毕业论文〔设计〕题 目：年处理500万吨含硫原油常压蒸馏塔工艺设计学 院： 石油化工学院 专 业： 化学工程与工艺 / 年处理500万吨含硫原油常压蒸馏塔工艺设计……摘 要本次的课题是对500万吨每年含硫原油的常压蒸馏塔工艺设计原油常压蒸馏是原油的一次加工工艺,它在原油总加工流程中占有很重要的作用,它运行结果的好坏直接影响整个原油的加工过程其中重要的部分就是常压塔的设计因此,常压塔的设计对能否获得高收益,高质量的成品油有着关键的影响为了使生产成本更低,提高原油的生产,此课题的方案是：常压塔采取三侧线,三个侧线分别生产煤油,轻柴油,重柴油,常压塔塔顶生产汽油,初馏塔拔出石脑油本课题设计了一个初馏塔,一个常压塔,二段汽化蒸馏装置,此装置由一台管式加热炉、一个初馏塔,一个常压塔以及若干台换热器组成其中常压塔设计了7个人孔,塔径6m,塔高26.9m,板间距0.6m,堰长2.8m,堰高0.04m,阀空个数4448等塔板数据最后利用CAD绘画了带控制点的流程图和主要塔设备图关键词：含硫原油；常压蒸馏；塔设计；热量衡算；物料衡算Years in dealing with 5 million tons of sulfur crude oil atmospheric distillation process designAbstractThis topic is 5 million tons per year sulfur crude oil atmospheric distillation process design.Atmospheric distillation of crude oil is a process of crude oil, it plays an important role in the total crude oil processing process, it runs the results of a direct impact on the crude oil processing.Important part of atmospheric tower design. so, the atmospheric tower design on whether high-yield, high-quality refined oil has a key influence.Atmospheric tower designed seven individuals Kong, tower diameter 6m high tower 26.9m, plate spacing 0.6m weir 2.8m weir height 0.04m, valve empty number 4448, plate data.Finally using CAD painting take control of the flow diagram and main assembly drawing.Key words: Sour crude oil；atmospheric distillation；tower design；heat balance；material balance目录年处理500万吨含硫原油常压蒸馏塔工艺设计I摘要IAbstractII目录III前言11.产品方案及工艺流程21.1 产品方案21.2 工艺流程22 设计说明书32.1 原油的性质32.2产品的性质32.3常压塔设计参数的确定32.3.1 操作压力32.3.2操作温度32.4常压塔设计中的经验数据33 常压塔的工艺计算43.1设计任务43.2基础数据43.3油品性质参数53.4 实沸点切割点和产品收率93.5 汽提蒸汽用量93.6 塔板型式及塔板数103.7 操作压力123.8 汽化段温度123.9 塔底温度143.10 塔顶和各侧线温度的假设与回流热的分配143.11侧线及塔顶温度的校核153.12 全塔的气液相负荷计算173.13 绘制汽液相负荷的分布图274 塔板的工艺计算304.1塔板间距初选304.2 塔径304.3 塔高计算304.4 溢流装置304.5 浮阀塔板的布置314.6 塔板的水力学计算314.6.1通过浮阀塔的气相塔板压力计算314.6.2淹塔314.6.3雾沫夹带325. 结论34致36参考文献37前言石油它是从地底深处靠人们开采出来的一种棕黑色的且具有可燃性的比重一般在0.80到0.98之间的粘稠液体。
它的沸点围比较宽,能从常温可以到达500℃以上[2]全球不同地区的原油在它的性质上面具有很大程度上的差异石油基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成的,其中碳占83%～87%,氢占11%～14%,而其余的硫、氮、氧和微量元素的总含量不会超过1%～4%我国的原油基本上是硫含量少,而胜利原油却是属于含硫原油,含硫量较高于我国其他的原油原油按硫含硫分类,可以分为三类：低硫原油、含硫原油、高硫原油低硫原油的含硫量低于0.5%,含硫原油：含硫量介于0.5％~2%之间,而高硫原油：含硫量高达2%以上胜利原油的硫含量约为1%,属于含硫原油从化合物的组成中来看,石油是由多组分的含有烃类和非烃类两类物质组合而成的复杂混合物采用特性因数K可以对原油进行分类,可以分为石蜡基、环烷基和中间基三大石油种类其中石蜡基含烷烃比较多；环烷基含环烷烃和芳香烃比较多；中间基介于两者之间而胜利原油就是属于其中的含硫中间基原油,它的主要特点是含硫较多,密度大,胶质沥青质的含量大等等本次设计就是对胜利原油所进行的常压塔的工艺设计石油必须要经过各种的加工操作过程,才能比较轻松的获得符合直接作为飞机、轮船、汽车等等各种交通运输工具的燃料的质量要求。
人们习惯根据对原油的性质和市场对产品的需求及加工技术的可靠性和先进性,和经济及效益等各个方面的情况进行分析、来制订比较合理的加工工艺方案原油的常减压蒸馏是目前基本的原油加工方案常减压蒸馏技术的发展是经过了一百多年的历史,现在已经有了一套理想的、完整的、成熟的工艺现在,全世界的常减压蒸馏装置大体上都是采用初馏塔、常压塔、常压炉、减压炉等各个部位组成的三塔两炉工艺流程,但是在这些工艺流程中仍然存在着一些不好的问题而蒸馏是一种最经济、最容易实现的分离手段,它能够将是由按照其所含组分的沸点或者蒸气压的不同来分离成轻重不同的馏分或近似纯的产物[1]这些年,我们国的常压蒸馏装置出现了比较好的规模化及大型化的发展,原油的加工产品能够实现多样化,生产操作亦能智能化等趋势的发展,其整体的技术水平虽然相对于国外还有比较大的差距,但是也已经有了很大的发展及提高在所有炼油厂中,第一个加工装置就是蒸馏装置,因此原油的蒸馏又被称作炼油厂的"龙头",我们的炼油企业龙头,常减压蒸馏装置的技术水平的高低,不但能关系到原油的有效利用情况,而且对于全厂乃至全国的质量,产品的收率和经济的效益都有很重大的影响,这样所以我们应该积极的采用国外先进的技术,努力的推动常压蒸馏技术的发展,使之能够促进我们国家整体炼油水平的提升与发展。
与国外的先进水平相比,我们国家的常减压蒸馏技术,仍然存在很大的差距,其中主要的原因是装置规模较小,运行周期较短,运行负荷比较低,关键的工艺技术还是很落后,能量消耗还是偏高等问题[9]常减压塔设计的主要依据是原油实沸点蒸馏数据以及产品的恩氏蒸馏数据等数据,从而来计算各产品的物性数据,来确定产品的切割方案,以及产品的收率参考同类装置的设计来确定自己设计的塔板数,进料和侧线抽出的位置以个主要部分的操作的温度以及操作的压力,来算整个塔的热平衡,确定全塔的回流热[11]1.产品方案及工艺流程1.1 产品方案炼油厂根据其所加工原油的性质,市场的需求,加工技术的先进性和可靠性以及经济效益等方面的综合考虑,来进行比较全面的分析,研究对比,才可以制定出合理的加工工艺方案根据胜利原油的特性,本次设计产品为燃料型方案由于胜利原油轻组分不多,所以原油蒸馏装置采用二段汽化,设计常压塔设计中采用水蒸气汽提方式, 来确定汽提水蒸汽的用量;又由于浮阀塔的操作弹性比较大,此设计使用浮阀塔塔体的材料采用16MnR+316L复合钢板,采用1Cr18Ni9Ti作为塔板材质,就可以达到了控制高硫的腐蚀的效果了,且方案经济合理1.2 工艺流程此次设计采用二段汽化的常减压蒸馏装置技术。
设有常压塔和附属的汽提塔在进行常减压蒸馏之前必须要对原油进行预处理,原油在进入常压塔前经过脱盐、脱水后,换热到230℃～240℃,进入初馏塔；经过了一系列的换热之后,再经过常压炉加热到360℃～370℃进入常压塔,经过分馏在塔顶的冷回流和中段循环回流的作用下,从汽化段到塔顶的温度会逐渐的降低,其组分也会越来越低塔顶分馏出汽油馏分,侧线自上而下分别分离出煤油馏分、轻柴油馏分、重柴油馏分,塔底分馏出常压渣油馏分工艺流程图1.1如下：图1.12.设计说明书2.1 原油的性质按照原油关键馏分特性的分类方法,胜利原油属于含硫中间基原油,其密度较大、含硫较多〔含硫量0.8%〕、胶质沥青含量大,<325℃轻馏分含蜡少、凝点低,>325℃馏分含蜡多、凝点高等主要特点2.2产品的性质直馏汽油辛烷值比原油低为47,芳烃的含量比的高是催化重整的良好材料直馏柴油的柴油指数较高,凝点不高,可以生产-20号,-10号,0号柴油以及舰艇用的柴油减压渣油黏温性质不好,不宜生产润滑油沥青质含量高,可以生产沥青产品,残炭值和重金属含量较高,含硫宜较高2.3常压塔设计参数的确定2.3.1 操作压力用热平衡及相平衡计算操作温度和压力,常压塔顶的产品接受罐在1.00～2.50 MPa时,常压塔的塔底压力应该高于产品接受罐子的压力一点。
等塔顶的操作压力确定后,根据经验,可以通过冷凝器的压力降一般为0.2 MPa塔的各部位的压力也就可以随之计算出来本次设计应该选用浮阀塔,它的压力降约为400～650 MPa 2.3.2操作温度a .汽化段的温度即为进料的绝热的闪蒸温度,若知道汽化段,炉出口的压力,产品的收率,汽提蒸汽量了,就可以计算的出汽化段的油气分压b .塔底的温度由经验可以知道,原油蒸馏的初馏塔、常压塔和减压塔的塔底的温度比汽化段的要低5～10℃c .侧线的温度用猜测法计算,假设侧线的温度,作为合适的隔离体及热平衡,来求出它的回流量,算出油气分压,再求此时的泡点温度,如果和相接近,可以认为假设的是正确的,如果不是接近,要重新假设,直到符合要求d .塔顶的温度可以将计算的结果乘以0.97来校正下,就可以作为塔顶的温度了e .侧线的汽提塔底温度若是水蒸气来汽提时,汽提塔的塔底温度应该比侧线的抽出的温度低8～10℃[8]2.4常压塔设计中的经验数据〔1〕汽提蒸汽用量参考《石油炼制工程》取汽提水蒸汽量,如下表表2.1 汽提蒸汽用量产品蒸汽用量〔质量分数〕/ %煤油2～3轻柴油2～3重柴油2～4塔底重油2～4从节能角度来看,在可能的条件下,倾向于减少汽提蒸汽用量。
〔2〕中段循环回流进出口温度差,国多用80～120℃〔3〕常压塔顶操作压力1.3～1.6 MPa之间,通过冷凝器或者换热器壳程压降一般约为0.2 MPa,加热炉出口到精馏塔企划。