【正文】 蒸餾 50%點(diǎn)與實(shí)沸點(diǎn) 50%點(diǎn)溫差為 ℃ ，所以有： 50%點(diǎn)實(shí)沸點(diǎn)溫度＝ +=℃ 2）由《石油化工工藝計算圖表》 [3]圖 查知實(shí)沸點(diǎn)曲線溫差，結(jié)果表如下： 表 汽油恩氏蒸餾溫差與實(shí)沸點(diǎn)溫差 曲線線段 恩氏蒸餾溫差 /℃ 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差 /℃ 0～ 10% 10%～ 30% 30%～ 50% 13 50%～ 70% 70%～ 90% 15 90%～ 100% 3）由 50%點(diǎn)及各段曲線溫差計算實(shí)沸點(diǎn)曲線的各點(diǎn)溫度 30%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 10%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 0%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 70%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 10 90%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 100%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 【煤油】 1）由《石油化工工藝計算圖表》 [3]圖 確定實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 50%點(diǎn)，由圖查 得實(shí)沸點(diǎn) 50%與恩氏蒸餾 50%溫差為 ℃ ，所以有： 50%點(diǎn)實(shí)沸點(diǎn)溫度＝ +＝ ℃ 2）由《石油化工工藝計算圖表》 [3]中圖 查得實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫 差： 表 煤油恩氏蒸餾溫差與實(shí)沸點(diǎn)溫差 曲線線段 恩氏蒸餾溫差 /℃ 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾溫差 /℃ 0～ 10% 10%～ 30% 11 30%～ 50% 50%～ 70% 70%～ 90% 18 90%～ 100% 4） 由實(shí)沸點(diǎn) 50%點(diǎn)溫度計算其他實(shí)沸點(diǎn)各點(diǎn)溫度： 30%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 10%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 0%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 70%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 90%點(diǎn) ＝ ＋ ＝ ℃ 100%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 【輕柴油】 對于恩氏蒸餾溫度高出 246℃ 者需要考慮裂化影響，進(jìn)行溫度校正，公式如下： lgD＝ － （ ） [2] 式中： D―― 溫度校正值（加至 t上）， ℃ ； t—— 超過 246℃ 的恩氏蒸餾溫度， ℃ 。/s 總氯 /μg/g 45℃ mm178。 含蠟量 /m% 粘度 35℃ mm178。常壓第二中段回流從常壓塔的 23 板抽出，經(jīng)過常壓泵與原油換熱，溫度降至 197℃左右，然后回流至常壓塔。塔頂?shù)挠蜌饨?jīng)過空冷、水冷、一部分作 冷回流，經(jīng)常壓塔頂回流泵打回常壓塔，另一部分作為產(chǎn)品流出裝置。進(jìn)入常壓加熱爐，加熱至 365℃ 左右。 常壓塔頂：汽油 常壓一線：煤油 常壓二線：輕柴油 常壓三線：重柴油 工藝流程 原油進(jìn)入廠區(qū)后（溫度為 45℃ ），進(jìn)注緘后，由原油泵抽出，分為平衡的兩路進(jìn)行換熱。 根據(jù) 印尼貝蘭納克 原油本身的特性 [1]，本次設(shè)計產(chǎn)品為燃料型方案。 4 5 第一章 產(chǎn)品方案及工藝流程 產(chǎn)品方案 確定原油加工方案是煉廠設(shè)計和生產(chǎn)的首要任務(wù)。 2020 年，中國原油生產(chǎn)量位居世界第 5 位，由 2020 年的 108t，增加到 2020年的 108t，進(jìn)口石油 108t（原油 107t，石油產(chǎn)品 107t），其中東進(jìn)口 107t，比 2020 年增加 106t，進(jìn)口國家和地區(qū)接近 20 個。我國的石油產(chǎn)品中燃料約占 80%，而其中約 60%為各種發(fā)動機(jī)燃料，所產(chǎn)柴油和汽油的比例約為 :1；潤滑劑包括潤滑油和潤滑脂，主要用于降底機(jī)件之間的磨擦和防止磨損，以減少能耗和延長機(jī)械壽命。從世界范圍看，汽車的出現(xiàn)把石油工業(yè)推向了快速發(fā)展的軌道，加快了石油產(chǎn)品的消費(fèi)和需求。在石油產(chǎn)品中，汽油的 85%～ 90%和柴油的 30%被汽車所消耗。按 2020 年中國各行業(yè)石油消費(fèi)構(gòu)成看，交通運(yùn)輸業(yè)占 30%以上，是消費(fèi)石油最多的行業(yè)。 從上述石油產(chǎn)品品種之多和用途之廣也可以看到石油煉制工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)和國防中的重要地位。 石油是十分復(fù)雜的烴類非烴類化合物的混合物。石油煉制工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是提供能源，尤其是交通運(yùn)輸燃料和有機(jī)化工原料的最重要的工業(yè)。 ，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。對于減壓蒸餾操作，較大的壓力降還可以使系統(tǒng)無法維持必要的真空度。 3.流體流動的阻力小，即流體通過塔設(shè)備的壓力降小。塔設(shè)備的氣夜負(fù)荷量有較大的波動時，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作。在較大的氣夜流速下，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或者液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象。 作為主要用于傳質(zhì)過程的塔設(shè)備，首先必須使氣液；兩相能充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率。據(jù)有關(guān)材料報道，塔設(shè) 備的投資費(fèi)占整個工藝設(shè)備投資費(fèi)的較大比例，它所耗用的鋼材重量在各類工藝設(shè)備中也屬較多。設(shè)計的基本方案：原油 — 換熱系統(tǒng) — 電脫鹽系統(tǒng) — 加熱爐系統(tǒng)— 常壓系統(tǒng) — 儀表控制系統(tǒng)，經(jīng)常壓蒸餾得到汽油、煤油、柴油等燃料出裝置及常壓重油去催化裂化車間。此次設(shè)計的大慶原油屬于低硫石蠟 基原油，凝固點(diǎn)高，蠟含量高，膠質(zhì)含量適中，瀝青質(zhì)含量低，金屬含量中 Ni 含量較高。 與國際先進(jìn)水平相比，我國常減壓蒸餾裝置仍然存在較大的差距，主要是裝置規(guī)模小，運(yùn)行負(fù)荷低，運(yùn)行周期短，關(guān)鍵工藝技術(shù)落后，能耗依然偏高等。 近年來，我國常減壓蒸餾裝置，呈現(xiàn)了規(guī)模大型化，原 油加工品種多樣化生產(chǎn)操作智能化等趨勢，技術(shù)水平有了較大的提高。 常減壓蒸餾過程經(jīng)過一百多年的發(fā)展，已成為一個比較完整成熟的工藝。但與國外先進(jìn)水平相比，仍存在較大的差距，裝置能耗仍然偏高，分餾精度和減壓拔出深度偏低，對含硫原油的適應(yīng)性差等。其中重要的分離設(shè)備 — 常壓塔的設(shè)計，是能否獲得高收率、高質(zhì)量油的關(guān)鍵 。 常減壓蒸餾的概述 原油精餾裝置是煉油企業(yè)的 “ 龍頭 ” ，是煉油工業(yè)的第一道工序，為二次加工裝置提供原料，是原油加工的基礎(chǔ)，其能量的綜合利用程度和拔出率高低體現(xiàn)在石化企業(yè)的效益上，因此，開展常壓精餾裝置的研究很有意義。為了更好的提高石油資源的利用率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對從國外進(jìn)口的原油煉制構(gòu)成進(jìn)行開發(fā)研究也是十 分必要的。目前，我國原油的年加工量約為 2億噸。 國民經(jīng)濟(jì)和國防部門眾多的各種應(yīng)用場合對石油產(chǎn)品提出了許多不同的使用要求。但是，進(jìn)入 21 世紀(jì)，特別是我國成為世界貿(mào)易組織的正式成員后，按照市場準(zhǔn)入、關(guān)稅減讓的相關(guān)壁壘協(xié)議，國內(nèi)成品油市場將逐漸融入國際市場，不可避免的要參與世界貿(mào)易大環(huán)境下的競爭，基本依靠自有技術(shù)發(fā)展起來的我國煉油工業(yè)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本次設(shè)計共用 34 塊浮閥塔板，塔距 ，塔徑 ，塔高 12 次換熱達(dá)到工藝要求，換熱效率是 %。蒸余的塔底重油可作鋼鐵或其它工業(yè)的燃料。流程簡單，投資和操作費(fèi)用較少。設(shè)計了一個常壓塔一段汽化蒸餾裝置，此裝置由一臺管式加熱爐，一個常壓塔以及若干臺換熱器（完善的換熱流程應(yīng)達(dá)到要求：充分利用各種余熱；換熱器的換熱強(qiáng)度較大；原油流動壓力降較小。 為了更好地提高原油的生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對 印尼貝蘭納克 混合原油進(jìn)行常壓蒸餾設(shè)計。近年來常減壓蒸餾技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)不斷創(chuàng)新，裝置節(jié)能消耗顯著，產(chǎn)品質(zhì)量提高。 原油常壓蒸餾 工藝 設(shè)計 摘 要 原油常壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用，在煉廠具有舉足輕重的地位，其運(yùn)行的好壞直接影響到后續(xù)的加工過程。其中重要的分離設(shè)備 — 常壓塔的設(shè)計，是能否獲得高收率、高質(zhì)量油的關(guān)鍵。但與國外先進(jìn)水平相比，仍存在較大的差距。設(shè)計的基本方案是：常壓塔采取三側(cè)線，常壓塔塔頂生產(chǎn)汽油，三個 側(cè)線分別生產(chǎn)煤油，輕柴油，重柴油。）冷凝冷卻器、機(jī)泵等組成，在常壓塔外側(cè)為側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔。原油在這樣的蒸餾裝置下，可以得到 350360℃以前的幾個餾分，可以用作汽油、煤油、輕柴油、重柴油產(chǎn)品，也可分別作為重整化工（如輕油裂解）等裝置的原料。在某些特定的情況下也可以作 催化裂化或加氫裂化裝置的原料。 關(guān)鍵詞 ： 原油；常壓蒸餾；物料衡算；熱量衡算；塔；換熱 目 錄 摘 要 1 目 錄 2 前 言 1 第一章 產(chǎn)品方案及工藝流程 5 產(chǎn)品方案 5 工藝流程 5 第二章 工藝計算及說明 7 設(shè)計數(shù)據(jù) 7 已知數(shù)據(jù) 7 原油的實(shí)沸點(diǎn)及窄餾分?jǐn)?shù)據(jù) 7 原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的繪制 8 常壓塔工藝計 算 9 各產(chǎn)品的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)和實(shí)沸點(diǎn)數(shù)據(jù)的換算 9 產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)計算 11 物料衡算 13 確定塔板數(shù)和汽提蒸汽用量 14 操作壓力 16 汽化段溫度 17 塔底溫度 18 塔頂及側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱的分配 18 側(cè)線及塔頂溫度的校核 19 全塔氣、液相負(fù)荷分布 21 第三章 塔的設(shè)計及水力學(xué)計算 30 塔板的操作條件 30 塔板間距初選 30 塔徑初算 30 浮閥數(shù)及開孔率的計算 32 溢流堰及降液管的決定 32 水力學(xué)計算 33 塔板上的適宜操作區(qū)和負(fù)荷上下限 34 第 四章 塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) 37 板式塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) 37 塔高 H 39 第五章 換熱流程設(shè)計 40 換熱流程計算 40 初餾塔之前的換熱流程 40 一、二路原油同時與重油（一次）換熱 45 熱量利用率計算 45 常壓塔計算結(jié)果 46 符號表 47 1 前 言 背景 我國 煉油工業(yè)經(jīng)過 50 多年的發(fā)展，到 21世紀(jì)初期，已經(jīng)形成 281Mt/a 的原油加工能力，生產(chǎn)的汽油、煤油、柴油、潤滑油等石油產(chǎn)品基本滿足的國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的需要。 石油是重要的能源之一，我國的工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都離不開石油，但是又不能直接作為產(chǎn)品使用，必須經(jīng)過加工煉制過程，連制成多種 在質(zhì)量上符合使用要求的石油產(chǎn)品，才能投入使用。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)情況的變化、科學(xué)技術(shù)水平以及工業(yè)生產(chǎn)水平的大幅度提高，對石油產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的要求不斷嚴(yán)格，所要求的石油產(chǎn)品的品種和數(shù)量也不斷增加。而國內(nèi)所能提供原油量僅為 億噸，為了滿足原油的需求量，則需要每年從國外二十多個國家和地區(qū)進(jìn)口約 6940 萬噸原油。 目前，我國將石油產(chǎn)品分為染料、潤滑劑、石油瀝青、石油蠟、石油焦、溶劑和化工原料六大類。 原油常減壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用在煉廠具有舉足輕重的地位，其運(yùn)行的好壞直接影響到后續(xù)的加工過程。近年來常減壓蒸餾技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)不斷創(chuàng)新，裝置節(jié)能消耗顯著，產(chǎn)品質(zhì)量提高。進(jìn)一步提高常減壓裝置的操作水平和運(yùn)行水平，顯著日益重要，對提高煉油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也具有重要意義。目前 ，國內(nèi)外大致都是采用由初餾塔、常壓塔、壓塔，常壓爐、減刃壓爐組成的三塔兩爐工藝流程，但是仍存在一些問題。作為煉油企業(yè)的 “ 龍頭 ” ，常減壓蒸餾裝置技術(shù)水平高低，不但關(guān)系到原油的有效利用，而且對全廠的質(zhì)量，產(chǎn)品收率，經(jīng)濟(jì)效益都有很大影響，這就要求我們積極應(yīng)用先進(jìn)適用技術(shù)，繼續(xù)推動常減壓蒸餾技 2 術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)整體煉油水平的不斷提高。 原油中的汽油餾分含量低，渣油含量高是我國原油餾分組成的一個特點(diǎn)。 為了更好地提高原油的生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對大慶原油進(jìn)行常壓蒸餾設(shè)計。 裝制設(shè)備的考慮因素 塔設(shè)備是化工，石油化工、煉油廠等廠中，塔設(shè)備的性能對于整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個方面，都有重大的影響。因此，塔設(shè)備的設(shè)計和研究，受到化工、煉油等行業(yè)的極大重視。此外，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還得考慮下列的各項要求。 、彈性大。并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長期連續(xù)操作。這將有助于節(jié)省生產(chǎn)中的動力消耗，用來降低經(jīng)常操作費(fèi)用。 、材料用量小、制造和安裝容易，這可以減少基建過程中的投資費(fèi)用。 石油的用途 石油作為一種能流密度高，便于存儲、運(yùn)輸、使用的清潔能源已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的方方面面。據(jù)統(tǒng)計，全世界總能源需求 的40％依賴于石油產(chǎn)品，汽車，飛機(jī)，輪船等交通運(yùn)輸器械使用的燃料幾乎全部是石油產(chǎn)品，有機(jī)化工原料主要也是來源于石油煉制工業(yè)，世界石油總產(chǎn)量的 10%用于生產(chǎn)有機(jī)化工原料。石油產(chǎn)品種類繁多，市場上各種牌號的石油產(chǎn)品達(dá) 1000 種以上，大體上可分為以下幾類： ⑴ 燃料：如各種牌號的汽油、航空煤油、柴油、重質(zhì)燃料油等； ⑵ 潤滑油：如各種牌號的內(nèi)燃機(jī)油、機(jī)械油等； ⑶ 有機(jī)化工原料：如生產(chǎn)乙烯的裂解原料、各種芳烴和烯烴等； ⑷ 工藝用油：如變壓器油、電纜油、液壓油等； 3 ⑸ 瀝青：如各種牌號的鋪路瀝青、建筑瀝青、防腐瀝青、特殊用途瀝青等； ⑹ 蠟：如各種食用、藥用化妝品用，包裝用的石蠟和地蠟； ⑺ 石油焦炭：如電極用焦、冶煉用焦、燃料焦等。 石油作為一種能流密度高，便于儲存、運(yùn)輸、使用的清潔能源已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的方方面面。 在交通運(yùn)輸業(yè)中，汽車是最大的石油消費(fèi)用戶。面對中