【正文】 油品 %（重對油） 公斤 /時 千摩 /時 一線煤油 3 631 二線輕柴油 3 654 三線重柴油 851 塔底重油 2 4627 257 合計 6763 塔板板型和塔板數(shù) 選用浮閥塔板 [1] 參照《石油煉制工程》表 II43 和 II44 選定塔板數(shù)如下 ： 重整原料 ——航空煤油段 9 層 航空煤油 ——輕柴油段 6 層 輕柴油 ——重柴油段 6 層 重柴油 ——汽化段 3 層 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 18 頁 共 67 頁 塔底汽提段 4 層 考慮采用兩個中段回流每個用 3 層換熱塔板共 6 層 。 全塔總計 34 層 。 操作壓力的確定 去塔頂產(chǎn)品罐壓力為 。 塔頂采用兩級冷凝冷卻流程 。 取塔頂空冷器壓力降為 MPa 使用一個管殼式后冷器殼程壓力降取 MPa。 故 ： 塔頂壓力 M P ???? （絕） 取每層浮閥塔板壓力降為 MPa,推算常壓塔各關(guān)鍵部位壓力 [1]分別為 ：（單位為 MPa） 塔頂壓力 一線抽出板（第 9 層）上壓力 二線抽出板（第 18 層）上壓力 三線抽出板（第 27 層）上壓力 汽化 段（第 30 層下）壓力 取轉(zhuǎn)油線壓力降為 MPa 則 ： 加熱爐出口壓力 = M Pa2 0 3 7 ?? 精餾塔計算草圖 將所需要計算的常壓塔塔體、塔板、 進(jìn)料及產(chǎn)品進(jìn)出口、中段循環(huán)回流位置、汽提點(diǎn)、側(cè)線等數(shù)據(jù)繪成草圖 見下圖 所示 。 工藝流程設(shè)計 第 19 頁 共 67 頁 在以后的計算 各 個塔板的 物熱 平衡 時， 計算中都有相應(yīng)的圖形 ， 標(biāo)注有進(jìn)料量、各段溫度、壓力、汽提蒸汽、各側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)量等相應(yīng)的物量，以 便于計算和核對各量。 汽化段溫度 (1)汽化段中進(jìn)料氣化率與過汽化度 取過汽化度為進(jìn)料的 2%（重）或 %（體）即過汽化量為 6314 公斤 /時 。 要求進(jìn)料在汽化段中的汽化率 eF 為 eF =++++)%=% (2)汽化段油氣分壓 汽化段中各物料的流量如下 ： 汽油 117 千摩 /時 煤油 139 輕柴油 100 重柴油 105 過汽化油 21 油氣量合計 482 其中過汽化油的 分子量取 300。 還有水蒸氣 257 千摩 /時 由此計算得汽化段的油氣分壓為 482/（ 482+257） = 大氣壓 (3)汽化段溫度的初步求定 汽化段溫度應(yīng)該是在汽化段油氣分壓在 大氣壓之下的企劃 %(體 )溫度 。 為此需要作出在 大氣壓下的原油平衡汽化曲線見圖中的曲線 4。 在不具備原油的臨界參數(shù)和焦點(diǎn)參數(shù)而無法作出原油的 PTe 相圖的情況下曲線 4 可以用以下的簡化方法求定 ： 由圖可以得到原油在常壓下的實(shí)沸點(diǎn)曲線與平衡汽化曲線的交點(diǎn)為 291℃ 。 利用烴類與石油的窄餾分的蒸汽圖將此交點(diǎn) 溫度 291℃ 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 20 頁 共 67 頁 換算為 大氣壓下的溫度得 299℃ 。 從此交點(diǎn)作垂直于橫坐標(biāo)的直線 A 在 A 線上找到 299℃ 之點(diǎn)過此點(diǎn)作平行于原油常壓平衡曲線 2 的線 4 即原油在 大氣壓下的平衡曲線 。 用曲線 4 可以查得當(dāng) %（體）時的溫度為 ℃ 此即欲求的汽化段溫度 tF 。 此 tF 是由相平衡關(guān)系求得還需要對它進(jìn)行校核 。 (4)tF 的校核 校核的主要目的是看由 tF 要求的加熱爐出口溫度是否合理 。 校核的方法是作絕熱閃蒸過程的熱平衡計算以求得爐口溫度 。 圖 4 當(dāng)氣化率為 %（體） tF =℃ 時進(jìn)料在汽化段中的焓值 hF 計算如表 。 ① 汽油在 ℃ 時特性因數(shù) 時相對密度為 時的 汽 相焓的計算方法如下 ： 由《石油煉制工程》第三版圖 317 中可查得 ： 汽油在 ℃ 密度為 時的汽相焓為 280kcal 氣體的焓對 k 的校正值為 氣體的焓對壓力的校正值為 可忽略 汽油在 ℃ 時特 性 因 數(shù) 時 相 對密 度 為 時 的 汽 相焓 為hF =280kcal= 同理 可以計算出原油中其他餾分完全汽化時的焓值見 下表 54： 表 54 進(jìn)料帶入汽化段的熱量 QF （ P= 大氣壓 t=℃ ） 油料 焓千摩 /時 熱量千摩 /時 汽 相 液相 汽油 11100=106 煤油 21040=106 輕柴油 1130 113021800=106 重柴油 1120 112030400=106 過汽化油 1118 11186314=106 工藝流程設(shè)計 第 21 頁 共 67 頁 重油 231360=106 合計 QF =106 所以 hF =106 /315700= 千焦 /公斤 再求出原油在加熱爐出口的條件下的焓 h0 。 按前面的方法作出在原油在爐出口壓力 大氣壓下的平衡曲線 原油中的水分若原油中含有水則應(yīng)當(dāng)作爐出口處油氣分壓下的平衡汽化曲線 。 應(yīng)考慮到生產(chǎn)航空煤油限定爐出口溫度不超過360℃ .曲線 3 可讀在 360℃ 成都?xì)饣蕿?%(體 )。 顯然 e0 ＜ ef ,即在爐出口條件下過汽化油和部分重油處于液相 。 重柴油中未汽化的部分為 %30400=9306 公斤 /時 據(jù)此可算出進(jìn)料在爐出口條件下的焓值 h0 。 各餾分 在 P= 大氣壓 t=360℃ 下的焓值計算方法同上 ，攜帶的熱量見下表 55 55 進(jìn)料在大爐出口處攜帶的熱量（ P= 大氣壓 t=360℃ ） 油料 焓千摩 /時 熱量千摩 /時 汽 相 液相 汽油 11100=106 煤油 1162 116221040=106 輕柴油 1149 114921800=106 重柴油 1143 971 106 重油 907 11132 31360=106 合計 QF =106 所以 h0 =106 /315700=975 千焦 /公斤 校核結(jié)果表明 h0 略高于 hF 所以設(shè)計的汽化溫度 ℃ 之下既能保證所需的拔出率爐口溫度也不至于超多允許限度 。 塔底溫度 取塔底溫度比汽化段溫度低 7℃ 。 則 ： 塔底溫度 =－ 7=℃ (1)假設(shè)塔頂及各側(cè)線溫度見表 56： 56 塔頂及各側(cè)線溫度 塔頂溫度 107℃ 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 22 頁 共 67 頁 煤油抽出板（第 9 層）溫度 180℃ 輕柴油抽出板（第 18 層）溫度 256℃ 重柴油抽出板（第 27 層）溫度 315℃ (2)全塔的熱平衡 見表 57 57 全塔熱平衡 物料 流率 kg/h 密度 g/cm3 操作條件 焓 kJ/kg 熱量 KJ/h 壓力 溫度 氣相 液相 kPa ℃ 入 方 進(jìn)料 315700 982 106 氣提蒸氣 6763 3316 106 合計 322463 106 出 方 汽油 11100 107℃ 606 106 煤油 21040 180℃ 106 輕柴油 21800 256℃ 106 重柴油 30400 315℃ 106 重油 231360 106 水蒸氣 6763 107 2700 106 合計 322463 106 所以全塔的回流熱 Q=（ － ） 106 =106 （ 3） 回流方式及回流分配 塔頂采用二級冷凝冷卻流程塔頂回流溫度定為 60℃ .采用兩個中段回流第一個位于煤油側(cè)線與輕柴油側(cè)線之間（第 11～ 13 層）第二個位于輕柴油與重柴油之間（第 20～ 22 層） 。 回流分配如下 塔頂回流取熱 50% Q0 =106 千 焦 /時 第一中段回流取熱 20% Q ci =106 千焦 /時 第二段回流熱取 30% Q2c=106 千焦 /時 （ 4） 側(cè)線及塔頂溫度的校核 ① 重柴油抽出板（第 27 層）溫度 見表 58，熱平衡圖見圖 1 工藝流程設(shè)計 第 23 頁 共 67 頁 58 第 27 層以下塔段的熱平衡 物料 流率 kg/h 密度g/cm3 操作條件 焓 kJ/kg 熱量 、 KJ/h 106 壓力 溫度 氣相 液相 大氣壓 ℃ 入 方 進(jìn)料 315700 氣提 蒸氣 4627 420 3316 內(nèi)回 L 794 794L 合計 320327+L +794L 出 方 汽油 11100 315 1071 煤油 21040 315 1046 輕柴油 21800 315 1037 重柴油 30400 315 重油 231360 水蒸氣 4627 1025 3107 內(nèi)回 L 1025 1025L 合計 320327+L +1025L 由熱平衡 ： +1025L=+794L 所以內(nèi)回流 L=112684 公斤 /時或112684/282= /時重柴油抽出板上方汽相總量為 ： (117+139+100++257)=1012 重柴油蒸汽（即內(nèi)回流）分壓為 ： 大氣壓 由重柴油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算 大氣 壓 下的平衡汽化 0%點(diǎn)溫度 。 可以用《石油煉制工程》圖 Ⅱ 124 先換算出常壓 106t/a 常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 24 頁 共 67 頁 下平衡汽化數(shù)據(jù) 。 恩氏蒸餾溫度 ℃ 0% 10% 30% 50% 恩氏蒸餾溫差 ℃ 289 316 328 341 恩氏蒸餾溫差 ℃ 27 12 13 平衡汽化溫差 ℃ 16 10 常壓平衡汽化溫度 ℃ 大氣壓下 50%點(diǎn) 的平衡汽化溫度 為 354℃ 所以 大氣壓下重柴油的泡點(diǎn)溫度為（ 354－ 16－ 10－ ） =℃ 與原假設(shè) 315℃ 很接近 可認(rèn)為假設(shè)溫度正確 。 ② 第 18 層以下塔段的熱平衡 見表 59，塔平衡圖見圖 2 59 第 18 層以下塔段的熱平衡 物料 流率 kg/h 密度g/cm3 操作條件 焓 kJ/kg 熱量、 KJ/h 106 壓力 溫度 氣相 液相 大氣壓 ℃ 入 方 進(jìn)料 315700 氣提 蒸氣 5478 420 3316 內(nèi)回 L 623 623L 合計 321178+L +L 出 方 汽油 11100 256 煤油 21040 256 輕柴油 21800 256 636 重柴油 30400 315 重油 231360 水蒸氣 4627 256 2980 內(nèi)回 L 256 中回流 合計 321178+L 工藝流程設(shè)計 第 25 頁 共 67 頁 入 方合計 ： 106 +623L 出方合計 ： + 故由熱平衡得 ： 106 +623L=+ L=71948kg/h 或 71948/210=342 千摩 /時 輕柴油抽出板上方汽相總量為 ： （ 117+139+342+257） =855 輕 柴油蒸汽（即內(nèi)回流）分壓為 ： 342/855= 大氣壓 由 輕 柴油常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)換算 大氣下 平衡汽化 0%點(diǎn)溫度 。 恩氏蒸餾溫度 ℃ 0% 10% 30% 50% 恩氏蒸餾溫差 ℃ 239 恩氏蒸餾溫差 ℃ 平衡汽化溫差 ℃ 常