原油常減壓蒸餾課程設(shè)計書.doc

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目錄

第一章    總論

1.1概述……………………………………………………………………………………………………3

1.1.1設(shè)計方案……………………………………………………………………………………………3

1.1.2 生產(chǎn)規(guī)�！�…………………………………………………………………………………………3

1.1.3 工藝技術(shù)路線………………………………………………………………………………………4

1.1.4工藝技術(shù)特點………………………………………………………………………………………4

1.2文獻綜述………………………………………………………………………………………………4

1.2.1常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀………………………………………………………………………………4

1.3.設(shè)計任務(wù)依據(jù)…………………………………………………………………………………………5

1.4主要原材料……………………………………………………………………………………………5

1.5其他……………………………………………………………………………………………………5

1.5.1交通運輸……………………………………………………………………………………………5

1.5.2節(jié)能措施……………………………………………………………………………………………6

第二章  工藝流程設(shè)計

2.1原料油性質(zhì)及產(chǎn)品性質(zhì)………………………………………………………………………………7

2.1.1原料油性質(zhì)…………………………………………………………………………………………7

2.1.2產(chǎn)品性質(zhì)……………………………………………………………………………………………7

2.2. 工藝流程……………………………………………………………………………………………8

2.2.1工藝流程……………………………………………………………………………………………8

2.3 塔器結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………………………………9

2.4環(huán)保措施………………………………………………………………………………………………9

2.4.1污染源分析…………………………………………………………………………………………9

2.4.2廢氣處理……………………………………………………………………………………………10

2.4.3廢水處理……………………………………………………………………………………………10

2.4.4噪聲防護……………………………………………………………………………………………11

第三章   工藝計算

3.1 原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)的計算………………………………………………………………………13

3.2 工藝流程的確定根據(jù)與流程的敘述…………………………………………………………………15

3.2.1 切割方案及性質(zhì)……………………………………………………………………………………15

3.2.2  物料平衡…………………………………………………………………………………………15

3.2.3 汽提蒸汽用量………………………………………………………………………………………17

3.2.4  操作壓力…………………………………………………………………………………………17

3.2.5  汽化段溫度………………………………………………………………………………………18

3.3蒸餾塔各點溫度核算…………………………………………………………………………………20

3.3.1塔底溫度……………………………………………………………………………………………20

3.3.2塔頂及各側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配…………………………………………………………20

3.3.3側(cè)線及塔頂溫度的校核……………………………………………………………………………21

3.4全塔汽、液負荷衡算…………………………………………………………………………………23

第四章 常壓蒸餾塔尺寸計算

4.1塔徑的計算……………………………………………………………………………………………34

4.1.1塔徑的初算…………………………………………………………………………………………34

4.1.2計算出Wmax后再計算適宜的氣速Wa……………………………………………………………34

4.1.3計算氣相空間截面積………………………………………………………………………………35

4.1.4降液管內(nèi)流體流速Vd………………………………………………………………………………35

4.1.5計算降液管面積 ……………………………………………………………………………………35

4.1.6塔橫截面積Ft的計算………………………………………………………………………………35

4.1.7采用的塔徑D及空塔氣速W…………………………………………………………………………35

4.2塔高的計算……………………………………………………………………………………………36

第五章   水力學(xué)衡算

5.1塔板布置，浮閥、溢流堰及降液管的計算…………………………………………………………37

5.2塔的水力學(xué)計算………………………………………………………………………………………38

5.2.1塔板總壓力降………………………………………………………………………………………38

5.2.2霧沫夾帶……………………………………………………………………………………………38

5.2.3泄漏…………………………………………………………………………………………………39

5.2.4淹塔…………………………………………………………………………………………………40

5.2.5降液管超負荷………………………………………………………………………………………40

5.2.6適宜操作區(qū)和操作線………………………………………………………………………………40

5.2.7適宜操作區(qū)示意圖…………………………………………………………………………………42

第六章  車間平面布置

6.1 車間平面布置方案……………………………………………………………………………………43

6.2 車間平面布置圖………………………………………………………………………………………43

6.2.1 CAD繪圖（見附圖）………………………………………………………………………………43

6.2.2 工藝條件……………………………………………………………………………………………43

6.3 常壓蒸餾塔裝配圖（見附圖）………………………………………………………………………44

6.4 工藝流程圖（見附圖）………………………………………………………………………………44

6.5 主要塔器圖（見附圖）………………………………………………………………………………44

第七章   結(jié)束語……………………………………………………………………………………45

第八章  參考文獻…………………………………………………………………………………45

第一章    總論

1.1概述

石油是一種主要由碳氫化合物組成的復(fù)雜混合物。石油中的烴類和非烴類化合物，相對分子質(zhì)量從幾十到幾千，相應(yīng)的沸點從常溫到500度以上，分子結(jié)構(gòu)也是多種多樣。不同油區(qū)所產(chǎn)的原由在性質(zhì)上差別較大，不同組成的原油表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同，而不同的化學(xué)組成及物理性質(zhì)對原油的使用價值、經(jīng)濟效益都有影響。

石油不能直接作汽車、飛機、輪船等交通運輸工具發(fā)動機的燃料，必須經(jīng)過各種加工過程，才能獲得符合質(zhì)量要求的各種石油產(chǎn)品。人們根據(jù)對所加工原油的性質(zhì)、市場對產(chǎn)品的需求、加工技術(shù)的先進性和可靠性，以及經(jīng)濟效益等諸方面的分析、制訂合理的加工方案。原油常減壓蒸餾是常用基本的加工方案。

石油煉制工業(yè)生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等燃料和化學(xué)工業(yè)原料，是國民經(jīng)濟最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，關(guān)系國家的經(jīng)濟命脈和能源安全，在國民經(jīng)濟、國防和社會發(fā)展中具有極其重要的地位和作用。

石油煉制加工方案，主要根據(jù)其特性、市場需要、經(jīng)濟效益、投資力度等因素決定。石油煉制加工方案大體可以分為三種類型：

（1）燃料型   主要產(chǎn)品是用燃料的石油產(chǎn)品。除了生產(chǎn)部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過各種輕質(zhì)化過程轉(zhuǎn)化為各種輕質(zhì)燃料。

（2）燃料－潤滑油型   除了生產(chǎn)燃料的石油產(chǎn)品外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還用于生產(chǎn)各種潤滑油產(chǎn)品。
    （3）燃料－化工型   除了生產(chǎn)燃料產(chǎn)品外，還生產(chǎn)化工原料和化工產(chǎn)品。原油經(jīng)過常壓蒸餾可分餾出汽油、煤油、柴油餾分。因原油性質(zhì)不同，這些餾分有的可直接作為產(chǎn)品，有的需要進行精制或加工。將常壓塔底油進行減壓蒸餾，等到的餾分視其原油性質(zhì)或加工方案不同，可以作裂化（熱裂化、催化裂化、加氫裂化等）原料或潤滑油原料油原料，也可以作為乙烯裂解原料。減壓塔底油可作為燃料油、瀝青、焦化或其它渣油加工（溶劑脫瀝青、渣油催化裂化、渣油加氫裂化等）的原料。

1.1.1設(shè)計方案

設(shè)計一套年處理量為360萬噸大港原油加工裝置，由于原料中輕組分不多，所以原油蒸餾裝置采用二段汽化，設(shè)計常壓塔，減壓塔。設(shè)計中采用水蒸氣汽提方式, 并確定汽提水蒸汽用量;由于浮閥塔操作彈性大，本設(shè)計采用浮閥塔。

原油蒸餾在煉油廠是原油首先要通過的加工裝置。一般包括預(yù)處理系統(tǒng)（原油電脫鹽）、常壓分餾系統(tǒng)、減壓分餾系統(tǒng)、注劑系統(tǒng)、輕烴回收系統(tǒng)（加工輕質(zhì)原油且達到經(jīng)濟規(guī)模時一般設(shè)置輕烴回收系統(tǒng)）等。常壓蒸餾就是在常壓下對原油進行加熱、氣化、分餾和冷凝。如此得到各種不同沸點范圍的石油餾分。常減壓蒸餾是指在常壓和減壓條件下，根據(jù)原油中各組分的沸點不同，把原油“切割”成不同餾分的工藝過程。

1.1.2生產(chǎn)規(guī)模

規(guī)模原油處理量360萬噸/年。按年開工8000小時計，即處理量為450000kg/h。

1.1.3工藝技術(shù)路

大港原油屬于低硫環(huán)烷─中間基原油。

煤油具有相當(dāng)好的揮發(fā)性能，比較高的閃點，適宜的粘度等特性，是一種優(yōu)良的有機溶劑，有著廣泛的應(yīng)用前景，但是，直餾煤油和一般的加氫煤油芳烴含量都較量，氮的非烴化合物也很多，致使在使用過程中，不僅使人感到有不舒服的臭味，還對人體有害。

在應(yīng)用上，煤油餾分除用作噴氣燃料、特種溶劑油、燈用煤油以外，還有很大一部分作為鋁軋油基礎(chǔ)油使用。由于鋁軋制在冷卻、潤滑和改善鋁制品表面光潔度等方面都極其重要的作用，因此，隨著鋁加工業(yè)的迅猛發(fā)展，鋁軋制油的用量越來越大。鋁軋制油除應(yīng)用具有餾分范圍窄、飽和烴含量高、閃點高的特點外，還要求具有較低的硫含量和芳烴含量。煤油加氫工藝是生產(chǎn)高檔鋁軋制油最有效的工藝手段，該工藝主要是對其進行深度脫硫、脫氮和脫芳烴。采用加氫法生產(chǎn)無味煤油、鋁軋制油，有著其它方法無法比擬的優(yōu)點。首先是產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，其中產(chǎn)品芳烴含量小于0.1%；其次是不產(chǎn)生酸渣、堿渣等污染物，屬于環(huán)境友好工藝。

特種油品精餾與一般的煉油裝置不同，餾分窄分餾精度要求高，產(chǎn)品的種類繁多，生產(chǎn)操作完全由市場決定，操作靈活要求非常高，根據(jù)產(chǎn)品方案要求，分餾部分采用雙分餾塔多側(cè)線抽出，其中第二分餾塔為減壓操作，滿足不同產(chǎn)品分割及質(zhì)量要求。

1.1.4工藝技術(shù)特點

由于裝置規(guī)模較小，在保證安全平衡生產(chǎn)的前提下，盡量簡化工藝流程和自動控制系統(tǒng)，以節(jié)省工程投資。

反應(yīng)部分采用冷高壓分離流程。

分餾部分設(shè)置兩臺分餾塔，其中第二分餾塔為減壓操作，兩臺分餾塔產(chǎn)品側(cè)線抽出及塔底均設(shè)重沸器，塔內(nèi)裝填高效規(guī)整填料，確保分餾精度。

設(shè)置熱載體回執(zhí)系統(tǒng)，熱載體作為塔底重沸器熱源。

1.2.文獻綜述

1.2.1常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀

①國外蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

煉油傳廠的大型化是提高其勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，降低能耗和物耗的一項重要措施。按2004年一月底的統(tǒng)計，全世界共有717座煉油廠，總加工能力4103Mt/a。其中加工能力在10Mt/a以上的煉油廠126座，分散在34個國家和地區(qū)，有16座加工能力在20Mt/a以上。現(xiàn)在單套蒸餾裝置一般都在5Mt/a以上，不少裝置已達到10Mt/a�，F(xiàn)在最大的單套蒸餾裝置處理量為15Mt/a。

整體蒸餾裝置將原油分為：常壓渣油、含蠟餾分油、中間餾分油和石腦油組分。常壓部分出常壓渣油、中間餾分和石腦油以下的餾分。中間餾分在加氫脫硫分餾塔中分餾煤油、輕、重柴油，常壓渣油進入高真空減壓蒸餾，分餾出的蠟油作為催化裂化裝置和加氫裂化裝置的原料。整體蒸餾裝置可以節(jié)省投資30％左右。

電脫鹽方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的專利技術(shù)較為先進。Howe-Beaket技術(shù)主要為低速脫鹽，Petrolite已在低速脫鹽的基礎(chǔ)上開發(fā)了高速電脫鹽。

塔內(nèi)件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer和Norton為代表，擁有較先進的專利技術(shù)，公司開發(fā)出了SuperFRAC I.SuperFRACV高效塔盤和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基礎(chǔ)上開發(fā)了Mllapakplus和Optiflow高效填料。

產(chǎn)品質(zhì)量方面，國外蒸餾裝置典型的產(chǎn)品分餾精度一般為：石腦油和煤油的脫空度ASTM D86(5%-95%)13℃；煤油和輕柴油的脫空度ASTM  D86(5%-95%)-20℃；輕蠟油與重蠟油的脫空度ASTM  D1160(5%-95%)5℃，潤滑油基礎(chǔ)油也基本滿足窄餾分、淺顏色。

②國內(nèi)蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀

我國蒸餾裝置規(guī)模較小，大部分裝置處理能力為2.5Mt/a，僅有幾套裝置的加工能力超國4.5Mt/a。我國蒸餾裝置的總體技術(shù)水平與國外水平相比，在處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量和撥出率方面存在較大的差距。最近幾年，隨著我國煉油工業(yè)的發(fā)展，為縮短與世界先進煉油廠的差距，我國新建蒸餾裝置正向大型化方向發(fā)展，陸續(xù)建成了鎮(zhèn)海、高橋8Mt/a及西太平洋10Mt/a等大型化的蒸餾裝置等，其中高橋為潤滑油型大型蒸餾裝置，擬建的大型蒸餾裝置也基本為燃料型。

我國蒸餾裝置側(cè)線產(chǎn)品分離精度差別較大，如中石化有些煉油廠常頂和常一線能夠脫空，但尚有40%的裝置常頂與常一線恩氏蒸餾餾程重疊超過10℃，最多重疊達86℃。多數(shù)裝置常二線與常三線恩氏蒸餾餾程重疊15℃以上，實沸點重疊則超出25℃。潤滑油餾分切割也同國外先進水平存在一定差距，主要表現(xiàn)在輕質(zhì)潤滑油餾分的發(fā)揮及中質(zhì)潤滑油餾分的殘?zhí)�、顏色和安定性等方面存在差距較大。

1.3.設(shè)計任務(wù)依據(jù)

設(shè)計任務(wù)有指導(dǎo)教師指定課題

1.4.主要原材料

主要原材料是大港原油，其屬低硫環(huán)烷─中間基原油。

1.5.其他

1.5.1交通運輸

本裝置設(shè)在廣東**石化工業(yè)區(qū)，相關(guān)設(shè)施及公用工程非常完善，原料、產(chǎn)品及廢渣方便快捷地輸送。

1**石化工業(yè)區(qū)內(nèi)交通便利，汕茂鐵路與京廣、京九鐵路相連，河茂鐵路與柳湛鐵路相連，正在建設(shè)的洛湛鐵路通過**，使**與華南、華北腹地相接起來。

2**有發(fā)達的公路網(wǎng)，325國道與高水一級公路連通。廣湛高速已全線通車，**到湛江機場1小時車程，**至廣州3小時車程，**至重慶高速公路已建成通車。

3**港是國家一類對外開放口岸，距香港202海里，距澳門184海里，現(xiàn)有水東、博賀和北山嶺3個港區(qū)，已建成500噸級以上碼頭11個，其中萬噸以上4個，年吞吐能力1759萬噸。其中，博賀新港區(qū)已建成25萬噸級單點系泊碼頭、85萬立方原油儲罐可以用十分低廉的成本建成30萬噸級碼頭泊位4個，20-25萬噸級碼頭泊位4個，10萬噸級碼頭泊位10個，5萬噸級及以下碼頭泊位71個，總計89個深水泊位，形成的港口吞吐能力可達3億噸。

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有指導(dǎo)意義

gianluigib

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