年处理500万吨胜利原油常压塔蒸馏设计

对石油沥(lì)青(qīng)可以按以下体系加以分类：生产方法蒸馏法：是将原油经常压蒸馏分出汽油。包括石油炼厂、石油炼制的研究和设计机构等，石油炼厂中的主要生产装置通常有：原油蒸馏（常、减压蒸馏）、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等，主要生产汽油、喷气燃料、煤油、柴油、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦和各种石油化工原料。（1）常压塔是一个复合塔 原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产 品馏分。

关键词：含硫原油；常压蒸馏；塔设计；热量衡算；物料衡算 浙江海洋学院本科生毕业设计 II Years milliontons sulfurcrude oil atmospheric distillation process design Abstract milliontons per year sulfur crude oil atmospheric distillation process design. Atmospheric distillation crudeoil crudeoil, importantrole totalcrude oil processing process, directimpact crudeoil processing.Important part atmospherictower design. so, atmospherictower design whetherhigh-yield, high-quality refined oil has keyinfluence.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 flowdiagram mainassembly drawing. Key words: Sour crude oil；atmospheric distillation；tower design；heat balance； material balance 浙江海洋学院本科生毕业设计 III 年处理500万吨含硫原油常压蒸馏塔工艺设计 II目录 III前言 1.1产品方案 1.2工艺流程 2.1原油的性质 2.2产品的性质 2.3常压塔设计参数的确定 2.3.1操作压力 2.3.2操作温度 2.4常压塔设计中的经验数据 3.1设计任务 3.2基础数据 3.3油品性质参数 3.4实沸点切割点和产品收率 3.5汽提蒸汽用量 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 27浙江海洋学院本科生毕业设计 IV 304.1 塔板间距初选 304.2 304.3 塔高计算 304.4 溢流装置 304.5 314.6 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 314.6.2 314.6.3 雾沫夹带 34致谢 36参考文献 37浙江海洋学院本科生毕业设计 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 0.98之间的粘稠液体。

原油再与补充氢混合，进入原油汽提塔，再进入氢汽提塔，发生裂化反应，除去杂质，使得原油更易处理，同时油中沥青质含量减少，无胶质生成，还可除去原油中的硫和氮。其元素组成，基本上仍以碳、氢为主，而氧、氮、硫非烃类型化合物含量较石油大大增高。胜利原油胶质含量高(29%)，比重较大(0.91左右)，含蜡量高(约15-21%)，属含硫中间基。

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 这些年，我们国内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原油常压蒸馏塔，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 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 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 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1.1 浙江海洋学院本科生毕业设计 2.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 直馏汽油辛烷值比大庆原油低为47，芳烃的含量比大庆的高。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 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 .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 .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。 .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 相接近，可以认为假设的是正确的，如果不是接近原油常压蒸馏塔，要重新假设，直到符合要求。 .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 .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 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 浙江海洋学院本科生毕业设计 表2.1汽提蒸汽用量 产品 蒸汽用量（质量分数）/ 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。

是由外来的锅炉蒸汽直接进行蒸馏，通常在筛板下锅底部位装有一条开小孔的环形管，锅炉来的蒸汽通过小孔直接喷出，通过筛板的筛孔进入原料层加热原料，由锅炉来的蒸汽是具有一定蒸汽压力，温度较高而含湿量又较低的饱和蒸汽，能很快加热料层，因此，对于干料加热蒸馏时，干料必须在装锅前预先湿透，直接蒸汽蒸馏，其蒸馏速度快，温度高，可缩短蒸馏时间，高沸点的成分可蒸出，出油率高。convection目 录摘 要 iabstract ii第1章 绪论 11.1 课题背景 11.2 本课题发展方向 1第2章 设计要求和设计参数 32.1 设计要求 32.2 设计参数 32.2.1 燃料油 32.2.2 原油工艺条件 32.2.3 过热蒸汽条件 32.2.4 原油产品分率 3第3章 工艺计算 43.1 加热炉热负荷计算 43.1.1 管式加热炉工艺计算所需的基础数据 43.1.2 被加热介质的比焓 43.1.3 被加热介质的热负荷 53.2 燃烧过程计算 63.2.1 燃料油燃烧物性 63.2.2 加热炉设计的热效率计算 63.3 辐射段计算 83.3.1 辐射段基础数据 83.3.2 辐射段炉体尺寸确定 93.3.3 辐射段热平衡计算 113.4 对流段计算 143.4.1 核算对流段热负荷 143.4.2 对流段工艺尺寸计算 203.5 加热炉压力降 243.5.1 炉管压力降 243.5.2 加热介质进口压力降 253.6 烟囱设计 263.6.1 烟囱直径 263.6.2 烟囱高度计算 26第4章 加热炉的检测、检验和试验 324.1 炉管水压试验 324.2炉管焊接接头的检测和检验 32第5章 加热炉钢结构 335.1 辐射室钢结构 335.2 对流室钢结构 335.3 平台梯子 33第6章 余热回收系统 35第7章 加热炉配件的设计选用 367.1 辐射管的支撑 367.2 看火门 377.3 人孔门 377.4 防爆门 387.5 燃烧器的选择 397.6 清扫门和吹灰器 40结论 41参考文献 42致谢 43第1章 绪论1.1 课题背景近年来，随着石油化学工业的迅速发展，管式加热炉技术越来越引起人们的重视。 2、 蒸馏 回流毕， 改为蒸馏装置将干燥的三角烧瓶作接受器， 接引管支口上接有盛有无水氯化钙干燥管， 加热蒸馏。

2.1作裂化校正，校正后的恩氏蒸馏温度数据如下表 浙江海洋学院本科生毕业设计 表3.2原油常压切割及产品性质 产品 相对密 恩式蒸馏/20 0% 30% 50% 70% 90% 100% 0.724034 58 73 90 101 119 126 常一线 0.8120 132 153 167 176 192 208 220 常二线 0.8350 220 241 259.1 264.4 279.5 293.8 308.5 常三线 0.8560 287.1 322.5 335.7 356.1 362.7 376.6 402.3 0.9200330 表3.3 胜利原油的实沸点蒸馏数据 序号沸点范围/ 占原油质量% 相对密度 每馏分总收率 0-1282.89 2.89 0.7257 128-1802.94 5.83 0.7783 180-2103.05 8.87 0.8161 210-2553.13 12.00 0.8288 255-2853.15 15.15 0.8300 285-3053.23 18.38 0.8320 305-3253.17 21.53 0.8380 325-3403.21 24.74 0.8538 340-3713.20 27.94 0.8586 10 371-392 3.22 31.16 0.8636 11 392-414 3.25 34.41 0.8739 12 414-430 3.41 37.82 0.8909 13 430-450 3.31 41.13 0.8983 14 450-458 3.30 44.43 0.9000 15 458-470 3.30 47.73 0.9068 16 470-494 3.36 51.09 0.9102 17 >500 48.91 100 3.3 油品性质参数 （1）将其馏分原油的质量%转化成体积% 根据胜利原油的实沸点蒸馏数据表，例序号 1，质量总收率是 2.89%，而其相对密度 20 =0.7257，此时原油的密度是0.8972，则其转化成体积%为：每个馏分占原油的体积 4.44其总收率占原油的体积 0.8972=4.44 又由序号2 中的沸点范围为128-180，其馏分的质量%是2.94%，其总收率占到原油质 量的5.83%，相对密度 20 =0.7783，此时原油的密度为0.8972，其转化成体积%为：每个馏分占原油的体积 0.8972=4.42 总收率占原油的体积 8.86用同样的方法就可以得出了以下的数据，如下表3.4。

(l)常压蒸馏 常压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同,利用加热炉、分馏塔等设备将原油进行多次的部分汽化和部分冷凝,使汽液两相进行充分的热量与质量交换,以达到分离的目的,从而制得汽油、煤油、柴油等馏分。石油炼厂中的主要生产装置通常有：原油蒸馏（常、减压蒸馏）、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等，主要生产汽油、喷气燃料、煤油、柴油、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦和各种石油化工原料。包括石油炼厂、石油炼制的研究和设计机构等，石油炼厂中的主要生产装置通常有：原油蒸馏（常、减压蒸馏）、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等，主要生产汽油、喷气燃料、煤油、柴油、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦和各种石油化工原料。

原油进入常压塔部分的物料组成（体积分数））为： 汽油：16.38%，煤油：16.11%，轻柴油：11.75%，重柴油：8.43%，重油：47.36%。由此可做 出初馏塔的原油实沸点蒸馏曲线 3.5 汽提蒸汽用量 侧线产品以及塔底重油都用过热的水蒸汽汽提，使用的温度为 420，压力是 0.3 MPa 的过热水蒸气，参考《石油炼制工程》 取汽提水蒸气量如下表3.11浙江海洋学院本科生毕业设计 10 3.11汽提蒸汽用量 3.6 .根据国外文献塔板数推荐值如下表3.12所示： [10] 表3.12 常压塔国外文献塔板数推荐值表 3-12及经营，设计此塔板采用浮阀塔板，参考《石油炼制工艺》 定塔板数如下：表3.13 各段的塔板数 考虑运用两个中段回流，每个中段回流用 .常压塔的计算草图将踏板，塔体，进料以及产品的进出口，中段循环回流的位置，塔底的汽提点，汽提塔 的位置等等都绘制成草图，如下图所示： 油品 质量分数/% Kg/h Kmol/h 一线煤油 1250.6369.48 二线轻柴油 1295.6371.98 三线重柴油 2.8 1687 93.72 塔底重油 9158.75508.82 合计 13392.01744 被分离的馏分 推荐板数 轻汽油重汽油 各段层数 汽油-煤油段 层(考虑一线生产航煤)煤油-轻柴油段 浙江海洋学院本科生毕业设计11 图3.1 常压塔计算草图 浙江海洋学院本科生毕业设计 12 3.7 操作压力 取塔顶产品罐的压力为 0.13MPa。

塔顶采用两级冷凝冷却流程。取塔顶空冷凝器压力降 0.01MPa，使用一个管壳式后冷器，壳层压力降取 0.017 MPa。故得： 塔顶压力P 顶＝0.13＋0.01＋0.017＝0.157 MPa（绝对压力） 取每层浮阀塔板压力降为 0.5KPa（4mmHg），则推算得常压塔内各关键部位的压力如下（单 MPa）：塔顶压力取0.157MPa； 一线抽出板（第 =0.161MPa； 二线抽出板（第 18