150萬噸俄羅斯原油常壓蒸餾塔設計

helloshigy

摘要
本次設計主要是針對年處理量150萬噸俄羅斯混合原油的常壓設計。
原油常壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用，在煉廠具有舉足輕重的地位，其運行的好壞直接影響到后續的加工過程。其中重要的分離設備—常壓塔的設計，是能否獲得高收率、高質量油的關鍵。近年來常減壓蒸餾技術和管理經驗不斷創新，裝置節能消耗顯著，產品質量提高。但與國外先進水平相比，仍存在較大的差距。
為了更好地提高原油的生產能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對俄羅斯混合原油進行常壓蒸餾設計。設計的基本方案是：初餾塔拔出石腦油，常壓塔采取三側線，常壓塔塔頂生產汽油，三個側線分別生產煤油，輕柴油，重柴油。設計了一個初餾塔一個常壓塔一段汽化蒸餾裝置，此裝置由一臺管式加熱爐、一個初餾塔，一個常壓塔以及若干臺換熱器（完善的換熱流程應達到要求：充分利用各種余熱；換熱器的換熱強度較大；原油流動壓力降較小。）冷凝冷卻器、機泵等組成，在常壓塔外側為側線產品設汽提塔。流程簡單，投資和操作費用較少。原油在這樣的蒸餾裝置下，可以得到350-360℃以前的幾個餾分，可以用作石腦油、汽油、煤油、輕柴油、重柴油產品，也可分別作為重整化工（如輕油裂解）等裝置的原料。蒸余的塔底重油可作鋼鐵或其它工業的燃料。在某些特定的情況下也可以作催化裂化或加氫裂化裝置的原料。本次設計共用34塊浮閥塔板，塔距0.8m，塔徑3.4m，塔高28.23m.換熱流程一共通過12次換熱達到工藝要求，換熱效率是73.1%。
關鍵詞：原油；常壓蒸餾；物料衡算；熱量衡算；塔；換熱
Abstract
This design mainly regards to which Russia commingled crude oil are distilled by a process capacity of 1.5×104t/a in normal pressures.
As a part of crude oil processing technic ,the normal pressures distilion of crude oil is very important in the whole processing schemes of crude oil and refineries and its operation status directly affects the continuing machine process.There are a kind of important separate equipment---- normal pressures columns ,which is the key to attain high efficient , high quality oil. In recent years,firstly the distillion technique of normal pressures and manage experience were innovated constantly ;secondly equipments’ effect of saving energy is remarkable ;thirdly product quality was improved.But compare to international advanced techniques,there are a long distance.
In order to improve the product ability of crude oil ,In the principle of shoestring , low—energy consumption , high-efficiency ,designing the normal pressures distillion of Russia commingled crude oil.Design’s basic scheme : Prefractionator extracts naphtha. atmospheric column has three lateral line .Its tower top extracts gasoline and three lateral line respectively extrct kerosene, light diesel fuel, heavy diesel fuel.Design a distillion device with a prefractionator，a atmospheric column with a piece of gasification.This device is consist of a tubular-furnace,a prefractionator,a atmospheric column ,several heat exchangers, cooling
condenser and pumps.This procedure is simple; Investment and operation fee is short .According to this design device ,we can attain 350—360℃ previous some fraction.They can be used to be naphtha ,gasoline, kerosene,light diesel fuel, heavy diesel fuel products and they can be used tobe reforming chemical engineering’s raw material.Other tower bottle’ heavy oil can be as raw material of steel industries or other industries. At all under certain condition, they can be as raw material of catalytic cracking and hydrogen cracking .This design adopts 34 block floating valve trays. Tower distance is 0.8m. Tower diameter is 3.4m.Tower level is 28.23m.Heat exchangers process reach to the technics requirement by 12 time heat exchangers processes.The heat exchangers efficiency is 73.1%.
Key words: Oil; Atmospheric distillation; Material balance;
Heat balance; Tower; Heat exchange
目錄
前 言 ................................................ 1
第一章 產品方案及工藝流程 .............................. 5
1.1產品方案 ......................................... 5
1.2 工藝流程 ......................................... 5
第二章 工藝計算及說明 .................................. 7
2.1設計數據 ......................................... 7
2.1.1 已知數據 ...................................... 7
2.1.2 原油的實沸點及窄餾分數據 ....................... 7
2.2 原油實沸點蒸餾曲線的繪制 .......................... 9
2.3 常壓塔工藝計算................................... 10
2.3.1 各產品的恩氏蒸餾數據和實沸點數據的換算 ......... 10
2.3.2 產品的有關數據計算 ........................... 13
2.3.3 物料衡算 ..................................... 14
2.3.4 確定塔板數和汽提蒸汽用量 ...................... 16
2.3.5 操作壓力 ..................................... 18
2.3.6 汽化段溫度 ................................... 19
2.3.7 塔底溫度 ..................................... 21
2.3.8 塔頂及側線溫度的假設與回流熱的分配 ............ 21
2.3.9 側線及塔頂溫度的校核 ......................... 22
2.4 全塔氣、液相負荷分布 ............................. 23
第三章 塔的設計及水力學計算 ........................... 32
3.1塔板的操作條件 ................................... 32
3.2塔板間距初選 ..................................... 33
3.3塔徑初算 ........................................ 33
3.4浮閥數及開孔率的計算 ............................. 34
3.5溢流堰及降液管的決定 ............................. 34
3.6水力學計算....................................... 35
3.7塔板上的適宜操作區和負荷上下限 .................... 36
第四章 塔的內部工藝結構 ............................... 39
4.1板式塔的內部工藝結構 ............................. 39
4.2 塔高H .......................................... 41
第五章 換熱流程設計 ................................... 42
5.1換熱流程計算 ..................................... 42
5.1.1初餾塔之前的換熱流程 .......................... 43
5.1.2常壓塔前換熱流程 .............................. 47
5.2熱量利用率計算 ................................... 48
結 論 ................................................ 49
致謝 ................................................. 50
附錄 ................................................. 61
沈陽化工學院學士學位論文 前 言
1
前言
背景
我國煉油工業經過50多年的發展，到21世紀初期，已經形成281Mt/a的原油加工能力，生產的汽油、煤油、柴油、潤滑油等石油產品基本滿足的國民經濟的發展和人民生活的需要。但是，進入21世紀，特別是我國成為世界貿易組織的正式成員后，按照市場準入、關稅減讓的相關壁壘協議，國內成品油市場將逐漸融入國際市場，不可避免的要參與世界貿易大環境下的競爭，基本依靠自有技術發展起來的我國煉油工業面臨著嚴峻挑戰。
石油是重要的能源之一，我國的工業生產和經濟運行都離不開石油，但是又不能直接作為產品使用，必須經過加工煉制過程，連制成多種在質量上符合使用要求的石油產品，才能投入使用。
國民經濟和國防部門眾多的各種應用場合對石油產品提出了許多不同的使用要求。隨著我國社會經濟情況的變化、科學技術水平以及工業生產水平的大幅度提高，對石油產品質量指標的要求不斷嚴格，所要求的石油產品的品種和數量也不斷增加。目前，我國原油的年加工量約為2億噸。而國內所能提供原油量僅為1.3億噸，為了滿足原油的需求量，則需要每年從國外二十多個國家和地區進口約6940萬噸原油。為了更好的提高石油資源的利用率，增加企業的經濟效益，對從國外進口的原油煉制構成進行開發研究也是十分必要的。
目前，我國將石油產品分為染料、潤滑劑、石油瀝青、石油蠟、石油焦、溶劑和化工原料六大類。
常減壓蒸餾的概述
原油精餾裝置是煉油企業的“龍頭”，是煉油工業的第一道工序，為二次加工裝置提供原料，是原油加工的基礎，其能量的綜合利用程度和拔出率高低體現在石化企業的效益上，因此，開展常壓精餾裝置的研究很有意義。
原油常減壓蒸餾作為原油的一次加工工藝，在原油加工總流程中占有重要作用在煉廠具有舉足輕重的地位，其運行的好壞直接影響到后續的加工過程。其中重要的分離設備—常壓塔的設計，是能否獲得高收率、高質量油的關鍵。近年來常減壓蒸餾技術和管理經驗不斷創新，裝置節能消耗顯著，產品質量提高。但與國外先進水平相比，仍存在較大的差距，裝置能耗仍然偏高，分餾精度和減壓拔出深度偏低，對含硫原油的適應性差等。進一步提高常減壓裝置的操作水平和運行水平，顯著日益重要，對提高煉油企業的經濟效益也具有重要意義。
常減壓蒸餾過程經過一百多年的發展，已成為一個比較完整成熟的工藝[27-28]。
沈陽化工學院學士學位論文 前 言
2
目前，國內外大致都是采用由初餾塔、常壓塔、壓塔，常壓爐、減刃壓爐組成的三塔兩爐工藝流程，但是仍存在一些問題。
近年來，我國常減壓蒸餾裝置，呈現了規模大型化，原油加工品種多樣化生產操作智能化等趨勢，技術水平有了較大的提高。作為煉油企業的“龍頭”，常減壓蒸餾裝置技術水平高低，不但關系到原油的有效利用，而且對全廠的質量，產品收率，經濟效益都有很大影響，這就要求我們積極應用先進適用技術，繼續推動常減壓蒸餾技術進步，促進整體煉油水平的不斷提高。
與國際先進水平相比，我國常減壓蒸餾裝置仍然存在較大的差距，主要是裝置規模小，運行負荷低，運行周期短，關鍵工藝技術落后，能耗依然偏高等。
原油中的汽油餾分含量低，渣油含量高是我國原油餾分組成的一個特點。此次設計的大慶原油屬于低硫石蠟基原油，凝固點高，蠟含量高，膠質含量適中，瀝青質含量低，金屬含量中Ni含量較高。
為了更好地提高原油的生產能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對大慶原油進行常壓蒸餾設計。設計的基本方案：原油—換熱系統—電脫鹽系統—加熱爐系統—常壓系統—儀表控制系統，經常壓蒸餾得到汽油、煤油、柴油等燃料出裝置及常壓重油去催化裂化車間。
裝制設備的考慮因素


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linolin

搞化工的孩子傷不起啊

sdqdpd333

化工大有可為

wlq3200

感謝樓主分享

netsun

謝謝分享，學習了！

動力火車

謝謝樓主分享

jinhong10

化工大有可為

zeng504

感謝分享！學習啦

3088

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