【正文】 5： 26: 26： 26： 274 常壓塔計(jì)算 29 29 31 31 31 31 32 33 34 34 39 40 41 焦點(diǎn)壓力 42 42 47 48 51 53 54 54 56 56 56 57 57 tF的校核 58 60 61 61 61 63 63（第27層）溫度校核 63（第18層）溫度校核 66（第9層）溫度的校核 68 71，液相負(fù)荷 72 73 75 75 77 79 81 83 83 85 87 89 91 91 93 95 975 塔的工藝計(jì)算 98 98 98 99 101 102 102 103 104 105 110 110 111 112致 謝 120參考文獻(xiàn) 121123370萬噸/年大慶原油常壓蒸餾工藝設(shè)計(jì)1 文獻(xiàn)綜述石油及石油化學(xué)工業(yè)是我國邁向工業(yè)化社會(huì)，追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。塔頂取熱：第一中段回流取熱：第二中段回流取熱為5：2：3，最后校核各主要部位溫度是否在允許的誤差范圍內(nèi)。本次設(shè)計(jì)是年處理量為370萬噸原油的常壓蒸餾塔，其次為塔板的設(shè)計(jì)及水利學(xué)核算。利用大學(xué)期間學(xué)習(xí)過的石油煉制工程﹑化工原理及煉油類參考書籍順利的完成了本次設(shè)計(jì)。塔板形式選用浮閥塔板,依據(jù)常壓塔內(nèi)最大汽、 m。石油工業(yè)不但提供了我們社會(huì)中最主要的動(dòng)源，同時(shí)，也因?yàn)槲覈凸I(yè)的發(fā)展，提供了石化產(chǎn)業(yè)為數(shù)眾多中下游業(yè)者穩(wěn)定的石化基本原料(甲烷，乙烷，乙烯，丙烯，丁二烯，苯，甲苯，二甲苯等)之供應(yīng)。石油是一種極其復(fù)雜的混合物，而蒸餾是分離液體混合物的典型操作。因此，原油的蒸餾裝置在煉化企業(yè)中占有重要的地位，又被稱為煉化企業(yè)的“龍頭”。俄羅斯保持了最大石油生產(chǎn)國的地位，美國本土陸上和墨西哥灣海上石油產(chǎn)量都有所增加。在塔的側(cè)部開若干側(cè)線以得到如汽、煤、柴等輕質(zhì)餾分和常壓重油等多個(gè)產(chǎn)品。不同沸點(diǎn)范圍的餾出物稱之為“餾分”，在一定溫度下蒸餾出來的餾分也是混合物。由于原油進(jìn)入煉油廠后必須首先進(jìn)入常減壓裝置進(jìn)行一次加工,因此煉油廠的加工能力一般用原油常壓蒸餾裝置的加工能力來表示,因此世界原油加工的能力基本上就是世界常壓蒸餾裝置的加工能力。由于原油形成的是一種比較穩(wěn)定的乳化液,煉油廠廣泛采用的是加破乳劑和高壓電場聯(lián)合作用的脫鹽方法[2], 在電脫鹽罐內(nèi),在破乳劑和高壓電場(強(qiáng)電場梯度500～1000 v/cm,弱電場梯度為150～300 v/cm)的共同作用下,乳化液被破壞,小水滴聚生成大水滴,通過沉降分離,排出污水，即所謂電脫鹽脫水。工藝特點(diǎn):（1）對裝置現(xiàn)有流程不進(jìn)行改動(dòng)，僅在原油進(jìn)脫鹽罐之前、混合器與混合閥之后的管路上增加一條同徑付線，將超聲波作用區(qū)域安裝在付線上。另外，超聲波系統(tǒng)控制還配有現(xiàn)場手操、控制室遠(yuǎn)程手操兩種手動(dòng)操作模式。初餾塔底油料,經(jīng)加熱爐加熱至360～370℃,進(jìn)入常壓塔,塔頂出汽油,第一側(cè)線出煤油,第二側(cè)線出柴油。減壓塔側(cè)線油和常壓塔三、四線油,總稱“常減壓餾分油”,用作煉油廠的催化裂化等裝置的原料。影響加熱爐熱效率的因素十分復(fù)雜，主要有加熱爐的結(jié)構(gòu)，型號，形狀，大小，如常見的爐管是圓筒式加熱爐的主要構(gòu)件之一，其受熱、結(jié)焦和腐蝕等狀況影響加熱爐的熱效率外；另外在保證燃料完全燃燒和爐壁保溫正常情況下，影響加熱爐熱效率的關(guān)鍵是取決于降低排煙溫度，降低過?？諝庀禂?shù)即煙氣中的氧含量，減少不完全燃燒的損失，減少散熱損失等[6]。 （2)使燃燒溫度下降：在加熱爐內(nèi)，燃料燃燒溫度越高，火焰和高溫?zé)煔鈧鹘o輻射爐管的熱量也越多。加熱爐的煙氣氧含量與過?？諝庀禂?shù)的關(guān)系。我們應(yīng)從以下幾方面提高加熱爐熱效率。加熱爐的操作，很大程度上依賴于現(xiàn)場管理和現(xiàn)場操作，比如燃燒器的調(diào)風(fēng)門、霧化蒸汽調(diào)節(jié)、吹灰器的控制、自動(dòng)點(diǎn)火的控制等。近年來，人們加強(qiáng)對現(xiàn)代控制理論的研究與應(yīng)用，國內(nèi)外出現(xiàn)了自校正系統(tǒng)、自適應(yīng)控制、模糊控制、智能控制等新型控制系統(tǒng)，國內(nèi)高校、研究院和企業(yè)逐步開展加熱爐的數(shù)學(xué)模型與仿真研究，開展模糊控制算法及智能控制系統(tǒng)的研究，取得了一些成果并獲得很好的應(yīng)用，石化生產(chǎn)裝置多采用集散控制系統(tǒng)，但真正實(shí)現(xiàn)加熱爐自動(dòng)控制的并不多，只用作數(shù)據(jù)采集、出口溫度的單回路調(diào)節(jié)，模仿代替儀表PID調(diào)節(jié)，無法達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能操作狀態(tài)。原油蒸餾過程是一個(gè)消耗巨大能量的復(fù)雜工藝生產(chǎn)過程，其能耗占煉廠總能耗的20%以上，因而節(jié)能問題一直是原油蒸餾過程優(yōu)化控制的一個(gè)主要問題。由于常減壓蒸餾是石油加工中應(yīng)用最為廣泛的分離過程之一。常減壓蒸餾裝置循環(huán)水主要用于水冷器冷卻油品，為進(jìn)一步降低循環(huán)水單耗，使單位加工費(fèi)用降低到最小，經(jīng)仔細(xì)研究，采取的措施為：夏季用空冷器代替水冷器，冬季利用裝置的側(cè)線余熱加熱采暖水輸出熱量。對機(jī)泵電機(jī)采用變頻技術(shù)，以滿足當(dāng)原油性質(zhì)變化時(shí)，側(cè)線及回流油量變化情況下的節(jié)能。在達(dá)到同等脫鹽、脫水水平的條件下，可節(jié)電約30%。投用機(jī)械抽真空泵，；加熱爐可采用高效火嘴，調(diào)整其合適的霧化蒸汽量；對蒸汽伴熱系統(tǒng)及蒸汽放空尾部安裝疏水閥，減少“小白龍”現(xiàn)象。換熱終溫是衡量常減壓裝置原油換熱回收情況的重要標(biāo)志（換熱終溫每提高3℃, ）。采用保溫材料降低爐壁熱損失。既降低大量的燃料油量又平衡全公司干氣系統(tǒng)。 （5）其他節(jié)能降耗措施如污油回收系統(tǒng)改造，為更好地降低裝置煉油損失，利用原有設(shè)備進(jìn)行改造將隔油池中的污油定期回收至罐內(nèi)，再用機(jī)泵打入電脫鹽罐內(nèi)，進(jìn)行煉制。（1）強(qiáng)化原油蒸餾法，此方法是通過往原油或常壓重油中加活性添加劑, 改變系統(tǒng)狀態(tài), 調(diào)節(jié)石油分散體系中分子間的相互作用, 使餾分油的相對揮發(fā)度增加,提高拔出率[19]。（3）采用先進(jìn)的流程模擬軟件，采用先進(jìn)的流程模擬軟件，如 P r oⅡ、Aspen Plus 等計(jì)算機(jī)模擬軟件對生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化，對出裝置的不足，達(dá)到深拔的目的。它的原理就是利用探針上的電阻片受到腐蝕而減薄產(chǎn)生的電阻變化來在線監(jiān)測探針安裝點(diǎn)處的腐蝕速度。這種方法有一個(gè)缺點(diǎn)，就是高溫部位的測厚數(shù)據(jù)有時(shí)候不太準(zhǔn)確，經(jīng)常會(huì)比原始厚度還厚，可能與測厚儀器或測厚手法有關(guān)系。在塔頂腐蝕環(huán)境下，碳鋼會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的均勻腐蝕，表現(xiàn)為露點(diǎn)腐蝕，奧氏體不銹鋼則會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂[7]。在塔頂水冷器的管束上可采用新型涂料進(jìn)行內(nèi)外防腐[8]。② 高溫腐蝕的設(shè)備防護(hù)。高溫?fù)Q熱器的材質(zhì)也應(yīng)提高檔次，以減少腐蝕。國內(nèi)已有多起材質(zhì)用錯(cuò)，造成泄漏著火，甚至傷及生命的事故發(fā)生。原油電脫鹽是控制腐蝕的關(guān)鍵一步，充分脫除水解后產(chǎn)生氯化氫的鹽類是防止腐蝕的治本辦法，通過有效的脫鹽，實(shí)現(xiàn)脫后原油含鹽3毫克每升以下，即可對低溫部位腐蝕進(jìn)行有效的控制。氨水除了中和作用還可以起調(diào)節(jié)PH值的作用。但由于緩蝕劑的適宜工作環(huán)境是弱堿性，所以需要在注緩蝕劑前先注氨，將PH值調(diào)到堿性，發(fā)揮緩蝕劑的作用。③ 塔頂揮發(fā)線注入緩蝕劑[11]。緩蝕劑的配制和破乳劑相同[9]。在開工初期，要盡快將緩蝕劑注入到塔頂，而且量要大。在揮發(fā)線上注水，可使冷凝冷卻器的露點(diǎn)部位轉(zhuǎn)移以保護(hù)冷凝設(shè)備。一般，三注按流程走向的順序是注入氨、注緩蝕劑、注水。2 設(shè)計(jì)任務(wù)說明書 大慶原油是我國的主要油區(qū)原油之一，許多煉廠均采用大慶原油煉制各種產(chǎn)品，在我國處于重要地位。表21原油蒸餾數(shù)據(jù)餾程℃占原油（每餾分）m%密度（20℃）g/cm3占原油（每餾分）v%＜150150—180180—200200—230235—250250—275275__300300—350350395395425425500＞500由以上大慶原油的性質(zhì)確定生產(chǎn)方案。常三線產(chǎn)品重質(zhì)柴油。2． 溫度：常壓塔頂溫度可選用塔頂回流或塔頂循環(huán)回流控制，是在塔頂油氣分壓下產(chǎn)品的露點(diǎn)溫度。側(cè)線油品抽出溫度可由回流或抽出量來控制，是在該抽出層油氣分壓下未經(jīng)汽提的油品的泡點(diǎn)溫度。3．側(cè)線汽提及塔底汽提對于側(cè)線汽提，由于油品分餾塔要求分離精度較低，側(cè)線抽出的產(chǎn)品必然還有比該側(cè)線還輕的低沸點(diǎn)物質(zhì)。4．過汽化率常壓塔進(jìn)料的汽化率至少應(yīng)等于塔項(xiàng)產(chǎn)品和各側(cè)線產(chǎn)品之和，否則不能保證要求的拔出率或輕質(zhì)油收率為了使常塔精餾段最低一個(gè)側(cè)線以下的幾層塔板上有一定的液相回流以保證最低側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量，原油進(jìn)塔后的汽化率，應(yīng)要比塔上部各種產(chǎn)品收率高一些，要有一定的過汽化率。在提取回流的同時(shí)，使各塔板上的汽液相充分接觸，達(dá)到了傳熱，傳質(zhì)目的。設(shè)計(jì)不當(dāng)使系統(tǒng)壓力降過大，引起常壓塔頂壓力上升。浮閥塔板設(shè)有能上下浮動(dòng)的閥片，能在較寬范圍內(nèi)保持高的分餾效率，操作彈性較大，又在不同的氣體負(fù)荷下，浮閥可以在一定開度范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié)，隨著氣體負(fù)荷的變化相應(yīng)地變化浮閥的流通面積，可在寬廣的操作范圍內(nèi)使得氣、液接觸較好，塔板效率較高，應(yīng)用較為廣泛。塔頂壓力為回流罐壓力加上塔頂冷換系統(tǒng)壓降，由于塔頂未凝氣用途不同，回流罐壓力要求也不同。:由于初餾塔分離精度、操作條件要求不高因此初餾塔采用傳統(tǒng)的F1型重閥，根據(jù)浮閥塔的計(jì)算過程計(jì)算塔徑以及塔高。煤油餾分：（1）已知恩氏蒸餾數(shù)據(jù)如下：表413煤油恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出（體積分?jǐn)?shù)）/％01030507090100溫度/℃170196206215224238259由圖查得實(shí)沸點(diǎn)50％恩氏蒸餾50％點(diǎn)＝℃ 則實(shí)沸點(diǎn)50％點(diǎn)=215+=℃查工藝圖得實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫差：表414實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫差曲線線段恩氏蒸餾溫差/℃平衡汽化溫差/℃0～10％264210％～30％101930％～50％91750％～70％9770％～90％141990％～100％1922推算得實(shí)沸點(diǎn)溫度30％＝=℃10％＝=℃0％＝=℃70％＝+7=℃90％＝+19=℃100％＝+22=℃輕柴餾分表415輕柴油恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出（體積分?jǐn)?shù)）/％01030507090100溫度/℃256267275278285297305換算時(shí),凡恩氏蒸餾溫度高出246℃時(shí)，考慮到裂化的影響，須用下式進(jìn)行溫度校正：lgD＝－式中D——溫度校正值（加至t上），℃表416校正后的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出（體積）/％01030507090100溫度/℃由圖查得實(shí)沸點(diǎn)50％恩氏蒸餾50％點(diǎn)＝4℃則實(shí)沸點(diǎn)50％點(diǎn)=+4=℃表417各實(shí)沸點(diǎn)溫差曲線線段曲線線段實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫/℃0~10%10％～30％30％～50％50％～70％70％～90％90％～100％2319612171130％＝=℃10％＝=℃0％＝=℃70％＝+12=℃90％＝+17=℃100％＝+11=℃重柴餾分表418重柴恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出（體積分?jǐn)?shù)）/％01030507090100溫度/℃309319322326331338345根據(jù)公式lgD＝℃的值，校正后的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)為： 表419校正后的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出（體積分?jǐn)?shù)）/％01030507090100溫度/℃由查圖得實(shí)沸點(diǎn)50％恩氏蒸餾50％點(diǎn)＝℃則實(shí)沸點(diǎn)50％點(diǎn)=+=℃表420實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫差曲線線段恩氏蒸餾溫差/℃實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫/℃0～10％10％～30％30％～50％50％～70％70％～90％90％～100％2271011121130％＝=℃10％＝3307=℃0％＝=℃70％＝+11=℃90％＝+12=℃100％＝+8=℃根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式近似地可得：M=[exp（+103Td）］式中 T——石油餾分的中平均沸點(diǎn)（K）d——汽油餾分 已算得：T＝tMe+＝+M=[exp（104（+）+103（+））］（+）..98308＝120 煤油餾分 已算得：T＝tMe+＝+＝，M=[exp（104+103）］..98308＝174輕柴餾分 已算得：T＝tMe+＝+＝，M=[exp（104+103）］..26007..98308＝204重柴餾分 已算得：T＝tMe+＝+＝M=[exp（104+103）］..26007..98308＝269當(dāng)產(chǎn)品方案已經(jīng)確定，同時(shí)具備產(chǎn)品的餾分組成和原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線時(shí)，可以根據(jù)各產(chǎn)品的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算得到它們的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾0％點(diǎn)和100％點(diǎn)，相鄰兩個(gè)產(chǎn)品是互相重疊的，即實(shí)沸點(diǎn)蒸餾（t0Ht100L）是負(fù)值，通常相鄰兩個(gè)產(chǎn)品的實(shí)沸點(diǎn)切割溫度就在這個(gè)重疊值的一半之處，因此可取t0H和t100L之間的中點(diǎn)溫度作為這兩個(gè)餾分的切割溫度。由曲線（4）可以查得，當(dāng)eF＝％（體）時(shí)的溫度為354℃，它即為欲求的汽化段溫度tf，由tf是由相平衡求得，還需進(jìn)行核算。因考慮到生產(chǎn)航空煤油，限定爐出口溫度不超過360℃。 取塔底溫度比汽化段溫度低7℃，即3547＝347℃參考同類裝置的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度塔頂溫度