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1、240万吨年处理量常压蒸馏工艺设计摘 要在中国过去几十年来虽然催化裂化技术，取得了很大的步伐，但加氢精制，加氢裂化，加氢精制和催化重整技术在未来依然要经历严格的环保法规和严格的汽油和柴油燃料质量标准的考验。不过，常减压蒸馏作为原油加工第一步，及其对炼油过程中计划和经济利益将不会受到影响。近年来由于采用新的实用技术和开发高效率设备有关常减压蒸馏的问题已引起高度重视。常压/减压装置炼油厂原油加工的第一道工序，尽管它是纯粹物理分离过程。由于原油加工量很大，蒸馏过程对于炼厂的全部的加工方案和优化操作具有重要的影响。目前，蒸馏装置正面临着四个难题，即高的整体能耗，较低的分馏精度和拔出率，电脱盐装置不理想
2、的操作，和含硫原油加工较低的适应能力。需要设计者操作人员和专业管理者的共同努力来解决这些问题。蒸馏装置的操作水平的可以提高通过吸收先进的设计理念，先进实用技术的应用，高效率的加工设备，改善操作人员的技术和加强专业管理等措施来提高。关键词：常减压，蒸馏，困难，措施AbstractAlthough FCC technology has made great strides in China over the past decades，hydrotreating，hydrocracking,hydrofining and catalytic reforming technologies will e
3、xperience an accelerated development in the future with the increasingly stringent environmental regulations and stricter standards for gasoline and diesel fuel qualityNevertheless,the atmospheric and vacuum distillation as the first step of crude oil processing is very large in capacity and its imp
4、act on refinery process scheme and economic benefits will not be affectedOver the recent years the problems related with operation of atmospheric and vacuum distillation have at tracted high attention with new practical techniques and highefficiency equipm ent being developed and applied unintermitt
5、entlyThe atmospheric/vacuum distillation unit is the first procedure for crude processing at refinery despite its purely physical separation natureSince the crude processing volume is enormous，the distillation process can have significant impact on the overall process scheme and optimized operation
6、of the refineryCurrently the distillation units are faced with four perplexing problem s，namely high overall energy. consumption，lower fractionation precision and extractionrate，nonideal operation of electrodesalting unit，and pooradaptability to sour crude processingKeyword: Atmospheric, Distillatio
7、n，difficulty，measure目 录摘 要I一、概 述11.1文献综述11.1.1国内外蒸馏技术的进展11.1.2 关于常压塔新技术的应用21.1.3腐蚀与防护51.1.4 热量回收61.1.5 常压塔多变量计算机控制系统71.1.6常减压蒸馏装置发展方向及其节能91.2 设计的说明91.2.1装置生产方案的确定91.2.2相关参数的选定12二、设计计算132.1 基础数据处理132.1.1 油品物性132.1.2 平衡汽化曲线162.1.3 实沸点数据转化202.1.4 物料平衡222.2初馏塔的工艺设计232.2.1基础数据232.2.2工艺计算.242.2.3塔径与塔高的计算2
8、72.3常压塔的工艺设计302.3.1常压塔的进料情况302.3.2 汽提蒸汽用量302.3.3 塔板型式和塔板数的确定302.3.4 精馏塔计算草图312.3.5 操作压力的确定312.3.6 汽化段温度322.3.7 塔底温度352.3.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配352.3.9 侧线及塔顶温度校核362.3.10 全塔气液负荷分布图442.4 塔板设计552.4.1 基础数据552.4.2塔径的计算562.4.3 溢流装置572.4.4 浮阀塔板布置582.5塔板水力学计算592.5.1气相通过浮阀塔塔板的压力计算592.5.2淹塔602.5.3 雾沫夹带60结 束 语64致 谢
9、65参考文献66i一、概 述1.1文献综述石油化工的兴起是于美国C.Ellis 1908年创建世界上最早的石油化工实验室开始，经过十年的苦研，于1917年用炼厂气中的丙烯制成最早的石油化工产品。1920年美国新泽西标准油公司（美孚石油公司）采用它的研究成果，进行工业化，从此开创了石油化工的历史。然而这一时期，石油化学工业只在美国得到了发展。50年代，德 、日、 美 、意 、苏等国才相继建立了石油化工企业，使这一工业领域迅速扩大，60年代和70年代初期是石油化学工业飞速发展的年代，产品产量成倍上涨，不断开辟新的原料和增加新的品种1 。原油是极其复杂的混合物。要从原油中提炼出多种多样的燃料、润滑油
10、及其它产品的基本的途径是：首先将原油分割成不同沸程的馏分，然后进行馏分的深加工，从而生产出满足不同要求的各类石油化工产品。因此炼油厂首先必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。常减压蒸馏正是一种合适的手段，而且常常也是一种最经济、最易实现的分离手段，因而各大炼油企业都将常减压蒸馏作为原油加工的第一步工序。原油进厂之后，首先进行电脱盐脱水，然后进入常减压蒸馏。借助于常减压蒸馏过程，按产品加工方案将原油分割成相应的直馏汽油、煤油、轻柴油和重柴油馏分等。分割出馏分的好坏直接影响到后续加工的成本和最终产品的质量，所以常减压蒸馏一直被视为原油加工能力的一个重要的标志，常减压蒸馏技术的发展
11、直接影响着炼油技术的发展。石油蒸馏是石油加工工业中十分重要的环节，对常压塔塔板结构设计的改进也是十分重要的，在改革过程中尝试了很多的方法也吸纳了很多新的技术与科技。比如应用ADV微分浮阀在常压塔, SUPER V1浮阀塔盘在常压塔中等等优化常压塔。并且对塔本身的腐蚀与防护，热量回收等问题作出了相关的研究与处理。并且还在常压塔加入了多变量计算机控制系统与用软仪表实现常压塔产品质量分析，这些都对石油蒸馏与发展起到了积极重要的作用。1.1.1国内外蒸馏技术的进展2常减压蒸馏装置是炼油厂的“龙头”装置，它的拔出率、产物质量、分割精度、能耗等对整个炼厂的后续加工过程影响很大。80年代以来，国外原油蒸馏技
12、术在很多方面都有不同程度的发展和改进。（1）塔器填料技术近年来蒸馏系统最明显的进展之一是高效规整填料的应用，从而使蒸馏技术得到高速发展。规整填料具有传质效率高、压降低、工业性能易于掌握的优点，虽然单位体积成本较高，但综合效益仍比塔盘或散堆填料高，适用于常减压塔，尤其适用于减压塔和中低压塔，例如干式减压蒸馏塔(包括燃料油型的润滑油型)。规整填料用于常压塔，可提高处理量，解决负荷较大的“瓶颈”截面，使塔径趋近均匀，提高常压各线产品产率或分馏精度。规整填科用于减压蒸馏塔，能降低全塔压降，提高拔出率和改善减压馏分油质量。（2）原油深拔技术原油深拔技术是近几年来常减压工艺的主要发展动向之一。深拔技术的难
13、点在于深拔的同时还保持减压馏分油较高质量，并使装置保持较低的能耗水平。目前常用的方法是常压塔、减压塔切割点最佳化和用减压塔缩径提高切割点。（3）强化原油蒸馏技术通过活性剂强化蒸馏是80年代后期石油加工领域发展起来的一种新技术。加活性剂强化蒸馏的原理是把石油看作胶体分散系统，通过向原料中加入添加剂(活性剂)来改变系统的状态、强化原油加工过程、提高拨出率。通过强化蒸馏技术提高馏分油收率，不需要增加设备投资，工艺操作条件也基本不变，活性剂可从炼油副产品中就地取材，廉价易得，经济效益显著。另外还有提高真空度降低减压塔塔顶压力、提高进料段温度、改进减压塔洗涤段设计、采用先进的控制技术和分析技术等措施来提
14、高常减压蒸馏拔出率、产物质量、分割精度，降低能耗1.1.2 关于常压塔新技术的应用（1）常压塔塔板结构设计的改进3 常压塔设备制造安装技术要求一般情况下，常压塔设备制造、安装应符合以下技术要求： a 塔板长度偏差不得超过+0/-4mm，宽度偏差不得超过+0/-2mm； b 塔板尽可能平，安装前分块塔板的弯曲及局部不平度在整个板面内不得超过2mm； c 支持圈在弦长300mm的表面上，局部不平度不超过lmm，总的不平度的允许偏差与塔板相同； d 支持圈的表面与主梁及支梁的表面应在同一平面上，两表面的最高与最低之差不得超过3mm； e 塔体弯曲度应小于1/1000塔高；f 塔体在同一断面上的最大直
15、径与最小直径之差e应符合以下规定，即对受内压塔e 1DN(DN为塔内径)。改进建议a 在设计过程中除了必须遵循设计规范，重视生产工艺要求外，还应充分考虑设备制造过程中可能产生的各类误差、化工操作时的热膨胀以及制造安装维修的可行性。就塔板而言，其螺栓孔应设计成长圆孔。b 从该塔板设计图上看，与常规设计有许多不同。其设计的受液盘结构过于复杂，采用4mm厚不锈板，只是为了起支承作用。板超厚加上折边多，增加了制造难度，直角的折边难以到位。而常规设计的受液盘直接焊在简体上，厚度只需2mm，再另设一根支承角钢即可。塔板设计要有所创新，但创新的宗旨应该是使其工艺和结构更加优化，在改进生产工艺的同时，使结构更加简单，安装更为方便。（2）ADV微分浮阀塔盘在常减压扩能改造中的应用4 ADV微分浮阀的特点 ： ADV微分浮阀结构： ADV微分浮阀结构示意见图1-1。在阀顶部开有各式水平喷射的小阀孔，充分利用浮阀上部的传质空间，使气体分散更加细密均匀，气液接触更充分。此外，由于部分气流经阀顶小孔喷出，减少了阀周边喷出的气速，也减少了高负荷时各阀间的气流对冲，从而减少雾沫夹带，相应提高了气相处理量。
