【正文】 上方的氣液相負(fù)荷 ................................. 60 各段氣液相負(fù)荷列表 ......................................... 62 本章小結(jié) ........................................................ 63 4. 塔設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................. 64 ................................................... 64 浮閥數(shù)及開孔率的計(jì)算 ....................................... 66 浮閥數(shù)及開孔率的計(jì)算 ..................................... 67 溢流堰及降液管的設(shè)計(jì) ........................................ 67 液體在塔板上的流動型式 ................................... 67 溢流堰的設(shè)計(jì) ............................................. 67 溢流堰高度及塔板上清液層高度的設(shè)計(jì) ....................... 67 液體在降液管的停留時間及流速 ............................. 68 降液管底緣距塔板高度 .................................... 68 水力計(jì)算 ................................................... 68 塔板壓力降 ............................................... 68 霧沫夾帶 ................................................... 68 泄露 ..................................................... 69 淹塔情況 ................................................. 69 降液管的負(fù)荷 ............................................. 69 塔板上的適宜操作區(qū)和負(fù)荷上下限 ............................. 69 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 霧沫夾帶線 ............................................... 70 液泛線 ................................................... 70 液相負(fù)荷上限線 ............................................. 71 漏液線 ..................................................... 71 液相負(fù)荷下限線 ............................................. 71 塔的內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu) .......................................... 72 塔頂 ..................................................... 72 進(jìn)口 ..................................................... 73 抽出盤及出口 ............................................. 73 塔底 ..................................................... 74 塔裙 ................................................... 74 封頭 ................................................... 74 塔高 ...................................................... 74 本章小結(jié) ...................................................... 75 5. 換熱流程 ....................................................... 76 換熱流程圖 ................................................ 76 換熱流程的計(jì)算 ............................................ 76 換熱設(shè)備 ................................................ 76 中段回流作為熱源 ......................................... 78 重油作為熱源 ........................................... 79 冷后重油作為熱源 ....................................... 80 柴油作為熱源 ........................................... 80 塔頂冷凝器的計(jì)算 ....................................... 81 中段回流冷卻 ........................................... 81 熱量的利用率 ............................................. 82 各組分所提供的熱量 ..................................... 82 原油所獲得的熱量 ....................................... 82 熱量利用率 ............................................. 82 本章小結(jié) ...................................................... 82 總結(jié) .............................................................. 83 設(shè)計(jì)展望 .......................................................... 86 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) .......................................................... 86 附錄 .............................................................. 88 致 謝 ............................................................ 93 西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言 石油的用途及意義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，煉制成多種在質(zhì)量上符合使用要求的石油產(chǎn)品，才能投入使用。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)化工原料最重要的工業(yè)。 石油的概述 石油的組成與性質(zhì) 石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為 — 克 /厘米，粘度范圍很寬，凝固點(diǎn)差別很大（ 30— 60176。C 以上，可容于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占 95% — 99%，含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。 通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油；以環(huán)烷烴、芳香烴為主的稱環(huán)烴基石油；介于二者之間的稱中間基石油。除個別油田外，原油中汽油餾分較少， 渣油占 1/3。 石油的現(xiàn)狀及走勢 中國加入 WTO 后，石化市場日趨受到國外的嚴(yán)重沖擊已是當(dāng)今不爭的事實(shí)，石化工業(yè)如何適應(yīng)未來這種新的生產(chǎn)局面、參與市場競爭已經(jīng)成為極為嚴(yán)重的問題，降低西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 加工成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、提高產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)高附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品已成為當(dāng)今中國石化工業(yè)面臨的緊要工作。如何擴(kuò)能增效、節(jié)能降耗。這些都是塔設(shè)計(jì)人員所面臨的 新的研究和開發(fā)熱點(diǎn)。但是，進(jìn)入 21 世紀(jì)，特別是我國成為世界貿(mào)易組織的正式成員之后，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)峻的挑戰(zhàn)。 常減壓蒸餾的概述 常減壓蒸餾 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是很有意義的。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。 常減壓蒸餾過程經(jīng)過一百多年的發(fā)展。 現(xiàn)有原油的常減壓蒸餾過程目前存在如下幾個方面的問題： （一）能耗大 目前常減壓蒸餾過程是一個耗能很高的過程，能量利用率很低，這主要是由兩個西安石油大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì) 原因造成的。常壓爐出口溫度一般在 365～370℃ ， 部分產(chǎn)品如汽油、煤油餾分沸點(diǎn)比較低，無需加熱到這樣的溫度。 (2)冷料多次汽化 初餾塔僅塔頂餾出部分汽油產(chǎn)品，由于塔頂 采用冷回流，使一部分已經(jīng)氣化的輕質(zhì)油品又變成液體，進(jìn)入常壓爐二次加熱氣化，因此增加了常壓爐的負(fù)荷。 (2)中段回流引起的返混 常減壓蒸餾塔由于塔頂冷回流而導(dǎo)致塔上部過熱，汽液相負(fù)荷過大，為解決這個問題，一般采用中段回流。 （三）輕質(zhì)油拔出率不高 現(xiàn)有常減壓蒸餾過程中輕質(zhì)油收率低于原油中應(yīng)有的收率，這是因?yàn)椴捎媚壳斑@種過程，原油在三個塔中都是一次汽化進(jìn)料，各塔都沒有提餾段，塔底液相受相平衡限制，輕重組分不能完全分離，不可避免地會使減壓餾分的餾程范圍變寬，這樣，不僅影響了減壓餾分的質(zhì)量，同時也降低了常壓部分輕質(zhì)油的收率。 總之，常減壓蒸餾過程雖然是一個成 熟的工藝，但從根本上還存在一些問題。因此，對現(xiàn)有常減壓過程從工藝流程到塔的結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)是很有必要的。據(jù)有關(guān)材料報(bào)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。 作為主要用于傳質(zhì)過程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液；兩相能充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率。在較大的氣（汽）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。塔設(shè)備的氣（汽）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。 ，即流體通過塔 設(shè)備的壓力降小。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。 ，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。另一路也分為兩路，分別與原油－常頂油氣換熱器 E1002/1， 2 換熱后合并成一路，再依次經(jīng)過原油 常頂循換熱器 E1003/原油常一線 換熱器 E100原油 常四線換熱器 E100原油 常一中（ IV）換熱器 E10原油 減渣（ IV）換熱器 E1011/1,2,溫度升至 134℃ 后進(jìn)入一級電脫鹽罐 D1001/2，從一級電脫鹽罐 D1001/2 出來的原油進(jìn)入二級電脫鹽罐 D1001/4。從二級電脫鹽罐脫鹽 D1001/4出來的脫后原油依次經(jīng)過 E101 E1019/1, E102 E1022/1, E1023/1～ 3,分別與常二線、減三線、減二及減二中（ II）、減渣（ III）、常二中（ I）換熱，溫度升至 243℃ ，然后與從、 E1016/1,2 來的脫后原油合為一路進(jìn)入初餾塔（ C1001）。初頂石腦油進(jìn)入初頂回流及產(chǎn)品泵（ P1003/1,2），升壓后一路作為初餾塔頂回流返回到 C1001 頂部，另一路作為石腦油產(chǎn)品出裝置。 初餾塔底油經(jīng)初底泵 P1003/1,2 抽出升壓后分為兩路， 一路經(jīng)初底油 減三線及 三中（ II）換熱器 E1024/1～ 初底油 減粘 油及急冷油換熱器 E1025/1,初底 油 減渣（ I）換熱器 E1026/1～ 4 換熱至 313℃ 后與另一路混合；另一路經(jīng)過初底油 減渣（ II）換熱器 E1027/1,初底油 減三線及三中（ I）換熱器 E1028/1～初 底油 常渣（ I）換熱器 E1029/1,2 換熱后溫度升至 319℃ ，然后與從 E1026/1～ 4 來的初餾塔底油混合后進(jìn)入常壓爐