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1、印尼原油常压蒸馏工艺设计计算内容摘要 本次主要是对每年生产150万吨的印尼贝兰纳克原油的常压工艺设计。通过此次设计对原油的根本性质、实沸点蒸馏、窄馏分性质和蒸馏产品性质的分析，熟悉了炼油厂以石油为原料生产各类石油产品的流程。贝兰纳克原油20时的密度为0.8032g/cm3，API度为43.7，盐含量为14.1gNaCl/l，硫含量为178g/g，属于低硫中间基原油。原油是极其复杂的混合物，要从原油提炼出多种多样的燃料、润滑油和其他产品，根本途径是：将原油分割为不同沸程的馏分。然后按照油品的使用要求，除去这些馏分中的非理想组分，或者是经由化学转化形成所需要的组成，进而获得合格的石油产品。由于塔的
2、性质是本次设计采取塔顶出汽油，采用三个侧线，分别出汽油、煤油、轻柴油和重柴油。设计了一个常压塔一段汽化蒸馏装置，此装置由管式加热炉、常压塔、换热器及冷却器构成，在常压塔外侧为侧线产品设汽提塔。流程简单，投资和操作费用少。设计步骤大致分为三大局部：产品方案及流程确实定、常压塔的工艺计算及说明、浮阀塔的设计及水力计算及换热计算。本次设计采用浮阀塔板，全塔共用34快塔板，2段中段回流，分别取热30%和20%，塔顶冷回流取热50%。经过对常压塔的工艺计算、浮阀塔的设计及水力学计算，求出塔径为4.0m,塔板弹性为1.45负荷上限为设计点的1.46倍。经过对常压塔的工艺计算，浮阀塔的设计及水力计算，换热流
3、程三大章的设计和计算。得出： 由原油性质本次设计采取塔顶出汽油，三个侧线，即汽油、煤油、轻柴油、重柴油。各产品质量收率分别为19.3、19.7、15.2、10.3。总拔出率为65.1%。塔底出重油。 选用浮阀塔，常压塔板数为34块，中段回流数为2。 塔顶、一线抽出板、二线抽出板、三线抽出板压力分别为0.157、0.161、0.166、0.170。温度为126、180、252、310。 塔顶冷回流取热50%，第一中段回流取热30%，第二中段回流取热20%。 常压塔的塔径为4.0m,开孔率为31%，塔板数34个，空塔气速为0.958m/s。 浮阀总数为3258个。 溢流堰长度为2.8m，出口堰高度
4、为50mm，降液管停留时间为119s。 塔板弹性为1.45，负荷上限为设计点的1。46倍。换热流程共经过12次换热到达工艺要求。关键词： 原油； 常压蒸馏； 物料衡算； 热量衡算； 塔； 换热目 录内容摘要1前 言1第一章 产品方案及工艺流程41.1产品方案41.2 工艺流程4第二章 工艺计算及说明52.1设计数据52.1.1 数据52.1.2 原油的实沸点及窄馏分数据52.2 原油实沸点蒸馏曲线的绘制62.3 常压塔工艺计算72.3.1 各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算72.3.2 产品的有关数据计算102.3.3 物料衡算112.3.4 确定塔板数和汽提蒸汽用量122.3.5 操作压
5、力142.3.6 汽化段温度152.3.7 塔底温度162.3.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配172.3.9 侧线及塔顶温度的校核172.4 全塔气、液相负荷分布19第三章 塔的设计及水力学计算283.1塔板的操作条件283.2塔板间距初选283.3塔径初算283.4浮阀数及开孔率的计算303.5溢流堰及降液管的决定303.6水力学计算313.7塔板上的适宜操作区和负荷上下限32第四章 塔的内部工艺结构354.1板式塔的内部工艺结构354.2 塔高H36第五章 换热流程设计385.1换热流程计算38原油一路换热流程385.1.2 一、二路原油同时与重油换热435.2热量利用率计算43常
6、压塔计算结果44讨 论45符号表46前 言背景 我国炼油工业经过50多年的开展，到21世纪初期，已经形成281Mt/a的原油加工能力，生产的汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品根本满足的国民经济的开展和人民生活的需要。但是，进入21世纪，特别是我国成为世界贸易组织的正式成员后，按照市场准入、关税减让的相关壁垒协议，国内成品油市场将逐渐融入国际市场，不可防止的要参与世界贸易大环境下的竞争，根本依靠自有技术开展起来的我国炼油工业面临着严峻挑战。石油是重要的能源之一，我国的工业生产和经济运行都离不开石油，但是又不能直接作为产品使用，必须经过加工炼制过程，连制成多种在质量上符合使用要求的石油产品，才能投
7、入使用。国民经济和国防部门众多的各种应用场合对石油产品提出了许多不同的使用要求。随着我国社会经济情况的变化、科学技术水平以及工业生产水平的大幅度提高，对石油产品质量指标的要求不断严格，所要求的石油产品的品种和数量也不断增加。目前，我国原油的年加工量约为2亿吨。而国内所能提供原油量仅为1.3亿吨，为了满足原油的需求量，那么需要每年从国外二十多个国家和地区进口约6940万吨原油。为了更好的提高石油资源的利用率，增加企业的经济效益，对从国外进口的原油炼制构成进行开发研究也是十分必要的。目前，我国将石油产品分为染料、润滑剂、石油沥青、石油蜡、石油焦、溶剂和化工原料六大类。常减压蒸馏的概述原油精馏装置是
8、炼油企业的“龙头，是炼油工业的第一道工序，为二次加工装置提供原料，是原油加工的根底，其能量的综合利用程度和拔出率上下表达在石化企业的效益上，因此，开展常压精馏装置的研究很有意义。原油常减压蒸馏作为原油的一次加工工艺，在原油加工总流程中占有重要作用在炼厂具有举足轻重的地位，其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的别离设备常压塔的设计，是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新，装置节能消耗显著，产品质量提高。但与国外先进水平相比，仍存在较大的差距，装置能耗仍然偏高，分馏精度和减压拔出深度偏低，对含硫原油的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平，
9、显著日益重要，对提高炼油企业的经济效益也具有重要意义。常减压蒸馏过程经过一百多年的开展，已成为一个比拟完整成熟的工艺。目前，国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、压塔，常压炉、减刃压炉组成的三塔两炉工艺流程，但是仍存在一些问题。近年来，我国常减压蒸馏装置，呈现了规模大型化，原油加工品种多样化生产操作智能化等趋势，技术水平有了较大的提高。作为炼油企业的“龙头，常减压蒸馏装置技术水平上下，不但关系到原油的有效利用，而且对全厂的质量，产品收率，经济效益都有很大影响，这就要求我们积极应用先进适用技术，继续推动常减压蒸馏技术进步，促进整体炼油水平的不断提高。与国际先进水平相比，我国常减压蒸馏装置仍然存在较
10、大的差距，主要是装置规模小，运行负荷低，运行周期短，关键工艺技术落后，能耗依然偏高等。原油中的汽油馏分含量低，渣油含量高是我国原油馏分组成的一个特点。此次设计的大庆原油属于低硫石蜡基原油，凝固点高，蜡含量高，胶质含量适中，沥青质含量低，金属含量中Ni含量较高。为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对大庆原油进行常压蒸馏设计。设计的根本方案：原油换热系统电脱盐系统加热炉系统常压系统仪表控制系统，经常压蒸馏得到汽油、煤油、柴油等燃料出装置及常压重油去催化裂化车间。装制设备的考虑因素塔设备是化工，石油化工、炼油厂等厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗
11、定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关材料报道，塔设备的投资费占整个工艺设备投资费的较大比例，它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液；两相能充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑以下的各项要求1.生产能力大。在较大的气夜流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或者液泛等破坏正常操作的现象。2.操作稳定、弹性大。塔设备的气夜负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。3.流体流动的阻
12、力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将有助于节省生产中的动力消耗，用来降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还可以使系统无法维持必要的真空度。4.结构简单、材料用量小、制造和安装容易，这可以减少基建过程中的投资费用。5.耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。石油的用途石油作为一种能流密度高，便于存储、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的40依赖于石油产品，汽车，飞机，轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品，有机化工原料主要也是来源
13、于石油炼制工业，世界石油总产量的10%用于生产有机化工原料。石油是十分复杂的烃类非烃类化合物的混合物。石油产品种类繁多，市场上各种牌号的石油产品达1000种以上，大体上可分为以下几类： 燃料：如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等； 润滑油：如各种牌号的内燃机油、机械油等； 有机化工原料：如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等； 工艺用油：如变压器油、电缆油、液压油等； 沥青：如各种牌号的铺路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等； 蜡：如各种食用、药用化装品用，包装用的石蜡和地蜡； 石油焦炭：如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。从上述石油产品品种之多和用途之广也可以看到石油炼制工业在国
14、民经济和国防中的重要地位。石油作为一种能流密度高，便于储存、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。按2001年中国各行业石油消费构成看，交通运输业占30%以上，是消费石油最多的行业。在交通运输业中，汽车是最大的石油消费用户。在石油产品中，汽油的85%90%和柴油的30%被汽车所消耗。面对中国目前汽车的飞速开展，保有量的迅猛增长，不能不未雨绸缪，以防石油短缺制约汽车工业的正常开展。从世界范围看，汽车的出现把石油工业推向了快速开展的轨道，加快了石油产品的消费和需求。燃料包括汽油、柴油及喷气燃料航空煤油等发动机燃料以及灯用煤油、燃料油等。我国的石油产品中燃料约占80%，而其中约60%为
15、各种发动机燃料，所产柴油和汽油的比例约为1.3:1；润滑剂包括润滑油和润滑脂，主要用于降底机件之间的磨擦和防止磨损，以减少能耗和延长机械寿命。其产量不多，仅占石油产品总量的2%左右，但品种达数百种之多；石油沥青用于道路、建筑及防水等方面；其产量约占石油产品总量3%；石油蜡属于石油中固态烃类，是轻工、化工和食品等工业部门的原料，其产量约占石油产品总量的1%；石油焦可用以制作炼铝及炼钢用电极等，其产量约为石油产品总量的2%；约有10%的石油产品，是用作石油化工原料和溶剂，其中包括制取乙烯的原料轻油，以及石油芳烃和各种溶剂油。2002年，中国原油生产量位居世界第5位，由2001年的1.649108t，增加到2002年的1.689108t，进口石油1.004108t原油6.94107t，石油产品3.1107t，其中东进口3.89107t，比2001年增加4.7106t，进口国家和地区接近20个。印尼贝兰纳克原油性质和其他原油之间的区别 印尼贝兰纳克原油密度小，仅为0.8032g/cm3，50粘度小，为4.281mm2/s,凝点较高，为32.6，含蜡量高，到达43.88m，采样时在温热的状态下流动性好，放置一晚后于第二天早上已经凝固
