【正文】 板，流體力學(xué)AbstractRefinery39。塔板形式選用浮閥塔板,依據(jù)常壓塔內(nèi)最大汽、 m。參考同類裝置確定塔板數(shù)、進(jìn)料及側(cè)線抽出位置，再確定各主要部位操作壓力及假設(shè)操作溫度，進(jìn)行全塔熱平衡計(jì)算，采取塔頂二級(jí)冷凝冷卻和兩個(gè)中段回流。利用大學(xué)期間學(xué)習(xí)過(guò)的石油煉制工程﹑化工原理及煉油類參考書籍順利的完成了本次設(shè)計(jì)。摘 要常減壓蒸餾裝置是煉油廠的“龍頭”裝置，它的拔出率、產(chǎn)物質(zhì)量、分離精度、能耗等對(duì)整個(gè)煉廠的后繼加工過(guò)程影響很大。本次設(shè)計(jì)是年處理量為370萬(wàn)噸原油的常壓蒸餾塔，其次為塔板的設(shè)計(jì)及水利學(xué)核算。常壓塔的設(shè)計(jì)主要是依據(jù)原油和產(chǎn)品的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，計(jì)算產(chǎn)品的各物性數(shù)據(jù)并確定切割方案、計(jì)算產(chǎn)品收率。塔頂取熱：第一中段回流取熱：第二中段回流取熱為5：2：3，最后校核各主要部位溫度是否在允許的誤差范圍內(nèi)。這部分最主要的是核算塔板流體力學(xué)性能及操作性能，使塔板在適宜的操作范圍內(nèi)操作。s crude distillation unit is the leading device, it pulled out rate, product quality, segmentation accuracy, and energy consumption of the entire refinery great influence subsequent design is with capacity of million tons of crude oil atmospheric distillation tower, followed by plate design and hydrologic accounting.avail university period study ultra petroleum refining engineering and chemical engineering theory andreference oil refining chemical engineering munication grade half cloth propitious finish these degree design off of.Atmospheric tower design is mainly products Engler distillation data to calculate the product of the physical property data to determine the cutting program to calculate the yield of the product. Reference to similar devices to determine the plate number, location of feeding and lateral line out, and then determine the major parts of the operating pressure and assumed operating temperature, fulltower heat balance calculations, to take two condensing cooling tower and two midback. Tower for heat: the first heat to take back the middle: midback to take the second heat 5:2:3, the last check of all the major parts of the temperature within the allowable error range.Plate in the form selected valve trays , according to the largest tower vapor pressure, liquid load at the tower diameter is , take the plate spacing m. This part is most important is accounting tray hydrodynamics and operational performance, make the plate in the appropriate operating ranges.Keywords: atmospheric tower, energy, valve trays, fluid mechanics目 錄370萬(wàn)噸/年大慶原油常壓蒸餾工藝設(shè)計(jì) 11 文獻(xiàn)綜述 1 1 2 3 3 4 5 6 常壓加熱爐 6 7 8 9 10 11 13 腐蝕的監(jiān)測(cè)和防護(hù)方法 142 設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書 19 19 19： 21．各產(chǎn)品數(shù)據(jù) 21： 223 初餾塔的工藝設(shè)計(jì) 25： 25： 25： 26: 26： 26： 274 常壓塔計(jì)算 29 29 31 31 31 31 32 33 34 34 39 40 41 焦點(diǎn)壓力 42 42 47 48 51 53 54 54 56 56 56 57 57 tF的校核 58 60 61 61 61 63 63（第27層）溫度校核 63（第18層）溫度校核 66（第9層）溫度的校核 68 71，液相負(fù)荷 72 73 75 75 77 79 81 83 83 85 87 89 91 91 93 95 975 塔的工藝計(jì)算 98 98 98 99 101 102 102 103 104 105 110 110 111 112致 謝 120參考文獻(xiàn) 121123370萬(wàn)噸/年大慶原油常壓蒸餾工藝設(shè)計(jì)1 文獻(xiàn)綜述石油及石油化學(xué)工業(yè)是我國(guó)邁向工業(yè)化社會(huì)，追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。進(jìn)而使我國(guó)的合成纖維﹑塑膠、橡膠及其他化學(xué)品等高附加值的產(chǎn)業(yè)能快速成長(zhǎng)。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。通過(guò)對(duì)原油的提煉，可以得到多種多樣的燃料油、潤(rùn)滑油和其他產(chǎn)品，基本途徑是：將原油分割為不同沸程的餾分，然后按照原油的要求，除去這些餾分中的非理想組分。正因?yàn)槿绱耍瑤缀踉谒械臒捰蛷S中，第一加工裝置就是蒸餾裝置。根據(jù)BP公司2011年6月9日在倫敦發(fā)布了《BP世界能源統(tǒng)計(jì)2011》。由于海上石油產(chǎn)量增加，也成為非歐佩克國(guó)家中增產(chǎn)石油最多的國(guó)家；其次是美國(guó)和俄羅斯。(兆)桶，去年全球石油日消費(fèi)量減減少120萬(wàn)桶，為1982年以來(lái)最大降幅，2009年全球石油日產(chǎn)量減少200萬(wàn)桶，亦為1982年以來(lái)最大降幅。所謂原油的常壓蒸餾，即為原油在常壓（或稍高于常壓）在復(fù)合塔下進(jìn)行的蒸餾[1]。常在常壓塔的旁邊設(shè)置若干個(gè)側(cè)線汽提塔，側(cè)線產(chǎn)品從常壓塔中部抽出送入汽提塔上部，從汽提塔和復(fù)合塔下部注入水蒸氣進(jìn)行汽提。原油是不同沸點(diǎn)的復(fù)雜組分組成的混合物，我們所說(shuō)的常減壓蒸餾就是指在常壓狀態(tài)下和真空狀態(tài)下，根據(jù)原油中各組分的沸點(diǎn)不同，將原油切割成不同餾出物的過(guò)程。,。我國(guó)蒸餾裝置側(cè)線產(chǎn)品分離精度差別較大,如中石化有些煉廠的常頂和常一線能夠脫空,但尚有40%的裝置的常頂與常一線恩氏蒸餾餾程重疊超過(guò)10℃,最多重疊度達(dá)到86℃,多數(shù)裝置常二線與常三線 恩氏蒸餾餾程重疊在15 ℃以上,實(shí)沸點(diǎn)重疊則超出25 ℃.潤(rùn)滑油餾分切割也同國(guó)外先進(jìn)水平存在一定差距,主要表現(xiàn)在輕質(zhì)潤(rùn)滑油餾分的揮發(fā)度及重質(zhì)潤(rùn)滑油餾分的殘?zhí)亢桶捕ㄐ缘确矫娲嬖诓罹噍^大。在油田脫過(guò)水后的原油,仍然含有一定量的鹽和水,所含鹽類除有一小部分以結(jié)晶狀態(tài)懸浮于油中外,絕大部分溶于水中,并以微粒狀態(tài)分散在油中,形成較穩(wěn)定的油包水型乳化液。在進(jìn)入煉油裝置前,要將原油中的鹽含量脫除至小于3mg/L,%。 傳統(tǒng)的原油電脫鹽采用添加化學(xué)破乳劑—電脫鹽組合技術(shù)方式，技術(shù)原理是注水后的原油，利用添加化學(xué)破乳劑的表面化學(xué)作用方式，降低油水界面張力，破壞油水乳化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)油水在電場(chǎng)與重力的作用下的分離能力。為了降低裝置生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用、增強(qiáng)電脫鹽操作隨原油性質(zhì)變化的適應(yīng)性、減輕添加化學(xué)劑對(duì)后續(xù)加工的不利影響，可采用新型超聲波——電脫鹽組合技術(shù)方式[3]。 （2） 注水原油流經(jīng)超聲波作用區(qū)，受到超聲波換能器發(fā)射的順—逆流超聲波的聯(lián)合作用，通過(guò)超聲波的機(jī)械式振動(dòng)波的作用，強(qiáng)化了破乳與脫鹽的效果。（4） DCS程序控制設(shè)計(jì)隨原油性質(zhì)變化自動(dòng)調(diào)節(jié)超聲波參數(shù)，適應(yīng)靈活多變的原油加工方案。在加工含硫原油時(shí),還需向經(jīng)脫水和脫鹽的原油中加入適量的堿性中和劑和緩蝕劑,以減輕硫化物對(duì)煉油設(shè)備的腐蝕。未凝氣體稱為“原油拔頂氣”,%～%,其中乙烷2%～4%,丙烷約30%,丁烷約50%,其余為C5及C5以上組分,可用作燃料或生產(chǎn)烯烴的裂解原料[14]。為了與油品二次加工所得汽油、煤油和柴油區(qū)分開來(lái),在它們前面冠以“直餾”兩字,以表示它們是由原油直接蒸餾得到的[5]。采用減壓操作是為了避免在高溫下重組分的分解(裂解)。 常壓加熱爐加熱爐是煉廠生產(chǎn)中的主要能耗設(shè)備，其提供了煉油工藝過(guò)程中所需的大部分能量[13]。在正常生產(chǎn)條件下影響加熱爐熱效率的因素主要有過(guò)剩空氣系數(shù)和排煙溫度。加熱爐的煙氣氧含量是監(jiān)測(cè)加熱爐熱效率的重要指標(biāo)，其煙氣氧含量主要通過(guò)過(guò)剩空氣系數(shù)來(lái)衡量，在工業(yè)爐中燃料不可能在化學(xué)平衡的空氣量(理論空氣量)下完全熱燒，總要在一定過(guò)?？諝饬康臈l件下才能完全熱燒，燃燒所用的實(shí)際空氣量與理論空氣量之比叫做過(guò)?？諝庀禂?shù)。排煙溫度越高，過(guò)?？諝鈳ё叩臒崃吭蕉?，對(duì)熱效率影響越大。過(guò)?？諝庀禂?shù)增大后，降低了燃燒溫度，使輻射室爐管熱強(qiáng)度下降，吸熱量減少，這時(shí)必然增加燃料用量才能維持恒定的加熱爐熱負(fù)荷即保持穩(wěn)定的加熱爐出口溫度，從而使熱效率下降。過(guò)大的過(guò)?？諝庀禂?shù)還會(huì)加劇爐管的氧化，影響加熱爐的壽命，并使NOx化合物增加，從而會(huì)對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量造成一定的影響。煙氣氧含量與過(guò)?？諝庀禂?shù)的關(guān)系基本呈直線關(guān)系，即不管是那種煙氣中的氧的含量都將隨著過(guò)?？諝庀禂?shù)的增加而增多。要使加熱爐高效正常運(yùn)轉(zhuǎn)，除采用新型結(jié)構(gòu)的加熱爐，改善爐管的受熱狀況，預(yù)防結(jié)焦，減少腐蝕外；從改善排煙狀況，維持較低排煙溫度；減少煙氣氧含量，確定最佳過(guò)?？諝庀禂?shù)等均是行之有效的措施。（1）降低排煙溫度（2）降低加熱爐過(guò)剩空氣系數(shù) (3）減少爐壁散熱損失 (4）設(shè)置和改進(jìn)控制系統(tǒng) 加熱爐又是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，其運(yùn)行熱效率受到諸多因素的影響。加強(qiáng)管理提高現(xiàn)場(chǎng)操作技能，是提高熱效率重要途徑，但最后仍需要立足于新裝備、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，才能進(jìn)一步長(zhǎng)周期、比較穩(wěn)定的提高效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)[4]。能夠遠(yuǎn)程控制的，應(yīng)當(dāng)包括介質(zhì)出口溫度的控制、氧含量的控制、負(fù)壓的控制。這種依賴于個(gè)人操作技能的操作方式，決定了加熱爐的運(yùn)行水平必然是參差不齊的，這樣的技術(shù)現(xiàn)狀與當(dāng)前提倡的節(jié)能降耗、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求是有差距的。加熱爐節(jié)能技術(shù)，除了在工藝裝備上進(jìn)行改進(jìn)外，通過(guò)對(duì)加熱爐燃燒過(guò)程的自動(dòng)優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。由于燃燒控制的優(yōu)化，除具有節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等直接經(jīng)濟(jì)效益外，還能減少CO及煙塵排放，同時(shí)具有清潔生產(chǎn)的環(huán)保效益。常減壓裝置的能耗問題是除工藝技術(shù)之外的又一重要問題，也是直接影響反應(yīng)成本的重要因素。能源消耗費(fèi)用在煉油生產(chǎn)過(guò)程中占有較大比例，如何優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)能耗是企業(yè)發(fā)展和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)。蒸餾裝置節(jié)能的三個(gè)階段，即：一是生產(chǎn)管理上的優(yōu)化操作階段。（1）降低水耗，減少循環(huán)水用量。在調(diào)節(jié)側(cè)線油品離開裝置溫度時(shí)，采取將側(cè)線油品盡量與原油換熱的方式，使其達(dá)到離開裝置時(shí)的溫度，可節(jié)約大量循環(huán)水。（2）降低電耗，機(jī)泵、風(fēng)機(jī)采用變頻器。對(duì)常壓塔頂油氣空冷器風(fēng)機(jī)采用變頻技術(shù)，以適應(yīng)不同工況條件。本次改造，對(duì)電脫鹽采用了交直流電脫鹽技術(shù)，該技術(shù)的主要特點(diǎn)是在電脫鹽罐內(nèi)產(chǎn)生了直流強(qiáng)電場(chǎng)和交流弱電場(chǎng)，具有交流電脫鹽和直流電脫鹽的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了各自的不足。（3）降低蒸汽用量。 蒸汽的消耗主要在減壓抽真空系統(tǒng)、加熱爐霧化蒸汽及冬季伴熱系統(tǒng)等。建議對(duì)汽包排污水也可作為水伴熱熱源，可減少蒸汽用量。（4）降低燃料油的用量，提高換熱終溫。盡管在改造設(shè)計(jì)時(shí)采用了窄點(diǎn)技術(shù)對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，但運(yùn)行中，由于換熱器本身泥沙沉積、積垢較嚴(yán)重，大大影響了傳熱效率，使換熱終溫大幅下降[18]。嚴(yán)格工藝紀(jì)律，控制好燃料油的壓力及溫度，加熱爐參數(shù)不作大幅度調(diào)整，保證加熱爐的燃燒狀態(tài)良好，作到火苗齊、火焰短、爐膛明亮、火焰不直撲爐管。對(duì)爐壁表面采用優(yōu)質(zhì)隔熱材料，并對(duì)爐襯表面噴涂反輻射涂料，減少爐壁散熱損失，可提高加熱爐效率1%~%。由于催化干氣量較大，不能得到很好平衡而白白燒掉，浪費(fèi)大量的能源，加熱爐采用多燒系統(tǒng)干氣的措施。煙氣回收系統(tǒng)，加熱爐排煙溫度高，損失大量熱量，正壓嚴(yán)重影響裝置操作，計(jì)劃對(duì)余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行改造。計(jì)劃在加熱爐改造時(shí)上一套激波吹灰器，提高吹灰效果。減壓蒸餾裝置雖然工藝較為成熟, 但作為煉油行業(yè)的關(guān)鍵工序, 其重要性不言而喻[15]。 對(duì)目前減壓塔的深拔, 以下幾個(gè)方法有待進(jìn)一步深入研究 。國(guó)內(nèi)一些科研單位也正在對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā), 如華東理工大學(xué)對(duì)添加劑強(qiáng)化蒸餾進(jìn)行研究,并將其應(yīng)用勝利油田的減壓蒸餾。（2）采用蒸汽 + 機(jī)械抽真空系統(tǒng)，此方法不僅能節(jié)約蒸汽，降低加工