【正文】 1. 車間平面布置方案；2. 車間平面布置圖；3. 常壓蒸餾塔裝配圖 七、參考資料 5. 繪圖部分內(nèi)容: (明確說(shuō)明必繪之圖) (1) 原油常減壓蒸餾裝置工藝流程圖 (2) 主要塔器圖 (3) 常壓蒸餾塔汽液負(fù)荷分布圖 (4) 常壓蒸餾塔裝配圖 6. 發(fā)出日期: 2011 年 11 月 7 日 設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師: 黃克明、謝穎、黃偉莉、莫桂娣 完成任務(wù)日期: 2011 年 11 月 26 日 學(xué) 生 簽 名: 化學(xué)工程與工藝課程設(shè)計(jì)XX萬(wàn)噸/年原油常減壓蒸餾裝置常壓塔工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一. 原油的一般性質(zhì)阿曼原油，= ；特性因數(shù) K= 含硫石蠟中間基原油二. 原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù) 表1 阿曼原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)序餾分范圍餾 出, %序餾分范圍餾 出, %序餾分范圍餾 出, %號(hào)℃重累計(jì)號(hào)℃重體號(hào)℃重體1IBP609200220173603952608010220230183954253801001123025019425440410012012250275204404605120145132753002146048061451601430032022480500716018015320340235005208180200163403602452054025540+100三. 原油平衡蒸餾數(shù)據(jù) 表2 原油平衡蒸餾數(shù)據(jù)累計(jì)餾出, ％(體)初餾點(diǎn)10203040506070平衡蒸發(fā)溫度, ℃ 四. 產(chǎn)品方案及產(chǎn)品性質(zhì)表3 產(chǎn) 品 產(chǎn) 率 及 其 性 質(zhì)產(chǎn) 品沸點(diǎn)范圍產(chǎn) 率相對(duì)密度恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù), ℃名 稱℃%(重)初10%30%50%70%90%終初頂油627487104117132常頂油初~1303080108115127138147航空煤油130~230147167183200219244264輕 柴 油230~320228260278292306330349重 柴 油320~350244297333345356381402常四線350~420295313366398408434497重 油420五. 設(shè)計(jì)處理量: 250+學(xué)號(hào)10萬(wàn)噸/年, 開工：8000小時(shí)/年。石油不能直接作汽車、飛機(jī)、輪船等交通運(yùn)輸工具發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，必須經(jīng)過(guò)各種加工過(guò)程，才能獲得符合質(zhì)量要求的各種石油產(chǎn)品。 （3）燃料－化工型 除了生產(chǎn)燃料產(chǎn)品外，還生產(chǎn)化工原料和化工產(chǎn)品。原油蒸餾在煉油廠是原油首先要通過(guò)的加工裝置。煤油具有相當(dāng)好的揮發(fā)性能，比較高的閃點(diǎn)，適宜的粘度等特性，是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，有著廣泛的應(yīng)用前景，但是，直餾煤油和一般的加氫煤油芳烴含量都較量，氮的非烴化合物也很多，致使在使用過(guò)程中，不僅使人感到有不舒服的臭味，還對(duì)人體有害。由于裝置規(guī)模較小，在保證安全平衡生產(chǎn)的前提下，盡量簡(jiǎn)化工藝流程和自動(dòng)控制系統(tǒng)，以節(jié)省工程投資。其中的重點(diǎn)發(fā)展方向是：(1)發(fā)展深度加工，優(yōu)化資源利用，提高資源利用率；(2)采用清潔技術(shù)，生產(chǎn)清潔油品，減少三廢排放； (3)采用生物技術(shù)，生產(chǎn)清潔油品，降低生產(chǎn)成本；(4)采用合成技術(shù)，生產(chǎn)清潔油品，滿足未來(lái)需求；(5)煉油化工—體化，優(yōu)化資源配置，提高經(jīng)濟(jì)效益。其中加工能力在10Mt/a以上的煉油廠126座，分散在34個(gè)國(guó)家和地區(qū)，有16座加工能力在20Mt/a以上。美國(guó)練油廠一般脫至3mg/L，有個(gè)別煉油廠(如Eisegunilol煉油廠)。截至到2004年底，／a，2004年的原油加工量約2．7108t／a，其中中國(guó)石化和中國(guó)石油的煉油能力和加工量合計(jì)分別占全國(guó)的86．7％和893％.我國(guó)煉油工業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：原油質(zhì)量劣質(zhì)化。原油在蒸餾前必須嚴(yán)格進(jìn)行脫鹽脫水，其目的是降低換熱器或常壓爐的熱負(fù)荷和壓力降，穩(wěn)定常壓分餾的操作以及減輕設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢，一般要求原油含水〈 %，含鹽〈 20毫克/升。課程設(shè)計(jì)一般按排在課程講完原油的一次加工之后, 與課程的聯(lián)接較好。三廢排放也均可依托茂石化工業(yè)園區(qū)的三廢處理中心處理。加熱爐負(fù)荷通常包括加熱常壓塔和減壓塔進(jìn)料及蒸汽所需熱負(fù)荷。設(shè)計(jì)處理量: 250+110=260萬(wàn)噸/年, 開工：8000小時(shí)/年。冷凝水部分用泵注入揮發(fā)線，另一部分排入下水道或氣提車間。常壓一線餾出，經(jīng)汽提上段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵抽出先后經(jīng)冷卻至40~45℃進(jìn)入燈油沉降罐作航煤，燈油或溶劑油出裝置。減壓塔頂油汽、水蒸汽由揮發(fā)線引出，分8支路進(jìn)入4組間冷凝器冷卻，冷凝油水流入容器進(jìn)行油水分離，未冷凝油汽被一級(jí)蒸汽真空泵抽送入2組間冷器，冷卻，冷凝液進(jìn)入容器，未冷凝氣被二級(jí)蒸汽真空泵抽送入冷卻，冷凝液進(jìn)入容器。原油常減壓蒸餾裝置的工藝原則流程圖所示。②停工排放廢氣裝置在停工時(shí)，需對(duì)塔、容器、管線進(jìn)行蒸汽吹掃，大部分存油隨蒸汽冷凝水排出，還有部分未被冷凝的油氣隨塔頂蒸汽放空進(jìn)入大氣；檢修時(shí)，需將塔、容器等設(shè)備的人孔打開，將殘存的油氣排入大氣；要制定停工方案并嚴(yán)格執(zhí)行，嚴(yán)格控制污染。此外，加入破乳劑使原油在電場(chǎng)的作用下將其中的油和含鹽廢水分離。正常生產(chǎn)情況下，嚴(yán)格控制塔頂油水分離器油水界面是防止排重帶油的關(guān)鍵。這部分油品會(huì)污染排水。如流體被節(jié)流后發(fā)出的噪聲(尤其是調(diào)節(jié)閥節(jié)流造成的)、火焰燃燒所造成的氣體振動(dòng)等。(3)結(jié)合預(yù)熱空氣系統(tǒng)，采用強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)消聲罩。(3)加隔聲罩。汽提水蒸汽用量與需要汽提出來(lái)的輕組分含量有關(guān)。 (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) =+=①汽化段中進(jìn)料的汽化率與過(guò)汽化率取過(guò)汽化率為進(jìn)料的2％(質(zhì))(經(jīng)驗(yàn)值為2~4)％(體), 則過(guò)汽化油量為325000*2%=6500kg/h, 要求進(jìn)料在汽化段的汽化率為: eF = (++++)％=％表3—5 物料平衡表(260萬(wàn)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/Yt/hkg/hkmol/hm3/h原油100100260325325000　 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 　 圖32 原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線與平衡汽化曲線②汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如下:表3—11 汽化段的物流常頂油kmol/h航空煤油kmol/h輕 柴 油 kmol/h重 柴 油 kmol/h常四線kmol/h過(guò)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(guò)汽化油的相對(duì)分子質(zhì)量取300，(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3—13 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℃）　　　物料焓，kJ/kg熱量，kJ/h　焓，kcal/kg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(guò)汽化油　　227重 油　　222合計(jì)　　　　　h0=KJ/Kghf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(),爐出口溫度也不致超過(guò)充許限度?？梢杂谩妒蜔捴乒に噷W(xué)》圖512和圖513先換算得常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)。各代表性塔段的汽、液負(fù)荷的計(jì)算舉例： 表315 第20層以下塔段的熱平衡　　流率，kg/h密 度操作條件焓，kJ/kg熱量，kJ/h物料d204MPa℃汽相液相入方進(jìn)料293280357　汽提蒸汽4330　3703150　13639500內(nèi)回流L　合計(jì)　　　　　+　　　　　　　　出方常頂油292　航空煤油292　輕 柴 油52325292　51448033重 柴 油317　10361676常四線（汽）15340331　重 油347　水蒸氣4330　2922751　11911830內(nèi)回流L292　合計(jì)　　　　　　+由熱平衡得：+=+所以，（取內(nèi)回流分子量 M=98）液相負(fù)荷=汽相負(fù)荷=同理，其他的熱平衡也這樣算。表41 浮閥塔板間距Ht與塔徑D的關(guān)系塔板直徑D, mm板間距Ht，mm1200~1400450500600—1600～30004505006008003200~4200——600800 Ht = 將以上數(shù)據(jù)帶入式(41）,則求得Wmax=，；Ks系統(tǒng)因數(shù)依《塔的工藝計(jì)算》的130頁(yè)可得。 降液管內(nèi)流體流速, Vd當(dāng)Ht≤按以上兩式計(jì)算后，選用較小值。H=Hd+(n2)Ht+Hb+Hf式中 H──塔高(截線到切線), m。 根據(jù)資料選?。? 。同時(shí)，將凹槽受液盤和斜的或階梯式降液管結(jié)合在一起使用，能在任一操作情況下形成正渡封。液體在降液管中的停留時(shí)間為：, Vd 決定的因素是既要防止沉淀物堆積或堵塞降液管，使液體順利流入下層塔板；同時(shí)又要防止上升氣體有降液管通過(guò)形成短路而破壞塔板的正常操作。 氣體通過(guò)一塊塔板的總壓力降△Pt△Pt = △Pd+△Pvl = 霧沫夾帶過(guò)量的霧沫