常减压蒸馏装置常压塔工艺设计

常减压蒸馏装置常压塔工艺设计
常减压蒸馏装置常压塔工艺设计

化工专业课程设计常减压蒸馏装置常压塔工艺设计

学校名称:广东石油化工学院

专业名称:化学工程与工艺

班别:

姓名:

学号:

指导教师:

完成时间:2012年02月01日至2012年10月日

广东石油化工学院

课程设计说明书

设计名称:化工专业课程设计

题目:530万吨/年原油常减压蒸馏装置设计

常压分馏塔工艺设计

学生:学号:

班别:

专业:化学工程与工艺

指导教师:

日期:2012 年02 月20 日

广东石油化工学院

化学工程与工艺专业

设计任务书

2012 年9 月30 日批准

系主任谢颖

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: 2013 年10 月20 日

3. 设计之原始数据: (另给)

4. 计算及说明部分内容: (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. 绘图部分内容: (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: 2013 年9 月30 日

设计指导教师:

完成任务日期: 2013 年10 月日

学生签名:

石油化工生产技术课程设计

原油常减压蒸馏装置工艺设计基础数据

1、原油的一般性质

大庆原油,20

4

d= 0.8587;特性因数K=12.3

2、原油实沸点蒸馏数据

表1 大庆原油实沸点蒸馏及窄馏分性质数据

馏分号沸点范围

/℃

占原油(质)/% 密度

(20℃)

/g·cm-3

运动粘度/ mm2·s-1

凝点

/℃

闪点

(开)/

折射率

每馏分累计20℃50℃100℃20

D

n70

D

n

1 初~11

2 2.98 2.98 0.7108 ————— 1.3995 —

2 112~156 3.15 6.1

3 0.7461 0.89 0.6

4 ——— 1.4172 —

3 156~195 3.22 9.35 0.7699 1.27 0.89 —-65 — 1.4350 —

4 195~22

5 3.25 12.60 0.7958 2.03 1.2

6 —-41 78 1.4445 —

5 225~257 3.40 16.00 0.8092 2.81 1.63 —-24 — 1.4502 —

6 257~289 3.40 19.46 0.8161 4.14 2.26 —-9 125 1.4560 —

7 289~313 3.44 22.90 0.8173 5.93 3.01 — 4 — 1.4565 —

8 313~335 3.37 26.27 0.8264 8.33 3.84 1.73 13 157 1.4612 —

9 335~355 3.45 29.72 0.8348 — 4.99 2.07 22 —— 1.4450

10 355~374 3.43 33.15 0.8363 — 6.24 2.61 29 184 — 1.4455

11 374~394 3.35 36.50 0.8396 —7.70 2.86 34 —— 1.4472

12 394~415 3.55 40.05 0.8479 —9.51 3.33 38 206 — 1.4515

13 415~435 3.39 43.44 0.8536 —13.3 4.22 43 —— 1.4560

14 435~456 3.88 47.32 0.8686 —21.9 5.86 45 238 — 1.4641

15 456~475 4.05 51.37 0.8732 ——7.05 48 —— 1.4675

16 475~500 4.52 55.89 0.8786 ——8.92 52 282 — 1.4697

17 500~525 4.15 60.04 0.8832 ——11.5 55 —— 1.4730 渣油>525 39.96 100.0 0.9375 ———41①———3、产品方案及产品性质

表2 产品产率及其性质

产品沸点范围产率相对密度恩氏蒸馏数据, ℃

名称℃%(重) 20

4

d初10% 30% 50% 70% 90% 终

重整原料初~130 4.27 0.7200 42 67 74 86 102 114 127

航空煤油130~230 8.86 0.7720 138 158 167 177 191 215 226

轻柴油230~320 10.84 0.8210 238 245 252 270 285 291 313

重柴油320~360 6.65 0.8305 326 331 333 336 339 344 353

重油>360 69.38 0.9050

4. 设计处理量: 250+学号×10万吨/年, 开工:8000小时/年。

5. 汽提水蒸汽采用过热水蒸汽: 420℃, 0.3MPa(表)

6. 可采用二段汽化流程,设3个中段循环回流; 过汽化油为2~4%(重)。

目录

第一章:总论 (7)

1.1 概述 (8)

1.2 文献综述 (8)

1.3设计任务依据 (8)

1.4 主要原材料 (8)

1.5其他 (8)

第二章:工艺流程设计 (8)

2 . 1原油的一般性质 (8)

2.1.2 原油实沸点蒸馏数据 (9)

2.1.3 原油平衡蒸发数据 (10)

2.1.4产品性质 (10)

2.2.工艺流程 (10)

2.3塔器结构 (11)

2.4环保措施 (11)

第三章:工艺计算 (11)

3.1 工艺参数计算 (12)

3.1.1 油品的性质参数 (12)

3.1.2 产品收率及物料平衡 (16)

3.2操作条件的确定 (17)

3.2.1 汽提蒸汽用量 (17)

3.2.2操作压力 (18)

3.2.3 汽化段温度 (18)

3.2.4塔底温度 (21)

3.2.5塔顶及各侧线温度的假设与回流热分配 (22)

3.3.1重柴油抽出板 (23)

3.3.2 轻柴油抽出板和煤油抽出板温度 (24)

3.3.3 塔顶温度 (24)

第四章:常压蒸馏塔尺寸计算 (35)

4.1 塔径的计算 (35)

4.1.1 塔径的初算 (35)

4.1.2 计算适宜的气速Wa (36)

4.1.3 计算气相空间截面积

F (36)

a

(36)

4.1.4 降液管内流体流速 V

d

4.1.5 计算降液管面积‘

F (36)

d

4.1.6 塔横截面积的计算F

(37)

t

4.1.7 采用的塔径D及空塔气速W (37)

4.2 塔高的计算 (37)

4.3.1 塔板布置 (37)

4.3.2 浮阀的计算 (38)

4.3.3 溢流堰及降液管的计算 (39)

4.3.4 降液管 (39)

第五章:常压蒸馏塔的水力计算 (40)

5.1 塔板总压力降 (40)

5.2 雾沫夹带 (41)

5.3 泄漏 (41)

5.4 淹塔 (41)

5.5 降液管负荷 (42)

第六章车间布置设计 (45)

6.1 车间平面布置方案 (45)

6.2 车间平面布置图图纸说明 (45)

6.3 参考资料 (46)

第七章:结束语 (47)

第一章总论

1.1 概述:

石油是一个国家经济发展国家稳定的命脉。在石油、化工生产中,塔设备是非常重要的设备之一,塔设备的性能,对于整个化工和炼油装置的产品质量及其生产能力和消耗额等均有较大影响。据相光关资料报道,塔设备的投资和金属用量,在整个工艺装置中均占较大比例,因此塔设备的设计和研究,始终受到很大的重视。

塔设备广泛应用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中,它的操作性能好坏,对整个装置的生产,产品产量,质量,成本以及环境保护,“三废”处理等都有较大的影响。近些年来,国内外对它的研究也比较多,但主要是集中在常压塔的结构和性能方面,例如:如何提高塔的稳定性、如何利用理论曲线解决常压塔在性能方面存在的问题等。在原油的一次加工过程中,常压蒸馏装置是每个正规炼厂都必须具备的,而其核心设备——常压塔的性能状况将直接影响炼厂的经济效益,由于在原油加工的第一步中,它可以将原油分割成相应的直馏汽油,煤油,轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分等。同时,也为原油的二次加工提供各种原料.在进一步提高轻质油的产率或改善产品的质量方面,都有着举足轻重的地位.考虑到常压塔在实际应用方面的价值和意义,如何实现这样一种最经济、最容易的分离手段,是本次毕业设计选题的重要依据。

近年来,由于石油、化工企业不断向大型化的生产发展,因此塔设备的单台规模也随之增大。例如:有的板式塔的直径可达10m以上,塔的总高度可达到80m,而填料塔更有直径为15m ,塔高为100m的大塔已经投产。应当指出,设备大型化后,必须保证它在全负荷下运转,否则经济损失将是非常巨大的。对于大型设备的设计、制造、操作和维修等,应提出更高、更严格的要求。

常压塔的研究也趋向于结构材料的探索,提高设备的使用周期,主要体现在所选择材料的防腐性和一些防腐材料的研究,同时也着眼于设备的安去性和环保性,以上这些都成为了当今常压塔研究的热门课题。

1.2 文献综述

本设计是以课程设计、化工设计为基础,以课程中指导老师给出的数据为依据,参考《化工原理》、《化工设计》、《石油练制工艺学》;北京石油设计院编, 《石油化工工艺计算图表》, 烃加工出版社,1983年;石油化学工业部石油化工规划设计院编,《塔的工艺计算》,石油工业出版社, 1977年等资料。采用原油常减压蒸馏装置工艺设计以生产重整原油,煤油,轻柴油,重柴油,重油等产品。所采用的方法是目前国内外最实用,最普遍,最成熟的原油加工方法。适用国内大中小企业等使用。

1.3设计任务依据

所设计任务是以指导老师给出的原油数据为依据,以一些权威书籍为参考,设计处理量:550万吨/年,开工:8000小时/年的原油常减压装置

1.4 主要原材料

本设计主要的原材料主要有大庆原油、水、电。

大庆原油,

20

4

d=0.8587;特性因数K=12.3

1.5其他

本设计应用在一些交通运输方便,市场需求大的附近。同时,生产过程中应与环境相给合,注重“三废”的处理,坚持国家可持续发展的战略,坚持和谐发展的道路,与时俱进。同时应注意到,废品只是一种放在待定时间与空间中的原材料,在另一些场所,它们又是一种原材料,因而,在生产过程中,应把“三废”综合利用。

二工艺流程设计

2 . 1原油的性质

石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。大部分石油是暗色,通常呈黑色、褐色或浅黄色。在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8~0.98之间。

大庆原油,

20

4

d=0.8587;特性因数K=12.3

2.1.2 原油实沸点蒸馏数据

表1 原油实沸点蒸馏数据

序馏出温

度馏出, % 序馏出温度馏出, % 序馏出温

馏出, %

号℃重体号℃重体号℃重体

1 113 2.37 3.28 7 283 20.86 22.89 13 385 39.80 42.35

2 148 5.58 6.54 8 300 24.00 26.1

3 1

4 399 43.01 45.62

3 180 8.53 9.8

4 9 318 27.11 29.3

5 15 419 46.14 48.79

4 210 11.54 13.12 10 33

5 30.31 32.6

6 16 460 59.13 61.65

5 235 14.59 16.38 11 353 33.49 35.92 17 500 71.32 73.48

6 256 17.68 19.61 12 364 36.68 39.17

2.1.3 原油平衡蒸发数据

表2 原油平衡蒸发数据 2.1.4产品性质

表3 产 品 产 率 及 其 性 质

产 品 沸点范围 产 率 相对密

度 恩 氏 蒸 馏 数 据, ℃

名 称

%(重) 204d

初 10% 30% 50% 70% 90% 终 重整原

料 初~130

4.27 0.7200 42 67 74 86 102 114 127 航空煤

油 130~230 8.86

0.7720

138 158 167 177 191 215 226 轻 柴

油 230~320 10.84 0.8210 238 245 252 270 285 291 313 重 柴

油 320~360 6.65

0.8305

326 331 333 336 339 344 353 重

>360

69.38 0.9050

2.2.工艺流程

原油蒸馏中,常见的是三段汽化。现以目前燃料-润滑油型炼厂应用最为广泛的初馏-常压-减压三段汽化为例,对原油蒸馏工艺流程加以说明,装置的工艺原则流程图如下所示。

经过预处理的原油换热到230~240℃,进入初馏塔,从初馏塔塔顶分出轻汽油或催化重整原料油,其中一部分返回塔顶作顶回流。初馏塔侧线抽出组成与重汽油馏分相似的馏分,经换热后,一部分打入常压塔中段回流入口处,一部分送回初馏塔做循环回流。

初馏塔底油(拔头原油),经一系列换热后,再经常压炉加热到360~370℃进入常压塔。常压塔侧线分别抽出煤油、轻柴油、重柴油、等液相组分,经汽提塔提出轻组分,经泵升压,与原油换热,冷却送出装置。

累计馏出, %(体) 3 10 20 30 40 50 60 70 平衡蒸发温度, ℃

200

237

280

316

348

381

409

436

常压塔底重油又称常压渣油,用泵抽出送至减压炉,加热至400℃左右后进入减压塔。塔顶分出不凝气和水蒸气,竟如大气冷凝器。减压塔一般设有4~5根侧线和对应汽提塔,经汽提后与原油换热并冷却至适当温度送出装置。

图2-2 原油常减压蒸馏装置的工艺原则流程图

2.3塔器结构

本装置的主要塔器包括脱盐罐,初馏塔,常压塔,常压炉、汽提塔,减压炉,减压塔等。.

2.4环保措施

(1)废水处理

a.工艺废水:采用封闭循环工艺,将生产系统的排放污水经过一定处理步骤后,重新送回系统,从而形成一个循环系统,使排放污水再次被利用。这种工艺不仅可以避免污染,还能减少或杜绝水资源的浪费。

(2) 废气处理

a.在正常操作条件下,各塔回流罐等容器由氮气密封,谨防气体向外泄漏。对于废气中有害气态物质,必须根据它们的物性或化性的不同而采用不同处理方法。

b.不断开发实用清洁能,改进生产设备,提高机泵设备和管道设备的密闭性;积极开展废气的回收和综合利用。

(3) 综合利用,回收有用产品,减少污染物

a.增加和完善轻烃回收工艺,对处顶、常顶、减顶的不凝气进行回收,减少加工损失,降低污染物排放;

第三章 工艺计算

3.1 工艺参数计算

表2-3大庆原油常压分馏产品产率及其性质

产 品 沸点范围 产 率 相对密

度 恩 氏 蒸 馏 数 据, ℃

名 称

%(重) 204d

初 10% 30% 50% 70% 90% 终 重整原

料 初~130

4.27 0.7200 42 67 74 86 102 114 127 航空煤

油 130~230 8.86

0.7720

138 158 167 177 191 215 226 轻 柴

油 230~320 10.84 0.8210 238 245 252 270 285 291 313 重 柴

油 320~360 6.65

0.8305

326 331 333 336 339 344 353 重

>360

69.38 0.9050

计算时,所用到的恩氏蒸馏数据未作裂化校正,工程上允许这样做。

3.1.1 油品的性质参数

(1)体积平均沸点体t 重整原料6.885

114

102867467=++++=

体t ℃

航空煤油6.1815

215

191177167158=++++=体t ℃

轻柴油6.2685

291285270252245=++++=体t ℃

重柴油6.3365

344339336333331=++++=体

t ℃

(2)恩氏蒸馏90-10%斜率

重整原料:5875.0109067

114=--(℃/%)

航空航油:7125.01090158

215=--(℃/%)

轻柴油:575.01090245

291=--(℃/%)

重柴油:1625.010

90331

344=--(℃/%)

(3)立方平均沸点

查<<石油化工工艺计算图表>>集(简称图表集)图2-1-1,可得体积平均沸点校正值 重整原料:校正值=-1.5,1.875.16.885.1=-=-=体立t t ℃ 航空煤油:校正值=-1.2,4.1802.16.1812.1=-=-=体立t t ℃ 轻柴油:校正值=-0.7,9.2677.06.2687.0=-=-=体立t t ℃ 重柴油:校正值=-0.4,2.3364.06.3364.0=-=-=体立t t ℃

(4)中平均沸点

由图表集图2-1-1可查得体积平均沸点校正值

重整原料:校正值=-3.6,856.36.886.3=-=-=体中t t ℃ 航空煤油:校正值=-3.8,8.1778.36.1818.3=-=-=体中t t ℃ 轻柴油:校正值=-2.4,6.2444.26.2684.2=-=-=体中t t ℃ 重柴油:校正值=-0.3,3.3363.06.3363.0=-=-=体中t t ℃

(5)质量平均沸点

由图表集图2-1-1可查得体积平均沸点校正值

重整原料:校正值=1.5, 1.588.6 1.590.1t t =+=+=中体℃ 航空煤油:校正值=1.4,0.1834.16.1814.1=+=+=体中t t ℃

轻柴油:校正值=0.7,3.2697.06.2687.0=+=+=体中t t ℃ 重柴油:校正值=-0.2,4.3362.06.3362.0=-=-=体中t t ℃

(6)实分子平均沸点

由图表集图2-1-1可查得体积平均沸点校正值

重整原料:校正值=-5.6,0.836.56.886.5=-=-=体中t t ℃ 航空煤油:校正值=-5.8,8.1758.56.1818.5=-=-=体中t t ℃ 轻柴油:校正值=-3.9,7.2649.36.2689.3=-=-=体中t t ℃ 重柴油:校正值=-0.5,1.3365.06.3365.0=-=-=体中t t ℃

(7)特性因数K

查《石油炼制工艺学》表2-14,可得油品相对密度校正值d ?

重整原料: 0050.0=?d ,7250.00050.07200.020

46.156.15=+=?+=d d d 航空煤油: 0047.0=?d ,7767.00047.07720.020

46.156.15=+=?+=d d d 轻柴油: 0044.0=?d ,8254.00044.08210.020

46.156.15=+=?+=d d d 重柴油: 0044.0=?d ,8349.00044.08305.02046.156.15=+=?+=d d d 重油:0040.0=?d ,9090.00040.09050.020

46.156.15=+=?+=d d d

由图表集图2-1-2查得:

重整原料:K=11.95 航空煤油: K=12.02 轻柴油: K=12.01 重柴油: K=12.30

(8)比重指数API 由图表集图2-1-2查得: 重整原料:63.7 航空煤油:50.5 轻柴油: 40.2 重柴油: 38.0 重油:24.2

(9)相对分子质量M

由图表集图2-1-2查得: 重整原料:94 航空煤油:145 轻柴油: 220 重柴油: 295

(10)平衡蒸发温度

重整原料:恩氏蒸馏10-70%斜率58.0107067

102=--=

(℃/%)

航空煤油:恩氏蒸馏10-70%斜率55.01070158

191=--=(℃/%)

轻柴油:恩氏蒸馏10-70%斜率67.01070245

285=--=(℃/%)

重柴油:恩氏蒸馏10-70%斜率13.010

70331

339=--=(℃/%)

由图表集图2-2-4查得:

重整原料:平衡蒸发50%点-恩氏蒸馏50%点=-8.8 航空煤油:平衡蒸发50%点-恩氏蒸馏50%点=-3.7 轻柴油:平衡蒸发50%点-恩氏蒸馏50%点= 重柴油:平衡蒸发50%点-恩氏蒸馏50%点= 由图表集图2-2-3可确定:

重整原料平衡蒸发100%温度为℃。 航空煤油平衡蒸发0%温度为℃。 轻柴油平衡蒸发0%温度为℃。 重柴油平衡蒸发0%温度为℃。

(11)临界温度

由图表集图2-3-7查得:

真临界温度 假临界温度 重整原料:267℃ 261℃ 航空煤油: 363℃ 355℃ 轻柴油: 446℃ 441℃ 重柴油: 499℃ 498℃

(12)临界压力

由图表集图2-3-8可确定:

真临界压力 假临界压力 重整原料:36.1atm 33.8atm 航空煤油: 26.1atm 23.7atm 轻柴油: 20.0atm 19.0atm 重柴油: 13.1atm 13.0atm

(13)焦点温度

由图表集图2-2-19可确定:

重整原料:315.0℃

航空煤油: 399.9℃

轻柴油: 469.6℃

重柴油: 502.9℃

(14)焦点压力

由图表集图2-2-18可确定:

重整原料:58.8atm

航空煤油: 34.8atm

轻柴油:24.2atm

重柴油: 14.4atm

油品的有关性质参数计算汇总

油品名称密度/

20

4

d

比重指

API

特性因

K

相对

分子

质量

M

平衡蒸发温度

/℃

临界参数焦点参数

0% 100%

温度

/℃

压力

/atm

温度

/℃

压力

/atm

重整原

0.7200 63.7 11.95 94 267 36.1 315.0 58.8

航空煤

0.7720 50.5 12.02 145 363 26.1 399.9 34.8

轻柴

0.8210 40.2 12.01 220 446 20.0 469.6 24.2

重柴

0.8305 38.0 12.30 295 499 13.1 502.9 14.4

0.9050 24.2

产品收率及物料平衡

处理量为2503010550

+?=万吨/年

物料平衡可参考同一原油、同一产品方案的生产数据确定。确定后列出物料平衡表。由于不能取得实标生产数据, 可根据实沸点数据来确定。

重整原料(体积):(4.27/0.7200)/(100/0.8587)?100%=5.09%

航空煤油(体积):(8.86/0.7720)/(100/0. 8587)?100%=9.86%

轻柴油(体积):(10.84/0.8210)/(100/0. 8587)?100%=11.34%

重柴油(体积):(6.65/0.8305)/(100/0. 8587)?100%=6.88%

重油(体积):(69.38/0.9050)/(100/0. 8587)?100%=65.83%

物料平衡表(按每年开工8000小时计)

油品产率,% 处理量或产量

体积质量104t/Y kg/h kmol/h 原油100 100 550 687500

产品重整原料 5.09 4.27 17.08 29356 312 航空煤油9.86 8.86 35.44 60912 420 轻柴油11.34 10.84 43.36 74525 338 重柴油 6.88 6.65 26.6 45718 154 重油65.83 69.38 277.52 476987 1015

操作条件的确定

汽提蒸汽用量

侧线产品及塔底重油都用过热水蒸汽汽提,使用的是温度420℃,压力0.3MPa的过热水蒸汽。

表4 汽提蒸汽用量(经验值) 参考表4汽提蒸汽量如表5

塔名称产品

蒸汽用量,%,对

产品

常压塔溶剂油 1.5~2.0

常压塔煤油2~3

常压塔轻柴油2~3

常压塔重柴油2~4

常压塔轻润滑油2~4

常压塔塔底重油2~4

初馏塔塔底油 1.2~1.5

减压塔中、重润滑油2~4

减压塔残渣燃料油2~4

减压塔残渣汽缸油2~5

.塔板型式和塔板数石油分馏塔塔板数主要靠经验选。

表6 常压塔塔板数国外文献推荐值被分离的馏分推荐板数

轻汽油─重汽油6~8

汽油─煤油6~8

汽油─柴油4~6

轻柴油─重柴油4~6

进料—最低侧线3~6①

表5 汽提水蒸汽用量

油品

%,

对油kg/h kmol/h

kg/h

一线煤

3 1827 101 二线轻

柴油

3 2236 12

4 三线重

柴油

2.8 1280 71 塔底重

2 9540 530 合计1488

3 827

国内某些炼油厂常压塔塔板数①被分离的馏分

东方

Ⅱ套

南京

Ⅰ套

上海

炼厂汽油─煤油 3 10 9 煤油─轻柴油9 9 6 轻柴油─重柴油7 4 6 重柴油—裂化原

8 4 6 最低侧线—进料 4 4 3 进料—塔底 4 6 4

汽提段或侧线汽提 4

①注:也可用填料代替。

参照表与表选定的塔板数如下:

重整原料──航空煤油段12层

航空煤油──轻柴油段14层

轻柴油──重柴油段10层

重柴油──汽化段4层

塔底汽提段4层

全塔用三个中段回流, 每个用3层换热塔板, 共9层, 全塔塔板总数为53层。

操作压力

取塔顶产品罐压力为:0.13MPa。塔顶采用两级冷凝冷却流程图。

取塔顶空冷器压力降为0.01MPa,使用一个管壳式后冷器,壳程压力降取0.017MPa,故塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.157MPa (绝)。

取每层浮阀塔板压力降为0.0005MPa (4mmHg),则推算常压塔各关键部位的压力如下:

塔顶压力 0.157MPa

一线抽出板(第12层)上压力 0.163MPa

二线抽出板(第29层)上压力 0.1715MPa

三线抽出板(第42层)上压力 0.178MPa

汽化段压力(第49层)下 0.1815MPa

取转油线压力降为0.035MPa, 则

加热炉出口压力=0.1815+0.035=0.2165MPa

汽化段温度

(1)汽化段中进料的汽化率与过汽化率

取过汽化率为进料的2%(质)(经验值为2~4)或2.03%(体),

则过汽化油量为687500?2.0%=13750kg/h, 要求进料在汽化段的汽化率为:09

.5(=

%

+

.9

86

%

e

=

+

+

+

35

03

.2

11

2.

%

%

%)

88

34

.

%

.6

F

(2)汽化段油气分压

汽化段中各物料的流量如下:

重整原料 312kmol/h

航空煤油 420kmol/h

轻柴油 339kmol/h

重柴油 155kmol/h

过汽化油 45.8kmol/h(假定过汽化油分子量为300) 油汽量合计 1278kmol/h

水 蒸 汽 530kmol/h(塔底汽提) 由此计算得汽化段的油气分压为: =+?)5301278/(12481815.00.1274MPa (3)汽化段温度的初步求定

10

20

30

40

50

60

70

80

100

150200250300350400450500

550温度,0C

馏出,%(体)

1

2

4

3

图3-1 原油的实沸点蒸馏曲线与平衡汽化曲线 1—原油在常压下的实沸点蒸馏曲线;2—原油的常压平衡汽化曲线; 3—炉出口压力下的原油平衡汽化曲线; 4—汽化段

油气分压下的原油平衡汽化曲线

汽化段温度应该是在汽化段油气分压

0.1274MPa 之下汽化35.2%(体)的温度, 为此需要作出在0.1274MPa 下的原油平衡汽化曲线, 见图1中的曲线4。在不具备原油的临界参数与焦点参数而无法作出原油的P-T-e 相图的情况下, 曲线4可用简化法求定: 由图1可得到原油在常压下的实沸点曲线与平衡汽化曲线的交点为309℃。将此交点温度换算成在0.1274MPa 压力下的温度为321℃。过该交点作垂直于横座标的直线A, 在A 线上找到321℃之点, 过此点作平行于原油常压平衡汽化曲线2的线4, 即为原油在0.1274MPa 下的平衡汽化曲线。

由曲线4可查得当F e 为35.2%(体)时的温度为355℃, 此即欲求的汽化段温度F t 。此F t 是由相平衡关系求得, 还需对它进行校核。

(4) F t 的校核

校核的目的是看tF 要求下的加热炉出口温度是否合理。校核的方法是作绝热闪蒸过程的热平衡计算以求得炉出口温度。当汽化率eF=35.19%(体), tF=355℃, 按《石油化工工艺计算图表》图4-3-57 查得各油品的热焓,.进料在汽化段中的焓hF 计算如表所示。

物料 焓,kJ/kg 热量,kJ/h

再求出原油在加热炉出口条件下的热焓ho,按前述方法作出原油在炉出口压力0.2156MPa 压力之下平衡汽化曲线。此处忽略了水分,若原油中含有水分,则应按炉出口处油气分压下的平衡汽化曲线计算。限定炉出口温度不超过365℃,由曲线3可读出在

365℃时的汽化率O e 为25.5%(体)。显然O e

进料在炉出口处携带的热量(P=0.2156MPa, t=365℃)

物料

密度/

3

.-L kg

流量/

1

.-h kg

焓,Kj/kg

热量,KJ/h

汽相 液相 重整原料 0.7200 29365 1295.4 71080.3? 航空煤油 0.7720 60912 1180.5 71019.7? 轻柴油 0.8210 74519 1158.1 71063.8? 重柴油(g) 0.8305 3405 1150.6 61092.3? 重柴油(l ) 0.8678 1165 995.8 61016.1? 重油 0.9050

476987

961.6

81059.4? 合计

8109.6?=o Q

核算结果表明ho 略高于hF, 所以在设计的汽化段温度355℃之下,能保证所需的拔

出率(35.2体)。炉出口温度也不致超过充许限度。

3.2.4塔底温度

取塔底温度比汽化段低7℃, 即: 355-7=348℃

3.2.5塔顶及各侧线温度的假设与回流热分配

(1)假设塔顶及各侧线温度

汽相

液相 重整原料 1180 1046.3? 航空煤油 1055 71043.6?

轻 柴 油 1100 7

1020.8?

重 柴 油

1120

71012.5? 过汽化油 ~1100 71010.1? 重油

945 81051.4? 合计

81094.6?

kg

kJ h F /45.1009687500

10

94.68=?=kg kJ O /64.1003687500

109.6h 8=?=

580万年原油常减压蒸馏装置工艺设计

580万/年原油常减压蒸馏装置工艺设计 (年处理量250+33*10=580万吨/年) 一.总论 1.1概述 石油加工是国民经济的主要产业以及国民经济的支柱产业之一,在国民经济中有着重要的地位。石油产品应用在国民经济中的各行各业,涉及到民用以及军用。石油已是一个国家懒以生存产品,是一个国家能否兴旺发达的有力支柱。 目前,国际原油供不应求,价格高居不下,原油供应紧张,并由原油所引发起不少主要产油地区的不稳定。我国是一个人口大国,石油的需求在近年来尤其紧张,并随着经济的发展,市场需求越来越大,石油产品利润很高。 本设计是以大港原油为加工原油,采用常减压蒸馏装置蒸馏加工(580万吨/年)原油,而分离出以汽油,煤油,轻柴油,重柴油以及重油为主要产品的各种油产品。本方法简单实用,处理量大,技术成熟,是目前国内外处理原油最主要的方法。 1.2文献综述 本设计是以课程设计、化工设计为基础,以课程中指导老师给出的数据为依据,参考《化工原理》、《化工设计》、《石油练制工艺学》、《石油化工工艺计算图表》《工程制图》等资料。采用原油常减压蒸馏装置工艺设计以生产重整原油,煤油,轻柴油,重柴油,重油等产品。所采用的方法是目前国内外最实用,最普遍,最成熟的原油加工方法。适用国内大中小企业等使用。 1.3设计任务依据 所设计任务是以指导老师给出的原油数据为依据。 所设计的设备参数是以一些权威书籍为参考。 1.4主要原材料 本设计主要的原材料主要有大港原油、水、电 1.5其它 本设计应设计应用在一些交通运输方便,市场需求大的附近。同时,生产过程中应与环境相给合,注重“三废”的处理,坚持国家可持续发展的战略,坚持和谐发展的道路,与时俱进。同时应注意到,废品只是一种放在待定时间与空间中的原材料,在另一些场所,它们又是一种原材料,因而,在生产过程中,应把“三废”综合利用。

年处理量500万吨原油常压蒸馏工段工艺设计毕业论文

年处理量500万吨原油常压蒸馏工段工艺设 计毕业论文 目录 摘要................................................................... I Abstact................................................................ II 第一章文献综述 (1) 1.1 前言 (1) 1.1.1 石油概述 (1) 1.1.2 石油工业的发展趋势 (1) 1.2原油评价 (2) 1.2.1原油的一般性质 (2) 1.2.2石油的用途 (2) 1.3 原油蒸馏及发展趋势 (3) 1.3.1 原油蒸馏概述 (3) 1.3.2 原油蒸馏的特点及发展趋势 (4) 1.4 预处理及蒸馏工序 (4) 1.4.1 新型电脱盐脱水技术 (5) 1.4.2 常压蒸馏 (7) 1.5 换热系统 (7) 1.5.1 换热的意义 (8)

1.5.2换热流程 (8) 1.6常压装置节能技术 (11) 1.6.1节能降耗的措施 (12) 第二章常压塔工艺设计 (14) 2.1原料及产品有关参数的计算 (14) 2.1.1 基础数据 (14) 2.1.2原油的实沸点及窄馏分数据 (14) 2.1.3原油实沸点蒸馏曲线的绘制 (17) 2.2原油平衡汽化曲线的绘制 (18) 2.3常压塔工艺设计 (21) 2.3.1各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算 (21) 2.3.2产品的有关数据计算 (23) 2.3.3物料衡算 (25) 2.3.4确定塔板数和汽提蒸馏用量 (26) 2.3.5操作压力 (27) 2.3.6汽化段温度 (27) 2.3.7塔底温度 (28) 2.3.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配 (28) 2.3.9 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配 (29) 2.4侧线温度及塔顶温度的校核 (31) 2.4.1柴油抽出板(第22层)温度 (31) 2.4.2煤油抽出板(第10层)温度 (32)

蒸馏塔的设计-

1.二.设计任务及操作条件 1.设计任务: 生产能力(进料量) : 2万 吨/年 操作周期: 300*24=7200 h 进料组成: 41% 塔顶产品组成: >96% 塔底产品组成: >1% 2.操作条件: 操作压力: 4kpa (塔顶表 压) 进料热状态: 泡点进料 单板压降: 不大于0.7kpa

3.设备形式: 板式精馏塔,塔 顶为全凝器,中 间泡点进料,塔 底间接蒸汽加 热,连续精馏。 4.厂址: 齐齐哈尔市 (二)设计内容 二)设计内容 1.概述: 本次设计一筛板设计为例,筛板是在塔板上钻有均布的筛孔,上升气流经筛孔分散,鼓泡通过板上液层,形成气液密切接触的泡沫层.筛板塔的优点是结构简单,制造、维修方便,造价低,相同的条件下生产能力高于浮阀塔,塔板效率接近浮阀塔.他的缺点是操作范围小,小孔径筛板易堵噻不适宜

处理粘性大的,脏的和带固体粒子的料液.但设计良好的筛板具有足够的造作弹性,对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板,故近年来我国对筛板的应用日益增多. 2.设计流程的说明: 精馏装置包括精馏塔,原料预热器,再沸器,冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中,热能利用率很低,为此,在确定流程装置时应考虑余热的利用,注意节能。另外,为保持塔的操作稳定性,流程中除用泵直接送入塔原料外,也可以采用高位槽送料以免

受泵操作波动的影响 塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器,以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料,则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面,合理的兼顾设备,操作费用操作控制及安全因素。 连续精馏操作流程图 冷凝器 再沸器 3.操作条件:

Aspen plus模拟精馏塔说明书

Aspen plus模拟精馏塔说明书 一、设计题目 根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔: 生产能力:100000吨精甲醇/年;原料组成:甲醇70%w,水28.5%w,丙醇1.5%w;产品组成:甲醇≥99.9%w;废水组成:水≥99.5%w;进料温度:323.15K;全塔压降:0.011MPa;所有塔板Murphree 效率0.35。 二、设计要求 对精馏塔进行详细设计,给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图,并写出设计说明。 (1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量; (2).全塔总塔板数N;最佳加料板位置N F;最佳侧线出料位置N P; (3).回流比R; (4).冷凝器和再沸器温度、热负荷; (5).塔内构件塔板或填料的设计。 三、分析及模拟流程 1.物料衡算(手算) 目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。 内容: (1)生产能力:一年按8000 hr计算,进料流量为 100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。 (2)原料、塔顶与塔底的组成(题中已给出): 原料组成:甲醇70%w,水28.5%w,丙醇1.5%w; 产品:甲醇≥99.9%w;废水组成:水≥99.5%w。 (3).温度及压降: 进料温度:323.15K;全塔压降:0.011MPa; 所有塔板Murphree 效率0.35。 2.用简捷模块(DSTWU)进行设计计算 目的:对精馏塔进行简捷计算,根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。 3.灵敏度分析 目的:研究回流比与塔径的关系(N T-R),确定合适的回流比与塔板数;

800万吨年大庆原油常减压蒸馏装置的工艺设计—方案设计与流程模拟

辽宁石油化工大学毕业设计(论文)Graduation Project (Thesis) for Undergraduate of LSHU 题目800万吨/年大庆原油常减压蒸馏装置的工艺设计—方案设计与流程模拟 TITLE Process Design of 8 Million t/a Atmospheric and Vacuum Distillation Unit for Daqing Crude Oil—Scheme Design and Process Simulation 学院化学化工与环境学部 School Liaoning Shihua University 专业班级加工1301班(化工1304班)Major&Class Chemical Engineering and Technology 1304 姓名武志涛 Name Zhitao Wu 指导教师刘洁/李文深Supervisor Jie Liu/Wenshen Li 2017年 6 月 3 日

论文独创性声明 本人所呈交的论文,是在指导教师指导下,独立进行研究和开发工作所取得的成果。除文中已特别加以注明引用的内容外,论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本设计的工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明并致谢。本声明的法律结果由本人承担。 特此声明。 论文作者(签名): 年月日

摘要 本次设计主要是对处理量为800万吨/年的大庆原油常减压蒸馏装置的工艺流程设计。运用化工模拟软件Aspen Plus对大庆原油蒸馏装置进行模拟优化,并运用软件Aspen Energy Analyzer 对常减压蒸馏装置的工艺流程进行全面的热集成分析。首先通过查阅文献得到原油的TBP曲线、API重度以及轻端组成等原油性质数据,在模拟计算过程中通过这些数据来生成油品的虚拟组分,从而对原油蒸馏装置进行准确的模拟,包括原油初馏、常压蒸馏、减压蒸馏三个重要过程。软件会得到原油蒸馏过程的运行数据,包括整个设备的物料平衡数据,初馏塔和常压塔的温度分布,压力对比和气液分布等。其次对常减压蒸馏工艺的全流程进行了热集成分析,采用夹点分析对冷、热流股进行匹配,生成初始换热网络,并对其进行改进优化。 本次设计模拟结果表明,原油蒸馏装置过程模拟的操作条件能反映常减压蒸馏装置操作的真实状况,设计所建立的工艺流程模拟数据可为实际生产的常减压操作提供理论依据。采用夹点技术通过热集成分析,通过改善夹点附近的流股匹配,减少穿越夹点的热流量,可以减少整个系统的公用工程消耗量,最终可获得最优的换热网络。 关键词:常减压蒸馏;流程模拟;夹点技术;换热网络;热集成

蒸馏塔的设计---化工原理设计

过程装备设计课程设计-------分离苯-甲苯精馏塔设计 专业:过程装备与控制 班级: 3班 姓名: 彭云飞 学号: 0603020346 指导老师:杨启明 设计日期: 2010-11-17

目录 (一)设计任务书-------------------------------------------------3 (二)设计内容------------------------------------------------------3 (三)设计中符号说明------------------------------------------5 (四)精馏塔的物料衡算----------------------------------------7 (五)塔板数的确定----------------------------------------------8 (六)精馏塔塔体工艺尺寸设计------------------------------------9 (七)塔板主要工艺尺寸的计算----------------------------------11 (八)塔板负荷性能图------------------------------------------------ 13 (九)接管尺寸的选取-------------------- ----------------------17 (十)封头的选取------------------------------------------------18 (十一)法兰的选取------------------------------------------------18 (十二)筛板塔的工艺设计计算结果总表---------------------19

原油常压塔工艺设计计算

设计题目:原油常压塔工艺计算 设计任务:根据基础数据,绘制各种曲线 根据原料油性质及产品方案确定产品收率作物料平衡 根据给定数据进行分馏塔计算,并绘制精馏塔计算草图 校核各侧线及塔顶温度 设计基础数据: 本设计采用某原油问原料进行常压塔工艺计算,原料及产品的基础数据见下表,年开工天数按8000h计算,侧线产品及塔底重油都使用过热水蒸汽汽提,使用的温度为420℃,压力为0.3MPa。 设计内容:根据基础数据,绘制各种曲线 根据原料油性质及产品方案确定产品收率作物料平衡 根据给定数据进行分馏塔计算,并绘制精馏塔计算草图 校核各侧线及塔顶温度 主要参考文献:[1]、林世雄主编,《石油炼制工程》(第三版),石油工业出版社,2006年; [2]、李淑培主编,《石油加工工艺学》(第一版),烃加工出版社,1998年; [3]、侯祥麟,《中国炼油技术》(第一版),中国石化出版社,1991年。

一、生产方案 经过计算,此次油品是密度较大的油品,根据经验计算,汽油、煤油、轻柴、重柴的总收率大于30%,重油是生产优质沥青的好原料,还可以考虑渣油的轻质化,煤油收率高,适合生产航空煤油,该原油的生产方案是燃料一化型加工方案。 二、回流方式的确定 本设计的处理量较大,考虑采用塔顶二级冷回流,并采用两个中段回流。 三、确定塔板数 在原料一定的情况下,塔板的数目越多,精度越好,但压降越大,成本越高,本设计采用41层塔板。 四、塔板形式的确定 本设计采用操作弹性大,塔板压降小,造价适中的浮阀塔板。 设计说明书: 1、根据基础数据绘制各种曲线; 2、根据已知数据,计算并查工艺图表确定产品收率,作物料平衡; 3、确定汽提蒸汽用量; 4、塔板选型和塔板数的确定; 5、确定操作压力; 6、确定汽化段温度: ⑴、汽化段中进料的汽化率与过汽化度; ⑵、汽化段油气分压; ⑶、汽化段温度的初步求定; ⑷、t F的校核。 7、确定塔底温度; 8、塔顶及侧线温度的假定与回流热分配: ⑴、假设塔顶及各侧线温度; ⑵、全塔回流热; ⑶、回流方式及回流热分配。 9、侧线及塔顶温度的校核; 10、精馏塔计算草图。

原油蒸馏的工艺流程精编WORD版

原油蒸馏的工艺流程精 编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

原油蒸馏的工艺流程 第一节石油及其产品的组成和性质 一、石油的一般性状、元素组成、馏分组成 (一)石油的一般性状 石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。世界各国所产石油的性质、外观都有不同程度的差异。大部分石油是暗色的,通常呈黑色、褐色或浅黄色。石油在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8~0.98g/cm3之间,个别的如伊朗某石油密度达到1.016,美国加利福尼亚州的石油密度低到0.707。 (二)石油的元素组成 石油的组成虽然及其复杂,不同地区甚至不同油层不同油井所产石油,在组成和性质上也可能有很大的差别。但分析其元素,基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成。其中碳、氢两中元素占96%~99%,碳占到83%~87%,氢占11%~14%。其余的硫、氧、氮和微量元素含量不超过1%~4%。石油中的微量元素包括氯、碘、磷、砷、硅等非金属元素和铁、钒、镍、铜、铅、钠、镁、钛、钴、锌等微量金属元素。 (三)石油的馏分组成 石油的沸点范围一般从常温一直到500℃以上,蒸馏也就是根据各组分的沸点差别,将石油切割成不同的馏分。一般把原油从常压蒸馏开始镏出的温度(初馏点)到180℃的轻馏分成为称为汽油馏分,180℃~350℃的中间馏分称为煤柴油馏分,大于350℃的馏分称为常压渣油馏分。 二、石油及石油馏分的烃类组成

石油中的烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃。石油中一般不含烯烃和炔烃,二次加工产物中常含有一定数量的烯烃。各种烃类根据不同的沸点范围存在与对应的馏分中。 三、石油中的非烃化合物 石油的主要组成使烃类,但石油中还含有相当数量的非烃化合物,尤其在重质馏分油中含量更高。石油中的硫、氧、氮等杂元素总量一般占1%~4%,但石油中的硫、氧、氮不是以元素形态存在而是以化合物的形态存在,这些化合物称为非烃化合物,他们在石油中的含量非常可观,高达10%~20%。 (一)含硫化合物(石油中的含硫量一般低于0.5%) 含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分的沸点升高而增加,其种类和复杂性也随着馏分沸点升高而增加。石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来许多危害。 1、腐蚀设备 在石油炼制过程中,含硫化合物受热分解产生H 2 S、硫醇、元素硫等活性硫化物,对 金属设备造成严重的腐蚀。石油中通常还含有MgCl 2、CaCl 2 等盐类,含硫含盐化合物相互 作用,对金属设备造成的腐蚀将更为严重。石油产品中含有硫化物,在储存和使用过程中 同样腐蚀设备。含硫燃料燃烧产生的SO 2、SO 3 遇水后生成H 2 SO 3 、H 2 SO 4 会强烈的腐蚀金属 机件。 2、影响产品质量 硫化物的存在严重的影响油品的储存安定性,是储存和使用中的油品容易氧化变质,生成胶质,影响发动机的正常工作。

660万吨原油常压蒸馏课程设计方案

660万吨原油常压蒸馏课程设计方案

摘要 常压塔是石油加工中重要的流程之一,这次的设计主要就是对660万吨/年处理量的原油常压塔进行设计,其中包括塔板的设计。常压塔的设计主要是依据所给的原油实沸点蒸馏数据及产品的恩氏蒸馏数据,计算产品的相关物性数据从而确定切割方案、计算产品收率。参考同类装置确定塔板数,进料及侧线抽出位置,再假设各主要部位的操作温度及操作压力,进行全塔热平衡计算。采取塔顶二级冷凝冷却和两个中段回流,塔顶取热、第一中段回流取热、第二中段回流取热的比依次为5:2:3。经过校核各主要部位温度都在允许的误差范围内。塔板型式选用F1型重阀浮阀塔板,依据常压塔内最大气、液相负荷算得塔板外径为 5.0m,板间距为0.6m。这部分最主要的是核算塔板流体力学性能及操作性能,使塔板在适宜的操作范围内操作。本次设计的结果表明,参数的校核结果与假设值间的误差在允许范围内,其余均在经验值范围内,因此可以确定,该蒸馏塔的设计是符合要求的。 关键词:常压蒸馏;物料衡算;热量衡算

目录 1.设计背景 (1) 1.1 选题背景 (1) 1.2 设计技术参数 (2) 2.设计方案 (3) 2.1 设计要求 (3) 2.2 设计计划 (4) 2.3 原油的实沸点切割及产品性质计算 (5) 2.4产品收率和物料平衡 (13) 2.5汽提水蒸汽用量 (15) 2.6塔板型式和塔板数 (16) 2.7常压塔计算草图 (17) 2.8 操作压力 (17) 2.9汽化段温度 (18) 3 塔底温度 (20) 4 塔顶及侧线温度的假设与回流分配 (21) 4.1全塔回流热 (21) 4.2侧线及塔顶温度核算 (22) 4.3全塔汽、液相负荷 (27) 4.4全塔汽液相负荷分布 (36) 5 塔的工艺计算 (36)

aspenplus模拟精馏塔说明书

Aspen plus 模拟精馏塔说明书 一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔: 生产能力:100000吨精甲醇/年;原料组成:甲醇70%w, 水%w,丙醇%w;产品组成:甲醇≥%w;废水组成:水≥%w;进料温度:;全塔压降:;所有塔板Murphree 效率。 二、设计要求对精馏塔进行详细设计,给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图,并写出设计说明。 (1) . 进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量; (2) . 全塔总塔板数N;最佳加料板位置N F;最佳侧线出料位置N P; (3) . 回流比R; (4) . 冷凝器和再沸器温度、热负荷; (5) . 塔内构件塔板或填料的设计。 三、分析及模拟流程 1. 物料衡算(手算) 目的: 求解Aspen 简捷设计模拟的输入条件。 内容: (1) 生产能力: 一年按8000 hr 计算,进料流量为100000/(8000*= t/hr 。 (2) 原料、塔顶与塔底的组成(题中已给出) :原料组成:甲醇70%w,水%w,丙醇%w;产品: 甲醇≥%w;废水组成:水≥%w。(3) . 温度及压降:进料温度:;全塔压降:;所有塔板Murphree 效率。 2. 用简捷模块( DSTW)U进行设计计算 目的: 对精馏塔进行简捷计算,根据给定的加料条件和分离要求计 算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。 3. 灵敏度分析 目的: 研究回流比与塔径的关系 (N T-R),确定合适的回流比与塔板数;研究加料板位置对产品的影响,确定合适的加料板位置。 方法: 作回流比与塔径的关系曲线( N T-R),从曲线上找到期望的回流比及塔板数。 4. 用详细计算模块( RadFrac)进行计算目的: 精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。

常减压蒸馏装置研究现状与概述——250万吨年常减压蒸馏装置常压系统工艺设计【文献综述】

文献综述 化学工程与工艺 常减压蒸馏装置研究现状与概述——250万吨/年常减压蒸馏装置常压系 统工艺设计 [前言] 本课题的主要内容是对年处理量250万吨常减压蒸馏装置常压系统进行工艺设计。 常减压蒸馏是石油加工的“龙头装置”,后续二次加工装置的原料及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程,在常压和减压的条件下,根据各组分相对挥发度的不同,在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热,经过多次汽化和多次冷凝,将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来,生产合格的汽油、煤油、柴油及渣油等。 石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害,在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例相差很大,但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油;介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多,凝固点高,硫含量低,镍、氮含量中等,钒含量极少。除个别油田外,原油中汽油馏分较少,渣油占三分之一。组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的性能也不同,应当物尽其用。 石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一,是提供能源,尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计,全世界总能源需求的大部分依赖于石油产品,汽车,飞机,轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品,有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业,用于生产有机化工原料也占了小部分。 [主题] 国内外现状 石油是重要的能源之一,世界的工业生产和经济运行都离不开石油,但是,石油不能直接作为产品使用,必须经过各种加工过程,炼制成多种在质量上符合使用要求的石油产品。 世界炼油厂平均规模不断提高,从1982年的491万吨/年提高到2008年的653万吨/年。全球最大的25家炼油公司合计炼油能力为25.72万吨/年,占世界炼油总能力的60.1%。全球炼油能力大于等于2000万吨/年的炼厂共19座,合计炼油能力达5.13亿吨/年[1]。

流程模拟系统初馏塔-常压蒸馏塔联合校正法应用

!!!!!!!!!!!!!!!!" " "" 简报 流程模拟系统初馏塔!常压蒸馏塔联合校正法应用 毛福忠! 黄河清" 兰鸿森! 胡红页! (!#福建炼油化工有限公司,福建泉州$%"!!&;"#华东理工大学信息科学与技术学院,上海"’’"$&) 摘要 针对流程模拟系统无法适应常压蒸馏塔的多路进料结构的问题,提出了初馏塔(常压蒸 馏塔联合校正法。该方法的关键是虚拟物料的处理、虚拟进料点的选择以及双塔联合校正。实际应用结果表明,该方法在保证常压蒸馏塔外特性有足够的模拟精度的前提下,有效地解决了基于)*+,-./0*软件的流程模拟系统中常压蒸馏塔进料数目受限制的问题。关键词:流程模拟 数据校正 常压蒸馏塔 预分馏塔 " 前 言 随着计算机仿真技术的发展,流程模拟技术不仅成为石油化工工艺过程分析、设计与优化的有效手段,而且广泛应用于大型生产企业的计划排产、生产调度以及生产装置的操作分析及优化。自!112年以来, 福建炼化公司(福炼)在工艺流程模拟软件)*+,-./0*的开发平台上,经过二次开发形成了具有特色的“桌面炼油厂”,为公司优化原料资源配置、消除装置瓶颈、提高经济效益作出了贡献。随着福炼生产装置的技术改造和扩大加工能力“桌面炼油厂”也经历了相应的校验与标定,提高了模拟数据的有效性准确性。特别是!11&年常减压蒸馏装置扩能改造为3#’4+56后,常压蒸馏塔的装置结构发生了较大变化,进料数目超出了)*+,-./0*流程模拟软件的限制,因此,必须采用特殊的处理方法,才能拓宽)*+,-./0*流程模拟软件的适用范围。 #双塔联合校正法 装置改造前后初馏塔(常压蒸馏塔进料状况见图!、"。 当初馏塔(常压蒸馏塔改造后,原有的流程模拟系统已不再适用,其根本原因是常压蒸馏塔的进料数目($路进料)超出了)*+,-./0*流程模拟软件的限制(只能处理二路进料)。双塔联合校正法的基本思路为:(!)将常压蒸馏塔的$路进料处理成两路虚拟进料,并确定一个虚拟进料点,使常压蒸馏塔的虚拟进料数目符合)*+,-./0*流程模拟软件 的要求;(")不刻意追求常压蒸馏塔内部温度分布的准确性,但要保证常压蒸馏塔外特性(如产品分布质量参数和主要操作条件)的预测精度;($)对初馏塔和常压蒸馏塔进行双塔联合校正,以回避初馏塔初一线、 初二线油的性质无法获知的难点。 图!初馏塔(常压蒸馏塔装置改造前的进料状况 $联合校正前需处理的问题$%" 常压蒸馏塔$路进料的处理 在进行常压蒸馏塔模型校正前,将$路进料处 理成"路进料,即将初馏塔两侧线的物流用混合器模型混合成一种物流。 收稿日期:"’’’(’1("&;修改稿收到日期:"’’!(’"(!3。 作者简介:毛福忠(!1%78),工程师,!11’年毕业于抚顺石油学院,"’’’年获石油大学工学硕士学位,现主要从事炼油厂流程模拟及先进控制技术的研究开发工作。 石油炼制与化工 "’’!年%月 )9:;<=9>4);

原油蒸馏工艺流程

原油蒸馏工艺流程 原油是一种多种烃的混合物,是粘稠的、深褐色的液体。直接使用原油非常浪费,所以就需要把原油中各组分分离出来,通常是使用精馏的方法,即精确控制温度,使特定沸点的组分挥发出来。工艺过程包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏三部分。 原油预处理: 应用电化学分离或加热沉降方法脱除原油所含水、盐和固体杂质的过程。主要目的是防止盐类(钠、钙、镁的氯化物)离解产生氯化氢而腐蚀设备和盐垢在管式炉炉管内沉积。 采用电化学分离时,在原油中要加入几到几十ppm破乳剂(离子型破乳剂或非离子型聚醚类破乳剂)和软化水,然后通过高压电场(电场强度1.2~ 1.5kV/cm),使含盐的水滴聚集沉降,从而除去原油中的盐、水和其他杂质。电化学脱盐常以两组设备串联使用(二级脱盐,图1)以提高脱盐效果。 常压蒸馏: 预处理后的原油经加热后送入常压蒸馏装置(图2)的初馏塔,蒸馏出大部分轻汽油。初馏塔底原油经加热至360~370℃,进入常压蒸馏塔(塔板数36~48),该塔的塔顶产物为汽油馏分(又称石脑油),与初馏塔顶的轻汽油一起可作为催化重整原料,或作为石油化工原料,或作为汽油调合组分。常压塔侧线出料进入汽提塔,用水蒸气或再沸器加热,蒸发出轻组分,以控制轻组分含量(用产品闪点表示)。通常,侧一线为喷气燃料(即航空煤油)或煤油馏分,侧二线为轻柴油馏分,侧三线为重柴油或变压器油馏分(属润滑油馏分),塔底产物即常压渣油(即重油)。 减压蒸馏: 也称真空蒸馏。原油中重馏分沸点约370~535℃, 在常压下要蒸馏出这些馏分,需要加热到420℃以上,而在此温度下,重馏分会发生一定程度的裂化。因此,通常在常压蒸馏后再进行减压蒸馏。在约2~8kPa的绝对压力下,使在不发生明显裂化反应的温度下蒸馏出重组分。常压渣油经减压加热炉加热到约380~400℃送入减压蒸馏塔。减压蒸馏可分为润滑油

化工设计习题及解答第三章

第三章物料衡算与热量衡算 习题1连续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数(下同)38%(wt)和甲苯62%的混合溶液,要求馏出液中能回收原料中97%的苯,釜残液中含苯不低于2%。进料流量为20000kg /h ,求馏出液和釜残液的流量和组成。 解:苯的相对分子质量为78,甲苯的相对分子质量为92。以下标B 代表苯。 进料中苯的摩尔分数 38 780.419638627892 FB x = =+ 釜残液中苯的摩尔分数 2 780.023********* WB x = =+ 进料平均相对分子质量 0.419678(10.4196)9286.13 M =?+-?= 进塔原料的摩尔流量 2000 232.2/86.13 F kmol h = = 依题意,馏出液中能回收原料中97%的苯,所以 97.430.9794.51/DB Dx kmol h =?= 作全塔苯的质量衡算得 FB DB WB Fx Dx Wx =+ 作全塔总质量衡算得 F W D =+ 将已知数据代人上述质量衡算方程得 232.20.419694.510.02351?=+ 232.2W D =+ 解得 124.2/,108/W kmol h D kmol h == 所以,94.5194.51 0.8752 DB x = ==

2 2 2 合成气CH 4 H2 CO CO2 O2 N2 习题4 合成气组成为0.4%CH4,52.8%H2,38.3%CO,5.5%CO2,0.1%O2,和2.9%N2(体积百分数)。若用10%过量空气燃烧,设燃烧气中不含CO2,试计算燃烧气组成。 解:基准:1000mol合成气,1h; 气体中含 C 4+385+55=442mol; H 4×4+2×528=1072mol; O 383+2×55+1×2=495mol 理论氧量 O2 =442+1072/4-495/2=462.5mol 理论空气 462.5/0.21=2202.4mol 实际空气 1.1×220 2.4=2202.4mol N2 0.79×2422.6=1914mol O2 0.21×2422.6=508.8mol 对各物质进行衡算 N2平衡:29+1914=F N2=1943mol; C平衡:4+383+55=F CO2=442mol; O2平衡:0.5×383+55+1+508.8 =F CO2+0.5F H2O+F O2 =442+0.5×536+ F O2 F O2=46.3mol 燃料气组成 CO2,H2O,O2,N2=(0.149,0.1806,0.0156,0.6548)

第三节 原油蒸馏工艺流程原

第三节原油蒸馏工艺流程 一、原油蒸馏工艺流程的类型 原油蒸馏工艺流程,就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。将此种内在的联系用简单的示意图表达出来,即成为原油蒸馏的流程图。 现以目前燃料一润滑油型炼油厂应用最为广泛的初馏一常压一减压三段汽化式为例,对原油蒸馏的工艺流程加以说明,装置的工艺原则流程如图2.3.1所示。 图2.3.1 三段汽化的常减压蒸馏原理工艺流程图 经过严格脱盐脱水的原油换热到230-240℃,进入初馏塔,从初馏塔塔顶分出轻汽油或催化重整原料油,其中一部分返回塔顶作顶回流。初馏塔侧线不出产品,但可抽出组成与重汽油馏分相似的馏分,经换热后,一部分打入常压塔中段回流入口处(常压塔侧一线、侧二线之间),这样,可以减轻常压炉和常压塔的负荷;另一部分则送回初馏塔作循环回流。初馏塔底油称作拔头原油(初底油)经一系列换热后,再经常压炉加热到360-370℃进入常压塔,它是原油的主分馏塔,在塔顶冷回流和中段循环回流作用下,从汽化段至塔顶温度逐渐降低,组分越来越轻,塔顶蒸出汽油。常压塔通常开3-5根侧线,煤油(喷汽燃料与灯煤)、轻柴油、重柴油和变压器原料油等组分则呈液相按轻重依次馏出,这些侧线馏分经汽提塔汽提出轻组分后,经泵抽出,与原油换热,回收一部分热量后经冷却到一定温度才送出装置。 常压塔底重油又称常压渣油,用泵抽出送至减压炉,加热至400℃左右进入减压塔。塔顶分出不凝气和水蒸气,进入冷凝器。经冷凝冷却后,用二至三级蒸气抽空器抽出不凝气,维持塔内残压 0.027-0.1MPa,以利于馏分油充分蒸出。减压塔一般设有 4-5根侧线和对应的汽提塔。经汽提后与原油换热并冷却到适当温度送出装置。减压塔底油又称减压渣油,经泵升压后送出与原油换热回收热量,再经适当冷却后送出装置。 润滑油型减压塔在塔底吹入过热蒸汽汽提,对侧线馏出油也设置汽提塔,因为塔内有水蒸气而称为湿式操作。对塔底不吹过热蒸汽、侧线油也不设汽提塔的燃料型减压塔,因塔内无水蒸气而称为干式操作。它的优点是降低能耗和减少含油污水量,它的缺点是失去了水蒸气汽提降低油气分压的作用,对减少减压渣油<500℃馏分含量和提高拔出率不利,对这一点

年产150万吨常减压蒸馏装置常压系统工艺设计【文献综述】

文献综述 化学工程与工艺 年产150万吨常减压蒸馏装置常压系统工艺设计 [前言] 石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃的粘稠性液体,主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。由碳和氢化合形成的烃类是石油的主要组成部分,大约占95%~99%,其中含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害的,在石油加工中应该尽量除去。不同产地的原油中,各种烃类所占的比例和结构相差较大,但是基本上为烷烃、环烷烃、芳香烃三类。石蜡基石油通常以烷烃为主的石油;环烃基石油以环烷烃、芳香烃为主;介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较高,凝点较高,庚烷沥青质含量较低,硫含量低,镍氮含量中等,钒含量极少,相对密度大多在0.85~0.95之间,属于偏重的常规原油。个别油田除外,原油中汽油馏分含量较少,渣油占三分之一。组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的性能也不同。 原油精馏装置是炼油企业的“龙头”装置,在炼油工业中算得上是第一道工序,是原油加工的基础。其拔出率高低和能量的综合利用程度体现在石化企业的效益上,因此,开展常压精馏装置的研究很有意义跟价值的。 原油常减压蒸馏作为原油的一次加工工艺,在原油加工总流程中占有重要作用在炼厂具有举足轻重的地位,其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备—常压塔的设计,是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新,装置节能消耗显著,产品质量提高。但与国外先进水平相比,仍存在较大的差距,装置能耗仍然偏高,分馏精度和减压拔出深度偏低,对含硫原油的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平,显著日益重要,对提高炼油企业的经济效益也具有重要意义。[主题] 原油蒸馏一般情况下包括三道工序:①原油预处理:将原油中的水和盐脱出。②常压蒸馏:近似常压下的条件下馏出汽油、煤油(或喷气燃料)、轻柴油、重柴油直馏馏分,塔底剩余的是常压渣油(即重油)。③减压蒸馏:原油中350℃以上的高沸点馏分是润滑油馏分和催化裂化、加氢裂解等的原料,但是由于在高温下会发生分解反应,所以只能在减压和较低温

最新年处理量00万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计本科

年处理量00万吨卡宾达原油常压蒸馏塔 设计本科

沈阳化工大学 本科毕业论文 题目:年处理量100万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计

毕业设计论文任务书 院(系):化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:化工0707 姓名:刘宽

内容摘要 本次设计主要是针对年处理量100万吨卡宾达原油的常压设计。 原油常压蒸馏作为原油的一次加工工艺,在原油加工总流程中占有重要作用,在炼厂具有举足轻重的地位,其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备—常压塔的设计,是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新,装置节能消耗显著,产品质量提高。但与国外先进水平相比,仍存在较大的差距。 为了更好地提高原油的生产能力,本着投资少,能耗低,效益高的思想对卡宾达原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案是:初馏塔拔出重整料,常压塔采取三侧线,常压塔塔顶生产汽油,三个侧线分别生产煤油,轻柴油,重柴油。设计了一个初馏塔、一个常压塔、一段汽化蒸馏装置,此装置由一台管式加热炉、一个初馏塔,一个常压塔以及若干台换热器(完善的换热流程应达到要求:充分利用各种余热;换热器的换热强度较大;原油流动压力降较小)、冷凝冷却器、机泵等组成,在常压塔外侧为侧线产品设汽提塔。流程简单,投资和操作费用较少。原油在这样的蒸馏装置下,可以得到350-360℃以前的几个馏分,可以用作重整料、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品,也可分别作为重整化工(如轻油裂解)等装置的原料。蒸余的塔底重油可作钢铁或其它工业的燃料。在某些特定的情况下也可以作催化裂化或加氢裂化装置的原料。本次设计共用34块浮阀塔板,塔距0.8m,塔径2.6m,塔高28.22m。换热流程一共通过20次换热达到工艺要求,换热效率是88.31%。 关键词:原油;常压蒸馏;物料衡算;热量衡算;塔;换热

蒸馏的基本概念和原理

一、蒸馏的基本概念和原理 1、基本概念 1.1饱和蒸汽压任何物质(气态、液态和固态)的分子都在不停的运动,都具有向周围挥发逃逸的本领,液体表面的分子由于挥发,由液态变为气态的现象,我们称之为蒸发。挥发到周围空间的气相分子由于分子间的作用力以及分子与容器壁之间的作用,使一部分气体分子又返回到液体中,这种现象称之为冷凝。在某一温度下,当液体的挥发量与它的蒸气冷凝量在同一时间内相等时,那么液体与它液面上的蒸气就建立了一种动态平衡,这种动态平衡称为气液相平衡。当气液相达到平衡时,液面上的蒸气称为饱和蒸汽,而由此蒸气所产生的压力称为饱和蒸汽压,简称为蒸汽压。蒸气压的高低表明了液体中的分子离开液面气化或蒸发的能力,蒸气压越高,就说明液体越容易气化。 在炼油工艺中,根据油品的蒸气压数据,可以用来计算平衡状态下烃类气相和液相组成,也可以根据蒸气压进行烃类及其混合物在不同压力下的沸点换算、计算烃类液化条件等。 1.2气液相平衡处于密闭容器中的液体,在一定温度和压力下,当从液面挥发到空间的分子数目与同一时间内从空间返回液体的分子数目相等时,就与液面上的蒸气建立了一种动态平衡,称为气液平衡。气液平衡是两相传质的极限状态。气液两相不平衡到平衡的原理,是气化和冷凝、吸收和解吸过程的基础。例如,蒸馏的最基本过程,就是气液两相充分接触,通过两相组分浓度差和温度差进行传质传热,使系统趋近于动平衡,这样,经过塔板多级接触,就能达到混合物组分的最大限度分离。 2、蒸馏方式在炼油厂生产过程中,有多种形式蒸馏操作,但基本类型归纳起来主要有三种,即闪蒸、简单蒸馏和精馏 2.1闪蒸(平衡汽化)加热液体混合物,达到一定的温度和压力,在一个容器的空间内,使之气化,气液两相迅速分离,得到相应的气相和液相产物,此过程称为闪蒸。当气液两相有足够的接触时间,达到了汽液平衡状态,则这种气液方式称为平衡汽化。 2.2简单蒸馏(渐次汽化)液体混合物在蒸馏釜中被加热,在一定压力下,当温度达到混合物的泡点温度时,液体即开始气化,生成微量蒸气,生成的蒸气当即被引出并经冷凝冷却后收集起来,同时液体继续加热,继续生成蒸气并被引出。这种蒸馏方式称为简单蒸馏或微分蒸馏,借助于简单蒸馏,可以使原料中的轻、重组分得到一定程度的分离。 2.3精馏精馏是分离混合物的有效手段,精馏有连续式和间歇式两种,石油加工装置中都采用连续式精馏,而间歇式一般用于小型装置和实验室。连续式精馏塔一般分为两段:进料段以上是精馏段,进料段以下是提馏段。精馏塔内装有提供气液两相接触的塔板和填料。塔顶送入轻组分浓度很高的液体,称为塔顶回流。塔底有再沸器,加热塔底流出的液体以产生一定量的气相回流,塔底的气相回流是轻组分含量很低而温度较高的气体。气相和液相在每层塔板或填料上进行传质和传热,每一次气液相接触即产生一次新的气液相平衡,使气相中的轻组分和液相中的重组分分别得到提浓,最后在塔顶得到较纯的轻组分,在塔底得到较

板式蒸馏塔实验报告

板式精馏塔实验报告 学院:广州大学化学化工学院 班级:12化工2 姓名:朱志豪 其他组员:陈啸翔、毛勇、冯丹艳、利巧怡学号:1205200018 指导老师:陈胜洲、郑文芝 实验时间:2014.11.19

摘要:本文对筛板精馏塔的性能进行全面的测试,主要对乙醇正丙醇精馏过程中的不同 实验操作条件进行探讨,得出了回流比、进料流量等与全塔效率的关系,确定了该筛板精塔的最优实验操作条件。 关键词:精馏;回流比;全塔效率 Abstract:The sieve plate distillation column performance comprehensive testing, mainly on ethanol isopropyl alcohol distillation process in the different experimental conditions were discussed, the reactor concentration, reflux ratio, feed location and the entire towerThe relationship between the efficiency of sieve plate tower, determine the optimal experimental conditions of fine. Key words: Distillation;reflux ratio; the tower efficiency 引言:精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作,也是化工原理课程的重要 章节[2]。分析运行中的精馏塔,当某一操作条件改变时的分离效果变化,属于精馏的操作型问题[4]。这类问题取材于工程实践,是培养工程观念、提高学生解决实际问题能力的好方法,但同时也成为学习的难点。在工业生产中,充分掌握操作条件各类因素的影响,对提高产品的质量稳定生产,提高效益有重要的意义。本研究从塔釜浓度、回流比、进料位置、全回流和部分回流等操作因素对数字型筛板精馏塔进行全面考察[1],得出一系列可靠直观的结果,加深对精馏操作中一些工程概念的理解,对工业生产有一定的指导意义通过本实验我们得出了大量的实验数据,由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源,同时为今后开出的设计型、综合型、研究型的实验项目,为学生的创新性科研项目具有重要的教改意义[3]。 1.实验部分 1.1 实验目的 1. 充分利用化工原理知识,对精馏过程多实验方案进行设计,并进行实验验证,得出实 验结论,以掌握实验研究的方法; 2. 学会识别精馏塔内出现的几种操作状态,并分析这些操作状态对塔性能的影响; 3.学习精馏塔性能参数的测量方法,并掌握其影响因素; 4.测定精馏过程的动态特性,提高学生对精馏过程的认识;

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