【導(dǎo)讀】化工專業(yè)課程設(shè)計(jì)。408萬噸/年大港原油常減壓蒸餾裝置工藝設(shè)計(jì)。完成時(shí)間：2020年09月28日至2020年10月18日。廣東石油化工學(xué)院化工與環(huán)境工程學(xué)院

　　

【正文】 密度校正值 d? ，故： 重整原料： ??d ?????? ddd 航空煤油： ??d 7 9 0 9 ?????? ddd 輕 柴 油： ??d 8 4 0 4 ?????? ddd 重 柴 油： ??d 8 4 9 0 4 4 5 ?????? ddd 重 油： ??d ?????? ddd 特性因數(shù) d TK ? 式中 T 為中平均沸點(diǎn)的絕對(duì)溫度（ K） 重整原料 7 3 4 3 31 ????d TK 航空煤油 7 9 0 3 31 ????d TK 輕柴油 8 4 0 3 31 ????d TK 通用柴油 8 4 5 3 31 ????d TK (8) 比重指數(shù) ?API ： 3 4 1 ??? dAPI 重整原料 7 3 ?????? dA P I 航空煤油 7 9 ?????? dA P I 輕柴油 8 4 ?????? dA P I 通用柴油 8 4 ?????? dA P I 重油 9 2 ?????? dA P I （ 9）相對(duì)分子質(zhì)量 M: 由圖表集圖 212 查得 : 重整原料： 96 航空煤油： 158 輕柴油： 208 重柴油： 294 重油： 470 （ 10）平衡蒸發(fā)溫度： 重整原料恩氏蒸餾 10～ 70%斜率 = %/1070 87106 C???? 航空煤油恩氏蒸餾 10～ 70%斜率 = %/ 1 622 05 C???? 輕柴油恩氏蒸餾 10～ 70%斜率 = %/ 238270 C???? 重柴油恩氏蒸餾 10～ 70%斜率 = %/ 324342 C???? 由圖表集圖 224 查得： 重整原料： 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn) 恩氏蒸餾 50%點(diǎn) =3 航空煤油： 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn) 恩氏蒸餾 50%點(diǎn) =3 輕柴油： 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn) 恩氏蒸餾 50%點(diǎn) =7 重柴油： 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn) 恩氏蒸餾 50%點(diǎn) =18 查常壓平衡汽化曲線各段溫差與恩氏蒸餾曲線隔斷溫差換算圖可得平衡汽化各段溫度差分別為： 表 31 重整原料 平衡蒸發(fā)溫度 恩氏蒸餾， (體 ) % 恩氏蒸餾， oC 恩氏蒸餾溫差， oC 平衡蒸發(fā)溫差， oC 10% 87 30% 93 50% 99 70% 106 90% 118 100% 130 6 6 7 12 12 3 3 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn)溫度， oC 平衡蒸發(fā)溫度， oC 993 = 96 93 96 99 107 同理可得其余各組分?jǐn)?shù)據(jù)如下： 表 32 航空煤油 平衡蒸發(fā)溫度 恩氏蒸餾， (體 ) % 恩氏蒸餾， oC 恩氏蒸餾溫差， oC 平衡蒸發(fā)溫差， oC 0% 142 10% 162 30% 180 50% 192 70% 205 90% 228 20 18 12 13 23 8 10 6 5 11 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn)溫度， oC 平衡蒸發(fā)溫度， oC 1923 = 189 165 173 183 189 194 205 表 33 輕柴油 平衡蒸發(fā)溫度 恩氏蒸餾， (體 ) % 恩氏蒸餾， oC 恩氏蒸餾溫差， oC 平衡蒸發(fā)溫差， oC 0% 225 10% 238 30% 255 50% 262 70% 270 90% 288 13 17 7 8 18 5 10 3 3 8 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn)溫差， oC 平衡蒸發(fā)溫度， oC 2627=255 237 242 252 255 258 266 表 34 通用柴油 平衡蒸發(fā)溫度 恩氏蒸餾， (體 ) % 恩氏蒸餾， oC 恩氏蒸餾溫差， oC 平衡蒸發(fā)溫差， oC 0% 307 10% 324 30% 329 50% 331 70% 342 90% 359 17 5 5 11 17 7 3 2 7 平衡蒸發(fā) 50%點(diǎn)溫差， oC 平衡蒸發(fā)溫度， oC 331+18=349 337 344 347 349 （ 11）臨界溫度： 查《石油煉制工藝學(xué)》圖 225 知： 表 35 產(chǎn)品的臨界溫度 產(chǎn)品名稱 真臨界溫度 ℃ 假臨界溫度 ℃ 重整原料 279 275 航空煤油 380 373 輕 柴 油 452 447 重 柴 油 505 501 （ 12）臨界壓力： 由《石油煉制工藝學(xué)》圖 227 和圖 228 查得： 表 36 產(chǎn)品的臨界壓力 產(chǎn)品名稱 真臨界壓力 MPa 假臨界壓力 MPa 重整原料 航空煤油 輕 柴 油 重 柴 油 （ 13）焦點(diǎn)溫度 TF ： 由圖表集圖 2219 查得： 重整原料： ℃ 航空煤油： ℃ 輕 柴 油 : ℃ 重 柴 油 : ℃ （ 14）焦點(diǎn)壓力 PF ： 由圖表集圖 2218 查得： 重整原料： 航空煤油： 輕 柴 油： 重 柴 油： 表 34 油品的有關(guān)性質(zhì)參數(shù)計(jì)算匯總 油品名稱 密度 / 204d 比重指數(shù)oAPI 特性因數(shù) K 相對(duì)分子質(zhì)量 M 平衡蒸發(fā)溫度 /℃ 臨界參數(shù) 焦點(diǎn)參數(shù) 0% 100% 溫度/℃ 壓力/MPa 溫度/℃ 壓力/MPa 重整原料 96 279 航空煤油 158 380 輕 柴 油 208 452 重 柴 油 294 505 重 油 470 產(chǎn)品收率及物料平衡 處理量為 300+912=408 萬噸 /年 物料平衡可參考同一原油、同一產(chǎn)品方案的生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定。確定后列出物料平衡表。如不能取得實(shí)標(biāo)生產(chǎn)數(shù)據(jù) , 可根據(jù)實(shí)沸點(diǎn)數(shù)據(jù)來確定。 如表 21所示 , 相鄰兩個(gè)產(chǎn)品 沒有 互相重疊的 ,兩個(gè)餾分的交接溫度 作為這兩個(gè)餾分的切割溫度。決定年開工天數(shù)后 , 即可作出常壓塔物料平衡表 , 如表 35所示。表 35 中沒有考慮損失 , 在 實(shí)際 生產(chǎn)通常取 (氣體 +損失 )約占 原油 ％。 表 35物料平衡表 (按每年開工 8000 小時(shí)計(jì) ) 油 品 產(chǎn) 率， % 處 理 量 或 產(chǎn) 量 體積 質(zhì)量 104t/a kg/h kmol/h 原 油 100 100 408 510000 產(chǎn) 品 重整原料 21420 航空煤油 47940 輕 柴 油 68850 重 柴 油 29070 重 油 342720 汽提蒸汽用量 側(cè)線產(chǎn)品及塔底重油都用過熱水蒸汽汽提 , 使用的是溫度 420℃ , 壓力（表） 的過熱水蒸汽。汽提水蒸汽用量與需要汽提出來的輕組分含量有關(guān)。在設(shè)計(jì)中可參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來選擇汽提蒸汽用量。 表 4 汽提蒸汽用量 (經(jīng)驗(yàn)值 ) 塔名稱 產(chǎn)品 蒸汽用量 , ％ , 對(duì)產(chǎn)品 常壓塔 溶劑油 ～ 常壓塔 煤油 2～ 3 常壓塔 輕柴油 2～ 3 常壓塔 重柴油 2～ 4 常壓塔 輕潤(rùn)滑油 2～ 4 常壓塔 塔底重油 2～ 4 初餾塔 塔底油 ～ 減壓塔 中、重潤(rùn)滑油 2～ 4 減壓塔 殘?jiān)剂嫌? 2～ 4 減壓塔 殘?jiān)子? 2～ 5 表 310 汽提水蒸汽用量 汽提蒸汽用量 塔名稱 油品 氣提蒸氣用量 %對(duì)產(chǎn)品 （經(jīng)驗(yàn)值） 蒸汽用量 (Kg/h) 蒸汽用量 (Kmol/h) 常壓塔 常壓一線煤油 3 常壓二線輕柴油 2 1377 常壓三線重柴油 3 塔底重油 3 合計(jì) 塔板型式和塔板數(shù) 石油分餾塔塔板數(shù)主要靠經(jīng)驗(yàn)選用，表 31表 312 是常壓塔塔板數(shù)的參考值。 表 311 常壓塔塔板數(shù)國(guó)外文獻(xiàn)推薦值 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 汽 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 312 國(guó)內(nèi)某些煉油廠常壓塔塔板數(shù) 被分離的餾分 東方紅 Ⅱ 套 南京 Ⅰ 套 上海 煉廠 汽 油 ─煤 油 3 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 參照表 311 與 表 312 選定的塔板數(shù)如下 : 決定塔板數(shù) 重整原料 14 層 考慮一線生產(chǎn)航煤，其中塔頂循環(huán)回流3塊板 航空煤油 14 層 一中循環(huán)回流 3 塊 輕 柴 油 8層 二中循環(huán)回流 3 塊 重 柴 油 4層 塔底汽提段 4層 全塔用兩個(gè)中段回流 , 每個(gè)用 3 層換熱塔板共 6層 , 全塔塔板總數(shù)為 50 層 分餾塔計(jì)算草圖 塔的計(jì)算草圖 如 圖 31 所示 。 操作條件的確定 操作壓力 取塔頂產(chǎn)品罐壓力為 。塔頂采用兩級(jí)冷凝冷卻流程圖。取塔頂空冷器壓力降為 , 使用一個(gè)管殼式后冷器 , 殼程壓力降取 , 故塔頂壓力 =++= (絕 )。 取每層浮閥塔板壓力降為 (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 14 層 )上壓力 二 線抽出板 (第 31 層 )上壓力 三線抽出板 (第 42 層 )上壓力 汽化段壓力 (第 46 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率 (原油相對(duì)密度 ?d ) 取過汽化率為進(jìn)料的 2％ (質(zhì) )(經(jīng)驗(yàn)值為 2～ 4), 則過汽化油量為 510000%=10200kg/h， 要求進(jìn)料在汽化段的汽化率為 : eF=(++++)％ =％ (體 ) （ 2）汽化段油氣分壓 汽化段中各物料的流量如下： 氣化段油氣分壓 kmol/h 汽油 航空煤油 輕 柴 油 重 柴 油 過汽化油 34 油氣量合計(jì) 過汽化油 10200/300=34kmol/h (假定過汽化油分子量為 300) 油汽量合計(jì) 水 蒸 汽 (塔底汽提 ) 由此計(jì)算得汽化段的油氣分壓為： (+)= （ 3）汽化段溫度的初步求定 分別根據(jù)表 2 和表 3 的數(shù)據(jù)作出原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線和平衡汽化曲線，如圖 32 所示。 汽化段溫度應(yīng)該是在汽化段油氣分壓 之下汽化 ％ (體 )的溫度 ,為此需要作出在 下的原油平衡汽化曲線 , 見上圖中的 黃色曲線 。在不具備原油的臨界參數(shù)與焦點(diǎn)參數(shù)而無法作出原油的 PTe 相圖的情況下 ,曲線 4 可用簡(jiǎn)化法求定 ： 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 310℃ 。將此交點(diǎn)溫度換算成在 壓力下的溫度為 320℃ 。過該交點(diǎn)作垂直于橫座標(biāo)的直線 A, 在 A線上找到 320℃ 之點(diǎn) , 過此點(diǎn)作平行于原油常壓平衡汽化曲線 , 即為原油在 下的平衡汽化曲線。 由曲線 4可查得當(dāng) eF為 ％ (體 )時(shí)的溫度為 350℃ , 此即欲求的汽化段溫度 tF。此 tF 是由相平衡關(guān)系求得 , 還需對(duì)它進(jìn)行校核。 （ 4） tF 的校核 校核的目的是看 tF 要求下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