减压蒸馏塔模拟与系统设计实现
630万吨常减压蒸馏课程设计_含设计图_装置图_车间分布图_.
课程设计说明书学院专业年月日批准系主任发给学生1. 设计题目 :2. 学生完成全部设计之期限 : 年月日3. 设计之原始数据 :4. 计算及说明部分内容 : (设计应包括的项目1. 原料油性质及产品性质;2. 工艺流程;3. 塔器结构;4.环保措施三、常压蒸馏塔工艺计算5. 绘图部分内容 : (明确说明必绘之图6. 发出日期 : 年月日设计指导教师 :完成任务日期 : 月日学生签名 :化学工程与工艺课程设计原油常减压蒸馏装置工艺设计基础数据一 . 原油的一般性质大庆原油, 204d = 0.8717;特性因数 K=12.0 二 . 原油实沸点蒸馏数据表 1 原油实沸点蒸馏数据三 . 原油平衡蒸发数据表 2 原油平衡蒸发数据四 . 产品方案及产品性质表 3 产品产率及其性质五 . 设计处理量 : 250+学号×10万吨 /年 , 开工:8000小时 /年。
六 . 汽提水蒸汽采用过热水蒸汽 : 420℃ , 0.3MPa(表七 . 可考虑采用两段汽化流程,设两个中段循环回流 ; 可考虑过汽化油为2%(重。
目录第一章:总论 . (7)1. 1概述 (7)1.1.1设计基础 ...................................................... 7 1.1.2 生产规模 . ...................................................... 8 1.1.3 工艺技术路线 . .................................................. 8 1.1.4工艺技术特点 ................................................... 9 2、文献综述 : . ............................................................ 9 3、课程设计任书 . (10)第二章.工艺简述 . ........................................................... 12 2.1 原料油性质及产品性质 . .. (12)2.1.1 原油的一般性质 . ............................................... 12 2.1.2 原油实沸点蒸馏数据 . ........................................... 12 2.1.3 原油平衡蒸发数据 . .............................................12 2.1.4产品性质 (12)2.2 工艺流程设计 . ....................................................... 13 2.3塔器结构﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹎﹍﹎ 13 2.4 环保措施﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹎﹍﹎ 14 2.4.1污染源分析﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 14 2.4.2废气处理﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 14 2.4.3废水处理﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 152.4.4 噪声防护﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 16 第三章:原料及产品的有关参数的计算 . ......................................... 133.1工艺参数计算 ......................................... 错误!未定义书签。
减压蒸馏塔模拟与系统设计实现
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程模拟的思想，用序贯模块法进行求解 & 其中，两相闪蒸器、复杂吸收塔、换热器、物流传输器及收敛模块的计算均按前述单元模块的方法进
行 & 而分流器的计算方法是：将多股进口物流加合，再分成多股出口物流；除流量外各出口物流的信息 相同，各分流流量占总进料的分率由模块输入参数给定 &
经过理论上的分析与对实际情况的模拟计算，可以看出这种吸收型算法有下述优点： !由于在每一中段换热中不出现全抽出操作，因而不会出现该算法液相流量为零的现象，这就避免 了因流量校正过量而为负值，保证迭代过程的顺利进行 & "采用该算法时在各吸收与换热段中，汽液负荷较为均匀，变化不很剧烈 & 因此，在该段采用对解 决吸收问题十分有效的 56 法求解，能快速收敛，保证模拟的有效性 & #通过该算法可计算出各段内沿塔高的汽液负荷及循环冷凝液流量，从中可分析汽液负荷的变化 规律 & $该算法调整方案灵活，计算方便实用，为工艺过程的优化分析提供了数学模型 &
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通观该流程的模拟，先后两次对石油馏分进行切割，结果比较合理 # 若只对原油进行过细的一次切 割，在整个流程模拟计算中假组分数势必过多，影响计算速度，而且结果不理想 # 所以利用本文提出的 常减压塔的计算流程，并结合对常压塔塔底重油进行假组分切割是方便可行的 #
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减压蒸馏塔的模拟与研究
减压蒸馏塔的模拟与研究作者：廖恒易来源：《中国新技术新产品》2016年第15期摘要：结合实际工作对减压蒸馏塔的实际工作结构特点进行浅析，采用蒸馏塔的基本装置分块化模拟分析的方式，将减压蒸馏塔拆分为多个复杂吸收以及闪蒸过程，按照模块法对其进行求解和研究。
本文根据数据进行蒸馏塔的装置模拟和优化，建立过程相应的研究分析系统，得出实验数据并对减压蒸馏塔的实际运行提供一种在线参考的模拟分析。
关键词：减压蒸馏塔；仿真；模拟中图分类号：TE96 文献标识码：A减压蒸馏塔在工业应用中应用得相当广泛，分类也五花八门，而对各类减压塔运行的状况模拟和研究却是业界研究的热点和关注的重点。
本文将结合实际对其进行模拟研究，设定前提条件为：避免蒸馏材料发生分解反应，尽可能通过测线拔出减压的馏分。
基于以上的前提条件，减压蒸馏塔必须是一种特殊结构的填料塔，其进料是必须在实际应用中分别经过减压炉的加热部分气化的原料，塔内的汽相为连续相，液相则为非连续相。
与此同时，测线产品可以分为减一线到减多线的多种状态，以石油蒸馏为例全部从集中器采出，塔顶则抽出减顶汽油，塔釜排出渣油，并且采用多测线抽出，塔内多段换热。
相关前期研究表明，由于减压蒸馏塔的产品多是催化裂化以及氢裂化的基础原料，因此产品并没有非常严格的分离需求，塔内气液负荷整体呈现出变化大，热段间零液体流量的现象。
另一方面，由于塔内气体流量随着塔高的增大而减小，因此业内较为有名的研究算法如BP、Tomich、SR等都采用各级温度和各级流量作为迭代变量，这些算法在实际应用中较为广泛，但是却对整个减压塔进行求解容易出现由于校正流量而出现迭代负值，进而导致迭代算法的失败，因此真正的减压蒸馏塔模拟需要独特而改进过的算法对其进行研究。
当前普遍认为，燃料型减压塔是在闪蒸阶段是无换热、无上段回流的，并且总体上表现出各中段换热，无上段回流且不精馏。
这是一种一级气液的平衡，由于外部的持续循环取热可以看作是一个等温闪蒸过程。
500万吨年炼油减压蒸馏装置设计书
500万吨/年炼油减压蒸馏装置设计书第一章文献综述1.1石油工业简介石油又称原油，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，约占95%～99%，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1/3。
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40％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，世界石油总产量的10%用于生产有机化工原料。
石油是十分复杂的烃类非烃类化合物的混合物。
石油产品种类繁多，市场上各种牌号的石油产品达1000种以上，大体上可分为以下几类：⑴燃料：如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等；⑵润滑油：如各种牌号的燃机油、机械油等；⑶有机化工原料：如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等；⑷工艺用油：如变压器油、电缆油、液压油等；⑸沥青：如各种牌号的铺路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等；⑹蜡：如各种食用、药用化妆品用，包装用的石蜡和地蜡；⑺石油焦炭：如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。
从上述石油产品品种之多和用途之广也可以看到石油炼制工业在国民经济和国防中的重要地位。
石油作为一种能流密度高，便于储存、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。
按2001年中国各行业石油消费构成看，交通运输业占30%以上，是消费石油最多的行业。
更新常减压蒸馏装置减压塔设计及使用效果
更新常减压蒸馏装置减压塔设计及使用效 果
李 文萍 王 。 征。
（． １ 武汉 炼化 工程设 计有 限责任 公 司 ， 湖北 武 汉
４０８ ；． ３０２２ 武汉 石油 化工 厂 ， 北 武汉 湖
４０８ ） ３０２
摘 要： 某厂 常减 压 装置 节能技 术 改造及减 压 塔 更 新设 计 中， 用 “ 湿 式” 压 蒸馏 技 术 ， 压 在 运 微 减 减 塔 采用 了新 型规整填 料 、 盘 式气液分 布器 、 料分 布器 等 新 技术 ， 装 置操 作 平 稳 ， 理 量 增 大 ， 槽 进 使 处
（ ． ｈ ｎ Ｐ ｔ ｃ ｅ ｃ ｌＭａ ｕａｔｒ ｓ ｎ Ｌｍ ｔｄ Ｌａ ｉｔ Ｃ ｍ ａ ｙ １ Ｗｕ ａ ｅｒ ｈｍｉａ ｎ ｆｃｏｙ Ｄｅｉ ｉ ｅ ｂｌｙ ｏ ｐ ，Ｗｕ ａ ３ ０ ２ Ｃ ｉａ ２． ｈ ｏ ｇ ｉ ｉ ｉ ｎ ｈ ４ ０ ８ ， ｈｎ ； Ｗｕ ａ ｎ ｎ
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减压蒸馏实验报告
减压蒸馏实验报告一、实验目的1、了解减压蒸馏的原理和应用。
2、掌握减压蒸馏的装置搭建和操作方法。
3、学会通过减压蒸馏分离和提纯有机化合物。
二、实验原理减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的一种重要方法。
它是在低于常压的压力下进行蒸馏操作，通过降低系统内的压力，使液体的沸点降低，从而在较低的温度下实现蒸馏分离。
根据理想气体状态方程 PV ＝ nRT，当压力 P 降低时，液体的沸点T 也会相应降低。
在减压条件下，液体的蒸气压较常压下更容易达到外压，从而能够在较低的温度下沸腾并被蒸出。
三、实验仪器与试剂1、仪器减压蒸馏装置一套，包括蒸馏烧瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计、冷凝管、接收瓶、真空泵等。
加热套电子天平2、试剂待蒸馏的混合物（如含有杂质的有机化合物）四、实验步骤1、装置搭建将蒸馏烧瓶、克氏蒸馏头、温度计、冷凝管等仪器按照正确的顺序连接好，确保装置的密封性良好。
在克氏蒸馏头上插入毛细管，毛细管的作用是引入微小的空气泡，形成气化中心，防止暴沸。
将接收瓶与冷凝管连接，并将整个装置固定在铁架台上。
2、加料用电子天平称取一定量的待蒸馏混合物，小心地加入蒸馏烧瓶中，注意不要超过烧瓶容积的 2/3。
3、减压操作开启真空泵，逐渐降低系统内的压力。
观察压力计的读数，当达到所需的减压程度后，关闭真空泵与系统之间的阀门，维持系统的压力稳定。
4、加热蒸馏开启加热套，缓慢加热蒸馏烧瓶。
注意控制加热速度，避免蒸馏速度过快或过慢。
密切观察温度计的读数，当达到混合物中某一组分的沸点时，该组分开始蒸出，并在冷凝管中冷凝为液体，流入接收瓶中。
5、切换接收瓶当一种组分蒸馏完毕后，更换接收瓶，继续蒸馏下一组分。
6、停止蒸馏当蒸馏烧瓶中的液体几乎蒸完时，停止加热，打开真空泵与系统之间的阀门，使系统恢复常压。
然后关闭真空泵。
五、实验数据与记录1、记录实验过程中不同阶段的压力和温度数据。
2、记录接收瓶中收集到的不同馏分的质量。
六、实验结果与分析1、根据实验数据，计算各馏分的沸点和含量。
500万吨年原油减压蒸馏塔的工艺设计
本科毕业设计500万吨/年原油减压蒸馏塔的工艺设计目录前言 (6)1 选题背景 (6)1.1 选题的意义和研究目的 (6)1.2 国内外的发展现状 (6)1.2.1 国内发展状况 (6)1.2.2 国外发展状况 (7)1.3 塔设备 (7)1.3.1 塔设备设计考虑因素 (7)1.3.2 减压蒸馏塔的工艺特征 (8)2 设计方案确定 (8)2.1 加工方案 (8)2.2 常减压工艺流程简述 (9)2.3 设计步骤 (9)3 工艺计算 (10)3.1 原料及产品的有关参数 (10)3.1.1 油品相关物性 (10)3.1.2 物料平衡 (10)3.2 决定塔板数、塔顶压力和塔板压力降 (10)3.2.1 选定塔板数 (10)3.2.2 决定塔板压力降 (11)3.3 汽提蒸汽用量 (11)3.4 全塔气液负荷的计算 (12)3.4.1 全塔热量平衡计算 (12)3.4.2 减三线板上的气液负荷 (12)3.4.3 减二线板上的气液负荷 (13)3.4.4 减一线板上的气液负荷 (14)3.4.5 第1层板上的气液负荷 (14)3.4.6 第23层板上的气液负荷 (15)3.4.7 二中段抽出板上的气液负荷 (16)3.4.8 二中回流板上的气液负荷 (16)3.4.9 一中回流板上的气液负荷 (17)3.5 全塔气液负荷性能图 (18)3.5.1 全塔气液负荷数据整理 (18)3.5.2 绘制全塔气液负荷性能图 (18)4 减压蒸馏塔工艺尺寸计算 (19)4.1塔径的计算 (19)4.1.1计算参数的确定 (19)4.1.2塔板类型及板间距的确定 (20)4.1.3 计算塔板上最大的允许气速 (20)4.1.4计算适宜的气速Wa (20)4.1.5计算气相空间的截面积 (21)4.1.6 降液管内流体流速d V (21)4.1.7 计算降液管面积 (21)4.1.8塔横截面积Ft和塔径D计算 (21)4.1.9 采用的塔径D及空塔气速W (22)4.2塔高的计算 (22)4.3浮阀数及开孔率计算 (23)4.3.1计算浮阀孔的临界速度 (23)4.3.2计算塔板开孔率 (23)4.3.3 确定浮阀数 (23)4.4溢流堰及降液管的选择 (23)4.4.1 液体在塔板上的流动形式 (24)4.4.2 决定溢流堰、降液管 (24)4.4.3 溢流堰高度及塔板上的清液层高度的选择 (24)4.4.4 液体在降液管内的停留时间及流速 (24)4.4.5 降液管底缘距塔板高度 (24)5 水力学衡算 (24)5.1 塔板总压力降....... . (24)5.2 雾沫夹带情况核算 (25)5.3 泄漏核算 (25)5.4 淹塔核算............... . (26)5.5 降液管负荷核算 (26)5.6适宜的操作区和操作线 (26)5.6.1雾沫夹带线 (26)5.6.2 液泛线 (27)5.6.3 漏液线 (27)5.6.4 液相负荷上限线 (27)5.6.5 液相负荷下限线 (28)5.6.6绘制全塔塔板负荷性能图 (28)5.6.7 设计计算结果汇总 (28)6 塔附件设计 (29)6.1 接管设计 (29)6.2 法兰的选型 (31)6.3 筒体与封头 (32)6.3.1 筒体 (32)6.3.2 封头 (32)6.4 除沫器 (32)6.5 裙座 (32)6.6人孔 (32)结论 (33)参考文献 (34)附录1 (35)减压塔设计条件图 (35)500万吨/年原油减压蒸馏塔的工艺设计摘要石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物，被称为“工业的血液”。
原油常减压蒸馏装置仿真培训系统设计
摘要 ： 设计仿真培训系统是操作人员技 能培训 的现代化手段 。由于石油属 于组分不可数 的复杂体系 ， 常减压蒸馏又是 多侧
线、 带汽提的分离过程 ， 对仿真数 学模型的建立带来较 大的难度 。以某炼油厂 ２ ５ ０万 吨常减压生产装 置设计数据和 生产 数 据为基础 ， 针对以上问题 ， 采用假组分的方法 ， 利用半 经验半 机理模 型开发 了常减压蒸馏装置仿真培训系统 。经动态仿真测 试， 上述常减压仿真培训系统兼顾了模型的机理性 和仿真的实时性 ， 可以较好 地模拟装置开停车过程 、 正常工况和事故状态
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’ 常减压装置流程模拟策略
通过对原油常减压蒸馏装置的流程分析，我们可以发现该流程的主要设备模块之间无循环物流，只 有单元模块内部的交错物流 & 所以，在流程模拟系统的解算策略上可选择序贯模块法，逐一模块进行求 解 & 对脱前换热器、电脱盐装置、脱后换热器及常减压加热炉来说，只需对原油进行物料衡算与热量衡 算，可以将其视为单一物流进行计算8 而对于常减压蒸馏塔来说，需要进行严格计算，所以应对原油进 行虚拟组分切割，将其视为多组分物流，并按照上述本文提出的原油常减压蒸馏塔的模拟进行求解 & 作 者认为应对常底重油进行二次切割后，再用于减压塔计算 3)4& 这样得到的计算结果比较理想 & 具体结果 见表 ’（表中模拟计算结果 " 为一次切割，模拟计算结果 % 为二次切割）&
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通观该流程的模拟，先后两次对石油馏分进行切割，结果比较合理 # 若只对原油进行过细的一次切 割，在整个流程模拟计算中假组分数势必过多，影响计算速度，而且结果不理想 # 所以利用本文提出的 常减压塔的计算流程，并结合对常压塔塔底重油进行假组分切割是方便可行的 #
本文研究的原油蒸馏过程减压塔的基本工艺要求是，在尽量避免油料发生分解反应的条件下，尽 可能多地通过侧线拔出减压馏份 $ 因此减压塔采用了一种特殊结构的填料塔，其进料为经过减压炉加 热部分汽化的常底重油，塔内汽相为连续相，液相为不连续相 $ 侧线产品有减一线、减二线、减三线及减 四线等，它们全部由集油箱采出 $ 塔顶抽出减顶油气，塔釜排出减底渣油 $ 与常压蒸馏塔相比，该塔无 塔顶冷凝器和塔底再沸器，采用多侧线抽出，塔中多段换热方式操作 $ 由于减压塔产品是催化裂化和加 氢裂化的原料，因此产品无严格分离的要求 Z!; "[$ 塔内汽液负荷分布如图 ! 所示 $
过程与多个复杂吸收过程的串联流程，然后按照序贯模块法求解 $ 对常减压蒸馏装置的模拟与优
化进行了探讨，建立了该过程的模拟优化分析系统，可用于在线模拟分析、数据校正与优化控制 $
关键词：减压蒸馏；模拟与优化；吸收过程；填料塔
中图分类号：*)(
文献标识码：+
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由表 % 的模拟计算结果可以看出，模 拟值与现场标定数据吻合较好，流量的相 对偏差约为 %# 7 ’# ，温度的相对偏差
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& 减压塔模拟算法
针对减压塔的结构特点， 利用与常压塔计算 .!/ 相似的单 元模块组合法，把干式操作 （塔底无汽提蒸汽加入）减压 塔作为一个闪蒸过程与多个 复杂吸收过程的串联 .! 0 +/ , 其 信息流程如图 $ 所示 ,
该算法把各中段看作为 吸收过程，用经过外部取热而 过冷的油来吸收下段上升的 饱和油汽 , 这是一个不断循 环、不断收敛的过程 , 如前所 述，对简单的烃类吸收过程， 可采用改进的 12 法，占用内 存少，收敛速度快 .’ / , 所以在 计算过程中，先对进料油品作 闪蒸计算，再逐次用 12 法计 算减四线、减三线、减二线、减 一线和减顶油 ,
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程模拟的思想，用序贯模块法进行求解 & 其中，两相闪蒸器、复杂吸收塔、换热器、物流传输器及收敛模块的计算均按前述单元模块的方法进
行 & 而分流器的计算方法是：将多股进口物流加合，再分成多股出口物流；除流量外各出口物流的信息 相同，各分流流量占总进料的分率由模块输入参数给定 &
经过理论上的分析与对实际情况的模拟计算，可以看出这种吸收型算法有下述优点： !由于在每一中段换热中不出现全抽出操作，因而不会出现该算法液相流量为零的现象，这就避免 了因流量校正过量而为负值，保证迭代过程的顺利进行 & "采用该算法时在各吸收与换热段中，汽液负荷较为均匀，变化不很剧烈 & 因此，在该段采用对解 决吸收问题十分有效的 56 法求解，能快速收敛，保证模拟的有效性 & #通过该算法可计算出各段内沿塔高的汽液负荷及循环冷凝液流量，从中可分析汽液负荷的变化 规律 & $该算法调整方案灵活，计算方便实用，为工艺过程的优化分析提供了数学模型 &
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山东理工大学学报
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采用不同的收敛循环进行迭代计算的 , 当分别用上述方法对整个减压塔进行求解时，都会因流量校正 过量而出现负值，导致整个迭代过程失败，显然这些算法无法用于液相流率不连续的全塔模拟计算 ,
对于燃料型减压塔，可认为在闪蒸段进行的是无换热、无上段回流的单级汽液平衡过程 , 从总体上 看，各中段换热，无上段回流，不起精馏作用，也可认为是一级汽液平衡 , 由于有外部循环取热，可作为 等温闪蒸过程 , 因此从实质过程上看，减压塔为一绝热闪蒸过程与多级等温闪蒸过程的串联- 如图 # 所示 , 但是据此进行模拟，只能计算出各段换热负荷，而不能模拟出循环冷凝液流量，而这是进行填料 塔液体分布器设计的基础 , 若采用有循环回流的等温闪蒸模型，虽可解决循环冷凝液流量的计算问题， 但是该法不能模拟出中段换热内的沿塔高温度、汽液负荷的变化，而塔内各段汽液负荷及其变化量是 填料选型的重要参数 ,