【文章內(nèi)容簡介】 、提高能源利用總體效率。（2）改進工藝過程。改進工藝過程是煉油生產(chǎn)裝置節(jié)能的重要手段，包括改進工藝生產(chǎn)流9程、采用節(jié)能工藝新技術(shù)和采用新型催化劑、溶劑、助劑等內(nèi)容。其節(jié)能作用的本質(zhì)在于減少工藝過程對能量的總需要量，不僅可以減少各種能源的供入，而且省掉了在轉(zhuǎn)換和回收環(huán)節(jié)的效率損失。（3）改善操作條件。改善操作條件是不需要大量投資、便于推廣易于見效的節(jié)能措施，包括工藝操作參數(shù)（壓力、溫度）和工藝操作條件（過氣化率、回?zé)挶龋亓鞅鹊龋┑目刂?、調(diào)整。（4）提高設(shè)備效率。主要設(shè)備包括加熱爐、工藝設(shè)備（分餾塔、換熱器、空冷器） 、機、泵設(shè)備。對于加熱爐主要采用強化燃燒、改善傳熱、采用隔熱襯里材料、加強煙氣回收、強化操作管理等。對于分餾塔和換熱器主要為開發(fā)和應(yīng)用高效塔板和填料、采用新型高效傳熱設(shè)備。對于機泵采用改善操作控制、根據(jù)全廠汽－電調(diào)整電機負荷、應(yīng)用各種調(diào)速技術(shù)等措施。（5）合理利用蒸汽。煉油廠使用大量蒸汽，對蒸汽的生產(chǎn)、運輸、使用和回收利用等過程采用有效的節(jié)能技術(shù)是煉廠節(jié)能的重點工作之一。主要措施為提高轉(zhuǎn)換效率降低供氣能耗、分級供氣充分利用蒸汽能級、改善用汽狀況減少蒸汽消耗、合理使用伴熱蒸汽加強冷凝水回收。（6）回收利用低溫?zé)?。生產(chǎn)過程中使用的能量除一小部分轉(zhuǎn)入到產(chǎn)品中外，絕大部分高品位能量變?yōu)榈推肺荒芰?。主要回收措施為：原級利用和升級利用。原級利用是指按溫位及熱量進行匹配而直接回收利用；升級利用通過熱泵、吸收制冷、發(fā)電來回收。 設(shè)計的說明如果要合理地確定一種原油生產(chǎn)加工方案，就必須對所要加工的原油性質(zhì)做具體的分析。本裝置生產(chǎn)的是沈北原油，沈北原油一般具有如下的性質(zhì)：其油品的密度較?。s） ，含硫量低（約 %） ，原油餾分較重，輕油收率較高（＜350℃輕油收率為30%，＞510℃的餾分占原油 35％以上） ，含氮量高（615PPm） ，含蠟量高（%） ，凝點10較高（49℃） ，屬于低硫中間石蠟基原油。本裝置適用于燃料型年產(chǎn) 240 萬噸原油的加工方案的，整個流程采用三段汽化的方法：（1）整個流程采用三段汽化的方法。即設(shè)初餾塔，常壓塔和減壓塔。設(shè)初餾塔出于以下的因素：①沈北原油是較重的原油，而輕組分含量多，為了減少汽油損失，減少氣體烴攜走更多的汽油組分，為了拔出更多輕質(zhì)油，故增設(shè)初餾塔。②有利于減輕常壓爐和常壓塔負荷，提高裝置處理量。③可減輕原油泵出口壓力，減少泵的動力消耗，且使換熱器耐壓要求降低。④初餾塔相對常壓塔易于檢修。（2）流程：原油由泵自儲油罐中打出，經(jīng)換熱器換熱后進入脫鹽罐進行脫鹽脫水處理。離開脫鹽罐后，再經(jīng)換熱器換熱，使油溫達到 220℃后進入初餾塔。初餾塔塔頂餾出的汽油餾分，經(jīng)冷卻器冷卻至 50℃ 后進冷凝罐冷凝到 40℃，回流部分打回塔頂。初底油進常壓爐加熱至 352℃后進入常壓塔。常壓塔塔頂出 (IBP127℃) 汽油餾分，經(jīng)冷凝器冷凝至 60℃，進回流罐，回流部分泵送回塔頂，然后將剩余的產(chǎn)品部分進一步冷卻至 40℃。常一線出化工原料，由 175℃抽出，經(jīng)換熱器換熱至 75℃左右后進冷凝器。常二線出輕柴油，由 260℃抽出，經(jīng)換熱器換熱，溫度降到 85℃，進凝器冷凝到安全溫度。常三線出重柴油餾分，經(jīng)換熱器換熱，溫度由315℃降到 100℃，進冷凝器冷凝。常壓塔第一中段回流抽出溫度為 211℃，經(jīng)換熱器換熱，溫度降到 131℃打回常壓塔。常壓塔第二中段回流抽出溫度為 284℃，經(jīng)換熱器換熱，溫度降到 184℃后打回常壓塔。常壓塔塔底油由泵打入減壓爐加熱到 400℃進減壓塔，出減壓產(chǎn)品。11（1）汽提塔和汽提段在負荷塔內(nèi)，汽油、柴油、化工原料等產(chǎn)品之間只有精餾段而沒有提餾段，側(cè)線產(chǎn)品中必然會含有相當(dāng)數(shù)量的輕餾分，這樣不僅影響本側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量，而且降低了輕餾分的產(chǎn)率。為此，在常壓塔的外側(cè)，為側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔，在汽提塔底部吹入少量過熱水蒸氣以降低側(cè)線產(chǎn)品的油氣分壓，使混入產(chǎn)品中的較輕餾分汽化而返回常壓塔。這樣做既可以達到分離要求，而且也很簡單。顯然，這種氣提塔與精餾塔的提餾段在本質(zhì)上有所不同。側(cè)線汽提用的過熱水蒸氣量通常為側(cè)線產(chǎn)品的 2％～3％（質(zhì)量分數(shù)） 。本設(shè)計各側(cè)線產(chǎn)品的氣提塔重疊起來，但互相之間是隔開的。（2）回流方式石油精餾塔具有一些自己的工藝特點：處理量大；回流比是由精餾塔的熱平衡確定而不是由分餾精確度確定；塔內(nèi)氣、液相負荷沿塔高的變化的，甚至是有較大的變化幅度；沿塔高的溫差比較大等。由于這些特點，石油精餾塔的回流方式除了采用慣常所用的塔頂冷回流以外，還常常采用其他的回流方式。①塔頂油氣二級冷凝冷卻原油常壓精餾塔的年處理量經(jīng)常以數(shù)百萬噸計。塔頂冷凝冷卻面積如此巨大的原因，一則是負荷很大，二則是傳熱溫差比較小。為了減少常壓塔頂冷凝冷卻所需的傳熱面積，在本裝置中常壓塔采用二級冷凝冷卻方案。②中段循環(huán)回流石油精餾塔沿塔高的溫度梯度較大，從塔的中部取走的回流熱的溫位顯然要比從塔頂取走的回流熱的溫度高出許多，因而是價值更高的可利用熱源，而且能提高塔的生產(chǎn)能力。（3）操作壓力原油常壓精餾塔的最低操作壓力最終受制于塔頂產(chǎn)品接受罐的溫度下的塔頂產(chǎn)品的泡12點壓力。常壓塔頂產(chǎn)品是汽油餾分，塔頂產(chǎn)品能基本上全部冷凝，不凝氣很少。為了克服塔頂餾出物流經(jīng)管線和設(shè)備的流動阻力，常壓塔頂?shù)膲毫?yīng)稍高于產(chǎn)品接受罐的壓力，或者說超高于常壓。塔頂操作壓力確定后，塔的各部位的操作壓力也隨之可以計算。塔的各部位的操作壓力與油氣流經(jīng)塔板時所造成的壓降有關(guān)。油氣由下而上流動，故塔內(nèi)壓力由下而上逐漸降低。（4）操作溫度從理論上說，在穩(wěn)定操作的情況下，可以將精餾塔內(nèi)離開任一塊塔板或汽化段的氣、液兩相都看成處于相平衡狀態(tài)。因此，氣相溫度是該處油氣分壓下的露點溫度，而液相溫度則是其泡點溫度。雖然在實際上由于塔板上的氣、液兩相常常未能完全達到相平衡狀態(tài)而使實際的氣相溫度稍偏高或液相溫度稍偏低，但是在設(shè)計計算中都是按上述的理論假設(shè)來設(shè)計各點的溫度。其中包括汽化段溫度、塔底溫度、側(cè)線溫度、塔頂溫度。（5）塔板流體水力學(xué)計算其包括塔高、塔徑及塔板上主要部件工藝尺寸的計算。（6）塔板的選用本裝置常壓塔選用浮閥塔板，初餾塔選用單溢流型式，常壓塔選用雙溢流型式。選用浮閥塔板，由于以下的原因：①浮閥塔板的處理能力比圓泡帽塔板大 2040％，比舌形和篩孔塔板要小些，但是，浮閥塔板操作彈性比圓泡帽、舌形、篩孔塔板的操作彈性都要大些，在很高的氣液負荷范圍內(nèi)變化，只有浮閥塔能夠保持較高的效率。②浮閥塔板的干板壓降較舌形和篩孔大，比圓泡帽塔板小。③霧沫夾帶較舌形、圓泡帽小。④結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。⑤在石油化工方面廣泛使用于常減壓塔，積累了很多的經(jīng)驗，對我們的設(shè)計使用也是很有13用的。二、設(shè)計計算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)見表 21表 21 原油常壓切割及產(chǎn)品性質(zhì)恩氏蒸餾餾出溫度，℃產(chǎn)品密度ρ20 0% 10％ 30％ 50％ 70％ 90％ 100% 初頂 48 66 80 94 108 138 163 初底 146 252 348 — — — — 常頂 68 97 113 124 134 148 172 常一 171 183 190 197 204 217 252 常二 216 248 270 286 304 331 367 常三 293 342 368 385 398 418 455 常底 287 400 454 528 — — — 原油 — — — — — — — 油品物性(1) 相對密度指數(shù) 186。APId = d + d ， 186。API = ?蒸頂：d = + = （g/cm179。）.14 186。API = – = 常頂：d = + = （g/cm179。） 186。API = – = 常一：d = + = （g/cm179。） 186。API = 常二：d = + = （g/cm179。） 186。API = 常三：d = + = （g/cm179。） 186。API = (2) 體積平均沸點 tV（186。C ） tV =（ t10 + t30 + t50 + t70 + t90）/5蒸頂：t V =（66 + 80 + 94 + 108 + 138）/5= 186。C 常頂：t V =（97 + 113 + 124 134 + 148）/5= 186。C常一：t V =（183 + 190 +197 + 204 +217) /5= 186。C常二：t V =（248 +270 +286 + 304 +331）/5= 常三：t V =（342 +368 +385 +398 +418）/5= 186。C(3) 恩氏蒸餾 90 % ～10 % 斜率 S =（90%餾出溫度10% 餾出溫度）/ （9010 ） （186。C/%）蒸頂：S 90～10 = （138 – 66）/（9010）= （186。C/%）常頂：S 90～10 = （148 97）/（9010）= （186。C/%）常一：S 90～10 = （217 183）/（9010）= （186。C/%）常二：S 90～10 = （331248）/（9010）= （186。C/%）常三：S 90～10 = （418342）/（9010）= （186。C/%）15(4) 中平均沸點 tme = tv me? ln = + Sme? = 所以， 蒸頂： = tme = tv = – = 186。Cme me?同理， 常頂： = tme = tv = = 186。C? 常一： = tme = tv = – = 186。Cme me 常二： = tme = tv = – = 186。C? 常三： = tme = tv = – = 186。Cme?me(5) 特性因數(shù) K 和相對分子量 M查《石油煉制工程》76 頁圖 36 得以下數(shù)據(jù)：蒸頂：特性因數(shù) K 相對分子量 M 102常頂：特性因數(shù) K 相對分子量 M 114常一：特性因數(shù) K 相對分子量 M 165常二：特性因數(shù) K 相對分子量 M 243常三：特性因數(shù) K 相對分子量 M 368綜合以上數(shù)據(jù)列出沈北原油的物性參數(shù)表 22。(6) 餾分的平衡汽化 0%的確定表 22 初頂油恩氏蒸餾數(shù)據(jù)餾出體積 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100%溫度 48 66 80 54 108 138 163由圖 715 換算 50%點溫度恩氏蒸餾 10%～70% 點斜率= （10866）/（7010）= （186。C/%）由圖查得 平衡汽化 50% 恩氏蒸餾 50%點 = （186。C ） 故 平衡汽化 50% = 94 = （186。C）16由圖 716 查得平衡曲線各段溫差見表 24。 表 23 沈北原油的物性參數(shù)表相對密度指數(shù) 186。API體積平均沸點 tv斜率S90～10中平均沸點tme特性因數(shù) K 相對分子量M蒸頂 102常頂 114常一 165常二 243常三 368表 24 初頂油平衡曲線各段溫差曲線段 恩氏蒸餾溫差 186。C 平衡汽化溫差 186。C0～10% 18 10～30% 14 30～50% 14 50～70% 14 70～90% 30 90～100% 25 由 50%點及各線段溫度差推算平衡汽化曲線的各點溫度30%點 == 186。C 10%點== 0 點== 70%點=+= 90%點=+= 100%點=+=114186。C同理可得，其它數(shù)據(jù)，見表 25 表 25 沈北油的平衡汽化數(shù)據(jù)斜率 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100%17S70初 頂 油 汽 油 化工原料 輕 柴 油 重 柴 油 (7) 臨界溫度及壓力，焦點溫度及壓力的確定①初頂油焦點溫度，焦點壓力的確定查《工藝圖表集》 臨界溫度：由《工藝圖表集》圖 234 查得 tc=tv+=+=℃ 臨界壓力: 由《工藝圖表集》圖 235 查得 Pc=106 Pa 焦點溫度:由《石油煉制工程》圖 724 查得焦點溫度為 335℃ 焦點壓力：由《石油煉制工程》圖 725 查得焦點壓力為 106Pa.②汽油餾分焦點溫度，焦點壓力的確定查《工藝圖表集》 臨界溫度：由《工藝圖表集》圖 234 查得 tc=tv+=+=℃ 臨界壓力: 由《工藝圖表集》圖 235 查得 Pc=29106 Pa 焦點溫度:由《石油煉制工程》圖 724 查得焦點溫度為 352℃ 焦點壓力：由《石油煉制工程》圖 725 查得焦點壓力為 106 Pa綜合以上數(shù)據(jù)列出沈北原油油品