原油常减压蒸馏装置工艺的设计说明

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1、化工课程设计原油常减压蒸馏装置工艺设计学 院: 化学工程学院班 级: 化工132班 学 号:任课教师: 王丽 姓 名: / 广东石油化工学院化学工程与工艺专业 设计任务书2016年9月5日批准系 主 任发给学生1.设计题目: 原油常减压蒸馏装置工艺设计2. 学生完成全部设计之期限: 2017年1 月7 日3. 设计之原始数据: (另给) 4. 计算与说明部分容: (设计应包括的项目) 一、总论1概述；2文献综述；3设计任务依据；4主要原材料；5其他 二、工艺流程设计 1. 原料油性质与产品性质；2. 生产方案；3.工艺流程；4. 蒸馏塔类型、塔器结 构；5环保措施 三、常压蒸馏塔工艺计算 1.

2、 工艺参数计算；2. 物料平衡计算；3.操作条件的确定；4. 蒸馏塔各点温度核 算；5. 蒸馏塔汽液负荷计算四、常压蒸馏塔尺寸计算 1. 塔径计算；2. 塔高计算五、常压蒸馏塔水力学计算六、车间布置设计1. 车间平面布置方案；2. 车间平面布置图；3. 常压蒸馏塔装配图七、参考资料5. 绘图部分容: (明确说明必绘之图)(1) 原油常减压蒸馏装置工艺流程图(2) 车间平面布置图(3)常压蒸馏塔装配图插图: 主要塔器图, 蒸馏塔汽液负荷分布图, 计算草图等.6. 发出日期: 2016年9月5日设计指导教师:完成任务日期: 年月日学生签名:目录一 总论61.1 概述：61.2 文献综述61.3 设

3、计任务依据61.4 主要原材料61.5 其他7二 工艺流程设计72.1 原料油性质与产品性质72.1.1 原油实沸点蒸馏数据72.2 生产方案82.2.1 产品方案与产品性质82.3 工艺流程82.4 蒸馏塔类型、塔器结构92.5 环保措施10三 常压蒸馏塔工艺计算103.1 工艺参数计算103.1.1 油品的性质参数113.2 物料平衡计算153.2.1 产品收率与物料平衡153.3 操作条件的确定163.3.1 汽提蒸汽用量163.2.2 操作压力173.3.3 汽化段温度173.2.4 塔底温度203.2.5 塔顶与各侧线温度的假设与回流热分配203.3.6 分馏塔计算草图223.4 蒸

4、馏塔各点温度的核算233.4.1 重柴油抽出板（第27层）温度校核233.4.2 轻柴抽出板（第18层）温度校核253.4.4 塔顶温度校核273.4.5 全塔汽、液相负荷283.5 蒸馏塔汽液负荷计算36四 常压蒸馏塔尺寸计算374.1 塔径计算374.1.1 塔径的初算374.1.2 计算适宜的气速Wa384.1.3 计算气相空间截面积384.1.4 降液管流体流速, Vd394.1.5 计算降液管面积394.1.6 塔横截面积Ft的计算394.1.7 采用的塔径D与空塔气速W394.2 塔高的计算40五 常压蒸馏塔的水力学计算415.1 塔板总压力降415.1.1 干板压力降Pd415.

5、1.2 表面力的压力降Po415.1.3 气体通过塔板上液层的压力降PL415.1.4 气体通过一块塔板的总压力降Pt415.2 雾沫夹带425.3 泄漏425.4 淹塔435.5 降液管超负荷435.6 适宜操作区和操作线445.6.1 雾沫夹带量线445.6.2 淹塔界线445.6.3 降液管超负荷界线455.6.4 泄漏线465.6.5 液相负荷下限线465.6.6 操作线465.6.7 适宜操作区和操作线47六 车间布置设计476.1 车间平面布置方案476.2 车间平面布置图496.3 常压蒸馏塔装配图50参考资料507 结束语50一 总论1.1 概述：1.1.1设计基础原油在常压条

6、件下呈液态的复杂的烃类混合物。石油是一种主要由碳氢化沸点从常温到500度以上，分子结构也是多种多样合物组成的复杂混合物。石油中的烃类和非烃类化合物，相对分子质量从几十到几千。不同油区所产的原由在性质上差别较大，不同组成的原油表现出的物理性质不同，而不同的化学组成与物理性质对原油的使用价值、经济效益都有影响。对许多原油来说，它的各项性质指标间往往存在着利弊交错、优劣共存的现象，这样就需要对原油进行分析评价。人人们根据对所加工原油的性质、市场对产品的需求、加工技术的先进性和可靠性，以与经济效益等诸方面的分析、制订合理的加工方案。石油不能直接作汽车、飞机、轮船等交通运输工具发动机的燃料，也不能直接作

7、润滑油、溶剂油、工艺用油等产品使用，必须、经过各种加工过程，才能获得符合质量要求的各种石油产品。石油炼制工业生产汽油、煤油、柴油等燃料和化学工业原料，是国民经济最重要的支柱产业之一，关系国家的经济命脉和能源安全，在国民经济、国防和社会发展中具有极其重要的地位和作用。原油炼制加工方案，主要根据其特性、市场需要、经济效益、投资力度等因素决定。石油炼制加工方案大体可以分为三种类型：（1）燃料型 主要产品是用燃料的石油产品。除了生产部分重油燃料油外，减压馏分油和减压渣油通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。（2）燃料润滑油型 除了生产燃料的石油产品外，部分或大部分减压馏分油和减压渣油还用于生产各种润滑

8、油产品。 （3）燃料化工型 除了生产燃料产品外，还生产化工原料和化工产品。原油经过常压蒸馏可分馏出汽油、煤油、柴油馏分。因原油性质不同，这些馏分有的可直接作为产品，有的需要进行精制或加工。将常压塔底油进行减压蒸馏，等到的馏分视其原油性质或加工方案不同，可以作裂化（热裂化、催化裂化、加氢裂化等）原料或润滑油原料油原料，也可以作为乙烯裂解原料。减压塔底油可作为燃料油、沥青、焦化或其它渣油加工（溶剂脱沥青、渣油催化裂化、渣油加氢裂化等）的原料。1.1.2设计方案设计一套年处理量为730万吨大港原油加工装置，由于原料中轻组分不多，所以原油蒸馏装置采用二段汽化，设计常压塔，减压塔。设计中采用水蒸气汽提方

9、式, 并确定汽提水蒸汽用量;由于浮阀塔操作弹性大，本设计采用浮阀塔。石油炼制工业的发展是伴随着石油与石油产品的开发利用发展起来的，石油的发现、开采和直接利用由来已久，加工利用并、逐步形成石油炼制工业。始于19世纪30年代，到20世纪4050年代形成的现代炼油工业，是最大的加工工业之一。原油蒸馏在炼油厂是原油首先要通过的加工装置。一般包括预处理系统（原油电脱盐）、常压分馏系统、减压分馏系统、注剂系统、轻烃回收系统（加工轻质原油且达到经济规模时一般设置轻烃回收系统）等。常压蒸馏就是在常压下对原油进行加热、气化、分馏和冷凝。如此得到各种不同沸点围的石油馏分。常减压蒸馏是指在常压和减压条件下，根据原油

10、中各组分的沸点不同，把原油“切割”成不同馏分的工艺过程。1.2 文献综述(1)国外蒸馏装置技术现状与发展趋势石油炼制工业的发展是伴随着石油与石油产品的开发利用发展起来的，石油的发现、开采和直接利用由来已久，加工利用并、逐步形成石油炼制工业。始于19世纪30年代，到20世纪4050年代形成的现代炼油工业，是最大的加工工业之一。炼油传厂的大型化是提高其劳动生产率和经济效益，降低能耗和物耗的一项重要措施。按2004年一月底的统计，全世界共有717座炼油厂，总加工能力4103Mt/a。其中加工能力在10Mt/a以上的炼油厂126座，分散在34个国家和地区，有16座加工能力在20Mt/a以上。现在单套蒸

11、馏装置一般都在5Mt/a以上，不少装置已达到10Mt/a。现在最大的单套蒸馏装置处理量为15Mt/a。整体蒸馏装置将原油分为：常压渣油、含蜡馏分油、中间馏分油和石脑油组分。常压部分出常压渣油、中间馏分和石脑油以下的馏分。中间馏分在加氢脱硫分馏塔中分馏煤油、轻、重柴油，常压渣油进入高真空减压蒸馏，分馏出的蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置的原料。整体蒸馏装置可以节省投资30左右。电脱盐方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的专利技术较为先进。Howe-Beaket技术主要为低速脱盐，Petrolite已在低速脱盐的基础上开发了高速电脱盐。塔件方面：以Koch-Glitcsh、S

12、ulzer和Norton为代表，拥有较先进的专利技术，公司开发出了SuperFRAC I.SuperFRACV高效塔盘和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基础上开发了Mllapakplus和Optiflow高效填料。产品质量方面，国外蒸馏装置典型的产品分馏精度一般为：石脑油和煤油的脱空度ASTM D86(5%-95%)13；煤油和轻柴油的脱空度ASTM D86(5%-95%)-20；轻蜡油与重蜡油的脱空度ASTM D1160(5%-95%)5，润滑油基础油也基本满足窄馏分、浅颜色。(2)国蒸馏装置技术现状我国蒸馏装置规模较小，大部分装置处理能力为2.5Mt/a，仅有几套

13、装置的加工能力超国4.5Mt/a。我国蒸馏装置的总体技术水平与国外水平相比，在处理能力、产品质量和拨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，为缩短与世界先进炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展，陆续建成了镇海、高桥8Mt/a与西太平洋10Mt/a等大型化的蒸馏装置等，其中高桥为润滑油型大型蒸馏装置，拟建的大型蒸馏装置也基本为燃料型。我国蒸馏装置侧线产品分离精度差别较大，如中石化有些炼油厂常顶和常一线能够脱空，但尚有40%的装置常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过10，最多重叠达86。多数装置常二线与常三线恩氏蒸馏馏程重叠15以上，实沸点重叠则超出25。润滑油馏分切割也

14、同国外先进水平存在一定差距，主要表现在轻质润滑油馏分的发挥与中质润滑油馏分的残碳、颜色和安定性等方面存在差距较大。原油蒸馏流程，就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线与控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的在联系而形成的有机组合。将此在的联系用简单的示意图表达出来，即成为原油蒸馏的流程图。原油蒸馏过程中，在一个塔分裂一次称一段汽化。原油经过加热 汽化的次数，称为汽化段数。汽化段数一般取决于原油性质、产品方案和处理量等。原油蒸馏装置汽化段数可分为以下几种：一段汽化式：常压;二段汽化式：初馏常压；二段汽化式：常压减压；三段汽化式：初馏常压减压；三段汽化式：常压一级减压二级减压；四段汽化式：初馏常压一级减压二级减压；原油蒸馏中，常见的是三段汽化。1.3 设计任务依据所设计任务是以指导老师给出的原油数据为依据，以一些权威书籍为参考，设计处理量:540万吨/年,开工：8000小时/年的原油常减压装置1.4 主要原材料本设计主要的原材料主要有卡塔尔埃尔沙辛原油、水、电 。1.5 其他本设计应用在一些交通运输方便，市场需求大的附近。同时，生产过程中应与环境相给合，注重“三废”的处理，坚持国家可持续发展的战略，坚持和谐发展的道路，与时俱进。同时应注意到，废品只是一种放在待定时