【正文】 ........ 32 塔板上的適宜操作區(qū)和負(fù)荷上下限 ......................................... 33 第四章 塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) ...................................................... 36 板式塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) ................................................... 36 塔高 H ................................................................. 37 第五章 換熱流程設(shè)計(jì) .......................................................... 39 換熱流程計(jì)算 ........................................................... 39 初餾塔之前的換熱流程 ............................................... 39 一、二路原油同時(shí)與重油（一次）換熱 ................................. 44 熱量利用率計(jì)算 ......................................................... 44 常壓塔計(jì)算結(jié)果 ............................................................... 45 符號(hào)表 ....................................................................... 46 1 前 言 背景 我國(guó)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(rùn)滑油等石油產(chǎn)品基本滿足的國(guó)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(guó)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(guó)社會(huì)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(duì)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(guó)內(nèi)所能提供原油量?jī)H為 億噸，為了滿足原油的需求量，則需要每年從國(guó)外二十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口約 6940 萬噸原油。 目前，我國(guó)將石油產(chǎn)品分為染料、潤(rùn)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(duì)提高煉油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也具有重要意義。目前，國(guó)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(duì)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(dòng)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(guó)原油餾分組成的一個(gè)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(duì)大慶原油進(jìn)行常壓蒸餾設(shè)計(jì)。 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(duì)于整個(gè)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(gè)方面，都有重大的影響。因此，塔設(shè)備的設(shè)計(jì)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(xiàng)要求。 、彈性大。并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長(zhǎng)期連續(xù)操 作。這將有助于節(jié)省生產(chǎn)中的動(dòng)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(chǔ)、運(yùn)輸、使用的清潔能源已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(chǎng)上各種牌號(hào)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(hào)的汽油、航空煤油、柴油、重質(zhì)燃料油等； ⑵ 潤(rùn)滑油：如各種牌號(hào)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(hào)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(chǔ)存、運(yùn)輸、使用的清潔能源已廣泛應(yīng)用于國(guó)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(duì)中國(guó)目前汽車的飛速發(fā)展，保有量的迅猛增長(zhǎng)，不能不未雨綢繆，以防石油短缺制約汽車工業(yè)的正常發(fā)展。 燃料包括汽油、柴油及噴氣燃料（航空煤油）等發(fā)動(dòng)機(jī)燃料以及燈用煤油、燃料油等。其產(chǎn)量不多，僅占石油產(chǎn)品總量的 2%左 右，但品種達(dá)數(shù)百種之多；石油瀝青用于道路、建筑及防水等方面；其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量 3%；石油蠟屬于石油中固態(tài)烴類，是輕工、化工和食品等工業(yè)部門的原料，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量的 1%；石油焦可用以制作煉鋁及煉鋼用電極等，其產(chǎn)量約為石油產(chǎn)品總量的 2%；約有 10%的石油產(chǎn)品，是用作石油化工原料和溶劑，其中包括制取乙烯的原料（輕油），以及石油芳烴和各種溶劑油。 印尼貝蘭納克原油性質(zhì)和其他原油之間的區(qū)別 印尼貝蘭納克原油密度小，僅為 ， 50℃ 粘度小，為 ,凝點(diǎn)較高，為 ℃ ，含蠟量高，達(dá)到 ％，采樣時(shí)在溫?zé)岬臓顟B(tài)下流動(dòng)性好，放置一晚后于第二天早上已經(jīng)凝固，采樣需要加熱，容易融化，因此，在炎熱的夏秋季節(jié)可以單獨(dú)輸送，閃電 13℃ ，表明其輕組分含量不少，飽和烴含量高，酸值低，為 /g，含鹽較高，為 ，加工時(shí)需要脫鹽處理，原油 K值為大于 ，因此，印尼貝蘭納克原油屬低硫石蠟基輕質(zhì)原油。煉廠根據(jù)所加工原油的性質(zhì)、市場(chǎng)需求、加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的綜合考慮，進(jìn)行全面的分析、研究對(duì)比，才能制定出合理的加工方案。印尼貝蘭納克原油常壓塔的塔頂產(chǎn)品調(diào)合為燃料汽油。第一路原油與汽油、重柴（五次）換熱、輕柴（三次）換熱、常一中路（二次）換熱和重柴（四次）換熱，至此原油溫度升至 131℃ 左右，進(jìn)入電脫鹽罐，從電脫鹽罐出來的一路原油再次與輕柴（二次）換熱、常壓一中段（一次）換熱、重柴（三次）換熱、輕柴（一次換熱）、重柴（二次）換熱和重柴（一次）換熱至此原油溫度升至 268℃ 左右，與二路原油混合再次加熱；原油二路和煤油（三次）換熱、常二中段（ 四次）換熱、重油（五次）換熱、煤油（二次）和常二中段（三次）換熱，原油溫度至此升為 129℃ 左右，進(jìn)入電脫鹽罐，從電脫鹽罐出來的二路原油與重油（四次）換熱、煤油換熱、常二中段（二次）換熱、重油（三次）換熱、常二中（一次）換熱和重油（二次）換熱，至此原油溫度升至 269℃ 左右，同一路原油混合后同重油（一次）換熱，溫度升至 298℃ 。 從常壓爐出來的原油溫度在 365℃ 左右，自常壓塔的第 30 塊板進(jìn)入常壓塔。一線煤油與原油換熱三次，溫度至 71℃ 左右去產(chǎn)品罐，二線輕柴油與原油換熱兩次次，溫度至 70℃ 左右去產(chǎn)品罐，常壓第一中段回流從常壓塔的第 13 板抽出，經(jīng)過常壓泵與原油換熱，溫度降至 140℃ 左右，然后回流至常壓塔。 5 第二章 工藝計(jì)算及說明 已知數(shù)據(jù) （ 1）原油類型：俄羅斯混合原油（ 3按 1:1:2 比例混合） （ 2）處理量： 300 萬噸 /年 （ 3）操作時(shí)間 ： 330 天 /年 （ 4）汽提蒸汽： 420℃ ， （絕壓） 原油的實(shí)沸點(diǎn)及窄餾分?jǐn)?shù)據(jù) 1. 印尼貝蘭納克混合原油的性質(zhì) 表 印尼貝蘭納克混合原油的一般性質(zhì) 分析項(xiàng)目 性質(zhì) 分析項(xiàng)目 性質(zhì) 密度（ 20℃ ） / g/cm179。/s 硅膠膠質(zhì) /m% 40℃ mm178。/s 瀝青質(zhì) /m% 50℃ mm178。 （ 1）按式 2— 1作裂化校正，校正后的柴油恩氏蒸餾溫度數(shù)據(jù)如下： 表 柴油裂化校正后恩氏蒸餾溫度 餾出體積分?jǐn)?shù)， % 0 10 30 50 70 90 100 溫度，℃ （ 2）由《石油煉制工程》圖 7— 12 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＝ ＋ ＝ ℃ 9 （ 3）由《石油煉制工程》圖 7— 13查得實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫差： 表 柴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% 50%～ 70% 70%～ 90% 90%～ 100% （ 4）由實(shí)沸點(diǎn) 50%點(diǎn)溫度計(jì)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)＝ ＋ ＝ ℃ 重柴油 （ 1）按式 對(duì)高于 246℃的恩式蒸餾溫度進(jìn)行裂化校正，校正后的恩式蒸餾數(shù)據(jù)如下： 表 重柴油裂化校正后恩氏蒸餾溫度 餾出體積分?jǐn)?shù)， % 0 10 30 50 70 90 100 溫度，℃ （ 2）由《石油煉制工程》圖 7— 12 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＝ ＋ ＝ ℃ （ 3）由《石油煉制工程》圖 7— 13 查得實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線各段溫差： 表 重柴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，℃ 10%～ 30% 30%～ 50% 50%～ 70% 70%～ 90% 90%～ 100% （ 4）由實(shí)沸點(diǎn) 50%點(diǎn)溫度計(jì)算其他實(shí)沸點(diǎn)各點(diǎn)溫度： 30%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 10%點(diǎn)＝ － ＝ ℃ 70%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 90%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 100%點(diǎn)＝ ＋ ＝ ℃ 10 產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 （ 1）體積平均沸點(diǎn) 汽油： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++） /5＝ ℃ 煤油： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++）/5＝ ℃ 輕柴： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++）/5＝ ℃ 重柴： tv＝（ t10＋ t30＋ t50＋ t70＋ t90） /5＝（ ++++）/5＝ ℃ （ 2）恩氏蒸餾 10%～ 90%餾分的曲線斜率 汽油： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% 煤油： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% 輕柴： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% 重柴： S＝（ － ） /（ 90－ 10）＝ ℃ /% （ 3）立方平均沸點(diǎn) 由《石油化工工藝計(jì)算圖表》 [3]圖 查得立方平均沸點(diǎn)校正值 表 產(chǎn)品的立方平均沸點(diǎn) （ 4）中 平均沸點(diǎn) 由《石油化工工藝計(jì)算圖表》 [3]圖 查得中平均沸點(diǎn)校正值 表 產(chǎn)品的中平均沸點(diǎn) 產(chǎn)品 校正值 /℃ 中平均沸點(diǎn) /℃ 汽油 煤油 輕柴油 重柴油 （ 5） d420與 由公式： ＝ d420＋△ d，查 GB1885— 83 表 產(chǎn)品的密度換算 產(chǎn)品 △ d， g/cm3 ， g/cm3 產(chǎn)品 校正值 /℃ 立方平均沸點(diǎn) /℃ 汽油 － 煤油 － 輕柴油 － 重柴油 － 11 汽油 煤油 輕柴油 重柴油 重油 （ 6）產(chǎn)品的分子