè)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的能力明顯增強(qiáng) 。 全行業(yè)總產(chǎn)值增速可能減緩全年增幅在 28%左右；銷(xiāo)售收入增長(zhǎng)約 27%；進(jìn)出口貿(mào)易將繼續(xù)保持較快的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)增幅約為 35%；固定資產(chǎn)投資增幅在 27%左右；主要化工產(chǎn)品產(chǎn)量增幅在 520%之間 。 統(tǒng)計(jì)顯示 2020 年年底至 2020 年年初國(guó)內(nèi)將有 5400 余萬(wàn)噸的新建原油加工能力投產(chǎn)如已投產(chǎn) 1000 萬(wàn)噸的中石化青島大煉化以及即將投產(chǎn)的 1200萬(wàn)噸的中海油惠州煉廠、中石油 1000 萬(wàn)噸中石油欽州石化等 。 全球逾五分之四煉油廠建設(shè)項(xiàng)目面臨下馬 。 我國(guó)石化工業(yè)在生產(chǎn)和技術(shù)上雖然取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步但和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要相比和世界先進(jìn)水平相比還存在著較大的差距主要表現(xiàn)在 8 個(gè)方面 。 國(guó)家已經(jīng)確定要把石化工業(yè)建成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè) 。 二是國(guó)際間競(jìng)爭(zhēng)加劇 。 世界石油化工科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展也對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的一些科技優(yōu)勢(shì)構(gòu)成新的威脅 。 從現(xiàn)有的裝置和裝備兩方面著手開(kāi)展擴(kuò)能增效、節(jié)能降耗、實(shí)現(xiàn)安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)生產(chǎn)的挖潛改造的研究工作 。 一個(gè)工藝裝置的好壞不僅取決于各種設(shè)備性能而且與采用的工藝流程合理程度有很大關(guān)系 。 我國(guó)的主要 原油輕質(zhì)餾分含量低若采用上述工藝流程則有相當(dāng)數(shù)量（ 25%~30%左右）的 350~500?C 中間餾分未能合理利用它們是很多的二次加工原料又能從中生產(chǎn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)所必需的各種潤(rùn)滑油、蠟、瀝青的原料 。 塔頂出輕油餾分或重整原料 。除了用增減回流量及各側(cè)線鎦出量以控制塔的各處溫度外通常各側(cè)線處設(shè)有汽提方案論證 第 5 頁(yè) 共 67 頁(yè) 塔用吹入水蒸氣或采用 ―熱重沸 ‖（加熱油品使之汽化）的方法調(diào)節(jié)產(chǎn)品 的 質(zhì)量 。 常壓塔低油經(jīng)減壓爐加熱到 405~410?C送減壓塔 。 在煉油廠中二元精餾是罕見(jiàn)的經(jīng)常遇到的是多組分混合物的分餾即多元精餾 。 其次石油精餾的產(chǎn)品多為石油餾分而非高純度的單體烴類(lèi)產(chǎn)品故其分餾精度的要求不如一般化工產(chǎn)品的精餾那么高 。 所有這一切為石油精餾規(guī)定了一系列的特點(diǎn) 。 所謂工藝流程就是一個(gè)生產(chǎn)裝置的 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 67 頁(yè) 設(shè)備機(jī)泵、工藝管線和控制儀表按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機(jī)組合 。 此塔在接 近大氣壓力之下操作故稱(chēng)常壓（精餾）塔相應(yīng)的加熱爐就稱(chēng)為常壓（加熱）爐 。 石油精餾塔的根本特點(diǎn)是 ： 它處理的是一種復(fù)雜的混合物 ——石油生產(chǎn)的也是復(fù)雜的混合物——各種石油餾分 。 對(duì)于許多逆流氣液接觸過(guò)程填料塔和板式塔都可適用 。 設(shè)計(jì)較好的板式塔則具有大得多的操作范圍 。 同理當(dāng)有側(cè)線出料時(shí)填料塔也不如板式塔方便 。 所以實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50%點(diǎn) =+=℃ ② 用圖 Ⅱ 111 查得實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫差 見(jiàn)表 44： 表 44 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線溫差 曲線線段 恩氏蒸餾溫差 ℃ 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差 ℃ 0～ 10% 38 10～ 30% 30～ 50% 13 50～ 70% 70～ 90% 90～ 100% 13 ③ 由實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50%點(diǎn)（ ℃ ） 推算出其他各點(diǎn)溫度 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 30%點(diǎn) ==℃ 10%點(diǎn) ==℃ 原油有關(guān)性質(zhì)參數(shù)的計(jì)算 第 9 頁(yè) 共 67 頁(yè) 0%點(diǎn) ==℃ 70%點(diǎn) =+=℃ 90%點(diǎn) =+=℃ 100%點(diǎn) =+13=℃ 同上可以得到其他餾分實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫度 ⑵ 汽油餾分的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù) 見(jiàn)下表 45： 表 45 汽油餾分的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %體 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 11 66 90 129 107 (2)煤油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù) 見(jiàn)下表 46： 表 46 煤油餾分的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %（ v） 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 251 (4)重柴油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù) 見(jiàn)下表 47： 表 47 重柴油餾分的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %（ v） 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 530 恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與平衡汽化溫度之間的轉(zhuǎn)換 這類(lèi)換算可借助與 Ⅱ 113 和 Ⅱ 114 來(lái)進(jìn)行 。 表 413 立方平均沸點(diǎn) 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 67 頁(yè) 名稱(chēng) tv℃ S tc 校正值 ℃ tc ＝ tv ＋ tc 校正值 ℃ 汽 油 － 煤 油 － 輕柴油 － 重柴油 － 同上 (4)質(zhì)量平均沸點(diǎn) tm 見(jiàn)下表 414： 表 414 質(zhì)量平均沸點(diǎn) 名稱(chēng) tv℃ S tc 校正值 ℃ tm ＝ tv ＋ tc 校正值 ℃ 汽 油 煤 油 輕柴油 重柴油 (5)中平均沸點(diǎn) met 見(jiàn)下表 415： 表 315 中平均沸點(diǎn) 名稱(chēng) tv℃ S tc 校正值 ℃ tme ＝ tv ＋ tc 校正值 ℃ 汽 油 － 5 煤 油 － 輕柴油 － 重柴油 － (6)實(shí)分子平均 沸點(diǎn) 見(jiàn)下表 416： 表 416 實(shí)分子平均沸點(diǎn) 名稱(chēng) tv℃ S tc 校正值 ℃ tm ＝ tv ＋ tc 校正值 ℃ 汽 油 － 煤 油 － 輕柴油 － 重柴油 － 340 比重系數(shù) API。表 422 各餾分焦點(diǎn)壓力 名稱(chēng) S vt /℃ 焦點(diǎn)壓力 臨界壓力 /MPa 焦點(diǎn)壓力 /MPa 汽油 煤油 輕柴油 重柴油 第 15 頁(yè) 共 67 頁(yè) 計(jì)算結(jié)果匯總 見(jiàn)表 423 和表 424 表 423 餾分平衡汽化溫度表 油品 平衡汽化溫度 /℃ 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100% 汽油 82 88 煤油 191 輕柴油 重柴油 重油 表 424 油品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù) 油品 密度 g/cm3 比重指數(shù) API176。 由餾分的實(shí)沸點(diǎn)曲線可以確定餾分的產(chǎn)率此次設(shè)計(jì)采用的是勝利油田原油的基本性質(zhì) 按每年開(kāi)工 330 天計(jì)算不考慮損失 。 操作壓力的確定 去塔頂產(chǎn)品罐壓力為 。 工藝流程設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 67 頁(yè) 在以后的計(jì)算 各 個(gè)塔板的 物熱 平衡 時(shí)， 計(jì)算中都有相應(yīng)的圖形 ， 標(biāo)注有進(jìn)料量、各段溫度、壓力、汽提蒸汽、各側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)量等相應(yīng)的物量，以 便于計(jì)算和核對(duì)各量。 為此需要作出在 大氣壓下的原油平衡汽化曲線見(jiàn)圖中的曲線 4。 用曲線 4 可以查得當(dāng) %（體）時(shí)的 溫度為 ℃ 此即欲求的汽化段溫度 tF 。 圖 4 當(dāng)氣化率為 %（體） tF =℃ 時(shí)進(jìn)料在汽化段中的焓值 hF 計(jì)算如表 。 顯然 e0 ＜ ef ,即在爐出口條件下過(guò)汽化油和部分重油處于液相 。 則 ： 塔底溫度 =－ 7=℃ (1)假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度見(jiàn)表 56： 56 塔頂及各側(cè)線溫度 塔頂溫度 107℃ 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 67 頁(yè) 煤油抽出板（第 9 層）溫度 180℃ 輕柴油抽出板（第 18 層）溫度 256℃ 重柴油抽出板（第 27 層）溫度 315℃ (2)全塔的熱平衡 見(jiàn)表 57 57 全塔熱平衡 物料 流率 kg/h 密度 g/cm3 操作條件 焓 kJ/kg 熱量 KJ/h 壓力 溫度 氣相 液相 kPa ℃ 入 方 進(jìn)料 315700 982 106 氣提蒸氣 6763 3316 106 合計(jì) 322463 106 出 方 汽油 11100 107℃ 606 106 煤油 21040 180℃ 106 輕柴油 21800 256℃ 106 重柴油 30400 315℃ 106 重油 231360 106 水蒸氣 6763 107 2700 106 合計(jì) 322463 106 所以全塔的回流熱 Q=（ － ） 106 =106 （ 3） 回流方式及回流分配 塔頂采用二級(jí)冷凝冷卻流程塔頂回流溫度定為 60℃ .采用兩個(gè)中段回流第一個(gè)位于煤油側(cè)線與輕柴油側(cè)線之間（第 11～ 13 層）第二個(gè)位于輕柴油與重柴油之間（第 20～ 22 層） 。 ② 第 18 層以下塔段的熱平衡 見(jiàn)表 59，塔平衡圖見(jiàn)圖 2 59 第 18 層以下塔段的熱平衡 物料 流率 kg/h 密度g/cm3 操作條件 焓 kJ/kg 熱量、 KJ/h 106 壓力 溫度 氣相 液相 大氣壓 ℃ 入 方 進(jìn)料 315700 氣提 蒸氣 5478 420 3316 內(nèi)回 L 623 623L 合計(jì) 321178+L +L 出 方 汽油 11100 256 煤油 21040 256 輕柴油 21800 256 636 重柴油 30400 315 重油 231360 水蒸氣 4627 256 2980 內(nèi)回 L 256 中回流 合計(jì) 321178+L 工藝流程設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 67 頁(yè) 入 方合計(jì) ： 106 +623L 出方合計(jì) ： + 故由熱平衡得 ： 106 +623L=+ L=71948kg/h 或 71948/210=342 千摩 /時(shí) 輕柴油抽出板上方汽相總量為 ： （ 117+139+342+257） =855 輕 柴油蒸汽（即內(nèi)回流）分壓為 ： 342/855= 大氣壓 由 輕 柴油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算 大氣下 平衡汽化 0%點(diǎn)溫度 。 ③ 塔頂溫度校核 塔頂冷回流的溫度為 60℃ 其焓值 h 為 塔頂溫度為 107℃ 汽油的焓值為 h， kJ/kg 故塔頂冷回流流量為 ： L=Q/（ h－ h， ） L=106 /（ － ） =59069kg/時(shí) 塔頂油汽量為（ 11100+59069） /95= 塔頂油汽分壓為 ： （ +） = 大氣壓 由恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算得汽油常壓露點(diǎn)溫度為 ℃ .已知焦點(diǎn)溫度和壓力一次為 ℃ 和 大氣壓據(jù)此可在平衡汽化坐標(biāo)紙上做出平衡汽化 100%點(diǎn)的 Pt 線如 附錄圖 1。 全塔汽液相負(fù)荷分布圖 選擇塔內(nèi)幾個(gè)有代表性的部位 求出各段汽液相負(fù)荷就可以做出全塔汽液相負(fù)荷分布圖 。 這低于塔頂溫度 108℃ 。 第 9 層塔板熱平衡 見(jiàn)表 510，塔熱平衡見(jiàn)圖 3 510 第 9 層以下塔段的熱平衡 物料 流率 kg/h 密度g/cm3 操作條件 焓 kJ/kg 熱量、 KJ