【導讀】本設計為300萬噸/年常壓塔工藝設計與計算。本設計的主要工作為常壓塔。工藝設計、塔設備尺寸確定及水利學校核。設計中，為了使塔內(nèi)各段熱負荷均勻，設置可二個中段回流。閃蒸段溫度，塔底汽提用量及取熱分配等諸項操作條件進行了優(yōu)化。一中、二中回流分配比分別為40%、25%、35%。線抽出板為第22層，二中抽出板為第18層，三線抽出板第10層。

　　

【正文】 計算： 由文獻 [1]公式（ 19A），（ 19B）有： iidwdwdwd?????22111 溫度℃ 6 0 0 1 3 5 0 0 2 4 0 0 4 3 0 0 1 . 初底油實沸點蒸餾曲線 2 0 0 2 . 初底油平衡汽化曲線 3 . 常壓爐出口壓力下平衡汽化曲線 1 0 0 4 . 常壓塔進料段壓力下平衡汽化曲線 1 0 3 0 5 0 7 0 9 0 1 0 0 餾分 V% 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 21 9 3 1 9 6 2 9 6 2 9 1 6 8 6 6 7 9 8 7 4 4 1 ???????初d 油品性質(zhì)參數(shù)： 以輕石腦油為例計算，輕石腦油恩氏蒸餾數(shù)據(jù) ： 餾出 V% 溫度 ℃ 0% 80 10% 93 30% 103 50% 113 70% 122 90% 134 100% 152 ⑴ 該油品恩氏蒸餾 10%～ 90%的曲 線斜率為 ： 5 1 2 931 3 41090 1090 ?????? tt ℃ /% ⑵ 油品的各種平均沸點 由文獻 [1]，公式（ 11） 5 %90%70%50%30%10 tttttt ?????體 體積平均沸點 ： 1135 13412211310393 ??????t ℃ /% 根據(jù) 體t 及斜率這兩個數(shù)值由圖 17 查得重量平均沸點校正值為 +℃ 則 1 1 3 ???體t ℃ 依次查得實分子平均沸點的校正值為 ℃ 則 ???分t ℃ 立方平均沸點校正值為 ℃ 則 ???立t ℃ 中平均沸點校正值為 ℃ 則 ???中t ℃ ⑶ 密度和相對密度 由前 ?d 由表 111 查得△ d= 由文獻 [24]，公式（ 17A），（ 16）有： △ ?? dd △ d=+= 3 17 4 9 4 3 4 1 ????? dAPI ⑷ 特性因數(shù) K， 分子量 M 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 22 由圖 112根據(jù)比重指數(shù) API和平均沸點特性因數(shù) K=， 分子量 M= ⑸ 粘度 根據(jù)圖 117和圖 118查油品得粘度 100℃ 的粘度 50℃ 的粘度 ㎡ /s ㎡ /s ⑹ 臨界參數(shù) 根據(jù)圖 127由 和重量平均沸點 ， 可以查得 t 真 =296℃ 根據(jù)圖 127由 和分子平均沸點 ， 可以查得 t 假 =288℃ 根據(jù)圖 129由 和中平均沸點 ， 可以查得 P 假 = 由 P 假 = 和 ?假真tt ， 在圖 130 上查得 P 真 = ⑺ 焦點參數(shù) 由恩氏蒸餾 10%～ 90%餾分的曲線斜率和 體t 查圖 428， 圖 429 有 ： 焦點溫度 臨界溫度 =t 焦 t 真 =℃ 所以 t 焦 =+296=℃ 焦點壓力 臨界壓力 =P 焦 P 真 = 所以 P 焦 =+= ⑻ 平均汽化溫度 由參考文獻 [16]《石油加工工藝學》按圖 419 換算 50%點溫度 先求出恩氏蒸餾 10%～ 70%斜率 93122 ???? ℃ /% 再求出它們的溫差為 ℃ 則平衡汽化 50%點 ==℃ 由圖 420 確定平衡汽化曲線各段溫差 曲線線段 0%～ 10% 恩氏蒸餾溫差 ℃ 13 平均汽化溫差 ℃ 10%～ 30% 10 30%～ 50% 10 50%～ 70% 9 70%～ 90% 12 90%～ 100% 18 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 23 30%==℃ 10%==℃ 0%==92℃ 70%=+=℃ 90%=+4=℃ 100%=+=120℃ 由以上數(shù)據(jù)可以將各油品的性質(zhì)參數(shù)列于表 25 中 表 25 油品的有關性質(zhì)參數(shù) 性質(zhì) 輕石腦油 重石腦油 柴油 裂化原料 常底重油 204d 分子量 105 132 215 296 特性因數(shù) 粘度 50℃ 100℃ 臨界參數(shù) T(℃ ) 296 P(atm) 焦點參數(shù) T(℃ ) P(atm) 平衡汽化蒸餾溫度 0% 92 10% 30% 50% 70% 90% 100% 120 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 24 全裝置物料平衡計算及常壓塔物料平衡計算 已知各產(chǎn)品所要求的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，確定實沸點切割點和產(chǎn)品收率，可以用下述的方法： 將產(chǎn)品的恩氏蒸餾初餾點和終餾點換算為實沸點蒸餾初餾點和終餾點。取 0 100( )/2HLtt? 為實沸點切割溫度 以輕石腦油和重石腦油為例計算實沸點切割溫度和輕石腦油收率，由表14知輕石腦油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)如下 ： 0% 10% 30% 50% 70% 90% 100% 80 93 103 113 122 134 152 ⑴ 由參考文獻 [25]《石油煉制工程》圖 712 確定實沸點蒸餾 50%點。由圖查得它與恩氏蒸餾 50%之差值為 3℃。故實沸點蒸餾 50%點， 113+（ 3） =110℃ 。 ⑵ 用圖 713查得實沸點蒸餾曲線各段溫差： 餾程 恩氏蒸餾溫差℃ 實沸點溫差℃ 0%～ 10% 10%～ 30% 30%～ 50% 50%～ 70% 70%～ 90% 90%～ 100% 13 10 10 9 12 18 24 8 17 11 12 15 ⑶ 由實沸點 50%點溫度（ 110℃）推算其他實沸點蒸餾點溫度： 30%點 =110℃ 17℃ =93℃ 10%點 =93℃ 18℃ =75℃ 0%點 =75℃ 24℃ =51℃ 70%點 =110℃ +11℃ =121℃ 90%點 =121℃ +12℃ =133℃ 100%點 =133℃ +15℃ =148℃ 重石腦油的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)如下 0% 151 10% 155 30% 160 50% 164 70% 169 90% 178 100% 196 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 25 由《石油煉制工程》圖 712確定實沸點蒸餾 50%點。由圖查得它與恩氏蒸餾 50%之差值為 4℃。故實沸點蒸餾 50%點， 164+（ 4） =160℃ 。 ② 用圖 713查得實沸點蒸餾曲線各段溫差： 餾程 0～ 10% 恩氏蒸餾溫差℃ 4 實沸點蒸餾溫差℃ 10 10～ 30% 5 11 30～ 50% 4 9 50～ 70% 5 7 70～ 90% 9 12 90～ 100% 18 20 由實沸點 50%（ 160℃）推算其他實沸點蒸餾點溫度： 30%點 =160℃ 9℃ =151℃ 10%點 =151℃ 11℃ =140℃ 0%點 =140℃ 10℃ =130℃ 70%點 = 162℃ +7℃ =169℃ 90%點 =169℃ +12℃ =181℃ 100%點 =181℃ +20℃ =201℃ 輕石腦油的實沸點蒸餾終餾點 =148℃ 重石腦油的實沸點蒸餾終餾點 =130℃ 實沸點切割點 =（ 148+130） /2=139℃ 在圖 1 上 139℃處作一水平線交原油實沸點曲線于一點，由此點讀出輕石腦油的蒸餾 收率為 %， 其它餾分按上述方法計算，結果匯于表 26。 表 26 常壓塔物料平衡表 油品 產(chǎn)率 處理量 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 26 %(體 ) %(重 ) 104t/y T/d ㎏ /h Kmol/h 進料 100 100 8775 365625 產(chǎn) 品 輕石腦油 重石腦油 柴油 裂化原料 重油 合計 100 100 8775 365625 汽提蒸汽用量 由參考文獻 [16]《石油加工工藝學》，表 411 汽提蒸汽用量表得汽提蒸汽用量 ： 本塔分為三段汽化 ， 分別是 ： 常底、常一、常二 .其用量列于表 34， 該蒸汽都用 300kpa， 390℃ 的過熱蒸汽 ， 其用量是根據(jù)考察同類型裝置的情況而定的 。 表 27 常壓分餾塔汽提蒸汽用量表 (P=300kpa， T=390℃ ) 油品 占各產(chǎn)品 質(zhì)量分率 流率 ㎏ /h Kmol/h 重石腦油 2 柴油 常底重油 2 合計 選定塔板形式和塔板數(shù)及其計算草圖 確定塔板型式和塔板數(shù) 選用浮閥塔板 參照文獻 [16]《石油加工工藝學》表 49 選得塔板數(shù)如下 ： 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 27 輕石腦油～重石腦油 重石腦油～柴油 柴油 ～常三線重油 常三線重油～常底重油 塔底汽提段 11層 11層 9層 5層 4層 考慮采用兩個中段回流 ， 每個用 3 層塔板共 6層塔板 ， 全塔塔板數(shù)總計 46層 。 常壓分餾塔計算草圖 將所要計算的常壓分餾塔塔體、塔板、進料及產(chǎn)品進出口、中段循環(huán)回流、汽提返塔、側線及塔底汽提點等數(shù)據(jù)和位置繪制成草圖如圖 32所示 ， 然后陸續(xù)填入物料流量及操作條件 ， 計算草圖使設計計算一目了然 ， 便于分析和避免差錯 。 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 28 輕石腦油:581 KJ /h蒸汽:7 072. 11KJ /h塔頂冷回流:70 1K g/ h(取熱: 96GJ /h )常一線汽提蒸汽:2 39. 85K g/ h常一線: 1199 J/ h常二線汽提蒸汽15 98. 7KG /h常二線: 6394 KJ /h常三線: 1619 KJ /h過汽化油:599 KJ /h塔底重油:261 677. 8K J/ h第一中段回流(取熱: 85GJ /h )第二中段回流(取熱: 59KG /h )進料:3 6562 5Kg /h塔底汽提蒸汽:5 233. 56 KJ /h圖3 2 常壓塔計算草圖 確定常壓塔各關鍵部位操作壓力 由 文獻 [16]《石油加工工藝學》分餾塔的操作壓力部分，取塔頂產(chǎn)品罐壓力為 120kpa， 塔頂采用二級冷凝冷卻流程 ， 取塔頂空冷器壓力降為 10kpa， 后冷器殼程壓力降 取 20kpa。 遼寧石油化工 大學 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 29 塔頂壓力 =120+10+20=150kpa。 由文獻 [16]《石油加工工藝學》表 412塔板壓降值，取每層浮閥塔板壓力降， 推算常壓分餾塔各關鍵部位壓力 (kpa)。 取轉油線壓力降為 ： 35kpa。 則加熱爐出口壓力為 +35=。 塔頂壓力 一線抽出板 (第 36 層 )上壓力 二線抽出板 (第 22 層 )上壓力 三 線抽出板 (第 10 層 )上壓力 汽化段壓力 (第 4層 )上 壓力 150 確定汽化段溫度 汽化段油汽分壓 汽化段中各物料的流量如下 輕石腦油 kmol/h 重石腦油 柴油 裂化原料 過汽化油 18..74 油汽量合計 塔底汽提蒸汽 則汽化段油汽分壓為 ： 1 9 1 7 1 7 2 ??? kpa。