【正文】 , 在大型工業(yè)化生產(chǎn)過程 中無法避免地遇到產(chǎn)品的高純度與高能耗的矛盾。例如塔板效率或傳質(zhì)系數(shù)的確定仍需要經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式或?qū)嶒灉y定 , 從而導(dǎo)致工程設(shè)計安全系數(shù)較大及設(shè)備和能量的很大浪費。 此外 ,現(xiàn)有的測試手段無法進(jìn)行氣液兩相傳遞和運動規(guī)律的動態(tài)跟蹤測定。 該 原 油凝固 點 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 高 、含蠟量高 、密 度 指數(shù)及特 性 因數(shù)大 、硫含量低 ,反映 出一 般 石蠟基原 油 的特點 。 表 22 青海 混 合原油 關(guān) 鍵餾分 分 析 性 質(zhì) 第 一 關(guān)鍵餾分 第 二 關(guān)鍵餾分 A P I176。 200 ℃～ 300 ℃ 輕 柴油 餾分 收 率 14. 39 % 。 中 性油 原 料占 原 油 43. 7 % , 500 ℃ 前餾分 總 拔出率 70. 63 %。 表 26為 IB P～ 200 ℃ 直餾 汽 油餾分 的 單體烴 組成 。 因青 海 混合原油 屬 石 蠟 基 原油 ,故 航 煤餾分 的 相對 密 度 小 、冰點高 ,且 餾 程溫 度 高 ,碘 值 、酸 度 大 ,不 宜生 產(chǎn)1 、2航煤 ,其 冰 點只能符合 3和 4航煤 指 標(biāo)要求 。 常壓 渣 油的性質(zhì) 常 壓渣油 (格 爾木 煉 廠現(xiàn) 裝 置常 壓 渣 油 油 樣 ) 的 分析 數(shù) 據(jù) 列 于 表 29。 表 28 直 餾柴油 餾 分性質(zhì) 性 質(zhì) 200 ℃ ～ 300 ℃ 200 ℃ ～ 350 ℃ 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 占原油 收 率 , % 密度 ρ 20 , kg /m 十六烷 指 數(shù) 柴 油 指數(shù) 餾程 , ℃ IB P 10% 50% 90% EP 苯胺點 , ℃ 閃點 (閉口 ) , ℃ 銅 片 腐蝕 ( 50 ℃ , 3 h) 酸度 , m gKOH /100m l 凝點 , ℃ 水溶 性 酸或堿 灰分 , w , % S, w , % 14． 49 206 214 227 250 260 78 1b 33 中性 0 211 224 260 299 307 85 B 11 中性 0 表 29 常 壓 渣油的性質(zhì) 性 質(zhì) 實測值 性 質(zhì) 實測值 相對 密 度指數(shù) A P I176。西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 3 原油加工方案和切割方案 原油加工方案 根據(jù)原油評價報告， 青?；旌?原油的特點是含硫低 ， 一 般在 %以下 ， 含蠟少1%， 凝點低和酸值高 ， 按原油的硫含量及兩個關(guān)鍵餾分的比重來分類 ， 原油屬低硫中間級。 但酸度和實際膠質(zhì)偏高 ， 須經(jīng)過精制方可作為 高寒區(qū) 柴油。 例如： 44178 段的體積分?jǐn)?shù)的計算為 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 32。其 中經(jīng)三個側(cè)線，倆段回流，分別是常一、常二中回流。 蒸餾數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)化 將表 22 的實沸點蒸餾溫度按照石油煉制設(shè)計圖表集（上冊） [1]P96 頁圖 322轉(zhuǎn)化成恩氏蒸餾溫度。 30%點 =120℃ 10%點 =100℃ 70%點 =149℃ 90%點 =168℃ 100%點 =200℃ 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表 41。 重整餾分的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)如下： 餾出， % 0 10 30 50 70 90 100 溫度，℃ — 100 110 164.7 恩氏蒸餾 10%~30%點斜 率 =()/(3010)=℃ /% 查文獻(xiàn) [5]查得它與平衡汽化 50%點之差值為 ℃。 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 臨界性質(zhì)的計算 根據(jù)《石油煉制工程》 P86Ⅰ 226 式 tc =+ D= d15..6 ( tv+132) 汽油 D=（ +132） = tc=+ =℃ 煤油 D=（ +132） = tc=+ =℃ 輕柴 D=（ +132） = tc=+ =℃ 重柴 D=（ +132） = tc=+ =℃ 根據(jù)《石油煉制工程》 P86Ⅰ 226 圖、 Ⅰ 228 圖、 Ⅰ 229 圖查得臨界壓力 汽油 Pc= 煤油 Pc= 輕柴 Pc= 重柴 Pc= 焦點性質(zhì)的計算 求焦點溫度 t0、 由 tv=℃ 、 S= ℃ /％查文獻(xiàn) [5]P114 頁 圖 353 得： t 0tc= t 0= tc+=℃ 求焦點壓力 P0 由 tv=℃ 、 S= 0. 36℃ /％查文獻(xiàn) [5]P115 頁 圖 354 得： P0Pc= P0= Pc+= 其他產(chǎn)品計算結(jié)果匯總于表 44。 表 510 閃蒸塔計算結(jié)果匯總 油 品 溫度， ℃ 壓力， MPa 流量， kg/h 閃頂油 222 67880 閃底油 230 119620 進(jìn) 料 250 189500 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 6 常壓塔的工藝設(shè)計計算 常壓塔的 物料平衡 計算 常壓塔的 全塔 物料平衡 見表 61。 （如圖 63） 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 圖 63 常壓塔計算草圖 重整料 塔頂冷回流 取熱 59500kJ/h 煤油汽提蒸汽 kg/h（ 420℃） 輕柴油 輕柴油汽提蒸汽(420℃ ) 重柴油 重柴油汽提蒸汽 kg/h(420℃ ) 重柴油 塔底汽提蒸汽 (420℃ ) 塔底渣油 閃底油 63131kg/h 第一中段回流取熱 106kJ/h 第一中段回流取熱 106kJ/h 150℃ 1 195℃ 9 11 13 16 255℃ 19 22 24 315℃ 29 ℃ 33 33 ℃ 21 18 14 閃頂油氣 27750kg/h 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 操作壓力的確定 取產(chǎn)品罐壓力為 （絕），塔頂采用二級冷凝冷卻流程，取塔頂空冷器壓力降為 。在圖中通過交點且垂直橫坐標(biāo)作直線 M，在 M 線上找到 310℃交點，過此點作平行于 2線的曲 線 3，即為在 下的平衡汽化曲線。按上述方法作出原油在 ， t=305℃之下的平衡汽化曲線查得溫度為 340℃；過 340℃點作平衡汽化曲線 4。 汽相量 =[（ %%%%） /%] =1396kg/h 液相量 == kg/h 表 66 進(jìn)料在爐出口處攜帶的熱量 Q0 （ P=， t=360℃） 油 料 焓，千焦 /公斤 熱量，千焦 /時 汽相 液相 汽油 106 煤油 106 輕柴 106 重柴 106 106 常底重油 872 251 106 合計 。所以在爐出口條件下的過汽化油和部分常三線處于液相。校核方法是作熱閃蒸過程的熱平衡計算以求得爐出口溫度。 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 （ 3）汽化段溫度的初步求定 1 由常壓實沸點蒸餾曲線換算到常壓下的平衡汽化曲線，在附圖中實沸點蒸餾曲線查得原油下列數(shù)據(jù)： 餾出體積 %（ V） 0% 10% 30% 50% 70% 溫度 ℃ 63 210 355 450 540 a、計算實沸點蒸餾曲線的參考斜率及其各點溫度參考線的 10%和 70%點為 210℃、540℃該參考線的斜率 =（ 540210） /（ 7010） =℃ /% 0%=（ 100） =155℃ 30%=210+（ 3010） =320℃ 50%=210+（ 5010）=430℃ b、求平衡汽化參考線的斜率及各點溫度 P242 圖Ⅱ 115 根據(jù)實沸點蒸餾曲線的10%、 70%斜率（ ℃ /%）查得平衡汽化參考線的斜率為 ℃ /%查圖Ⅱ 115⊿F=℃ 所以平衡汽化參考線 50%點 =實沸點蒸餾參考線 50%點 ⊿ F ==℃ 0%=（ 500） =℃ 10%=（ 5010） =℃ 30%=（ 5030） =℃ 70%=（ 7050） =℃ c、計算實沸點蒸餾曲線與參考線的各點溫度⊿ F ⊿ F0%==92 ⊿ F10%=210210=0 ⊿ F30%==35 ⊿ F50%==20 ⊿ F70%=540540=0 d、求平衡汽化曲線各點溫度 查圖Ⅱ 115 查得各餾出 %時的比值得 0%=；10%=；其余各點 平衡汽化曲線各點與其參考線各點的溫差 ⊿ T 等于實沸點蒸餾曲線與其參考線相應(yīng)點的各點溫差 ⊿ Fi%乘以對應(yīng)的比值由此得平衡汽化各點的 ⊿ T 0%點 ⊿ T=92 =23℃ 10%點 ⊿ T=0 =0℃ 30%點 ⊿ T=35 =℃ 50%點 ⊿ T=20 =℃ 70%點 ⊿ T=0 =0℃ 平衡汽化曲線各點溫度等于其他的參考線各點溫度加上相應(yīng)值得平衡汽化點： 0%== 10%=+0= 30%=+= 50%=+= 70%=+0= 2 做原油常壓下平衡汽化曲線 2，查得與曲線 1 的交點為 305℃。 表 62 氣提水蒸氣用量 油 品 %（重，對油） 千克 /時 千摩 /時 常一線煤油 3 419 常二線輕柴 3 493 常三線重柴 3 204 常底重油 2 2782 243 合計 3899 230 塔板形式和塔板數(shù) 的確定 表 63 塔板數(shù)的選擇 分離餾分 板數(shù) 汽油 煤油 段 9 層 煤油 輕柴油 段 6 層 輕 柴油 重柴 油段 6 層 重柴 油 汽化段 3 層 塔底氣提段 4 層 考慮采用兩個中段回流 ， 每個 設(shè) 三層換熱塔板 ， 則 全塔塔板數(shù)總計為 34 層。 閃頂、閃底油性質(zhì)的計算 在 、 270℃ 時，根據(jù)原油汽化率為 ％，原油的恩氏蒸餾曲線 10％ —70％點的斜率 S= 文獻(xiàn) [5]P118119 頁圖 36 36 求出閃頂 、 閃底油在常壓下 的恩氏蒸餾溫度，結(jié)果如下表 51： 表 51 恩 氏 蒸餾溫 度匯 總 表 體積 分?jǐn)?shù) 原油恩氏 蒸餾溫度 ℃ 閃頂油恩氏蒸 餾溫度和原油 恩氏溫差 ℃ 閃頂油恩氏蒸 餾溫度 ℃ 閃底油恩氏蒸 餾溫度和原油 恩氏溫差 ℃ 閃底油恩氏蒸 餾溫度 ℃ 10％ 30％ 50％ 70％ 93 199 336 413 61 116 159 186 223 305 419 471 32 83 177 227 130 106 83 58 將氣相的 ASTM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 EFV數(shù)據(jù) 表 52氣相餾分的 TBP數(shù)據(jù)及 ASTM數(shù)據(jù) 餾出 體積 % 數(shù)據(jù)名稱 10 30 50 70 ASTM 32 83 177 227 TBP 將 液 相的 ASTM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 TBP數(shù)據(jù) 表 53氣相餾分的 TBP數(shù)據(jù)及 ASTM數(shù)據(jù) 餾出 體積 % 數(shù)據(jù)名稱 10 30 50 70 ASTM 223 305 419 471 EFV 328 417 443 根據(jù)切割點查圖知閃頂油中常頂油為 42% 常一 二 三問 58% 閃低油中常頂油為 58% 常一 二 三問 42% 西安石油大學(xué)高職畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 閃蒸塔的 物料平衡 表 54物料平衡表 物料名稱 產(chǎn)率 % 產(chǎn)量 體積分?jǐn)?shù) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 萬噸 /年 噸 /天 千克 /