【正文】 183 200 219 244 264 輕 柴 油 230~320 228 260 278 292 306 330 349 重 柴 油 320~350 244 297 333 345 356 381 402 常四線 350~420 295 313 366 398 408 434 497 重 油 420 年加工 250 萬噸原油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 2 頁 2 概述 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 原油在常壓條件下呈液態(tài)的復(fù)雜的烴類混合物。對許多原油來說，它的各項(xiàng)性質(zhì)指標(biāo)間往往存在著利弊交錯(cuò)、優(yōu)劣共存的現(xiàn)象，這樣就需要對原油進(jìn)行分析評價(jià)。除了生產(chǎn)部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過各種輕質(zhì)化過程轉(zhuǎn)化為各種輕質(zhì)燃料。因原油性質(zhì)不同，這些餾分有的可直接作為產(chǎn)品，有的需要進(jìn)行精制或加工。設(shè)計(jì)中采用水蒸氣汽提方式 ,并確定汽提水蒸汽用量；由于浮閥塔操作彈性大，本設(shè)計(jì)采用浮閥塔。如此得到各種不同沸點(diǎn)范圍的石油餾分。 工藝技術(shù)路線 阿曼原油屬于 含硫石蠟 中間基原油 。鋁軋制油除應(yīng)用具有餾分范圍窄、飽和烴含量高、閃點(diǎn)高的特點(diǎn)外，還要求具有較低的硫含量和芳烴含量。 特種油品精餾與一般的煉油裝置不同，餾分窄 ， 分餾精度要求高，產(chǎn)品的種類繁多，生產(chǎn)操作完全由市場決定，操作靈活要求非常高，根據(jù)產(chǎn)品方案要求，分餾部分采用雙分餾塔多側(cè)線抽出，其中第二分餾塔為減壓操作，滿足不同產(chǎn)品分割及質(zhì)量要求。 在電脫鹽罐內(nèi) 12021~24000伏高壓交流電所產(chǎn)生的電場力和破乳化劑的作用下，微小的水滴聚集成大水滴沉降下來與原油分離，因原油中的鹽份絕大部分溶于水中，故脫水包括了脫鹽。冷凝油經(jīng)泵后部分打回初餾塔做冷回流，另一部分做重整料或汽油出裝置 。初側(cè)線從初餾塔集油箱抽出經(jīng)泵送入到常壓塔。分離出來的冷凝水部份用泵注入揮發(fā)線，另一部份排入堿 性水道或經(jīng)泵送北汽提裝置，瓦斯從容器頂出來經(jīng)水封罐脫油脫水后去加熱爐燒或 明放空或去火炬線放空，或去三蒸餾尾氣系統(tǒng)。精制罐分離出的堿渣自壓送往汽油泵房回收。常壓塔底重油由泵抽出，分四路進(jìn)入減壓爐加熱。 減壓二線自常壓塔下段填料下集油箱餾出，經(jīng)減壓塔上段汽提，油汽返回中段填料下集油箱之下，餾出油由泵抽出后經(jīng)冷卻至 60～ 70℃ 作潤料或催化料出裝置。減底渣油由泵抽出，分兩路換熱后合并進(jìn)入冷卻器，然后作氧化瀝青料、焦化料或丙烷脫瀝青料出裝置。各種板式塔有關(guān)結(jié)構(gòu)性能比較如下表： 表 31 板式塔有關(guān)結(jié)構(gòu)性能表 塔板 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 泡罩塔板 不容易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，對臟物不敏感 結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高，塔板壓降大，霧末夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重．塔板效率均勻 篩板 結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，氣體，壓降小 操作彈性地，篩孔小，易堵塞 浮閥塔板 生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降小，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低 不宜處理易結(jié)焦，或黏度大 噴射型塔板 開孔率較大，可采用較高的空塔氣速，生產(chǎn)能力大，塔板效率高 操作彈性大．氣相夾帶 由上表比較可知，應(yīng)選擇浮閥塔板作為本次設(shè)計(jì)所需的塔板。 NO2的排放與燃料中的 N2含量及燃 燒火 嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。減少措施是控制好塔頂注氨。 廢水處理 ① 電脫鹽排水 制電脫鹽過程所排的廢水，來自原油進(jìn)裝置時(shí)自身攜帶水和溶 解 原油中無機(jī)鹽所注入的水。 篩選好的破乳劑、確定合適用量、提高電脫鹽效率都對提 高 油水分離效果有利；用含硫污水汽提后 的凈化水回注電脫鹽可減少新鮮水用量，同時(shí)減少凈化水排放的揮發(fā)酚含量；增加油水鑭離時(shí)間，嚴(yán)格控制油水界面 (必要時(shí)設(shè)二次收油設(shè)施 )可減少油含量。排水中帶隋況與油水分 年加工 250 萬噸原油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 8 頁 離器中油水分離時(shí)間、界面控制是否穩(wěn)定有關(guān)。一般熱油泵需冷卻水較多，如端面漏油較多．則冷卻水帶油嚴(yán)重。一般在油品采樣前，都要放掉部分油品，以便將采樣滯留在管線中的油置換掉。 c．地面沖洗原油泵、熱油泵、控制閥等部位所在地 面最易遭受污染。 4 常壓蒸餾塔工藝設(shè)計(jì) 工藝參數(shù)計(jì)算 處理量為 250 萬噸 /年阿曼原油的常減壓分餾塔 , 產(chǎn)品產(chǎn)率及性質(zhì)數(shù)據(jù)及平衡汽化數(shù)據(jù)表 31及表 32 所示。同理可得，常頂油 90%~10%斜率 =（℃ /%）；航空煤油 90%~10%斜率 =（℃ /%）；輕柴油 90%~10%斜率 =（℃ /%）；重柴油 90%~10%斜率 =（℃ /%）；常四線 90%~10%斜率 =（℃ /%）。 焦點(diǎn)壓力， PF 由《石油化工工藝計(jì)算圖表》中圖 2218 查得 ， 匯總?cè)缦卤恚? 表 47 原油餾分的焦點(diǎn)溫度和焦點(diǎn)壓力匯總表 產(chǎn)品 初頂油 常頂油 航空煤油 輕 柴 油 重 柴 油 常四線 焦點(diǎn)溫度 ℃ 312 333 423 490 530 566 焦點(diǎn)壓力 MPa 原油和產(chǎn)品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù)計(jì)算匯總 表 48 油品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù)計(jì)算匯總 油品名稱 密度204d 比重指數(shù) oAPI 特性因 數(shù) K 分子量 M 平衡蒸發(fā)溫度 ℃ 臨界參數(shù)（假） 焦點(diǎn)參數(shù) 0 % 100% 溫度 ℃ 力 MPa 溫度 ℃ MPa 初頂油 95 256 312 常頂油 109 279 333 航空煤油 152 378 423 輕 柴 油 11 219 460 490 重 柴 油 265 502 530 長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 第 11 頁 常四線 321 536 566 重 油 表 49 常壓塔物料平衡表 (250 萬噸 /年，每年開工 8000 小時(shí)計(jì) ) 物料平衡表 （按 8000 小時(shí) /年計(jì)） 油 品 產(chǎn) 率 % 處 理 量 或 產(chǎn) 量 質(zhì)量 體積 104t / Y t / h kg/h kmol/h m3/h 原油 100 100 260 325 325000 產(chǎn)品 初頂油 31720 常頂油 航空煤油 輕 柴 油 52325 重 柴 油 常四線 15340 重 油 5 操作條件的確定 汽提蒸汽用量 側(cè)線產(chǎn)品及塔底重油都用過熱水蒸汽汽提 , 使用的是溫度 370℃ ， 壓力 。 表 53 是常壓塔塔板數(shù)的參考值 常壓塔塔板數(shù)國外文獻(xiàn)推薦值 國內(nèi)某些煉油廠常壓 塔塔板數(shù) 被分離的餾分 推薦板數(shù) 被分離的餾分 東方紅 Ⅱ套 南京 Ⅰ 套 上海煉廠 輕汽油 ─重汽油 6～ 8 汽油 ─煤油 3 10 9 汽油 ─煤油 6～ 8 煤油 ─輕柴油 9 9 6 汽油 ─柴油 4～ 6 輕柴油 ─重柴油 7 4 6 輕柴油 ─重柴油 4～ 6 重柴油 —裂化原料 8 4 6 進(jìn)料 —最低側(cè)線 3～ 6 最低側(cè)線 —進(jìn)料 4 4 3 汽提段或側(cè)線汽提 4 進(jìn)料 —塔底 4 6 4 參照表 53 選定的塔板數(shù)如下 : 分餾塔 分餾塔塔板數(shù) 常頂 常一線 常二線 常三線 常四線 塔底 50 層 12 層 14 層 8 層 6 層 6 層 4 層 其中塔頂循環(huán)回流 3 塊；第一中段循環(huán)回流 3 塊；第二中段循環(huán)回流 3 塊。 取每層浮閥塔板壓力降為 (4mmHg)則推算常壓塔各關(guān)鍵部位的壓力如下 ： (單位為 MPa) 塔頂壓力 一線抽出板 (第 13 層 )上壓力 二線抽出板 (第 27 層 )上壓力 三線抽出板 (第 35 層 )上壓力 四線抽出板 (第 41 層 )上壓力 汽化段壓力 (第 47 層下 ) 取轉(zhuǎn)油線壓力降為 則加熱爐出口壓力 =+= 長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 第 13 頁 汽化段溫度 取過汽化率為進(jìn)料的 2％ (質(zhì) )(經(jīng)驗(yàn)值為 2~4)或 ％ (體 )， 則過汽化油量為 3250002%=6500kg/h； 要求進(jìn)料在汽化段的汽化率為 ： eF = (++++)％ =％ 表 54 物料平衡表 (250 萬噸 /年，每年開工 8000 小時(shí)計(jì) ) 物料平衡表 （按 8000 小時(shí) /年計(jì)） ? 油 品 產(chǎn) 率， % 處 理 量 或 產(chǎn) 量 ? 質(zhì)量 體積 104t/Y t/h kg/h kmol/h m3/h 原油 100 100 260 325 325000 產(chǎn)品 初頂油 31720 常頂油 航空煤油 輕 柴 油 52325 重 柴 油 常四線 15340 重 油 0501001502002503003504004505005506000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)平衡蒸發(fā)數(shù)據(jù)3 、油氣分壓下的平衡曲線4 、爐出口壓力下平衡汽化曲線 圖 51 原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線與平衡汽化曲線 汽化段中各物料的流量如下 ： 表 55 汽化段的物流 年加工 250 萬噸原油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 第 14 頁 常頂油 kmol/h 航空煤油 kmol/h 輕 柴 油 kmol/h 重 柴 油 kmol/h 常四線 kmol/h 過汽化油 kmol/h 油氣量合計(jì) kmol/h 水蒸汽 (塔底汽提 ) kmol/h 汽化段的油氣分壓 MPa 其中過汽化油的相對分子質(zhì)量取 300，水蒸氣取 (塔底汽提 ) 是由此計(jì)算得汽化段的油氣分壓為： (+)= MPa 由圖 3—2可得到原油在常壓下的實(shí) 沸點(diǎn)曲線與平衡汽化曲線的交點(diǎn) 為 316℃ 。 表 56 進(jìn)料帶入汽化段的熱量 QF(P=, t=357℃ ) 進(jìn)料帶入汽化段的熱量 QF(P=， t=357℃ ） hf= KJ/Kg 物料 焓， kJ/kg 熱量， kJ/h 焓， kcal/kg 汽相 液相 汽相 液相 常頂油 285 航空煤油 278 輕 柴 油 273 重 柴 油 268 常四線（汽） 268 常四線（液） 223 過汽化油 6067607 223 重 油 221 合計(jì) 再求出原油在加熱爐出口條件下的熱焓 H0按前述方法作出原油在爐出口壓力 力之下平衡汽化曲線。 表 57 進(jìn)料在爐出口處攜帶的熱量 (P=, t=360℃ ) 進(jìn)料在爐出口處的熱量 Qo(P=,t=360℃ ） h0= KJ/Kg hf 物料 焓， kJ/kg 熱量， kJ/h 焓， kcal/kg 204d204d長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 第 15 頁 汽相 液相 汽相 液相 常頂油 286 航空煤油 279 輕 柴 油 274 重 柴 油 269 常四線（汽） 269 常四線（液） 223 過汽化油 227 重 油 222 合計(jì) 核算結(jié)果表明 ho 略高于 hF, 所以在設(shè)計(jì)的汽化段溫度 357℃ 之下 , 能保證所需的拔出率 (體 ),爐出口溫度也不致超過充許限度。 所以 ， 內(nèi)回流 L=汽提蒸汽流量 : 4080/18=常四線抽出板上方汽相總量為 ： 常四線蒸汽 (即內(nèi)回流 )分壓為 ： 由常四線常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算在 壓力下平衡汽化 0％點(diǎn)溫度。計(jì)算結(jié)果與假設(shè)值相符，故認(rèn)為假設(shè)是正確的。圖 36 就是通過計(jì)算 1 2 34 各層及塔底汽提段的汽、液負(fù)荷繪制而成。所以 ： Wa=K 計(jì)算氣相空間截面積 aa WVF v? Fa—計(jì)算的塔的空間截面積 , m2； 2v ??? aa WVF 降液管內(nèi)流體流速： m / ?????? SKKV 長江大學(xué)石油化工課程設(shè)計(jì) 第 21 頁 當(dāng) Ht≤ ： )( 3 VLtSd HKKV ?? ???? ? m / s1 5 3 )4 7 4 ( 3 ??????? ?dV 按以上兩式計(jì)算后，選用較小值 ， 所以， m/?dV 。 塔徑圓整后其降液管面積按下式計(jì)算 mFFF Fd 2。裙座高度與型式 ,可以查閱