常压蒸馏塔设计毕业论文.doc(2)

表2-2 混合原油实沸点蒸馏及窄馏分的性质。图１南帕斯凝析油实沸点蒸馏曲线。南帕斯凝析油的基本性质见表１，实沸点蒸馏曲线见图１。

故 平衡汽化参考线 50%点 = 实沸点蒸馏参考线 50%点 - △F =426.8-23 = 403.8 （℃） 由平衡汽化参考线 50%点和斜率可计算得其他各点温度： 0% 点 = 403.8-4.3×（50-0）=188.8 10%点 = 403.8-4.3×（50-10）=231.8 30%点 = 403.8-4.3×（50-30）=317.8 70%点 = 403.8+4.3×（70-50）=489.8 90%点 = 403.8+4.3×（90-50）=575.8 (℃) (℃) (℃) (℃) (℃)100%点 = 403.8+4.3×（100-50）=618.8 (℃)2. 实沸点蒸馏曲线与其参考线的各点温差△Fi%： △F0=80-118.3= -38.3 △F10%=180-180=0 △F30%=350-303.4=46.6 △F50%=465-426.8=38.2 △F70%=550-550=0 (℃) (℃) (℃) (℃) (℃)3.平衡汽化曲线各点温度： 由课本 P208 图 7-17 下图，查得各馏出百分数时的温差比值，得： 0 比值=0.25； 10%比＝0.4；其余各点比值都是 0.33。

平衡汽化曲线各点与其参考线相应各点的温差△T 等于实沸点蒸馏曲线与其参 考线相应各点的温差△Fi%乘以对应的比值。由此得平衡汽化各点的△T： 0%点△T =-38.3*0.25=-9.6 10%点△T =0×0.4=0 (℃) (℃)30%点△T =46.6×0.33=15.5 50%点△T =38.2×0.33=12.7 70%点△T =0×0.33=0(℃) (℃) (℃)得平衡汽化 平衡汽化曲线各点温度等于它的参考线各点温度加上相应的△T 值， 温度： 0% 点=188.8-9.6=179.2 10%点=231.8+0=231.8 30%点=317.8+15.5=333.3 50%点=403.8+12.7=416.5 70%点=489.8+0=489.8 (℃) (℃) (℃) (℃) (℃)依上数据画出原油的常压平衡汽化曲线,如下图 3-2:图 3-2 平衡汽化曲线3.2.3 油品的性质参数（1） 实沸点切割点计算 由公式 实沸点切割点=（轻馏份终馏点+重镏份馏点）／2可计算: 汽油和煤油实沸点切割点 =（汽油实沸点 100%点+煤油实沸点 0%点）/2 =（128+120）/2=124℃ 煤油和轻柴油实沸点切割点 =（煤油实沸点 100%点+轻柴油实沸点 0%点）/2 =（252.8+237）/2=245.4℃ 轻柴油和重柴油实沸点切割点 =（轻柴油实沸点 100%点+重柴油实沸点 0%点）/2 =（301+297）/2=299℃ 查课本 P239 图 7-41 得： toH =294℃, t100L =350℃ 重柴油和重油实沸点切割点=( toH + t100L)/2=(294+350)/2=322℃得出的数据列于表 3-4： 表 3-4 原油常压切割方案 产品 汽 油 煤 油 轻 柴 重 柴 重 油 （2）恩氏蒸馏曲线斜率 由公式 S =（t90- t10）/（90-10）得： S =（108-72）/（90-10）=0.45℃/% S =（210-142）/（90-10）=0.85 ℃/% S =（293-257/（90-10）=0.45℃/% S =（335-315）/（90-10）=0.25 ℃/% △me= 2.00；Tme=258.68-2.00=257 ℃ 实沸点切割点/℃ 124 245.4 299 322 实沸点馏程/℃ ～188.8 128～287.5 223～301 285.8～341 -汽油 煤油 轻柴油 重柴油 重油渣油 △me=2.38；Tme=330.8-2.38=308℃查课本得原油产品有关性质参数列于表 3-5： 表 3-5 原油产品的有关性质参数表产品 汽油 煤油 轻柴油 重柴油 重油 原油 d420比重指数°API 68.33 49.2 41.1 38.5 21.1 32.0相对分子质量（M） 特性因数（K） 99 155 209 289 12.19 12.0 11.97 12.37 -0.7128 0.7804 0.8202 0.8412 0.86153.2.4 产品收率和物料平衡可根据原油的实沸点蒸馏曲线及实沸点切割点得出各产品的体积收率，进而算 出重量收率。

由图 3-1b 和表 3-3 的相关数据对照，可得出体积收率数据为：产品 汽油 煤油 轻柴油 重柴油体积收率%3.811.59.77.4故,常压塔的物料平衡如表 3-6 所示： 表 3-6 物料平衡（按每年开工 8000 小时计算）油品 产率，% 体积分数 原油 汽油 煤油 轻柴油 重柴油 重油 100 3.8 11.5 9.7 7.4 67.6质量分数 100 5.3 10.2 8.5 6.2 69.8 10 t/a 325 17.23 33.15 27.63 20.12 226.854处理量或产量 Kg/h 371004 19663 37842 31541 22968 258961 Kmol/h 207.98 248.96 144．68 79.3 -3.2.5 汽提蒸汽用量侧线产品及塔底重油都用过热水蒸汽汽提，使用的过热水蒸汽汽提温度为 420℃，压力为 0.3MPa，取汽提蒸汽用量如表 3-7：表 3-7 汽提水蒸汽用量 油 品煤油 轻柴油 重柴油 重油质量分数， % 3 3 2.8 2 -㎏/h 1135.7 941.1 1046.7 5609 8732.5kmol/h 64.2 50.8 62.3 316.8 494.1合计3.2.6 塔板形式和塔板数选用浮阀塔板。

参照《石油炼制工程》P236 表 7-7 和表 7-8 选定塔板数如表 3-8： 表 3-8 常压塔塔板数表 被分离馏分 常顶～常一线 常一线～常二线 常二线将 333 ℃ 换 算 成 0.124MPa(1.1atm)下的温度为 338℃，从该交点做垂直于横坐标的直线，在该直线 上找到 338℃之点，过此点做平行于原油常压平衡汽化曲线，即为原油在 0.124MPa 下的平衡汽化曲线。 由此可查得当 eF 为 34.43%时的温度为 355℃，此即为汽化段的温度 tF.(4) 汽化段温度 tF 的校核 校核的主要目的是看由 tF 要求的加热炉出口温度是否合理。 当汽化率 eF（体积分数）=34.43%，tF=355℃时，进料在汽化段中的焓 hF 计算结 果如表 3-10 所示。 表 3-10 进料带入汽化段的热量 QF（P=0.175MPa，t=355℃） 油料 气相汽油 煤油 轻柴油 重柴油焓，kJ/kg 液相 854 -热量，kJ/g1151 1117 1109 1100 1096 -1151×15167=17.46×106 1117×35917=40.12×106 1109×23292=25.83×106 1100×20042=22.05×106 1096×7576=8.30×106 854×276798=236.39×106 QF=350.15×106过汽化油 重油 合计所以hF=350.15×10 /371004=943.8（kJ/kg）再按上述方法作出原油在加热炉出口压力 0.21MPa（2.08atm）下的平衡汽化曲 线，设定加热炉出口温度为 360℃，读出在 360℃时的汽化率为 34.43 %（体积） 。

高温烟气在辐射室炉膛内通过辐射传热将热量传给辐射段炉管内的被加热介质和在对流室通过对流传热将烟气中的热量传递给对流段炉管内的被加热介质，将被加热介质加热到所要求的温度后，烟气通过烟囱排入大气中。 a..若由分馏塔底温度过低引起，则应适当提高其塔底温度 b.. 若由分馏塔顶回流带水引起，则应控温其塔顶回流罐的界位 c..若由分馏塔进料带水引起，则应加强原料罐区的脱水 d..若由分馏塔冲塔引起，则应按照冲塔事故处理预案妥善处理 c。塔釜温度控制是采用加热蒸汽流量与塔釜温度进行串级控制来实现的，影响塔釜温度的主要因素是物料进入再沸器后带走的热量，而再沸器的热量是由进入塔釜的蒸汽所提供的，因此，塔釜的温度可以通过调节进入再沸器的蒸汽流量来控制的，同时引入进料流量进行前馈控制，以此来实现对塔釜的温度控制，由于蒸汽的加入量对塔的其他参数如塔压影响很大，为了保证塔的安全，这里增加一个条件判断，当塔压在安全范围内用蒸汽流量和温度串级控制，当塔压过高时采用塔压控制的方法，使塔压降下来，以保证塔设备的安全。

表 3-13a 全塔回流热（出方）操作条件 物 料 流率 kg/h 密度 g/cm3焓 kJ/kg 汽相 615 641 液相 377 615 770 837 -热量压力 MPa 常 常 常 出 常 方 常 底 25896 8732 379707 0.177 0.157 三 22968 0.8412 0.172 顶 一 二 19663 37842 31541 0.7128 0.7804 0.8202 0.157 0.1620.168温度℃ 146℃ 180℃ 269℃ 320℃ 340 146 -kJ/h9.33×1015.20×10 15.43×10238.02×10 21.67×10水蒸气 合计313.19×10表 3-13b 全塔回流热（入方）流率 物 料 kg/h 进料 入 方 汽提蒸汽 合 计 8732 379736 0.3 420 3316 26.91×10密度 g/cm3操作条件 压力，MPa 0.175 温度，℃ 355焓 kJ/kg 汽相 液相 -热量kJ/h 356.93×10371040.8615353.54×106所以 全塔回流热 Q=（353.54－313.19）×106=40.35×106kJ/h（3）回流方式及回流热分配 塔顶采用二级冷凝冷却流程，采用 2 个中段回流。

常压一线、二线、三线从大塔抽出后先自压进入各自的汽提塔上部，与汽提塔底部注入的过热水蒸气形成逆向接触，注入的蒸汽压力越高、流量越大，则汽提塔内油气分压越低，从大塔抽出的轻组分越容易汽化，上升后从汽提塔顶部引出返回大塔，汽提操作是为了使被抽出侧线的初馏点或者闪点合格。与常压塔的侧线相同，减二线、减三线、减四线、减五线也有各自的汽提塔，汽提原理相同，即降低塔内的油气分压，以使从大塔抽出液体的轻组分汽化，从汽提塔顶部引出返回至大塔。所以通常在常压塔的旁边设置若干个 侧线汽提塔，这些汽提塔重叠起来，但相互之间是隔开的，侧线产品从常压塔中部抽出，送入汽提塔上部，从 该塔下注入水蒸汽进行汽提，汽提出的低沸点组分同水蒸汽一道从汽提塔顶部引出返回主塔，侧线产品由汽提 塔底部抽出送出装置。

第一次试算：a 汽化点假设开始气化时的压力 , 由平衡蒸发泡点曲线求得：开始气化时的温度，令此点为汽化点。冷媒，它在液化的状态下低于零下20℃，与外界温度存在着温差，因此，冷媒可吸收外界的热能，在蒸发器内部蒸发汽化，通过空气源热泵热水器中压缩机的工作提高冷媒的温度，再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态，在转化过程中，释放出大量的热量，传递给水箱中的储备水，使水温升高，达到制热水的目的。当冷、热流体两者或其中一种有物相变化(沸腾或冷凝)时，由于相变时只放出或吸收汽化潜热，流体本身的温度并无变化，因此流体的进出口温度相等，这时两流体的温差就与流体的流向选择无关了。

此时，冷凝罐通过导压管的传热处于很高的温度状态下，冷凝罐的实际温度超过了蒸汽工作压力下的饱和温度值，不足以使冷凝罐中的蒸汽冷凝成为冷凝水。常压塔顶油气经换热、冷凝冷却后进入常压塔顶回流罐进行气液分离。其中所述精馏的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选按照以下方法进行精馏:开启精馏塔回流阀门、回流流量计与回流液泵，开启再沸器夹套蒸汽进汽阀门，用蒸汽控仪表调节蒸汽压0.05~0.08mpa，通入部分收集的塔底ph值为碱性的液体，全回流，优选全回流30min，使精馏塔的塔顶温度优选为89°c~91°c，塔底温度优选为110°c，调节蒸汽压力使精馏塔的溶剂蒸发量优选为3.0~3.5m3/h，开始通入步骤(1)中收集的液体。