【正文】 10142＋142L 0＋602923134 ＝10 7＋142L 0kcal/h由 Q 入 ＝Q 出 得 L0＝33340kg/h即塔頂冷回流量為 33340kg/h、塔內(nèi)汽液負(fù)荷：（1）塔頂：液相負(fù)荷：L 0＝33340kg/h＝,t0=6161。227。C5,t2,161。7t1汽相負(fù)荷：V 1＝D+L 0＝28410＋33340=61750 kg/h=627 kmol/h（2）塔頂一、二層塔板間：由于塔板的溫降，Q 1比 Q 稍有增加，但增量不大，由于相鄰兩板的溫差不大，為方便計(jì)算，近似的認(rèn)為 Q1≈Q，t 1≈t 0，又因兩板液體組成和性質(zhì)很接近，又可簡(jiǎn)化認(rèn)為 ，kgcalhvtLvt /42,02,1??kgcalhLt/651,?液相負(fù)荷：L 1＝Q 2/( )tt1,? ＝（－）10 7/（142－65） ＝43818kg/h=445kmol/h汽相負(fù)荷：V2＝D＋L1＝28410＋43818＝72228 kg/h=（3）汽化段（第 117 層板間負(fù)荷）：液相負(fù)荷：L 16＝F（e me0）＝631333（－）＝52401 kg/h=416kmol/h汽相負(fù)荷：V 17＝Fe m＝631333＝80811kg/h=641kmol/h由以上比較，塔一、二層塔板間負(fù)荷最大。、塔的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算：（1）塔徑計(jì)算：原油進(jìn)入汽化段后，其汽相部分進(jìn)入精餾段。在自下而上流動(dòng)過(guò)程中，由于溫度逐板下降，液相回流量（kmol/h）逐漸增大，因而汽相負(fù)荷（kmol/h）也不斷增加，到第一、二層板間，汽相負(fù)荷達(dá)到最大值，選取這一板計(jì)算塔徑。①由于初餾塔分離精度要求不高，因而采用 F1 型浮閥塔板，取塔板間距 Ht＝600mm，板間壓降為 ΔP＝＝②計(jì)算最大允許氣體速度 Wmax:L1=43818kg/h， ρ L＝所以 VL＝43818/＝ 3/h＝ m 3/h P＝＋＝，t≈105℃，M＝ρ V＝ = =)(???VV=（28410＋43818）/＝15206m 3/h=????????VLVLtgHW? ＝③計(jì)算適宜的氣體操作速度 Wa:Wa＝KK sWmax由于 Ht＝，所以安全系數(shù) K 取 ，系統(tǒng)因素 Ks取 所以 Wa＝＝④計(jì)算汽相空間截面積：Fa=VV/Wa＝＝ 2⑤計(jì)算降液管內(nèi)液體流速：Vd(2)＝K s==Vd(2)＝10 －3 KKs )(VLtH??＝10 －3 ＝)(6.??由于 Vd(2)Vd(2) 取 Vd＝V d(2)＝⑥計(jì)算降液管面積 ：39。F＝V L/Vd＝＝ 239。)1(dF＝ a＝＝ 239。)2(由于 取 ＝ ＝ 239。)1(d39。)2( 39。dF39。)(⑦計(jì)算塔槽截面積 Ft：Ft＝F a+ ＝＋＝ 239。d⑧計(jì)算塔徑 Dc:Dc= = =??按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)浮閥塔系列，圓整 Dc為 ，此時(shí)空塔氣速 u 為u= =)4.(???FVFd＝ ??39。dt即降液管面積取 （2） 、塔高計(jì)算（有效高度）：進(jìn)料段高度取 米，塔頂、塔底空間分別取 Ht＝H d+(n2)Ht+Hb+Hf＝＋（20－2）＋＋＝表 2－1：初餾塔計(jì)算結(jié)果匯總項(xiàng)目 結(jié)果塔頂溫度，℃ 105塔頂壓力，atm 塔頂回流溫度，℃ 60汽相 kmol/h 液相 kmol/h塔頂 627 第一二層板間 445初餾塔汽液負(fù)荷 汽化段 641 416進(jìn)料溫度，℃ 225進(jìn)料流量，kg/h 631333塔板類型 F1型浮閥塔板間距，mm 600塔板數(shù) 20降液管面積，m 2 直徑，m 塔高，m 、常壓塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理：（1）由大慶原油窄餾分實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)，繪制其實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線圖。實(shí)沸點(diǎn)窄餾分?jǐn)?shù)據(jù)如下：表 2－2：大慶原油實(shí)沸點(diǎn)窄餾分?jǐn)?shù)據(jù)表占 原 油 ， ％ （ m） 占 原 油 ， ％ （ V）沸點(diǎn)范圍℃ 每 餾 分 總 收 率 每 餾 分 總 收 率204d凝點(diǎn)℃K初 餾 ～ 112 — —112～156 — 156～195 65 195～225 41 225～257 24 257～289 9 289～313 4 313～335 13 335～355 22 355～374 29 374～394 34 394～415 38 415～435 43 435～456 45 456～475 48 475～500 52 500～525 55 500渣 油 41 —損失 在坐標(biāo)紙上繪制出實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線，如附圖所示。（2）原油切割方案及產(chǎn)品性質(zhì)：表 2－3：大慶原油常壓產(chǎn)品收率及性質(zhì)恩氏蒸餾餾出溫度，℃產(chǎn)品密度ρ 20 0％ 10％ 30％ 50％ 70％ 90％ 100％汽油 54 75 88 106 118 航煤 148 167 180 187 199 215 236輕柴油 203 219 234 246 259 276 304重柴油 279 306 318 331 340 358 366重油 334將各餾分恩氏蒸餾溫度換算為實(shí)沸點(diǎn)溫度及常壓平衡汽化溫度，以航煤舉例計(jì)算如下：①恩氏蒸餾溫度換算為實(shí)沸點(diǎn)溫度：Ⅰ、用實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50％餾出溫度與恩氏蒸餾 50％餾出溫度關(guān)系圖確定實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50％溫度：查圖得差值為 ℃，則實(shí)沸點(diǎn)溫度為：187＋＝℃Ⅱ、用實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫度差與恩氏蒸餾曲線各段溫度差關(guān)系圖確定實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫差：曲線線段 恩氏蒸餾溫差，℃ 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差，℃0～10％ 19 3310～30％ 13 2430～50％ 7 1250～70％ 12 1870～90％ 16 90～100％ 21 23Ⅲ、以實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50％溫度（℃）為基點(diǎn)推算實(shí)沸點(diǎn)蒸餾其它各點(diǎn)溫度得：30％點(diǎn)＝－12＝℃10％點(diǎn)＝－24＝℃0％點(diǎn)＝－33＝℃70％點(diǎn)＝＋18＝℃90％點(diǎn)＝＋＝230℃100％點(diǎn)＝230＋23＝253℃②恩氏蒸餾溫度換算為常壓平衡汽化溫度：Ⅰ、按常壓恩氏蒸餾 50％點(diǎn)與平衡汽化 50％點(diǎn)換算圖換算 50％點(diǎn)溫度：先求出恩氏蒸餾 10～70％斜率＝ ＝℃/％10769?查圖得 50％點(diǎn)溫度差為－1℃，則平衡汽化 50％點(diǎn)為：187－1＝186℃Ⅱ、由平衡蒸發(fā)曲線各段溫度與恩氏蒸餾曲線各段溫度差關(guān)系圖確定平衡汽化曲線各段溫差:曲線線段 恩氏蒸餾溫差，℃ 平衡汽化溫差，℃0～10％ 19 10～30％ 13 730～50％ 7 350～70％ 12 570～90％ 16 790～100％ 21 Ⅲ、推算平衡汽化曲線各段溫度得：30％點(diǎn)＝186－3＝183℃10％點(diǎn)＝183－7＝176℃0％點(diǎn)＝176－＝℃70％點(diǎn)＝186＋5＝191℃90％點(diǎn)＝191＋7＝198℃100％點(diǎn)＝198＋＝℃用同樣的方法換算其它餾分的實(shí)沸點(diǎn)溫度和常壓下平衡汽化溫度，如下表所示： 表 2－4實(shí)沸點(diǎn)蒸餾餾出溫度，℃產(chǎn)品0％ 10％ 30％ 50％ 70％ 90％ 100％切割點(diǎn)℃汽油 25 61 82 111 127 147 135航煤 230 253 216輕柴油 重柴油 360其中切割點(diǎn)溫度為：汽油＝（汽油 100％點(diǎn)＋航煤 0％點(diǎn)）/2＝（147＋）＝135℃航煤＝（航煤 100％點(diǎn)＋輕柴 0％點(diǎn)）/2＝（253＋）＝216℃輕柴＝（輕柴 100％點(diǎn)＋重柴 0％點(diǎn)）/2＝（＋）＝℃由各餾分切割點(diǎn)查實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線得各餾分收率如下表所示： 表 2－5平衡蒸發(fā)餾出溫度，℃ 收率產(chǎn)品0％ 10％ 30％ 50％ 70％ 90％ 100％ m% v%初頂油 汽油 70 79 86 90 95 105 航煤 176 183 186 191 198 206 輕柴油 229 235 243 249 255 263 272 重柴油 326 337 343 349 355 362 364 各餾分其它性質(zhì)如下表所示： 表 2－6名稱 常頂汽油 航煤 輕柴油 重柴油API176。 特性因數(shù) 分子量 154 200 274體積平均沸點(diǎn)，℃ 恩氏 10％～90％斜率 立方平均沸點(diǎn)，℃ 中平均沸點(diǎn)，℃ 臨界溫度，℃ 臨界壓力，atm 焦點(diǎn)溫度，℃ 454 焦點(diǎn)壓力，atm （3）原油常壓平衡汽化曲線繪制：原油各段實(shí)沸點(diǎn)數(shù)據(jù)為：10％ 30％ 50％ 70％186℃ 343℃ 462℃ 555℃將其換算為平衡汽化溫度：①、計(jì)算實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的參考線斜率及其各點(diǎn)溫度：該參考線斜率＝(555－186)/(70－10)＝℃/％該參考線各點(diǎn)溫度：10％點(diǎn)＝186℃30％點(diǎn)＝186＋（30－10）＝309℃50％點(diǎn)＝186＋（50－10）＝432℃70％點(diǎn)＝555℃②、求平衡汽化參考線的斜率及各點(diǎn)溫度：根據(jù)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線 10％～70％斜率 ℃/％查實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線與平衡汽化曲線換算圖（a）得平衡汽化參考線斜率為 ℃/％，查實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線與平衡汽化曲線換算圖（b）得 ΔF＝22℃。平衡汽化參考線 50％點(diǎn)＝實(shí)沸點(diǎn)蒸餾參考線 50％點(diǎn)－ΔF＝432－50＝382℃故平衡汽化參考線其它各點(diǎn)溫度為：10％點(diǎn)＝382－（50－10）＝206℃30％點(diǎn)＝382－（50－30）＝294℃70％點(diǎn)＝382＋（70－50）＝470℃③、計(jì)算實(shí)沸點(diǎn)曲線與其參考線各點(diǎn)溫差：ΔF 10％ ＝0 ΔF 70％ ＝0ΔF 30％ ＝343－309＝34℃ ΔF 50％ ＝462－432＝30℃④、求平衡汽化曲線各點(diǎn)溫度：由實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線與平衡汽化曲線換算圖（c）查得各餾出％的溫度差比值為：K 10％ ＝，其余 Ki值均為 計(jì)算平衡汽化曲線與其參考線間的溫差 ΔT i＝ΔF iKiΔT 10％ ＝0 ΔT 70％ ＝0ΔT 30％ ＝34＝℃ ΔT 50％ ＝30＝℃故平衡汽化曲線各點(diǎn)溫度應(yīng)為：10％點(diǎn)＝206＋0＝206℃30％點(diǎn)＝294＋＝℃50％點(diǎn)＝382＋＝℃70％點(diǎn)＝470＋0＝470℃在坐標(biāo)紙上繪制出常壓下原油的平衡汽化曲線，如附圖所示。、產(chǎn)品收率及物料平衡：表 2－7：產(chǎn)品收率物料平衡（按每年開(kāi)工 330 天計(jì)）產(chǎn) 率 處理量或產(chǎn)量油 品 ％（v）％（m）kt/a t/d kg/h kmol/h進(jìn) 料 4775 14470 602923汽 油 55 167 6945 煤 油 320 970 40405 輕柴油 440 1333 55558 重柴油 460 1394 58083 212產(chǎn)品重 油 67 70 3500 10606 44193汽提蒸汽用量：側(cè)線產(chǎn)品（航煤除外）及塔底重油都用過(guò)熱水蒸氣汽提，使用的是溫度420℃，壓力 的過(guò)熱水蒸氣。航煤不汽提是因?yàn)樗拇嬖跁?huì)影響航煤低溫性能，航煤中含有微量水，除了會(huì)引起結(jié)冰，堵塞過(guò)濾器和腐蝕金屬外，水還能與鐵生銹，和堿作用生成纖維狀、片狀和絮狀的懸浮物，當(dāng)游離水超過(guò)一定數(shù)量后還會(huì)與油中的膠質(zhì)相結(jié)合，在濾網(wǎng)上形成一層粘稠的薄膜，甚至堵塞濾網(wǎng)。水的存在還會(huì)引起腐蝕。參照《石油煉制工程》表 7－12，取汽提蒸汽用量如下表所示：表 2－8油 品％（重，對(duì)產(chǎn)品）kg/h kmol/h一線航煤 0 0 0二線輕柴油 3 三線重柴油 3 塔底重油 2 491合 計(jì) 、塔板型式和塔板數(shù)：選用浮閥塔板，參照《石油煉制工程》表 7－7 和 7－8 選定塔板如下：汽油—航煤段 9 層航煤—輕柴油段 6 層輕柴油—重柴油段 6 層重柴油—汽化段 3 層塔底汽提段 4 層考慮采用兩個(gè)中段回流，每個(gè)用 3 層換熱塔板，共 6 層。全塔板數(shù)總計(jì)為 34 層。、精餾塔計(jì)算草圖：將塔體、塔板、進(jìn)料及產(chǎn)品進(jìn)出口、中段循環(huán)回流位置、汽提返塔位置、塔底汽提點(diǎn)等繪制成草圖，以后的計(jì)算結(jié)果如操作條件和物料流量等可以陸續(xù)填入圖中。 190138207301460293kg/h41932kg/、操作壓力：取塔頂產(chǎn)品罐壓力為 ，塔頂采用兩級(jí)冷凝冷卻餾程。取塔頂空冷器壓力降為 ，使用一個(gè)管殼式后冷器，殼程壓降取 ，故：塔頂壓力＝＋＋＝取每層浮閥塔板壓力降為 ，則推算得常壓塔各關(guān)鍵部位壓力如下（單位為：atm）：塔頂壓力： 一線抽出板（第 9 層）上壓力: 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(guò)汽化度：取過(guò)汽化度為進(jìn)料的 2％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）或 ％（體積分?jǐn)?shù)） ，即過(guò)汽化量為 12058kg/h。要求進(jìn)料在汽化段中的汽化率 eF為：eF（體積）＝％＋％＋％＋％＋％＝％（2）汽化段油汽分壓：汽化段中各物料流量如下：汽 油： 航 煤