【正文】 同，可分為的石蠟基石油、環(huán)烷基石油和中間基石油三類。 原油中瀝青質(zhì)的含量較少，一般小于 1％。 含膠量是指原油中所含膠質(zhì)的百分?jǐn)?shù)。析蠟溫度高，油井容易結(jié)蠟，對(duì)油井管理不利。 含蠟量是指在常溫常壓條件下原油中所含石蠟和地蠟的百分比。一般來(lái)說(shuō)，粘度大的原油密度也較大。 原油粘度是指原油在流動(dòng)時(shí)所引起的內(nèi)部摩擦阻力，原油粘度大小取決于溫度、壓力、溶解氣量及其化學(xué)組成。 石油是由各種烴類和非烴類化合物所組成的復(fù)雜混 合物。假如單純從元素的含量來(lái)看，硫、氮和氧三種元素合起來(lái)在原油中也只不過(guò)占百分之幾，似乎并不很多；但是假如以含有硫、氮、氧的化合物的含量來(lái)考慮，那就相當(dāng)可觀了，有可能占到原油的百分之幾十。但是，大量開采和應(yīng)用石油則還是最近一百年的事。 江漢大學(xué) 4 石油概述 石油被稱之為“工業(yè)的血液” , 它是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代國(guó)防等領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛的原料 , 汽車、飛機(jī)、輪船、內(nèi)燃機(jī)車、火箭、導(dǎo)彈以及我們?nèi)粘Ｉ钪械目p紉機(jī)、自行車、手表等都離不開它。減壓塔底渣油有泵抽出經(jīng)換熱冷卻后出裝置，也可根據(jù)渣油的組成及性質(zhì)送到下道工序。將常壓塔底重油放在減壓條件下進(jìn)行蒸餾，溫度條件限制在 420 度以下。 常壓塔頂出汽油餾分，側(cè)線抽出自上而下分別為煤油、輕柴油、重柴油餾分，塔低成為常壓重油。由于原油的開采和運(yùn)輸過(guò)程中除了夾帶少量泥沙、鐵屑等固體雜質(zhì)外，一般都含有水分，并且這些水中都溶有鈉、鎂、鈣等鹽類。在新建大量裝備的同時(shí)，要經(jīng)常采用技術(shù)改造對(duì)現(xiàn)有常減壓裝置進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)投資少、見效快的目的，因此對(duì)塔設(shè)備的改造無(wú)疑成為擴(kuò)能改造的重點(diǎn)。此外 , 還要重視和加快現(xiàn)代信息技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。 還需開發(fā)低磷發(fā)動(dòng)機(jī)油 , 液化石油氣、壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)油 。含硫原油生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油技術(shù)也正在加緊開發(fā)。隨著原油變重、重質(zhì)超重質(zhì)原 油開采及資源綜合利用的發(fā)展 , 重油將成為 2 1 世紀(jì)的重要能源 , 渣油轉(zhuǎn)化也因其較高的經(jīng)濟(jì)效益而將成為 2 1 世紀(jì)重要的煉制技術(shù)。目前 , 車用液化石油氣 ( L P G ) 規(guī)格、質(zhì)量及臺(tái)架、行車試驗(yàn)等工作正在進(jìn)行之中。清潔柴油較重要的指標(biāo)是低硫、低芳烴、高十六烷值、低密度。 擴(kuò)大生產(chǎn)高辛烷值汽油組分的裝置的能力 , 特別是催化重整裝置的能力 。要迎接挑戰(zhàn) , 全面提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力 , 根本出路在于依靠科技進(jìn)步 , 大力開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù) , 加大煉油科技的開發(fā)、轉(zhuǎn)化和推 廣力度。 為了保證常壓塔在使用過(guò)程中的安全性，同時(shí)考慮到風(fēng)等自然因素對(duì)塔的影響， 本設(shè)計(jì)對(duì)常壓塔的強(qiáng)度及穩(wěn)定性進(jìn)行了校核計(jì)算，對(duì)常壓塔的保溫也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。近年來(lái)，開發(fā)使用了斜控塔盤、 導(dǎo)向篩板、網(wǎng)孔塔盤、大孔篩板、浮閥 篩板復(fù)合塔盤以及浮動(dòng)噴射塔板、旋流塔板、旋葉塔板等。二十世紀(jì)初期，隨著煉油工業(yè)的發(fā)展和石油化學(xué)工業(yè)的興起，塔設(shè)備被廣泛采用。當(dāng)時(shí)煉油工業(yè)多采用袍罩塔，無(wú)機(jī)工業(yè)以填料塔為主。 常壓塔是常減壓蒸餾裝置中重要的設(shè)備之一，而常減壓蒸餾又是煉油廠原油加工的第一道工序，它是采用蒸餾的方法將原油分餾成不同的餾分及渣油 ,作為煉油廠的產(chǎn)品或下一個(gè)工序的原料，因此常壓塔設(shè)計(jì)的好壞直接影響到全廠的生產(chǎn)?？紤]到常壓塔的體積和重量的龐大，對(duì)起安裝和運(yùn)輸也做了設(shè)計(jì)。開發(fā)清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)。開江漢大學(xué) 2 發(fā)固體酸烷基化、輕汽油醚化和碳五、碳六異構(gòu)化技術(shù) ?？梢灶A(yù)見 , 在加入 WT O 后的幾年內(nèi) , 我國(guó)的車用柴油規(guī)格將跟上發(fā)達(dá)國(guó)家的步伐。含醇汽油研究也已全面展開。這方面的技術(shù)包括 : 重油催化裂化工藝和催化劑技術(shù) , 延遲焦化技術(shù) , 加氫裂化技術(shù)等。開發(fā)高檔潤(rùn)滑油生產(chǎn)技術(shù)。 開發(fā)可生物降解的潤(rùn)滑油產(chǎn)品及添加劑。 原油常減壓蒸餾作為最基本的一次加工工藝，在煉油廠有舉足輕重的地位，其運(yùn)行的好壞影響著后續(xù)加工過(guò)程。對(duì)于常壓塔的改造，因其本身的特點(diǎn)而具有特殊性，加之在擴(kuò)能改造中 ，廠方會(huì)要求設(shè)備不動(dòng)，只做塔板改造，選擇一個(gè)合適的塔板擴(kuò)改設(shè)計(jì)方案最大限度發(fā)揮原油設(shè)備潛能，以降低改造投資。原油含水會(huì)給運(yùn)輸增加負(fù)擔(dān)，也給加工帶來(lái)不便。為了取得潤(rùn)滑油或催化裂化原料需要把沸點(diǎn)在 350500 度的餾分從常壓重油中分離出來(lái)。常壓塔底重油經(jīng)過(guò)減壓爐加熱到 405410 度后送入減壓蒸餾塔，為了減少管路壓力降和提高減壓塔真空度，減壓塔頂一 般不出產(chǎn)品而直接與抽真空設(shè)備相連，并采用塔頂循環(huán)回流方式。大慶煉油廠為燃料 —— 潤(rùn)滑型，煉油工藝流程選用為初餾 —— 常壓 —— 減壓三段汽化式。石油加工產(chǎn)品不僅是重要的能源，而且作為化學(xué)工業(yè)的原料或中間體直接涉及到人們的衣、食、住、行等。 石油是一種從地下深處開采出來(lái)的黃色、褐色乃至黑色的可燃性黏稠液體， 它們的密度一般比水小，其沸點(diǎn)范圍很寬，從常溫起一直到 800℃ 以上。因此，對(duì)于原油中所含的硫、氮、氧要特別關(guān)注。石油的性質(zhì)包含物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)兩個(gè)方面。溫度增高其粘度降低，壓力增高其粘度增大，溶解氣量增加其粘度降低，輕質(zhì)油組分增加，粘度降低。 原油冷卻到由液體變?yōu)楣腆w時(shí)的溫度稱為凝固點(diǎn)。石蠟是一種白色或淡黃色固體，由高級(jí)烷烴組成，熔點(diǎn)為 37℃～ 76℃。 含硫量是指原油中所含硫（硫化物或單質(zhì)硫分）的百分?jǐn)?shù)。原油的含膠量一般在 5％～ 20％之間。瀝青質(zhì)是一種高分子量（大于 1000 以上）具有多環(huán)結(jié)構(gòu)的黑色固體物質(zhì)，不溶于酒精和石油醚，易溶于苯、氯仿、二硫化碳。石蠟基石油含烷烴較多；環(huán)烷基石油含環(huán)烷烴、芳香烴較多；中間基石油介于二者之間。 目前我國(guó)已開采的原油以低硫石蠟基居多。汽油餾分感鉛性好，且富有環(huán)烷烴和芳香烴，故是重整的良好原料 。 （ 2）常壓蒸餾和減 壓蒸餾 常壓蒸餾和減壓蒸餾習(xí)慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾基本屬物理過(guò)程。是提高原油加工深度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、柴油最重要的工藝操作。催化裂化操作條件的改變或原料波動(dòng)，可使產(chǎn)品組成波動(dòng)。 江漢大學(xué) 7 （ 5）延遲焦化 它是在較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間下，使原料深度裂化，以生產(chǎn)固體石油焦炭為主要目的 ，同時(shí)獲得氣體和液體產(chǎn)物。 （ 6）煉廠氣加工 原油一次加工和二次加工的各生產(chǎn)裝置都有氣體產(chǎn)出，總稱為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由 2 個(gè)碳原子組成的乙烷和乙烯、由 3個(gè)碳原子組成的丙烷和丙烯、由 4個(gè)碳原子組成的丁烷和丁烯等。 （ 1） 燃料。 （ 2） 潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂品種也比較多，但產(chǎn)量比潤(rùn)滑油少的多。石油煉制過(guò)程中所得到的石油氣、芳香烴以及其他副產(chǎn)品合成的基本原料或中間體，有的 產(chǎn)品可以直接使用。此外，還有人將二次加工產(chǎn)生的各種氣體或輕烴進(jìn)一步加工，以生產(chǎn)高辛烷值汽油組分和各種有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程稱為三次加工。 江漢大學(xué) 9 常減壓蒸餾 ． 概述 對(duì)原油進(jìn)行蒸餾，是煉油廠的第一 道工序，常減壓蒸餾裝置在煉油廠中據(jù)首要地位，被喻為煉油廠的“龍頭”。在此塔中僅能分離比較低沸點(diǎn)的餾分，如拔頂氣、航空煤油、煤油、輕柴油、重柴油等，剩余部分從塔底部排出進(jìn)入減壓塔。 原油三段汽化常減壓蒸餾工藝 煉油廠或石油化工企業(yè)的原油蒸餾裝置多采用三段汽化常減壓蒸餾。原油含水含鹽都會(huì)給運(yùn)輸存儲(chǔ)增加負(fù)擔(dān)，也給加工過(guò) 程帶來(lái)不利的影響。 脫鹽脫水后的原油換熱到 230 度 — 240 度進(jìn)入初餾塔，塔頂出輕汽油餾分或重整原料。 常壓塔底重油經(jīng)過(guò)減壓爐加熱到 405— 410 度送入減壓塔。由于原油中的含砷的有機(jī)物質(zhì)，隨著原油溫度的升高而分解汽化，因而初餾塔頂汽油的砷含量較低，而常壓塔頂汽油含 砷量很高。 ⑷ 減壓蒸餾可以采用干式減壓蒸餾工藝。 原油蒸餾塔的工藝特征 （ 1）復(fù)合塔結(jié)構(gòu)。 （ 3）設(shè)有氣提段和氣提塔。主要生成氣體、汽油、柴油、重質(zhì)油及焦炭，在反應(yīng)條件和催化劑性能不同時(shí)，各產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)也不相同。有部分油返回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱為回?zé)捰汀Ｋ膽?yīng)用面廣、量大。因此對(duì)塔設(shè)備的研究一直是工程界所關(guān)注的熱點(diǎn)。 （ 3）操作穩(wěn)定，操作彈性大。 常壓塔的工藝流程圖如下圖 塔設(shè)備的選型 [1]塔設(shè)備的總體結(jié)構(gòu) 目前，塔設(shè)備的種類很多，為了便于比較和選型，必須對(duì)塔設(shè)備進(jìn)行分類，常見的分類方法有： （ 1）按操 作壓力分有加壓塔、常壓塔及減壓塔； （ 2）按單元操作分有精餾塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反應(yīng)塔、干燥塔； （ 3）按內(nèi)件結(jié)構(gòu)分有填料塔、板式塔； 填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質(zhì)設(shè)備。 板式塔是一種逐級(jí)接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備。即塔設(shè)備的外殼，常見的塔體由等直徑、厚度的圓筒及上下封頭組成。 支座。為了安裝、檢修、檢查等需要，往往在塔體上設(shè)置人孔或手孔。按其用途可分為進(jìn)液管、出液管、回流管、取樣管、儀表接管 、液位計(jì)接管、側(cè)線抽出管等。安裝與塔頂，主要用于安裝、檢修時(shí)吊運(yùn)塔內(nèi)件。 實(shí)踐證明，在較高壓力下操作的蒸餾塔仍多采用板式塔，因?yàn)樵趬毫^高下，塔內(nèi)氣液比過(guò)小，以及由于氣相返混劇烈等原因，填料塔的分離效果往往不佳。 常壓塔設(shè)置中段循環(huán)回流。因此， 塔設(shè)備材料的選用顯得尤為重要。 ⑵裙座 材料的選擇 由于裙座與介質(zhì)不直接接 觸，也不承受容器內(nèi)的介質(zhì)壓力，因此不受壓力容器用材所限，可以選用較經(jīng)濟(jì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。 選擇膨脹珍珠巖散料容積密度小，熱導(dǎo)率，應(yīng)用范圍廣，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，不燃燒，耐腐蝕，無(wú)毒，無(wú)味，低廉，產(chǎn)量大，資源豐富。 江漢大學(xué) 19 溢流裝置 塔盤上溢流裝置包括有降液管、溢流堰和受液盤等部件 ⑴ 塔板結(jié)構(gòu) 塔板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足鋼性好，制造裝拆方便等要求。短邊統(tǒng)一取 420mm， 塔板能從人孔進(jìn)出。由于泡沫分離不好，容易產(chǎn)生攔液，影響塔板的操作彈性，塔板利用率低。 塔設(shè)備的附件 ⑴除沫器 除沫裝置是用于分離塔頂出口氣體中夾帶的液滴，以保證傳質(zhì)效率，減少有價(jià)值物料的損失及改善下游設(shè)備的操作。采用 ?? 無(wú)縫鋼管，管的一端切成 45176。 ② 出料管 底部排出管是一種出料管，它使液體能毫無(wú)困難地排出管道。 ⑤ 溫度計(jì) 溫度計(jì)的安裝，可用法蘭連接固定。在嚴(yán)寒地區(qū)，應(yīng)盡量考慮冬天檢修時(shí)，工人穿棉衣能進(jìn)入。 ② 能夠開設(shè)人孔的場(chǎng)合，應(yīng)盡可能的不采用拆卸大蓋。 ⑥ 立式設(shè)備中，人孔設(shè)于側(cè)面，可避免從頂部用梯子下去及設(shè)立專用操作臺(tái)。 （ 2）封頭壁厚計(jì)算 內(nèi)半徑 mmRi 2020? 取壁厚 Sn=20mm 計(jì)算壁厚 mmCSS n 1822020 ????? 江漢大學(xué) 24 ??SR i 系數(shù) 40 ??? SRA i 查 [1]圖 57，值落在設(shè)計(jì)溫度的材料右方 右圖得 B=55MPa 許用外壓力 [P]= M PaSRB i ? 因?yàn)?[P]P 而且 [P]接近 P 因此所設(shè)壁厚可行，采用厚度為 20mm 鋼板是安全的。 mNMHhM EaE ????????? ?? 117276 1101979 2)403 ()( 001139。 1 . 2 5 0 . 8 0 . 3 6 1 . 3 6( ) 1 3 3T tp p p M P a??? ? ? ? ? ? ? 故 MP asr )84000( ??????? ??? ?? 滿足強(qiáng)度條件要求 （ 2） 塔體 2— 2截面最大軸向拉 應(yīng)力驗(yàn)算 根據(jù)資料 [9]公式（ 1713）： 2222m a x 20 . 3 0 . 94 0 . 7 8 5T i wM A X si e i ep D MQ DD? ? ?? ? ? ???? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得： ???? ????? ?????? 1016 207 )150060 178 0(84 2 3m a x? M P as ?????? 滿足抗拉強(qiáng)度要求 （ 3） 塔體 2— 2截面最大組合軸向壓應(yīng)力驗(yàn)算 根據(jù)資料 [9]公式（ 1712）： 2 2