【正文】 入方 原油 100 1175 水分 入方合計 出方 汽油 水分 損失 拔頭油 1150 出方合計 100 初餾塔的物料衡算： 入方：原油 ： 420萬噸 /年 =? 106? 103/8000 = 610? kg/h 水分 ： 610? ? =1155 kg/h 出方： 初頂汽油 =10727kg/h 進入常壓塔的拔頭油量： 1755? 103（ 20727+1155） =1050? 103kg/h 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 20 常壓塔的物料衡算 表 常壓塔物料平衡表 項目 物料 質(zhì)量分率， % 體積分率， % 質(zhì)量流率， kg/h 摩爾流率， kmol/h 入方 拔頭油 100 100 1150000 出方 常頂汽油 航煤 58995 輕柴 144440 重柴 34040 常底重油 903670 合計 100 100 1150000 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 21 第四章 確定塔 的 相關(guān) 參數(shù)條件 確定塔板數(shù) 參考《塔的工藝計算》表 確定常壓塔的各產(chǎn)品抽出層的塔板數(shù)： 汽油 ～ 航煤： 13層 航煤 ～ 輕柴： 9層 輕柴 ～ 重柴： 9層 重柴 ～ 汽化段： 11層 塔底汽提段： 4層 取兩個中段循環(huán)回流，每個中段循環(huán)回流用 3層換熱塔板， 則共 6層 ,全塔塔板數(shù)總計 52層。 確定塔的操作條件 確定塔的操作壓力 （ 1）確定塔頂壓力 回流罐壓力： 空冷器壓降： 后冷器壓降： 管線壓降： 參考《 塔的工藝計算》 ,本設(shè)計塔頂采用二級冷凝、冷卻（即一臺空冷，一臺水冷），根據(jù)實際塔頂產(chǎn)品罐壓力、空冷、后冷及管線總壓力，則： 頂p =+++= （ 2）確定塔板壓力降 參考《塔的工藝計算》表 18,取每層塔板壓力降為 。 （ 3）推算各關(guān)鍵部位壓力 由爐出口壓力 =轉(zhuǎn)油線壓力 +汽化段壓力，計算各側(cè)線抽出層及汽化段、爐出口壓力如下： 航煤P : + 6951310 3 ??? Mpa 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 22 輕柴P : + 25103 ?? = Mpa 0 . 1 8 1 5 M p a37100 . 50 . 1 6 3 3 ????：重柴P 0 . 1 8 7 M p a48100 . 50 . 1 6 3 3 ????：汽化P 0 .1 8 940 .0 0 0 50 .1 8 7 ???：爐出P Mpa （ 4）常壓塔草圖如圖 41 圖 41 常壓塔 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 23 確定各側(cè)線及塔底的氣提蒸汽量 參考《石油煉制工程》表 712，本設(shè)計實際蒸汽數(shù)據(jù) 量數(shù)據(jù)，計算各段汽提蒸汽量為： 確定過汽化段溫度 （ 1） 計算過汽化油量 按照《塔的工藝計算》表 17選用汽化段的過汽化油量占進料油質(zhì)量的 3%，取過汽化油與重柴油的相對分子質(zhì)量相等，則： 過汽化油量為 1150000? =34500Kg/h=103kmol/h （ 2）計算原料油在汽化段的汽化率 eF（體積分率） eF= 過重輕航汽 vvvvv xxxxx ???? eF=++++? % （ 3）確定汽化段的油氣分壓 汽化段油氣總摩爾數(shù) : n=++++103 = kmol/h 汽化段油氣和水蒸汽的總摩爾數(shù) : n=+=汽化段油氣摩爾分數(shù) : y=物料 占側(cè)線質(zhì)量， % 汽提的蒸汽量 kg/h kmol/h 二線輕柴油 3 三線重柴油 常底重油 2 合計 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 24 根據(jù)分壓定律 Pi=P178。 yi 汽化段油氣分壓 : 0 .1 0 80 .1 8 70 .5 8 ???汽化P Mpa 則 179。 1000/= （ 4）確定 汽化段溫度 汽化段溫度應(yīng)是在汽化段油氣分壓下入塔油料達到汽化率 eF=%的平衡汽化溫度。為此繪出原油在常壓下 的實沸點蒸餾曲線 1 和原油平衡汽化曲 2的圖。上述兩曲線交點溫度為 350℃，過交點做垂直橫坐標垂線 A；將此交點溫度 350℃換算油氣分壓為 下的溫度 358℃，從圖 42 垂線 A上找到 358℃之點，過此點作平行于原油平衡汽化曲線 2 的曲線 4，得到的曲線 4 即為原油在汽化段油氣分壓下的平衡汽化曲線，在曲線 4上可以查得汽化率為 %時汽化段溫度 =355℃。 （ 5） 確定 爐出口溫度 同理，從圖 42垂線上找到爐出口壓力下的平衡汽化溫度點，過此點作原油平衡汽化曲線 2 的平行曲線 3，圖中的曲線 3 即為原油在爐出口壓力下的 平衡汽化曲線，由曲線 3根據(jù)航煤生產(chǎn)方案，確定爐出口溫度為 365℃。 通過熱平衡校核已確定的 確定 爐出口溫度。 利用《石油煉制工程》圖 140 查出汽化段油品在 354℃的熱焓值，計算出進料 油帶入汽化段的熱量見表 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 25 重柴油液相量 =[進料量 /?20進料 ? ? 20汽化過汽化油 ???? of ee ]? ? 20重柴 圖 42 原油的實沸點曲線與平衡汽化曲線 體積分率 % 溫度℃ 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 26 表 4. 1 進料帶入汽化段的量 QF （ P=， t=355℃ ） 物料 流量， kg/h 相態(tài) 溫度 熱焓， kJ/kg 熱量179。 104kJ/h 常頂汽油 氣 355 航煤 58995 氣 355 輕柴油 144440 氣 355 重柴油 34040 氣 355 過汽化油 34500 氣 355 常底油 903670 液 355 總計 表 進料在加熱爐出口處的熱量 QF （ P= MPa， T=365℃ ） 物料名稱 流量， kg/h 相態(tài) 溫度 熱焓 kJ/kg 熱量179。 104kJ/h 常頂汽油 氣 365 航煤 58995 氣 365 輕柴油 144440 氣 365 重柴油 氣 365 液 365 常底油 903670 液 365 總計 1 1 5 0 0 0 0 1 4 0 1 5 4??? mQh FF =, kgkJmQh 0 1 5 1 1 5 0 0 0 0 1 6 8 0 1 40???? 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 27 hohF， 所以成立。 估算塔底溫度 取塔底溫度比汽化段溫度低 10℃，塔底溫度為 35510=345℃。 假定塔頂及各側(cè)線溫度 （ 1）假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度 參考同類裝置數(shù)據(jù)，假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度如下： 塔頂： 115℃ 航煤抽出層溫度： 155℃ 輕柴油抽出溫度： 245℃ 重柴油抽出層溫度： 335℃ （ 2）確定全塔回流取熱 按上述假設(shè)溫度條件，通過《石油煉制工程》圖 140 石油餾分焓圖，查出各餾分在不同溫度、不同相態(tài)的焓值作全塔熱平衡見表 。 表 全塔熱平衡 物料名稱 流量， kg/h 溫度，℃ 焓， kJ/Kg 比重， d420 熱量179。 104kJ/h 氣 液 入方 常頂汽油 365 航煤 58995 365 輕柴油 144440 365 重柴油 365 365 常底油 903670 365 水蒸氣 420 合計 出方 常頂汽油 115 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 28 航煤 58995 155 輕柴油 144440 245 重柴油 34040 335 845 常底油 903670 345 水蒸氣 115 合計 水蒸汽 :選擇 3 個大氣壓， 420℃的過熱水蒸氣 則全塔回流取熱量為： 12455627001002220500=243342200kJ/h （ 3）回流方式及回流熱分配 常壓塔采用冷回流和兩個中段循環(huán)回流，回流取熱分配如下： 冷回流取熱 50% Q 冷 =243342200179。 =121671100kJ/h 一中取熱 25% Q 一 =243342200179。 =60835550kJ/h 二中取熱 25% Q 二 =243342200179。 =60835550kJ/h （ 1）重柴油抽出板 (15 層 )的溫度 按圖 43作第 15 層以下塔段的熱平衡，熱平衡數(shù)據(jù)見表 （下頁） 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 29 圖 表 第 15層以下塔段的熱平衡匯總表 物料名稱 流量， kg/h 溫度，℃ 焓， kJ/Kg 比重， d420 熱量179。 104kJ/h 氣 液 入方 常頂汽 油 365 航煤 58995 365 輕柴油 144440 365 重柴油 365 365 常底重油 903670 365 水蒸氣 420 內(nèi)回流 L 合計 + 出方 常頂汽油 335 航煤 58995 335 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 30 1228012400+=1108539700+ L= 55 11 085 39 70012 280 12 400 ?? = kg/h = kmol/h 重柴油抽出板上升汽相總量為： 內(nèi)水汽輕航汽 nnnnnn ????? n=++++ = kmol/h 重柴油抽出板油氣分壓為 ip =p 抽出層 178。 yi 則： yi=n內(nèi) /n ip =179。 = = 由重柴油常壓恩式蒸餾數(shù)據(jù)換算 ip = 0%點平衡汽化溫度： 由《石油化工工藝計算圖表》圖 ，根據(jù)常壓恩式蒸餾溫差確定 出常壓平衡汽化溫差 ,根據(jù)常壓平衡汽化 50%點 溫度查教材 216頁圖 726 常壓與減壓平衡汽化 50%或 30%溫度圖 ,查出 ip = 50%點平衡汽化溫度為 422℃，由于 5～760 毫米汞柱范圍不同壓力下的平衡汽化各段溫差相等，故可推出各點平衡汽化溫度。見下表。 恩氏蒸餾（體）， % 0 10 30 50 70 90 100 恩氏蒸餾溫度，℃ 279 315 388 413 433 453 465 恩氏蒸餾溫差，℃ 36 73 25 20 20 12 常壓平衡汽化溫度差，℃ 17 9 9 輕柴油 144440 335 重柴油 34040 335 常底油 903670 345 水蒸氣 335 內(nèi)回流 L 335 合計 + 北京 工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 31 常壓平衡汽化溫度，℃ 431 440 449 油分p 下 50%點溫度，℃ 422 油分p 下平衡