原油常減壓蒸餾課程設計書.doc

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目錄

第一章    總論

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

1.1.1設計方案……………………………………………………………………………………………3

1.1.2 生產規模……………………………………………………………………………………………3

1.1.3 工藝技術路線………………………………………………………………………………………4

1.1.4工藝技術特點………………………………………………………………………………………4

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

1.2.1常減壓蒸餾技術現狀………………………………………………………………………………4

1.3.設計任務依據…………………………………………………………………………………………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節能措施……………………………………………………………………………………………6

第二章  工藝流程設計

2.1原料油性質及產品性質………………………………………………………………………………7

2.1.1原料油性質…………………………………………………………………………………………7

2.1.2產品性質……………………………………………………………………………………………7

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

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

2.3 塔器結構………………………………………………………………………………………………9

2.4環保措施………………………………………………………………………………………………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 原料及產品的有關參數的計算………………………………………………………………………13

3.2 工藝流程的確定根據與流程的敘述…………………………………………………………………15

3.2.1 切割方案及性質……………………………………………………………………………………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塔頂及各側線溫度的假設與回流熱分配…………………………………………………………20

3.3.3側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適宜操作區和操作線………………………………………………………………………………40

5.2.7適宜操作區示意圖…………………………………………………………………………………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雜混合物。石油中的烴類和非烴類化合物，相對分子質量從幾十到幾千，相應的沸點從常溫到500度以上，分子結構也是多種多樣。不同油區所產的原由在性質上差別較大，不同組成的原油表現出的物理性質不同，而不同的化學組成及物理性質對原油的使用價值、經濟效益都有影響。

石油不能直接作汽車、飛機、輪船等交通運輸工具發動機的燃料，必須經過各種加工過程，才能獲得符合質量要求的各種石油產品。人們根據對所加工原油的性質、市場對產品的需求、加工技術的先進性和可靠性，以及經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。

石油煉制工業生產汽油、煤油、柴油等燃料和化學工業原料，是國民經濟最重要的支柱產業之一，關系國家的經濟命脈和能源安全，在國民經濟、國防和社會發展中具有極其重要的地位和作用。

石油煉制加工方案，主要根據其特性、市場需要、經濟效益、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   主要產品是用燃料的石油產品。除了生產部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過各種輕質化過程轉化為各種輕質燃料。

（2）燃料－潤滑油型   除了生產燃料的石油產品外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還用于生產各種潤滑油產品。
    （3）燃料－化工型   除了生產燃料產品外，還生產化工原料和化工產品。原油經過常壓蒸餾可分餾出汽油、煤油、柴油餾分。因原油性質不同，這些餾分有的可直接作為產品，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設計方案

設計一套年處理量為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，設計常壓塔，減壓塔。設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。一般包括預處理系統（原油電脫鹽）、常壓分餾系統、減壓分餾系統、注劑系統、輕烴回收系統（加工輕質原油且達到經濟規模時一般設置輕烴回收系統）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生產規模

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

1.1.3工藝技術路

大港原油屬于低硫環烷─中間基原油。

煤油具有相當好的揮發性能，比較高的閃點，適宜的粘度等特性，是一種優良的有機溶劑，有著廣泛的應用前景，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，隨著鋁加工業的迅猛發展，鋁軋制油的用量越來越大。鋁軋制油除應用具有餾分范圍窄、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。采用加氫法生產無味煤油、鋁軋制油，有著其它方法無法比擬的優點。首先是產品質量好，收率高，其中產品芳烴含量小于0.1%；其次是不產生酸渣、堿渣等污染物，屬于環境友好工藝。

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，產品的種類繁多，生產操作完全由市場決定，操作靈活要求非常高，根據產品方案要求，分餾部分采用雙分餾塔多側線抽出，其中第二分餾塔為減壓操作，滿足不同產品分割及質量要求。

1.1.4工藝技術特點

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

反應部分采用冷高壓分離流程。

分餾部分設置兩臺分餾塔，其中第二分餾塔為減壓操作，兩臺分餾塔產品側線抽出及塔底均設重沸器，塔內裝填高效規整填料，確保分餾精度。

設置熱載體回執系統，熱載體作為塔底重沸器熱源。

1.2.文獻綜述

1.2.1常減壓蒸餾技術現狀

①國外蒸餾裝置技術現狀及發展趨勢

煉油傳廠的大型化是提高其勞動生產率和經濟效益，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，有16座加工能力在20Mt/a以上。現在單套蒸餾裝置一般都在5Mt/a以上，不少裝置已達到10Mt/a。現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省投資30％左右。

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

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

產品質量方面，國外蒸餾裝置典型的產品分餾精度一般為：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℃，潤滑油基礎油也基本滿足窄餾分、淺顏色。

②國內蒸餾裝置技術現狀

我國蒸餾裝置規模較小，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水平與國外水平相比，在處理能力、產品質量和撥出率方面存在較大的差距。最近幾年，隨著我國煉油工業的發展，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展，陸續建成了鎮海、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。

我國蒸餾裝置側線產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，主要表現在輕質潤滑油餾分的發揮及中質潤滑油餾分的殘碳、顏色和安定性等方面存在差距較大。

1.3.設計任務依據

設計任務有指導教師指定課題

1.4.主要原材料

主要原材料是大港原油，其屬低硫環烷─中間基原油。

1.5.其他

1.5.1交通運輸

本裝置設在廣東**石化工業區，相關設施及公用工程非常完善，原料、產品及廢渣方便快捷地輸送。

1**石化工業區內交通便利，汕茂鐵路與京廣、京九鐵路相連，河茂鐵路與柳湛鐵路相連，正在建設的洛湛鐵路通過**，使**與華南、華北腹地相接起來。

2**有發達的公路網，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，現有水東、博賀和北山嶺3個港區，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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