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1、 3.0Mt/a 延安混合原油常压蒸馏装置延安混合原油常压蒸馏装置工艺设计工艺设计学生姓名：学生姓名： 专业年级：专业年级：07 级化工高起本级化工高起本 指导老师：指导老师： 3.0Mt/a 延安混合原油常压蒸馏装置工艺设计延安混合原油常压蒸馏装置工艺设计摘摘 要：要：本设计是 3.0Mt/a 延安混合原油常压蒸馏工艺设计，该混合原油的特点是密度小，硫、氮含量低，凝点低，属于中间-石蜡基原油。为充分利用资源并结合我国燃料油和润滑油市场的前景，确定了燃料润滑油型的加工方案。本设计主要对常压塔进行了工艺设计计算，并对常压塔进行水力学计算。常压塔采用两个中段循环回流取热。鉴于浮阀塔的许多优点，常压
2、塔选用了操作弹性较大的浮阀塔板。关键词关键词：原油；常压蒸馏；浮阀塔板The Process Design of 3.0Mt/a Atmospheric Distillation Unitof Yanan Mixed Crude Oil Abstract: This design is the atmospheric distillation unit of 3.0Mt/a Yanan mixed crude oil with the characteristics of low density，low pour point, low sulfur and nitrogen. This cru
3、de oil is suitable for producing fuel and lubricant oil. In order to make full use of the limited resources, and according to crude oil characteristics and market needs, we determined the fuel-lubricant oil processing program. In this paper，we mainly carried out the process design of the atmospheric
4、 distillation tower ,as well as the hydraulics calculation of atmospheric tower. Two middle heat return were used in the atmospheric distillation column. In view of the advantage of the float valve tray, such as high flexibility in operation, we adopted the float valve tray in the design of the atmo
5、spheric distillation tower. Key words：Crude oil；Atmospheric distillation；Float valve tray 目目 录录1 绪论11.1 原油蒸馏概况11.2 设计依据11.3 设计原则11.4 设计能力22 基础数据及生产方案的确定32.1 设计基础数据32.2 加工方案的确定42.3 工艺流程说明53 常压塔的工艺设计计算73.1 油品的参数性质73.2 产品收率和物料平衡83.3 汽提蒸汽用量83.4 塔板型式和塔板数83.5 操作压力83.6 汽化段温度93.7 塔底温度113.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配1
6、33.9 侧线及塔顶温度的校核143.10 全塔气液相负荷分布194 塔板水力学计算354.1 基础数据354.2 塔板主要尺寸的确定354.3 塔径初算354.4 浮阀数及开孔率的计算364.5 溢流堰及降液管尺寸的确定364.6 塔板水力学计算374.7 塔板上的适宜操作区和负荷上下限394.8 塔高的确定424.9 水力学计算汇总435 总总 结结 .44参考文献参考文献45致谢致谢461 绪论绪论1.1 原油蒸馏概况原油蒸馏概况随着石油资源的日益减少，原油加工过程的首要任务就是高效、合理的提高常减压蒸馏装置的馏分油收率。常减压装置是炼厂的龙头装置，其作用至关重要。它的运行效果直接影响炼
7、厂的原油一次加工能力和二次加工的原料供应。能耗是原油加工过程的另一个重要问题，石油炼制过程将消耗大量的燃料。节能一直都是石油工业中第一要务，谁能最大可能地降低能量消耗，谁就能在能源竞争中获取胜利。常减压装置是各个炼厂中能耗相对较大但又不可或缺的加工装置，常减压装置的能耗占炼厂能耗的 8%10%，降低该装置能耗对炼厂节能有着重要意义。为此不断研究开发出新的更合理、更高效、更节能的加工方案对我国的炼油企业起着举足轻重的作用。世界石油炼制行业中越来越激烈的竞争导致了当今的炼油装置日趋集约化和大型化。随着炼厂规摸的扩大，单套蒸馏装置的加工规模也日益大型化。而我国的蒸馏装置规模较小，我国蒸馏装置的总体技
8、术水平与国外水平相比，在处理能力、产品质量和拔出率方面存在较大的差距。最近几年，随着我国炼油工业的发展，为缩短与世界炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展。近年来，国内外常减压蒸馏技术不断进步，在原油深拔、产品质量提高、节能、环保和安全技术方面取得了丰硕成果。尤其在装置大型化、蒸馏塔构件的改造和先进设备的应用方面，创造了许多新的技术方法，一些新技术、新方法的应用，使得装置加工损失率降低，能耗下降。常减压蒸馏装置的技术进步，促进了炼油生产综合效益的提高。1.2 设计依据设计依据（1） 西安石油大学化学化工学院化工系化学化工学院化工系下发的“毕业设计任务书”（2） 中国天然气行业标准“石
9、油工程制图标准” （SIJ319）（3） 中国石油化工总公司“炼油装置设计规定” （SHT107686）（4） 国家标准总局“中华人民共和国国家标准” （GB25281）1.3 设计原则设计原则（1） 借鉴国内外常压蒸馏装置的经验，在可靠的基础上，力求达到技术先进、经济合理的设计目的，尽可能多的应用近年的新技术、新工艺、新设备。确保装置投产后能长期高效、稳定、安全生产。（2） 为达到以最小的投入获得最大的利润，使装置经济合理，设计加工方案时必须考虑国内外市场的现状和前景。（3） 在可靠的基础上采用新的技术、新设备。（4） 确保安全、环保的设计要求，污染物的排放达到排放标准。1.4 设计能力设计
10、能力（1） 装置设计规模为 3.0Mt/a； （2） 年开工 8000h。2 基础数据及生产方案的确定2.1 设计基础数据设计基础数据表表 2-1 延安混合原油的一般性质延安混合原油的一般性质分析项目分析结果密度，kg/m3(20)842.40API35.72014.42运动粘度，mm2/s407.711酸值，mgKOH/g0.18残炭，%2.20凝点，4闪点(开口)，20蜡含量，%18.07胶质+沥青质，%6.86水含量，%1.26盐含量，mgNaCl/L20(脱水后)，330(脱水前)硫含量，g/g864氮含量，g/g1312Ni2.2V0.5Fa1.1Na4.5Cu0.1Pb0.1金属含
11、量g/gCa2.0(脱水后) 7.0(脱水前)温度范围，250275密度(20)，kg/m3824.2第一关键馏分性质 K 值11.9温度范围，395425密度(20)，kg/m3876.0第二关键馏分性质 K值12.2原油类别(按关键馏分特性分类法)低硫中间石蜡基表表 2-2 延安混合原油实沸点蒸馏及窄馏分性质延安混合原油实沸点蒸馏及窄馏分性质收率，m%收率，v%馏分号沸点范围，每馏分累计每馏分累计密度，kg/m31IBP602.252.89655.0260902.334.582.775.66709.83901204.018.594.5810.24738.041201304.6010.191
12、.8012.04747.251301502.9713.163.3015.34758.961501803.9317.094.2719.61774.671802002.5119.602.6822.29788.482002304.4724.074.6626.95808.292302401.5125.581.5628.51814.7102402501.8627.441.9130.42820.3112502754.8432.284.9535.37824.2122753004.1736.454.2639.63824.3133003204.5340.984.6144.24827.6143203506.454
13、7.436.4850.72838.2153504009.2756.709.2159.93848.2164004508.6665.368.2868.21881.21745050011.4976.8510.8479.05893.01850022.7499.5920.4299.47938.019损失0.41100.00.53100.0由以上数据绘出原油的实沸点曲线及中比性质图（见图 2-1） 。2.2 加工方案的确定加工方案的确定延安原油的特点是：密度小；硫、氮含量低；凝点低。该原油属于中间石蜡基原油1。结合产品市场需求情况和产品质量要求，确定加工方案为燃料润滑油型加工方案（见图 2-2） 。010
14、0200300400500600020406080100 收率,v%温度，600650700750800850900密度，kg/m3密度曲线实沸点曲线图图 2-1 原油实沸点曲线及密度性质图原油实沸点曲线及密度性质图润滑油润滑油润滑油 残渣润滑油石油沥青燃料油常三线减二线减一线常三线常二线常一线重柴油轻柴油航煤汽油压 油常 渣丙烷脱沥青脱 蜡 精 制减 压 蒸 馏精制常 压 蒸 馏图图 2-2 原油加工方案图原油加工方案图2.3 工艺流程说明工艺流程说明2.3.1 原油换热和脱盐原油换热和脱盐原油（45C 左右）由原油罐区经原油泵抽入装置，在泵入口注入一定量的热水和破乳剂，经原油泵混合后，分两
15、路换热，换热至 130C 混合后进入一级电脱盐罐，经过热沉降后再与一定量的新鲜水混合，然后注入二级脱盐罐进行脱盐过程。2.3.2 常压蒸馏常压蒸馏原油经常压炉加热至 348.5，进入常压塔第 31 层塔盘上进行分馏。塔顶油气经空冷和后冷却器冷却至 60，并为分两路：一路返回塔顶作冷回流；一路出装置作汽油产品。常一线由常压塔第 9 层塔盘抽出，进入常一线汽提塔，汽提油气返回到第 8 层上。常一线油品汽提后抽出换热精制后作为航煤出装置。常二线由常压塔第 19 层塔盘抽出，进入常二线汽提塔，汽提油气返回常压塔第18 层上，常二线油品汽提后抽出换热精制后作为轻柴油出装置。常三线由常压塔第 27 层抽出
16、，进入常三线汽提塔，汽提油气返回常压塔第 26层上，常三线油品汽提后抽出换热精制后作为重柴油出装置。2.3.3 中段回流中段回流常压塔第一中段回流从常压塔第 13 层抽出，换热后打回常压塔第 11 层上，常压第二中段回流从常压塔第 23 层抽出，换热后打回常压塔第 21 层塔盘上。3 常压塔的工艺设计计算常压塔的工艺设计计算3.1油品的参数性质油品的参数性质3.1.1 原油的切割方案原油的切割方案表表 3-1 常压切割方案及产品性质常压切割方案及产品性质收率，%恩氏蒸馏温度产品实沸点切割点实沸点切割沸程体积分数质量分数密度（） 20g/cm30%10%30%50%70%90%100%汽油15015515.313.30.736153.879.685.690.896.3104.9143.9航煤23014523811.610.90.78801
