【正文】 1） /（ 90－ 10）＝ 輕柴油 S ＝（ 296－ 258） /（ 90－ 10）＝ 重柴油 S ＝（ 368－ 316） /（ 90－ 10）＝ (3)立方平均沸點 tw 根據(jù) tw和 S 由《石油煉制 工程 》圖 Ⅰ － 2－ 7 查得的校正值 見下表 413。 通常相鄰兩個餾分的切割溫度就在這個重疊值的一半之處因此可取 th0 –th100 之間的中間溫度作為這兩個餾分之間的分割溫度 。 故 ： 塔頂壓力 M P ???? （絕） 取每層浮閥塔板壓力降為 MPa,推算常壓塔各關(guān)鍵部位壓力 [1]分別為 ：（單位為 MPa） 塔頂壓力 一線抽出板（第 9 層）上壓力 二線抽出板（第 18 層）上壓力 三線抽出板（第 27 層）上壓力 汽化 段（第 30 層下）壓力 取轉(zhuǎn)油線壓力降為 MPa 則 ： 加熱爐出口壓力 = M Pa2 0 3 7 ?? 精餾塔計算草圖 將所需要計算的常壓塔塔體、塔板、 進料及產(chǎn)品進出口、中段循環(huán)回流位置、汽提點、側(cè)線等數(shù)據(jù)繪成草圖 見下圖 所示 。 從此交點作垂直于橫坐標的直線 A 在 A 線上找到 299℃ 之點過此點作平行于原油常壓平衡曲線 2 的線 4 即原油在 大氣壓下的平衡曲線 。 應考慮到生產(chǎn)航空煤油限定爐出口溫度不超過360℃ .曲線 3 可讀在 360℃ 成都氣化率為 %(體 )。 恩氏蒸餾溫度 ℃ 0% 10% 30% 50% 恩氏蒸餾溫差 ℃ 289 316 328 341 恩氏蒸餾溫差 ℃ 27 12 13 平衡汽化溫差 ℃ 16 10 常壓平衡汽化溫度 ℃ 大氣壓下 50%點 的平衡汽化溫度 為 354℃ 所以 大氣壓下重柴油的泡點溫度為（ 354－ 16－ 10－ ） =℃ 與原假設(shè) 315℃ 很接近 可認為假設(shè)溫度正確 。 大氣壓的飽和水蒸汽溫度為 77℃ 這低于塔頂溫度 108℃ 故水蒸氣處于過熱狀態(tài)不會冷凝 。 恩氏蒸餾溫度 ℃ 0% 10% 30% 50% 恩氏蒸餾溫差 ℃ 159 171 179 194 恩氏蒸餾溫差 ℃ 12 8 15 平衡汽化溫差 ℃ 5 4 工藝流程設(shè)計 第 27 頁 共 67 頁 常壓平衡汽化溫度 ℃ 191 可以用《石油煉制工程》圖 Ⅱ 124 先換算出常壓下平衡汽化數(shù)據(jù) 大氣壓下 50%點的平衡汽化溫度為 189℃ 所以 大氣壓下重柴油的 泡點溫度為（ 189－ 5－ 4－ ） =℃ 與原假設(shè)180℃ 很接近可認為假設(shè)溫度正確 。 塔底溫度 取塔底溫度比汽化段溫度低 7℃ 。 校核的方法是作絕熱閃蒸過程的熱平衡計算以求得爐口溫度 。 還有水蒸氣 257 千摩 /時 由此計算得汽化段的油氣分壓為 482/（ 482+257） = 大氣壓 (3)汽化段溫度的初步求定 汽化段溫度應該是在汽化段油氣分壓在 大氣壓之下的企劃 %(體 )溫度 。 全塔總計 34 層 。 表 421 各餾分焦點溫度 名稱 S vt /℃ 焦點溫度 汽油 煤油 輕柴油 重柴油 焦點壓力 由恩氏蒸餾 10%～ 90%餾分的曲線斜率 S 和體積平均沸點 vt 根據(jù)《石油煉制工程》圖 II142 查得焦點溫度 臨界溫度從而求得焦點壓力 [1]見表 422。 logD= (式中 D 校正值加到 t上 ) (1) 輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù) 見 下 表 42： 表 42 輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %（ v） 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 239 258 267 274 283 296 306 由 logD=[ ]得校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，見表 43： 表 43 校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %（ v） 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 239 ① 用圖 Ⅱ 110 確定實沸點蒸餾 50%點 .由查圖得到它與恩氏蒸餾 50%點之差值為℃ 。 當液體負荷較小時填料表面不能很好地潤濕傳質(zhì)效果急劇下降；當液體負荷過大時則容易產(chǎn)生液泛 。 圖 1 常壓煉油工藝簡圖 前面討論了精餾過程現(xiàn)在來討論實現(xiàn)此過程的主 要設(shè)備 ——精餾塔 。 工藝原理 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 6 頁 共 67 頁 原油常壓精餾塔是常減壓蒸餾裝置的的重要組成部分在討論常壓精餾塔之前先對減壓蒸餾裝置的工藝流程作一簡要的介紹 。 因此它不能應用二元和多元精餾的計算方法 。塔低用水蒸氣汽提塔低重油（或稱常壓渣油）用泵抽出送減壓部分 。 原油在蒸餾前必須進行嚴格的脫鹽、脫水脫鹽后原油換熱到 230~240?C 進初鎦塔（又稱預汽化塔） 。 3 方案論證 方案選擇 一個煉油生產(chǎn)裝置有各種工藝設(shè)備（如加熱爐、塔、反應器）及機泵等它們是為完成一定的生產(chǎn)任務按照一定的工藝技術(shù)要求和原料的加工流向互相聯(lián)系在一起即構(gòu)成一定的工藝流程 。 過去 10 年來國外在我國申請的專利已達 7 萬件覆蓋了很大的技術(shù)領(lǐng)域 。 可以預計石化工業(yè)在本世紀末以至 20xx 年都將保持較快的發(fā)展速度 。 國際方面 20xx 年以來宣布、并將在未來 2 至 7年內(nèi)完工的 160 個煉油廠建設(shè)項目中如今只有 30 個將繼續(xù)推進 。 20xx 年 4 季度中國石油和化工行業(yè)生產(chǎn)仍將保持較為穩(wěn)定的增長態(tài)勢 。 2 選題背景 研究目的和意義 當今全球的能源危機原油價格飚升的局面嚴重的沖擊著世界范圍煉油的石化生產(chǎn) 。這些半成品經(jīng)過適當?shù)木坪驼{(diào)配便成為合格的產(chǎn)品。原油是 由揮發(fā)度不同的多種組分構(gòu)成的液體混合物目前工業(yè)上采用的原油蒸餾技術(shù)與普通化工裝置中采用的精餾技術(shù)不同 。 要從原油中提煉出多種多樣的燃料和潤滑油產(chǎn)品，基本的途徑是：將原油分割成不同沸程的餾分，然后按油品的使用要求，除去這些餾分中的非理想成分，或者經(jīng)化學轉(zhuǎn)化形成所需要的組分，從而獲得一系列的石油產(chǎn)品。在蒸餾裝置中，也可以按不同的生產(chǎn)方案，除生產(chǎn)直餾汽油、煤油、柴油餾分外，再分割出一些二次加工過程的原料，如催化裂化原料、加氫裂解原料等等。 我國的兩大超大型煉油和石化企業(yè)（中國石油和中國石化 ）不僅需要適應這種全球的原油市場形式也必須要應對嚴重的政策性虧本燃油的升級換代和越來越高的環(huán)保要求等巨大的壓力節(jié)能降能提高經(jīng)濟效益已經(jīng)成為企業(yè)生存發(fā)展的重要手段 。 全行業(yè)總產(chǎn)值增速可能減緩全年增幅在 28%左右；銷售收入增長約 27%；進出口貿(mào)易將繼 續(xù)保持較快的增長態(tài)勢增幅約為 35%；固定資產(chǎn)投資增幅在 27%左右；主要化工產(chǎn)品產(chǎn)量增幅在 520%之間 。 全球逾五分之四煉油廠建設(shè)項目面臨下馬 。 國家已經(jīng)確定要把石化工業(yè)建成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè) 。 世界石油化工科學技術(shù)的迅猛發(fā)展也對我國現(xiàn)有的一些科技優(yōu)勢構(gòu)成新的威脅 。 一個工藝裝置的好壞不僅取決于各種設(shè)備性能而且與采用的工藝流程合理程度有很大關(guān)系 。 塔頂出輕油餾分或重整原料 。 常壓塔低油經(jīng)減壓爐加熱到 405~410?C 送減壓塔 。 其次石油精餾的產(chǎn)品多為石油餾分而非高純度的單體烴類產(chǎn)品故其分餾精度的要求不如一般化工產(chǎn)品的精餾那么高 。 所謂工藝流程就是一個生產(chǎn)裝置的設(shè)備機泵、工藝管線和控制儀表按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機組合 。 石油精餾塔的根本特點是 ： 它處理的是一種復雜的混合物 ——石油生產(chǎn)的也是復雜的混合物——各種石油餾分 。 設(shè)計較好的板式塔則具有大得多的操作范圍 。 所以實沸點蒸餾 50%點 =+=℃ ② 用圖 Ⅱ 111 查得實沸點蒸餾曲線各段溫差 見表 44： 表 44 實沸點蒸餾曲線溫差 曲線線段 恩氏蒸餾溫差 ℃ 實沸點蒸餾溫差 ℃ 0～ 10% 38 10～ 30% 30～ 50% 13 50～ 70% 70～ 90% 90～ 100% 13 ③ 由實沸點蒸餾 50%點（ ℃ ） 推算出其他各點溫度 實沸點蒸餾 30%點 ==℃ 原油有關(guān)性質(zhì)參數(shù)的計算 第 9 頁 共 67 頁 10%點 ==℃ 0%點 ==℃ 70%點 =+=℃ 90%點 =+=℃ 100%點 =+13=℃ 同上可以得到其他餾分實沸點蒸餾溫度 ⑵ 汽油餾分的實 沸點蒸餾數(shù)據(jù) 見下表 45： 表 45 汽油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %體 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 11 66 90 129 107 (2)煤油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 見下表 46： 表 46 煤油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %（ v） 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 251 (4)重柴油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 見下表 47： 表 47 重柴油餾分的實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 溜出 %（ v） 0 10 30 50 70 90 100 溫度 ℃ 530 恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與平衡汽化溫度之間的轉(zhuǎn)換 這類換算可借助與 Ⅱ 113 和 Ⅱ 114 來進行 。表 422 各餾分焦點壓力 名稱 S vt /℃ 焦點壓力 臨界壓力 /MPa 焦點壓力 /MPa 汽油 煤油 輕柴油 第 15 頁 共 67 頁 重柴油 計算結(jié)果匯總 見表 423 和表 424 表 423 餾分平衡汽化溫度表 油品 平衡汽化溫度 /℃ 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100% 汽油 82 88 煤油 191 輕柴油 重柴油 重油 表 424 油品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù) 油品 密度 g/cm3 比重指數(shù) API176。 操作壓力的確定 去塔頂產(chǎn)品罐壓力為 。 為此需要作出在 大氣壓下的原油平衡汽化曲線見圖中的曲線 4。 圖 4 當氣化率為 %（體） tF =℃ 時進料在汽化段中的焓值 hF 計算如表 。 則 ： 塔底溫度 =－ 7=℃ (1)假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度見表 56： 56 塔頂及各側(cè)線溫度 塔頂溫度 107℃ 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 22 頁 共 67 頁 煤油抽出板（第 9 層）溫度 180℃ 輕柴油抽出板（第 18 層）溫度 256℃ 重柴油抽出板（第 27 層）溫度 315℃ (2)全塔的熱平衡 見表 57 57 全塔熱平衡 物料 流率 kg/h 密度 g/cm3 操作條件 焓 kJ/kg 熱量 KJ/h 壓力 溫度 氣相 液相 kPa ℃ 入 方 進料 315700 982 106 氣提蒸氣 6763 3316 106 合計 322463 106 出 方 汽油 11100 107℃ 606 106 煤油 21040 180℃ 106 輕柴油 21800 256℃ 106 重柴油 30400 315℃ 106 重油 231360 106 水蒸氣 6763 107 2700 106 合計 322463 106 所以全塔的回流熱 Q=（ － ） 106 =106 （ 3） 回流方式及回流分配 塔頂采用二級冷凝冷卻流程塔頂回流溫度定為 60℃ .采用兩個中段回流第一個位于煤油側(cè)線與輕柴油側(cè)線之間（第 11～ 13 層）第二個位于輕柴油與重柴油之間（第 20～ 22 層） 。 ③ 塔頂溫度校核 塔頂冷回流的溫度為 60℃ 其焓值 h為 塔頂溫度為 107℃ 汽油的焓值為 h， kJ/kg 故塔頂冷回流流量為 ： L=Q/（ h－ h， ） L=106 /（ － ） =59069kg/時 塔頂 油汽量為（ 11100+59069） /95= 塔頂油汽分壓為 ： （ +） = 大氣壓 由恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算得汽油常壓露點溫度為 ℃ .已知焦點溫度和壓力一次