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1、原油常减压蒸馏装置工艺设计设计 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: 石油化工学院 化学工程与工艺专业 设计任务书 2022 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: 2022 年 1 月7 日 3. 设计之原始数据: (另给) 4. 计算及说明部分容: (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. 原料油性质及产品性质； 2. 生产方案； 3.工艺流程； 4. 蒸馏塔类型、塔器结
2、构；5环保措施 三、常压蒸馏塔工艺计算 1. 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: 2022 年9 月 5 日 设计指导教师:
3、 完成任务日期: 年月日 学生签名: 目录 一总论 (6) 1.1 概述： (6) 1.2 文献综述 (6) 1.3 设计任务依据 (6) 1.4 主要原材料 (6) 1.5 其他 (7) 二工艺流程设计 (7) 2.1 原料油性质及产品性质 (7) 2.1.1 原油实沸点蒸馏数据 (7) 2.2 生产方案 (8) 2.2.1 产品方案及产品性质 (8) 2.3 工艺流程 (8) 2.4 蒸馏塔类型、塔器结构 (9) 2.5 环保措施 (10) 三常压蒸馏塔工艺计算 (10) 3.1 工艺参数计算 (10) 3.1.1 油品的性质参数 (11) 3.2 物料平衡计算 (15) 3.2.1 产品
4、收率及物料平衡 (15) 3.3 操作条件的确定 (16) 3.3.1 汽提蒸汽用量 (16) 3.2.2 操作压力 (17) 3.3.3 汽化段温度 (17) 3.2.4 塔底温度 (20) 3.2.5 塔顶及各侧线温度的假设与回流热分配 (20) 3.3.6 分馏塔计算草图 (22) 3.4 蒸馏塔各点温度的核算 (23) 3.4.1 重柴油抽出板（第27层）温度校核 (23) 3.4.2 轻柴抽出板（第18层）温度校核 (25) 3.4.4 塔顶温度校核 (27) 3.4.5 全塔汽、液相负荷 (28) 3.5 蒸馏塔汽液负荷计算 (36) 四常压蒸馏塔尺寸计算 (37) 4.1 塔径计
5、算 (37) 4.1.1 塔径的初算 (37) 4.1.2 计算适宜的气速Wa (38) 4.1.3 计算气相空间截面积 (38) 4.1.4 降液管流体流速, Vd (39) 4.1.5 计算降液管面积 (39) 4.1.6 塔横截面积Ft的计算 (39) 4.1.7 采用的塔径D及空塔气速W (39) 4.2 塔高的计算 (40) 五常压蒸馏塔的水力学计算 (41) 5.1 塔板总压力降 (41) 5.1.1 干板压力降Pd (41) 5.1.2 表面力的压力降Po (41) 5.1.3 气体通过塔板上液层的压力降PL (41) 5.1.4 气体通过一块塔板的总压力降Pt (41) 5.2
6、 雾沫夹带 (42) 5.3 泄漏 (42) 5.4 淹塔 (43) 5.5 降液管超负荷 (43) 5.6 适宜操作区和操作线 (44) 5.6.1 雾沫夹带量线 (44) 5.6.2 淹塔界线 (44) 5.6.3 降液管超负荷界线 (45) 5.6.4 泄漏线 (46) 5.6.5 液相负荷下限线 (46) 5.6.6 操作线 (46) 5.6.7 适宜操作区和操作线 (47) 六车间布置设计 (47) 6.1 车间平面布置方案 (47) 6.2 车间平面布置图 (49) 6.3 常压蒸馏塔装配图 (50) 参考资料 (50) 7 结束语 (50) 一总论 1.1 概述： 1.1.1设计
7、基础 原油在常压条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，而不同的化学组成及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，以及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
8、的燃料，也不能直接作润滑油、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
9、压渣油还用于生产各种润滑油产品。 （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，
10、减压塔。设计中采用水蒸气汽提方式, 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及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
11、馏是指在常压和减压条件下，根据原油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及发展趋势 石油炼制工业的发展是伴随着石油及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2022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
12、16座加工能力在20Mt/a以上。现在单套蒸馏装置一般都在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
13、电脱盐。 塔件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer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，