【正文】 度℃壓力MPa重整原料95航空煤油15225輕柴油218重柴油290重油原油5 原油常壓塔的工藝計(jì)算可以根據(jù)產(chǎn)品的餾分組成和原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線來(lái)確定餾分的分割溫度。表421 各餾分焦點(diǎn)溫度名稱(chēng)S/℃焦點(diǎn)溫度汽油煤油輕柴油重柴油焦點(diǎn)壓力由恩氏蒸餾10%～90%餾分的曲線斜率S和體積平均沸點(diǎn)根據(jù)《石油煉制工程》圖II142查得焦點(diǎn)溫度臨界溫度從而求得焦點(diǎn)壓力[1]見(jiàn)表422。30%點(diǎn)==℃ 10%點(diǎn)==℃ 0%點(diǎn)==℃ 70%點(diǎn)=+=℃ 90%點(diǎn)=+=℃ 100%點(diǎn)=+=℃同上可以計(jì)算出其它餾分的平衡汽化溫度(2)汽油的平衡汽化溫度見(jiàn)下表410：表410 汽油的平衡汽化溫度溜出%體01030507090100溫度℃8288(3)煤油的平衡汽化溫度見(jiàn)下表411：表411 煤油的平衡汽化溫度溜出%體01030507090100溫度℃191(4)重柴油的平衡汽化溫度見(jiàn)下表412：表412 重柴油的平衡汽化溫度溜出%體01030507090100溫度℃ 平均沸點(diǎn)的計(jì)算（1）體積平均沸點(diǎn)tv汽油 tv ＝=（60+81+96+109+126）/5= ℃煤油 tv ＝=（171+179+194+208+225）/5=℃輕柴油 tv ＝=（258+267+274+283+296）/5=℃重柴油 tv ＝=（316+328+341+350+368）/5=℃（2） 恩氏蒸餾10%～90%餾分的曲線斜率汽 油 S ＝（90%餾出溫度－10%餾出溫度）/（90－10）＝同理有：煤 油 S ＝（225－171）/（90－10）＝ 輕柴油 S ＝（296－258）/（90－10）＝ 重柴油 S ＝（368－316）/（90－10）＝ (3)立方平均沸點(diǎn)tw根據(jù)tw和S由《石油煉制工程》圖Ⅰ－2－7查得的校正值見(jiàn)下表413。計(jì)算方法與恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)換算類(lèi)似只是換算時(shí)要用到恩氏蒸餾曲線10～70%的斜率。logD= (式中D校正值加到t上)(1) 輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)見(jiàn)下表42：原油有關(guān)性質(zhì)參數(shù)的計(jì)算表42 輕柴油的常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出%（v）01030507090100溫度℃239258267274283296306由logD=[ ]得校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，見(jiàn)表43：表43 校正恩氏蒸餾數(shù)據(jù)溜出%（v）01030507090100溫度℃239① 用圖Ⅱ110確定實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50%%℃。 設(shè)計(jì)方案的確定根據(jù)上述介紹以及石油精餾的特點(diǎn)我們應(yīng)選用板式塔作為石油精餾的常壓塔比較合理 4 原油有關(guān)性質(zhì)參數(shù)的計(jì)算勝利油田原油原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表41[1]：表41 勝利油田原油的一般性質(zhì)產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)沸程℃密度恩氏蒸餾餾出溫度℃汽油～0%10%30%50%70%90%100%煤油～25834608196109120141輕柴油～159171179194208225239重柴油～239258267274283296306重油～289316328341350368376344 常壓蒸餾曲線和實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的互換這種互換可以利用《石油煉制工程》中的圖Ⅱ110和圖Ⅱ111這兩張圖使用于特性因數(shù)K=℃的油品。（3）當(dāng)氣液接觸過(guò)程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)填料塔因涉及液體分布問(wèn)題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻管。（2）填料塔不宜于處理易聚合或固體懸浮物的無(wú)聊而某些板式塔（如大孔徑篩板、泡罩塔等）則可以有效地處理這種物系。當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)填料表面不能很好地潤(rùn)濕傳質(zhì)效果急劇下降；當(dāng)液體負(fù)荷過(guò)大時(shí)則容易產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)者必須根據(jù)具體的情況進(jìn)行選。操作時(shí)液體自塔上部進(jìn)入通過(guò)液體分布器均勻噴灑在塔界面上在填料表面呈膜狀流下。精餾塔的種類(lèi)很多其主要有板式塔和填料塔這里主要介紹板式塔板式塔是一種應(yīng)用極為廣泛的氣液傳質(zhì)設(shè)備它由一個(gè)通常呈圓柱形的殼體及其中按一定間距水平設(shè)置的若干塊踏板所組成。圖1 常壓煉油工藝簡(jiǎn)圖前面討論了精餾過(guò)程現(xiàn)在來(lái)討論實(shí)現(xiàn)此過(guò)程的主要設(shè)備——精餾塔。原油在常壓塔里進(jìn)行精餾從塔頂溜出汽油餾分或重整原料油從塔側(cè)煤油和輕、重柴油等側(cè)線餾分。經(jīng)過(guò)脫鹽、脫水的原理由泵輸送經(jīng)一系列換熱器與溫度較高的蒸餾產(chǎn)品換熱再經(jīng)管式加熱爐加熱至370?C左右此時(shí)原油一部分已汽化油氣和未汽化的的油一起經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)油線進(jìn)入一個(gè)精餾塔。有時(shí)為了簡(jiǎn)單明了起見(jiàn)在圖中只列主要設(shè)備、機(jī)泵和主要的生產(chǎn)工藝管線這就稱(chēng)為原理流程圖。 工藝原理原油常壓精餾塔是常減壓蒸餾裝置的的重要組成部分在討論常壓精餾塔之前先對(duì)減壓蒸餾裝置的工藝流程作一簡(jiǎn)要的介紹。石油精餾畢竟還是一個(gè)精餾過(guò)程精餾的基本原理和規(guī)律對(duì)它無(wú)列外的適用。最后然而也是最重要的一點(diǎn)就是大型石油蒸餾裝置中的存油量常以百?lài)嵱?jì)顯而易見(jiàn)對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的安全可靠性有著嚴(yán)格的要求。又因現(xiàn)在大型煉油廠的年處理量動(dòng)輒以數(shù)百萬(wàn)至千萬(wàn)噸計(jì)要求石油精餾塔相應(yīng)地有巨大的生產(chǎn)能力因而其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更具有突出的意義。因此它不能應(yīng)用二元和多元精餾的計(jì)算方法。石油精餾是復(fù)雜系精餾的主要代表石油精餾和簡(jiǎn)單的二元、多元精餾相比有其明顯的獨(dú)特之處。因此研究和使用新型的塔器設(shè)備對(duì)于強(qiáng)化氣、液兩相傳質(zhì)過(guò)程以及工業(yè)生產(chǎn)具有得要的意義。從原油的處理過(guò)程來(lái)看上述常減壓蒸餾裝置分為原油的初餾（預(yù)汽化）、常壓蒸餾和減壓蒸餾三部分油料在每一部分都經(jīng)歷一次加熱汽化冷凝過(guò)程故稱(chēng)之為“三段汽化”如從過(guò)程的原理來(lái)看實(shí)際上只是常壓蒸餾和減壓蒸餾兩部分二常壓蒸餾部分可采用單塔（僅用一個(gè)常壓塔）流程或者用雙塔（用初餾塔和常壓塔）流程。塔低用水蒸氣汽提塔低重油（或稱(chēng)常壓渣油）用泵抽出送減壓部分。常壓部分撥出率高低不僅關(guān)系到該塔產(chǎn)品質(zhì)量與收率而且也影響減壓部分的負(fù)荷以及整個(gè)裝置生產(chǎn)效率的提高。它是裝置的主塔主要產(chǎn)品從這里得到因此其質(zhì)量和收率在生產(chǎn)控制上都應(yīng)給與足夠的重視。塔低為拔頭原油經(jīng)常壓爐加熱到360~370?C進(jìn)入常壓分餾塔塔頂出汽油。原油在蒸餾前必須進(jìn)行嚴(yán)格的脫鹽、脫水脫鹽后原油換熱到230~240?C進(jìn)初鎦塔（又稱(chēng)預(yù)汽化塔）。因此最常采用的是二段汽化（常壓蒸餾減壓蒸餾）或三段汽化蒸餾（預(yù)汽化常壓蒸餾減壓蒸餾）。蒸余的塔低重油可作鋼鐵或其他工業(yè)的燃料；在某些特定情況下也可做催化裂化或加氫裂化裝置的原料。最簡(jiǎn)單的原有蒸餾方式是一段汽化常壓蒸餾工藝流程所謂一段汽化指的是緣由經(jīng)過(guò)一次的加熱汽化冷凝完成了將原油分隔為符合一定要求溜出物的加工過(guò)程。3 方案論證方案論證 方案選擇一個(gè)煉油生產(chǎn)裝置有各種工藝設(shè)備（如加熱爐、塔、反應(yīng)器）及機(jī)泵等它們是為完成一定的生產(chǎn)任務(wù)按照一定的工藝技術(shù)要求和原料的加工流向互相聯(lián)系在一起即構(gòu)成一定的工藝流程。原油蒸餾是石油煉廠中能耗最大的裝置近年來(lái)采用化工系統(tǒng)工程規(guī)劃方法使熱量利用更為合理。我國(guó)煉油和石油化學(xué)加工技術(shù)的研究不僅需要繼續(xù)加大石油和化工高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝路線投入而且要加強(qiáng)現(xiàn)有生產(chǎn)裝置操作水平研究力度。發(fā)展趨勢(shì)面對(duì)有限的能源資源人類(lèi)應(yīng)該采用理性的做法。過(guò)去10年來(lái)國(guó)外在我國(guó)申請(qǐng)的專(zhuān)利已達(dá)7萬(wàn)件覆蓋了很大的技術(shù)領(lǐng)域。國(guó)外一些大型石化公司在產(chǎn)品上、技術(shù)上都紛紛進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)搶占地盤(pán)潤(rùn)滑油市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)尤為突出。一是化工產(chǎn)品的價(jià)格無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)際市場(chǎng)都不象過(guò)去那樣堅(jiān)挺呈下滑趨勢(shì)對(duì)企業(yè)的銷(xiāo)售額和利潤(rùn)影響很大。當(dāng)前我國(guó)石油化工既有很好的發(fā)展機(jī)遇也面臨著嚴(yán)峻形勢(shì)的挑戰(zhàn)。可以預(yù)計(jì)石化工業(yè)在本世紀(jì)末以至2010年都將保持較快的發(fā)展速度。(1)產(chǎn)品增長(zhǎng)率跟不上需要；(2)質(zhì)量品種不能適應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需要；(3)加工成本高；(4)生產(chǎn)裝置多數(shù)沒(méi)有達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模；(5)原料適應(yīng)能力差；(6)關(guān)鍵部件可靠性差；(7)裝置加工能力過(guò)剩開(kāi)工率較低；(8)企業(yè)特色不鮮明產(chǎn)品雷同。(1)為市場(chǎng)提供了比較充足的石油和石化產(chǎn)品；(2)取得了一批重大科技成果；(3)石化科研和設(shè)計(jì)水平有很大提高。目前我國(guó)已成為世界第三大煉油國(guó)我國(guó)石化工業(yè)將面臨不可多得的歷史發(fā)展機(jī)遇振興石油化工建設(shè)支柱產(chǎn)業(yè)的初步設(shè)想是：第一步到2000年原油加工能力超過(guò)2億t/a乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到500萬(wàn)t/a左右基本形成支柱產(chǎn)業(yè)的框架；第二步到2010年原油加工能力達(dá)到3億t/a以上乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到800～1000萬(wàn)t/a使我國(guó)石化工業(yè)有一個(gè)更大的發(fā)展在技術(shù)上達(dá)到世界水平。國(guó)際方面2005年以來(lái)宣布、并將在未來(lái)2至7年內(nèi)完工的160個(gè)煉油廠建設(shè)項(xiàng)目中如今只有30個(gè)將繼續(xù)推進(jìn)。保守估計(jì)至少將會(huì)形成每月200余萬(wàn)噸的汽柴油新增產(chǎn)量而在正常情況下2009年國(guó)內(nèi)汽柴油消費(fèi)能力不會(huì)形成每月200余萬(wàn)噸的新增量。當(dāng)前只要認(rèn)真落實(shí)中央的調(diào)控政策采取積極的應(yīng)對(duì)措施我們有理由對(duì)前景持審慎樂(lè)觀。選題背景2008年四季度考慮到國(guó)家可能繼續(xù)加大成品油價(jià)格接軌力度預(yù)計(jì)煉油行業(yè)利潤(rùn)全年增長(zhǎng)6%左右。2008年4季度中國(guó)石油和化工行業(yè)生產(chǎn)仍將保持較為穩(wěn)定的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。、發(fā)展趨勢(shì)及研究的主攻方向 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀　2008年4季度全球金融動(dòng)蕩可能加劇世界經(jīng)濟(jì)增速將進(jìn)一步放緩行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的外部環(huán)境可能繼續(xù)惡化但石油和化工行業(yè)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的能力明顯增強(qiáng)。與國(guó)外先進(jìn)水平相比是仍存在較大的差距裝置耗能較大分餾和減壓拔出深度偏低對(duì)含硫原油的適應(yīng)性較差等。我國(guó)的兩大超大型煉油和石化企業(yè)（中國(guó)石油和中國(guó)石化）不僅需要適應(yīng)這種全球的原油市場(chǎng)形式也必須要應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的政策性虧本燃油的升級(jí)換代和越來(lái)越高的環(huán)保要求等巨大的壓力節(jié)能降能提高經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)成為企業(yè)生存發(fā)展的重要手段。不僅能獲得更多的輕質(zhì)油品，也可為二次加工、三次加工提供更多的原料油。它的意義在于，通過(guò)常壓蒸餾對(duì)原油的處理，可以按所指定的產(chǎn)品方案將原油分割得到汽油、煤油、輕柴油、重柴油餾分以重油餾分等。本設(shè)計(jì)的目的是核算或設(shè)計(jì)出一套對(duì)石油進(jìn)行初步分離的常壓裝置。在蒸餾裝置中，也可以按不同的生產(chǎn)方案，除生產(chǎn)直餾汽油、煤油、柴油餾分外，再分割出一些二次加工過(guò)程的原料，如催化裂化原料、加氫裂解原料等等。借助蒸餾過(guò)程，可以將所處理的原油按所制定的產(chǎn)品方案分割成相應(yīng)的汽油、煤油、輕重柴油及各種潤(rùn)滑油餾分等。正因?yàn)檫@樣，幾乎在所有的煉油廠中，原油的第一個(gè)加工裝置就是蒸餾裝置，如常壓蒸餾等。蒸餾正是一種合適的手段。要從原油中提煉出多種多樣的燃料和潤(rùn)滑油產(chǎn)品，基本的途徑是：將原油分割成不同沸程的餾分，然后按油品的使用要求，除去這些餾分中的非理想成分，或者經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化形成所需要的組分，從而獲得一系列的石油產(chǎn)品。目 錄1 前言 12 選題背景 2 研究目的和意義 2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及研究的主攻方向 23 方案論證 4 方案選擇 4 工藝原理 6 設(shè)計(jì)方案的確定 84 原油有關(guān)性質(zhì)參數(shù)的計(jì)算 8 常壓蒸餾曲線和實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的互換 8 恩氏蒸餾數(shù)據(jù)與平衡汽化溫度之間的轉(zhuǎn)換 10 平均沸點(diǎn)的計(jì)算 11 比重系數(shù)API 13 臨界溫度和臨界壓力 14 焦點(diǎn)溫度 145 原油常壓塔的工藝計(jì)算 16 產(chǎn)品切割方案及有關(guān)性質(zhì) 16 常壓塔的物料平衡 16 汽提蒸汽用量 17 塔板板型和塔板數(shù) 17 操作壓力的確定 18 精餾塔計(jì)算草圖 18 27 41 426 塔的機(jī)械設(shè)計(jì) 45 按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算塔體和封頭厚度 46 自振周期計(jì)算 49 地震載荷及彎矩計(jì)算見(jiàn)表 49 風(fēng)彎矩計(jì)算 53 各種載荷引起的走向應(yīng)力 53 筒體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核 54 筒體和去做水壓試驗(yàn)校核 55 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì) 57 基礎(chǔ)環(huán)厚度 58 地腳螺栓設(shè)計(jì) 58 常壓塔裝配圖 607 工藝流程設(shè)計(jì) 62 62 638 總 結(jié) 65參考文獻(xiàn) 65致 謝 66附 錄 67前言第 65 頁(yè) 共67 頁(yè)前言 106t/a常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)1 前言石油是極其復(fù)雜的化合物。原油是由揮發(fā)度不同的多種組分構(gòu)成的液體混合物目前工業(yè)上采用的原油蒸餾技術(shù)與普通化工裝置中采用的精餾技術(shù)不同?；谶@個(gè)原因，煉油廠必須解決原油的分割和各種石油餾分在加工、精制過(guò)程中的分離問(wèn)題。它能將液體混合物按其所含組分的沸點(diǎn)和蒸汽壓的不同而分離為輕重不同的各種餾分[16]。所謂原油的一次加工，就是指原油蒸餾。這些半成品經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)木坪驼{(diào)配便成為合格的產(chǎn)品。由于經(jīng)過(guò)蒸餾取得的各種餾分基本上不含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和其它雜質(zhì)，故隨后的精制過(guò)程比較省事，用作二次加工的原料質(zhì)量也比較高，為原油的深度加工打好基礎(chǔ)[16]。該裝置是煉油廠和許多石油化工企業(yè)的龍頭裝置?？梢詼p少渣油量，提高原油總拔出率。2 選題背景 研究目的和意義當(dāng)今全球的能源危機(jī)原油價(jià)格飚升的局面嚴(yán)重的沖擊著世界范圍煉油的石化生產(chǎn)。常壓