【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 重柴油 258 10729 40 重油 1240 51646 原油進(jìn)入常壓塔中的進(jìn)料量為 126250kg/h。原油進(jìn)入常壓塔部分的物 料組成為：汽油： %，煤油： %，輕柴油： %，重柴油： %，重油： % （各組分均為體積分?jǐn)?shù)）。由此可做出初餾塔的原油沸點(diǎn)蒸餾曲線（見圖 2— 3）。 42A30501001502002503003504004505005506000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100餾出體積分?jǐn)?shù)， %實(shí)沸點(diǎn)溫度，℃ 圖 常壓塔實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線 由此圖，可求出原油平衡汽化數(shù)據(jù)，做出常壓下平衡汽化蒸餾曲線 2。 確定塔板數(shù)和汽提蒸汽用量 1． 塔板數(shù)參考值 表 《石油煉制工程》表 常壓塔塔板數(shù)國外文獻(xiàn)推薦值 15 被分離的餾分 推薦板數(shù) 輕汽油 —— 重汽油 6～ 8 汽油 —— 煤油 6～ 8 煤油 —— 柴油 4～ 6 輕柴油 —— 重柴油 4～ 6 進(jìn)料 —— 最低側(cè)線 3～ 6 汽提段或側(cè)線汽提 4 表 《石油煉制工程》中表 7— 8 國內(nèi)某些 煉廠常壓塔塔板數(shù) 被分離的餾分 D 廠 N 廠 S 廠 汽油 —— 煤油 8 10 9 煤油 —— 輕柴油 9 9 6 輕柴油 —— 重柴油 7 4 6 重柴油 —— 裂化原料 8 4 6 最低側(cè)線 —— 進(jìn)料 4 4 3 進(jìn)料 —— 塔底 4 6 4 2．選取塔板型式和塔板數(shù) 塔板采用浮閥塔板，參考《石油煉制工程》 [2]表 和表 選定塔板數(shù)如下 ： 表 塔板數(shù) 被分離的餾分 板數(shù) 汽油 —— 煤油 9 煤油 —— 輕柴油 6 輕柴油 —— 重柴油 6 重柴油 —— 汽化段 3 塔底汽提段 4 考慮到采用兩 個(gè)中段回流，每個(gè)用 3層換熱塔板，共 6層。全塔塔板數(shù)總數(shù)為34 層。 側(cè)線產(chǎn)品及塔底重油都采用過熱水蒸氣汽提，使用的是溫度為 420℃ 、壓力位 的過熱水蒸氣，參考《石油煉制工程》 [2]圖 和汽提水蒸氣用量取汽提水蒸氣如下表： 表 汽提水蒸氣用量 油 品 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（對(duì)產(chǎn)品）， % kg/h kmol/h 一線煤油 3 667 37 二線輕柴油 3 637 35 三線重柴油 300 17 塔底重油 4 2066 115 合 計(jì) － 3670 204 精餾塔計(jì)算草圖： 16 圖 常壓塔計(jì)算草圖 操作壓力 取塔頂產(chǎn)品罐壓力為 。塔頂采用兩級(jí)冷凝冷卻流程。取塔頂空冷凝器壓 力降為 ，使用一個(gè)管殼式后冷器，殼層壓力降取 。故塔頂壓力： P 頂 ＝ ＋ ＋ ＝ （絕壓） 取每層浮閥塔板壓力降為 （ 4mmHg），則推算得常壓塔各關(guān)鍵部位的壓力如下（單位為 MPa） : 塔頂壓力位 ； 一線抽出板（第 9 層）上壓力 ； 126℃ 1 汽油 20459kg/h 蒸汽 3670kg/h 回流 塔頂冷回流取熱106kJ/h 9 10 13 252℃ 19 21 23 310℃ 27 30 353℃ 31 34 346℃ 180℃ 塔底重油 51646kg/h 輕柴油 21209kg/h 重柴油10729kg/h 進(jìn)料126250kg/h 過汽化油2526kg/h 第一中段回流（取 610 kJ/h） 第 二 中段 回 流（ 610 kJ/h Mpa Mpa Mpa 煤油22229kg/h 煤油汽提蒸汽667kg/h 輕柴油氣提蒸汽637kg/h 重柴油汽提蒸汽300kg/h 塔 底 氣 提 蒸 汽2066kg/h 17 二線抽出板（第 18 層）上壓力 ； 三線抽出板（第 27 層）上壓力 ； 汽化段壓力（第 30 層下） ； 取轉(zhuǎn)油線壓力降為 ，則 加熱爐出口壓力＝ ＋ ＝ 汽化段溫度 （ 1） 汽化段中進(jìn)料的汽化率與過汽化度 取過汽化度為進(jìn)料的 2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）或 %（體積分?jǐn)?shù)），即過汽化量 5051kg/h。 要求進(jìn) 料在汽化段中的汽化率 eF，由于采用了初餾塔，所以常壓塔中的各餾分的體積分?jǐn)?shù)為： 汽油： % 煤油： % 輕柴油： % 重柴油： % eF（體積分?jǐn)?shù)）＝ %＋ %＋ %＋ %＋ %＝ % （ 2）汽化段油氣分壓 汽化段中各物料的流量如下： 表 汽化段各物料的流量 汽油 煤油 輕柴油 重柴油 過汽化油 油氣量合計(jì) 201Kmol/h 142Kmol/h 90Kmol/h 40kmol/h 21kmol/h 494kmol/h 其中過汽化油的相對(duì)分子量取 446，還有水蒸氣 115Kmol/h（塔底汽提）。由此可 計(jì)算得汽化段的油氣分壓為： 494/（ 115＋ 494）＝ （ MPa） （ 3）汽化段溫度的初步確定 汽化段溫度應(yīng)該是在汽化段油氣分壓 下的汽化 %（體積分?jǐn)?shù)）的 溫度，為此需要作出 下原油的平衡汽化曲線。 在不具備原油的臨界參數(shù)和焦點(diǎn)參數(shù)而無法作出原油的 p— T— e 相圖的情況下， 曲線 4 可以用以下簡(jiǎn)化方法求 定：由圖 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 250℃ 。利用《石油煉制工程》 [2]中烴類與石油窄餾分的蒸汽 壓圖，將此交點(diǎn)溫度 250℃ 換算為 下的溫度，為 265℃ 。將此交點(diǎn)作垂直 于橫坐標(biāo)軸的直線 A，在 A上找得 265℃ 點(diǎn)，過此點(diǎn)作平行于原油常壓平衡汽化曲線 2 的線 4，即為原油在 下的平衡汽化曲線。 由曲線 4 可以查得 eF為 %（體積分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)的溫度為 353℃ ，此即為欲求 的汽化段進(jìn)料溫度 tF。此 tF是由相平衡關(guān)系求得，還需對(duì)它校核 。 （ 4） tF的校核 校核的主要目的是看由 tF要求的加熱爐出口溫度是否合理。校核的方法是作絕 熱閃蒸過程的熱平衡計(jì)算以求得爐出口的溫度。 18 當(dāng)汽化率 eF（體積分?jǐn)?shù)）＝ %， tF＝ 353℃ 時(shí)，進(jìn)料在汽化段的焓 hF計(jì)算下 表。表中各物料的焓值由《石油煉制工程》 [2]中介紹的方法和《石油化工工藝計(jì)算 圖表》 [2]求得。 表 進(jìn)料帶入的汽化段熱量 QF （ p＝ ， t＝ 353℃ ） 油料 焓 /kJ/kg 熱量 /kJ/h 氣相 液相 汽油 1159 — 115920459＝ 106 煤油 1142 — 114222229＝ 106 輕柴油 1138 — 113821209＝ 106 重柴油 1125 — 112510729＝ 106 過汽化油 1105 — 11052526＝ 106 重油 — 971 97151646＝ 106 合計(jì) — — QF＝ 106 所以， hF＝ 10 6/126250＝ 1073（ kJ/kg） 再求出原油在加熱爐出口條件下的焓 h0。按前述方法作出原油在爐出口壓力 下的平衡汽化曲線（圖中的曲線 3）。此處忽略了原油中所含的水分，若原油含水則要作爐出口處的油氣分壓下的平衡汽化曲線。限定爐出口處溫度不超過365℃ ，由曲線 3 可讀出 365℃ 時(shí)的汽化率 e0為 65%（體積分?jǐn)?shù)）。顯然 e0＜ eF，即在爐出口條件下，過汽化油和部分重柴油處于液相 （液相部分非常少） 。據(jù)此可算出進(jìn)料在爐出口條件下的焓值 h0，見表 。 表 進(jìn)料在爐出口處攜帶的熱量（ p＝ ， t＝ 365℃ ） 油料 焓 /kJ/kg 熱量 /kJ/h 氣相 液相 汽油 1192 — 119220459＝ 106 煤油 1172 — 117222229＝ 106 輕柴油 1167 — 116721209＝ 106 重柴油 1151 — 115110729＝ 106 重油 — 962 96251646＝ 106 合計(jì) — — Q0＝ 106 所以， h0＝ 10 6/126250＝ 1079（ kJ/kg） 校核結(jié)果表明 h0略高于 hF，所以在設(shè)計(jì)的汽化段溫度 353℃ 下，既能保證所需 的拔出率（體積分?jǐn)?shù)為 %），爐 出口的溫度也不至于超過允許的限度。 塔底溫度 取塔底溫度比汽化段溫度低 7℃ ，即為 353－ 7＝ 346（ ℃ ） 塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱的分配 （ 1）假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度 參考同類裝置的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度如下： 19 塔頂溫度 126℃ 煤油抽出板（第 9 層）溫度 180℃ 輕柴油抽出板（第 18 層）溫度 252℃ 重柴油抽出板（第 27 層）溫度 310℃ （ 2）全塔熱回流 按上述假設(shè)的溫度條件做全塔熱平衡（見表 ），由此求出全塔回流熱。 表 全塔熱回流 物料 流率/kg/h 密度（ ρ20） /g/cm3 操作條件 焓 /kJ/kg 熱量 / kJ/h 壓力 /MPa 溫度 /℃ 氣相 液相 入方 進(jìn)料 126250 353 1087 — 106 汽提蒸汽 3670 — 420 3316 — 106 合計(jì) 16320 — — — — — 106 出 方 汽油 20459 166 607 — 106 煤油 22229 193 — 431 106 輕柴油 21209 246 — 631 106 重柴油 10729 310 — 799 106 重油 51646 346 — 904 106 水蒸汽 3670 — 150 2772 — 106 合計(jì) 129942 — — — — — 106 所以，全塔回流熱 Q＝ 10 6－ 10 6＝ 10 6（ kJ/h） （ 3）回流方式及回流熱的分配 塔頂采用二級(jí)冷凝冷卻流程，塔頂回流溫度定為 60℃ 。采用兩個(gè)中段回流，第 一個(gè)位于煤油側(cè)線和輕柴油側(cè)線之間（第 11～ 13 層），第二個(gè)位于輕柴油側(cè)線和重柴 油側(cè)線之間之間（第 20～ 22 層）。 回流熱分配如下： 塔頂回流取熱 50% Q0＝ 106kJ/h 第一中段回流取熱 20% Qc1＝ 106kJ/h 第二中段回流取熱 30% Qc2＝ 106kJ/h 側(cè)線及塔頂溫度的校核 校核由下而上進(jìn)行。 （ 1）重柴油抽出板（第 27）溫度 物料 流率 kg/h 密度（ ρ20）g/cm3 操作條件 焓， kJ/kg 熱量 kJ/h 壓力，MPa 溫度， ℃ 氣相 液相 入方 進(jìn)料 126250 353 — — 106 汽提蒸汽 2066 — 420 3316 — 106 內(nèi)回流 L 302 — 766 766L 合計(jì) 128316＋ L — — — — — 106＋ 766L 汽油 20459 310 1029 — 106 煤油 22229 310 1017 — 106 20 出 方 輕柴油 21209 310 1008 — 106 重柴油 10729 310 — 799 106 重油 51546 346 — 904 106 水蒸汽 2066 — 310 3093 — 106 內(nèi)回流 L 310 1002 — 1002L 合計(jì) 129942＋ L — — — — — 106＋ 1002L 由熱平衡得 10 6＋ 766L＝ 10 6＋ 1002L 所以，內(nèi)回流 L＝ 70717（ kg/h）或 70717/240＝ 295kmol/h 重柴油抽出板上方的氣相總量為： 201＋ 142＋ 90＋ 115＋ 295＝ 843（ kmol/h） 重柴油蒸汽（即內(nèi)回流）分壓為： 295/843＝ （ MPa） 由重柴油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算 下平衡汽化 0 點(diǎn)溫度?？梢杂谩妒蜔捴乒こ獭?[2]中圖 7— 15 和圖 7— 16 先換算得常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)，再用圖 7— 26換算成 下的平衡汽化數(shù)