原油常压塔工艺设计计算
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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。
原油实沸点蒸馏以及窄馏分性质
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,2006年;
[2]、淑培主编,《石油加工工艺学》(第一版),烃加工,1998年;
[3]、侯祥麟,《中国炼油技术》(第一版),,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。
原油常压塔精馏塔工艺计算过程
1、根据基础数据绘制各种曲线
假设原油=100g,则
⑴ IBP-122 V
= 3.45/ 0.744 = 4.63709
1
⑵ 122-150 V
= 1.71/0.7628 = 2.24174
2
⑶ 150-175 V
= 1.8 /0.7743 = 2.32468
3
⑷ 175-200 V
= 2.92/0.8042 = 3.63094
4
⑸ 200-225 V
= 2.72/0.8160 = 3.43137
5
⑹ 225-250 V
= 2.8 /0.8160 = 3.43137
6
⑺ 250-275 V
= 2.5 / 0.817 = 3.05998
7
⑻ 275-300 V
= 4.7 /0.8123 = 5.78604
8
⑼ 300-325 V
= 4.6 / 0.825 = 5.57576
9
⑽ 325-350 V
= 3.6 /0.8381 = 4.29543
10
⑾ 350-375 V
= 3.9 / 0.845 = 4.61538
11
⑿ 375-395 V
= 3.3 /0.8517 = 3.87460
12
⒀ 395-425 V
= 6.14/0.8713 = 7.04694
13
⒁ 425-450 V
= 5.67/0.8836 = 6.41693
14
⒂ 450-475 V
= 6.87/0.8936 = 7.68800
15
V总= 67.96681 cm3进行规一化得:
V1% = 6.82% V2% = 3.30% V3% = 3.42%
V4% = 5.34% V5% = 4.92% V6% = 5.05%
V7% = 4.50% V8% = 8.51% V9% = 8.20%
V10% = 6.32% V11% = 6.79% V12% = 5.70%
V13% = 10.37% V14% = 9.44% V15% = 11.31%
由上可得绘制实沸点曲线数据:
表(Ⅰ)
查实沸点曲线得以下数据,利用数据求定平衡汽化曲线数据。表.(Ⅱ)
由《石油炼制工程》第三版,图7-17,根据实沸点蒸馏曲线10%至70%点得实沸点蒸馏曲线参考点斜率= (399-148)/(70-10) = 4.18℃/%,由此计算参考线的各点温
度:
6.82% = 148 - 4.18(10-6.82)= 134.71℃20% = 148 - 4.18(20-10)= 189.8℃
30% = 148 - 4.18(30-10)= 231.6℃40% = 148 - 4.18(40-10)= 273.4℃
50% = 148 - 4.18(50-10)= 315.2℃60% = 148 - 4.18(60-10)= 357℃
70% = 148 - 4.18(70-10)= 398.8℃80% = 148 - 4.18(80-10)= 440.6℃
90% = 148 - 4.18(90-10)= 482.4℃
b.计算平衡汽化参考线斜率及各点温度
用《石油炼制工程》第三版7-17上图,根据实沸点蒸馏曲线10%至70%斜率4.18℃/%查得平衡汽化参考线的斜率为2.45℃/%,用图7-17中图查得△F = 22.3245℃,故平衡汽化参考线50% = 实沸点蒸馏参考线50%点–△F = 315.2℃ - 22.3245 = 292.8755℃
由平衡汽化参考线的50%点和斜率可计算得其他各点温度
6.82% = 292.8755℃ - 2.45(50-6.82)= 18
7.0845℃
10% = 292.8755℃ - 2.45(50-10)= 194.8755℃
20% = 292.8755℃ - 2.45(50-20)= 219.3755℃
30% = 292.8755℃ - 2.45(50-30)= 243.8755℃
40% = 292.8755℃ - 2.45(50-40)= 268.3755℃
60% = 292.8755℃ + 2.45(60-50)= 317.3755℃
70% = 292.8755℃ + 2.45(70-50)= 341.8755℃
80% = 292.8755℃ + 2.45(80-50)= 366.3755℃
90% = 292.8755℃ + 2.45(90-50)= 390.8755℃
c.计算实沸点蒸馏曲线与其参考线的各点温差△F i%
△F6.82% = 122℃ - 134.71℃ = -12.71℃△F10% = 0℃
△F20%= 205℃- 189.8℃= 15.2℃△F30%= 258℃- 231.6℃= 27.2℃
△F40%= 295℃- 273.4℃= 21.6℃△F50%= 323℃- 315.2℃= 7.8℃
△F60%= 363℃- 357℃= 6℃△F70%= 399℃- 398.8℃= 0.2℃
△F80%= 425℃- 440.6℃= -15.6℃△F90%= 454℃- 482.4℃= -28.4℃
d.求平衡汽化曲线各点温度
由图7-17下图查得各馏出百分数时的温差比值得:6.82%比值=0.39,10%比值=0.38,20%比值=0.36,其余各点比值都是0.33.平衡汽化曲线各点的温差△T等于实沸点蒸馏曲线与其参考线相应各点的温差△F i%乘以对应的比值,由此得平衡汽化各点的△T。
6.82% △T = -12.71 * 0.39 = -4.9569℃10% △T = 0℃
20% △T = 15.2 * 0.36 = 5.472℃30% △T = 27.2 *0.33 = 8.976℃
40% △T = 21.6 * 0.33 = 7.128℃50% △T = 7.8 * 0.33 = 2.574℃
60% △T = 6 * 0.33 = 1.98℃70% △T = 0.2 * 0.33 =