【正文】 板設(shè)一個(gè)人孔，人孔直徑為500mm，人孔伸出塔器筒體度為250mm。 塔高H塔高應(yīng)用下式進(jìn)行計(jì)算H=Hd+(n1)Ht+Ht 式子中，Hd塔頂空間，mHt塔板間距，mHb塔底空間，m所以，塔高 H=+（321）+=畢業(yè)論文 第七章 換熱過程 七、換熱過程 換熱方案的確定 換熱的意義 常壓塔蒸餾裝置的能耗在煉油廠全廠能耗中占有重要的比重，其燃料消耗相當(dāng)于加工原料油的2%，為全廠消耗自用燃料量最大的生產(chǎn)裝置，在原料蒸餾裝置，原油升溫及部分汽化所需的熱量最大，如果不通過換熱回收部分熱量，則此熱量最終是通過產(chǎn)品被冷卻至出裝置溫度而被冷卻水（或冷卻空氣）帶走。i==， d=由圖116查得Re=103，Gi=162kg/㎡sK （《冷換設(shè)備工藝計(jì)算》）K—總傳熱系數(shù)（以管外壁表面積為基準(zhǔn)），kcal/㎡h℃hi—管內(nèi)流體的膜傳熱系數(shù)（以管外壁表面積為基準(zhǔn)），kcal/㎡h℃ri—管內(nèi)流體的結(jié)構(gòu)熱阻（以管外壁表面積為基準(zhǔn)），㎡h℃/kcalrp—管子的熱阻（一般金屬管子可以忽略不計(jì)），㎡h℃/kcalh0—管外流體的膜傳熱系數(shù)（以管外壁表面積為基準(zhǔn)），㎡h℃/kcalr0—管外流體的結(jié)垢熱阻（以管外壁表面積為基準(zhǔn)），㎡h℃/kcal由圖121查得（hi）0讀數(shù)=290kcal/㎡h℃，校正系數(shù)=，則（hi）0=290= kcal/㎡h℃h0讀數(shù)=348 kcal/㎡h℃，校正系數(shù)= 則h0=340= kcal/㎡h℃由表110，111查得ri=，r0=，rp可忽略不計(jì)。 原油初溫設(shè)為t1=45℃，其焓為h2= kJ/kg。 塔裙選取裙座高度為2m，裙座上必須開設(shè)人孔，以方便檢修。 人孔在煉油裝置塔器中，每隔(6—8)塊塔板處設(shè)一個(gè)人孔，人孔的直徑一般為450～550mm。采用圖8—5形式的進(jìn)口管，防止液體直接沖擊塔板。一般可按下式計(jì)算氣速與破沫網(wǎng)的直徑。 液相負(fù)荷下限線取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限線條件，依的計(jì)算式計(jì)算出沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 常壓塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算的下限值，依此作出液相負(fù)荷下限線。Wa==（m/s） 氣相空間截面積Fa Fa=Vv/Wa (54) Fa=VV/Wa=（㎡） 計(jì)算降液管內(nèi)液體流速Vd液體在降液管內(nèi)的流速按式（54）和式（55A）[或式（55B）]計(jì)算，選兩個(gè)結(jié)果中的較小值。不凝氣以后求得的塔頂溫度比實(shí)際塔頂溫度約高出3%，可將計(jì)算所得的塔頂溫 。圖32 煤油抽出板下方草圖。表31 假設(shè)的塔頂及各側(cè)線溫度 塔頂溫度 ℃ 煤油抽出板（第10層）溫度 ℃ 柴油抽出板（第22層）溫度 ℃ 全塔回流熱按上述假設(shè)條件作全塔熱平衡，由此求出全塔回流熱見圖32。塔頂采用兩級冷卻流程。根據(jù)已知數(shù)據(jù)和進(jìn)料質(zhì)量可以求出個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量，具體數(shù)見表115。故實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50％℃，℃，℃。表14 實(shí)沸點(diǎn)數(shù)據(jù)餾出（體積分?jǐn)?shù)），%01030507080溫度，℃32141280388480540=（480141）/（7010）=℃％ 計(jì)算參考線的各點(diǎn)溫度見表15。其目的是把生產(chǎn)的有害物質(zhì)再近期危害限制在一定水平內(nèi)?？死斠朗褪堑土蛑虚g基原油，%%，含蠟少，凝點(diǎn)低，是生產(chǎn)噴氣燃料和低凝點(diǎn)的輕柴油的良好原料，但直餾餾分的酸度較高，需堿洗。C餾分，馬達(dá)法辛烷值僅40左右。并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長期連續(xù)操作。塔設(shè)備是化工，石油化工、煉油廠等廠中，塔設(shè)備的性能對于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有重大的影響。目前，我國將石油產(chǎn)品分為染料、潤滑劑、石油瀝青、石油蠟、石油焦、溶劑和化工原料六大類。但是，中國石油產(chǎn)品質(zhì)量還相對較低，汽車排氣污染控制愈顯重要。設(shè)計(jì)的基本方案：設(shè)計(jì)了一個(gè)常壓一段汽化蒸餾裝置，此裝置由一臺(tái)管式加熱爐、一個(gè)常壓塔以及若干臺(tái)換熱器（完善的換熱流程應(yīng)達(dá)到要求：充分利用各種余熱；換熱器的換熱強(qiáng)度較大；原油流動(dòng)壓力降較小。原油常減壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用，在煉廠具有舉足輕重的地位，其運(yùn)行的好壞直接影響到后續(xù)的加工過程。原油通過這樣的常壓蒸餾，一般可得到350—370℃以前的幾個(gè)餾分，可用作汽油、煤油（航空或燈用、）柴油等產(chǎn)品，也可分別作為重整化工（如輕油裂解）等裝置的原料。國民經(jīng)濟(jì)和國防部門眾多的各種應(yīng)用場合對石油產(chǎn)品提出了許多不同的使用要求。進(jìn)一步提高常減壓裝置的操作水平和運(yùn)行水平，顯著日益重要，對提高煉油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也具有重要意義。作為主要用于傳質(zhì)過程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液；兩相能充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率。對于減壓蒸餾操作，較大的壓力降還可以使系統(tǒng)無法維持必要的真空度。同時(shí)，在加工中，設(shè)備腐蝕問題不大。 我國經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的特點(diǎn)是工業(yè)技術(shù)水品整體不高，工業(yè)生產(chǎn)的能源和資源消耗及污染排放量高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)比重逐漸增大，但其三廢基本沒有經(jīng)過任何處理而四處排放，污染十分嚴(yán)重。即在產(chǎn)品的源頭和生產(chǎn)過程中預(yù)防污染，而不是在污染產(chǎn)生后再去治理。表17 平衡汽化各點(diǎn)△T餾出（體積分?jǐn)?shù)），%01030507080△T，℃00平衡汽化曲線各點(diǎn)溫度等于它的參考線各點(diǎn)溫度加上相應(yīng)的值，得平衡汽化溫度見圖18。表112 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾點(diǎn)溫度餾出，v%01030507090100汽油197211煤油柴油直餾汽油的實(shí)沸點(diǎn)終餾點(diǎn)=211℃ 煤油實(shí)沸點(diǎn)蒸初餾點(diǎn)=℃實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)=℃ 查圖1—1得體積收率為17%℃，體積收率為20%℃，體積收率為35%分別化為質(zhì)量收率：%%、%以上數(shù)據(jù)見表113。表21 汽提水蒸氣用量油品 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（對油）% Kg/h kmol/h一線煤油 3 二線柴油 3 塔底重油 2 合計(jì) 塔板型適合塔板數(shù)各段的層數(shù)見圖22。表23 汽化段中各物料的流量 油品名稱物料的流量（kg/h）汽油煤油柴油過汽化油油汽量合計(jì)其中過汽化油的相對分子量取300，則過汽化油流量為6750/300= kmol/h（+）=（Mpa）%（體積分?jǐn)?shù)）的溫度，；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280℃，將此交點(diǎn)溫度280℃ Mpa下的溫度，℃從該點(diǎn)作垂直于橫坐標(biāo)的直線A，過此點(diǎn)作平行于原油常壓平衡汽化曲線2的線4， Mpa下的平衡汽化曲線。表33 回流熱分配 塔頂回流取熱50% Q1=107kJ/h 中段回流取熱50% Q2=107kJ/h 側(cè)線及塔頂溫度的校 柴油抽出板（第22層）溫度。 塔頂溫度塔頂蒸氣一般冷凝到55℃～90℃。相應(yīng)于此壓力的飽和水蒸氣溫度為：（℃）℃，故在塔頂?shù)乃魵馓幱谶^熱狀態(tài)，不會(huì)冷凝。 從圖811[石油化工工藝計(jì)算圖表]查得K=140 ∴表面張力=140/=(達(dá)因/厘米) 浮閥數(shù)及開孔率的計(jì)算 浮閥的選取由于塔內(nèi)氣液負(fù)荷變化較大而產(chǎn)品質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，塔板壓力降不是主要因素，所以選用F1型33克浮閥（重閥）。 板式塔的部工藝結(jié)構(gòu) 塔頂一般為平接式，其直徑與塔頂工藝管線相同。K—常數(shù)，；D—破沫網(wǎng)直徑 m； θ—?dú)怏w流量m3/s。同時(shí)進(jìn)口管應(yīng)靠上層塔板。 塔底。事實(shí)上，在某些蒸餾裝置中，原油換熱后的最終溫度達(dá)300℃左右，熱量的回收率達(dá)60%以上。 所以K kcal/㎡h℃=160J/㎡s℃計(jì)算結(jié)果與假設(shè)相近，故選用的換熱器型號是符合要求的。 換熱后溫度設(shè)為T2=60℃，其焓為H2= kJ/kg。為使液體物料流出時(shí)不致產(chǎn)生渦流，將氣體帶進(jìn)泵里而使泵抽空或?yàn)榱耸挂好娴牟僮鞣€(wěn)定，故在許多設(shè)備底部的液體出料端設(shè)置防渦口。 一般均推薦采用與工藝管線一樣的直徑。為確保塔板操作穩(wěn)定防止回流液入塔時(shí)直接沖擊塔板產(chǎn)生液峰或在塔板上飛因此回流液在進(jìn)口處應(yīng)考慮設(shè)置防沖設(shè)施。破沫網(wǎng)的直徑取決于氣量與選定的氣速。 漏液線對于重型閥，依計(jì)算，則 又知，則 （528） 據(jù)此作出與液體流量無關(guān)的水平漏液線。K—安全參數(shù)，Ht，K=；，或者板間距Ht≤=～（Ht大時(shí)K取大值）。 圖33 汽油的露點(diǎn)相圖℃。 煤油抽出板（第10層）溫度。 188000/(107200)100%=%12%所以假設(shè)的塔頂及各側(cè)線溫度見表31。 32 29 25 14 10 12塔底重油塔底氣提柴油氣提蒸汽煤油氣提塔頂冷回流汽油進(jìn)料過汽化油6750KG/H 圖21 精餾塔計(jì)算草圖 操作壓力的確定。表114 油品的性質(zhì) 油品汽 油 煤 油 柴 油密度d420，g/cm3比重指數(shù)，API0 特性因數(shù)，K 相對分子量，M127193210臨界參數(shù)溫度，℃壓力，Mpa321焦點(diǎn)參數(shù)溫度，℃壓力，MPa 381 物料衡算 根據(jù)物料衡算要求，進(jìn)入蒸餾塔的進(jìn)料的質(zhì)量應(yīng)等于各出料的質(zhì)量之和。表110 校正后的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出（體積分?jǐn)?shù)）%01030507090100汽油6593114131150182194煤油204220224231244柴油217231[石油化工工藝計(jì)算圖表]76頁確定實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50％點(diǎn)，由圖表查得它與恩氏蒸餾50％℃，℃，12℃。表13 原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量收率換算成體積收率餾程(℃)收率％(m/m)收率％(m/m)收率％(v/v)收率％(v/v)每餾分總餾分每餾分 總收率初餾—6060—8080—100100—120120—140140—160160—180180—200200—220220—240240—260260—280280—300300—320320—340340—360360—380380—400400—420420—440440—460460—480480—500500—520520—540圖11 實(shí)沸點(diǎn)、平衡汽化曲線 實(shí)沸點(diǎn)數(shù)據(jù)見表14。為了實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵是搞好環(huán)境保護(hù)，需要石油煉制過程中在幾的不同層次上開展工作：第一層是對污染進(jìn)行更有效的治理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。孤島混合原油是勝利油田中比較特殊的石油，其特點(diǎn)是含硫、氮、膠質(zhì)較高，酸值大，黏度大，凝點(diǎn)較低，屬環(huán)烷中間基原油。由于含烷烴多，所以，在其各個(gè)餾分中，烷烴的相對含量高，生產(chǎn)汽油抗爆性較差，小于180176。塔設(shè)備的氣（汽）夜負(fù)荷量有較大的波動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作。其中重要的分離設(shè)備—常壓塔的設(shè)計(jì)，是能否獲得高收率、高質(zhì)量油的關(guān)鍵。為了更好的提高石油資源的利用率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對從國外進(jìn)口的原油煉制構(gòu)成進(jìn)行開發(fā)研究也是十分必要的。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年中國共有51座煉廠，煉廠數(shù)和煉油能力均位居世界第二。為了更好地提高原油的生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對大慶原油進(jìn)行常壓蒸餾設(shè)計(jì)。其中重要的分離設(shè)備—常壓塔的設(shè)計(jì)，是能否獲得高收率、高質(zhì)量油的關(guān)鍵。蒸余的塔底重油可作鋼鐵或其它工業(yè)的燃料。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況的變化、科學(xué)技術(shù)水平以及工業(yè)生產(chǎn)水