1、本科毕业论文（20 届）年产 120 万吨大庆原油常压设计所在学院 专业班级 化学工程与工艺 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文I摘要本设计为年产 120 万吨大庆原油的常压设计。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重要作用。本文以大庆原油为原料，确定了常压塔的产品切割方案，并对主要塔设备工艺尺寸进行计算与选型。原油通过这样的常压蒸馏，一般可得到 350370以前几个馏分，可用作汽油、煤油（航空或灯用、）采油等产品，也可以分别化作重整化工（如轻油裂解）等装置的原料。剩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为催化裂化或
2、加氢裂化装置的原料。关键词：原油；常压设计；塔设备；常压塔本科生毕业论文IIAnnual 1.2 million tons of crude atmospheric design of daqingAbstractThis is mainly on the annual production of 1,200,000 tons of crude oil in Daqing atmospheric design.Atmospheric and vacuum distillation of crude oil as a crude oil processing technology, the to
3、tal flow of crude oil processed in an important role.With Daqing crude oil as raw material in this article, identifying products of atmospheric Tower cutting programme, and on the main tower process dimension calculation and selection.Crude oil through the atmospheric distillation, 350-370 before th
4、e general availability of several fractions,Can be used as gasoline, kerosene (aviation or lamp), diesel and other products, Also can be re-engineering as a chemical (such as naphtha cracking) of raw materials and other devices. I steamed the bottom of heavy oil for steel or other industrial fuel. I
5、n certain circumstances can also be FCC or hydrocracking unit of raw materials.Key words： oil pressure； Atmospheric design；tower equipment； Atmospheric tower本科生毕业论文III目 录摘要 .IAbstract.II1 前言.12 原始数据处理.32.1 产品方案 .32.2 基准数据的处理 .32.2.1 基准数据.32.2.2 数据处理.42.2.3 求平衡汽化曲线各点温度.52.3 各种馏出产品的性质 .62.3.1 各种馏出产品的基
6、础数据.62.3.2 各馏出产品的性质.82.4 物料衡算 .93 塔的工艺参数的选取.103.1 原油精馏塔计算草图求取 .103.1.1 确定蒸汽用量.103.1.2 塔板型适合塔板数.103.1.3 精馏塔计算草图：.103.1.4 操作压力的确定.113.2 汽化段和塔底温度的确定 .123.2.1 汽化段温度.123.2.2 进料在汽化段中的焓.123.2.3.塔底温度.134 塔顶及侧线温度的假设与回流热分配.144.1 全塔回流热 .144.1.1 假设塔顶及各侧线温度.144.1.2 全塔回流热.144.1.3 回流热分配.154.2 侧线及塔顶温度的校 .164.2.1 柴油
7、抽出板（第 22 层）温度.164.2.2 煤油抽出板（第 10 层）温度.184.2.3 塔顶温度.195 塔设备的设计计算.215.1 全塔气液负荷的分布计算 .215.1.1 塔顶（第一块板上方）的气液负荷.215.1.2 第一层板下方的气液负荷.215.1.3 常一线抽出口下方（即第 10 层下方）的气液负荷.225.1.4 中段循环回流入口板上方的气液相负荷.245.1.5 中段循环回流抽出板下方的气液相负荷.255.1.6 煤油抽出板上方的气液相负荷.275.1.7 柴油抽出板上方的气液相负荷.295.1.8 汽化段气液相负荷.305.2 各段气液相负荷列表 .316 常压塔和塔板
8、主要工艺尺寸计算.346.1 塔径的初算 .346.1.1 最大允许气体速度 Wmax：.34本科生毕业论文IV6.1.2 适宜的气体操作速度 Wa.356.1.3 气相空间截面积 Fa.356.1.4 计算降液管内液体流速 Vd.356.1.5 计算降液管面积 Fd .356.1.6 计算塔横截面和塔径.366.1.7 采用塔径及相应的设计空塔气速.366.1.8 液相的表面张力：(260.6时）.366.2 浮阀数及开孔率的计算 .376.2.1 浮阀的选取.376.2.2 浮阀数及开孔率的计算.376.3 溢流堰及降液管的决定 .386.3.1 决定液体在塔板上的流动型式.386.3.2
9、 决定溢流堰.386.3.3 溢流堰高度及塔板上清夜层高度的决定.396.3.4 液体在降液管的停留时间及流速.396.3.5 降液管底缘距塔板高度.396.4 水力学计算 .396.4.1 塔板压力降.396.4.2 雾沫夹带.406.4.3 泄漏.405.4.4 淹塔情况.405.4.5 降液管的负荷.406.5 塔板的负荷性能图 .416.5.1 雾沫夹带线.416.5.2 液泛线.416.5.3 液相负荷上限线.426.5.4 漏液线.426.5.5 液相负荷下限线.427 塔的内部工艺结构.457.1 板式塔的部工艺结构 .457.1.1 塔顶.457.1.2 进口.457.1.3
10、抽出盘及出口.467.1.4 人孔.467.1.5 塔底.467.1.6 塔裙.467.1.7 封头.477.2 塔高 H.47符号表.48致谢.50参考文献.51本科生毕业论文11 前言我国原油主要有大庆原油，胜利原油，克拉玛依原油等。由于我国最大的油田仍然是大庆原油，故大庆原油对于我们来说是一种常规原油。本设计就是大庆原油的常压塔设计。大庆原油是一种低硫、低胶、高含蜡、高凝点、的石蜡基石油。由于含烷烃多，所以，在其各个馏分中，烷烃的相对含量高，生产汽油抗爆性较差，小于 180C 馏分，马达法辛烷值仅 40 左右。喷气燃料的相对密度较小，结晶点较高，故只能符合 2 号喷气燃料规格。由于硫含量
11、很低，轻质燃料油不需要精制。同时，在加工中，设备腐蚀问题不大。大庆原油的馏分组成较重，故须采取二次深度加工，以提高轻质燃料收率。润滑油馏分的黏温特性好，但凝点高，加工时需要脱蜡。胜利原油相对密度较大，含硫较多，胶质、沥青质含量较多，属于含硫中间基原油。孤岛混合原油是胜利油田中比较特殊的石油，其特点是含硫、氮、胶质较高，酸值大，黏度大，凝点较低，属环烷-中间基原油。克拉玛依石油是低硫中间基原油，特点是含硫量很低约为 0.04%到 0.07%，含蜡少，凝点低，是生产喷气燃料和低凝点的轻柴油的良好原料，但直馏馏分的酸度较高，需碱洗。中原混合原油相对密度小，黏度、胶质和硫、氮含量均较低 原油精馏装置是
12、炼油企业的“龙头” ，是炼油工业的第一道工序，为二次加工装置提供原料，是原油加工的基础，其能量的综合利用程度和拔出率高低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 1-3 。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，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。常减压压蒸馏过程经过一百多年的发展，已成为一个比较完整成熟的
13、工艺 4-5 。目前，国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、压塔，常压炉、减刃压炉组成的三塔两炉工艺流程，但是仍存在一些问题。本论文主要是常压塔的设计。原油常减压蒸馏作为最基本的一次加工工艺，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。塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形成，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，进行传质和传热。在正常操作条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属于逐
14、级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上流动，气液两相密切接触进行传质与传热。在正常操作下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作过程。根据生产能力，分离效率，塔压降，操作弹性及要求，并结合制造、维修、造价等因素综合考虑，以大庆原油为原料的常压塔应该选择板式塔。本科生毕业论文2塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业应用以错流式塔板为主，常用的错流式塔板主要有泡罩塔板，筛孔塔板和浮阀塔板。泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要元件为升气管及泡罩。泡罩塔的优点是操作弹性大，液气比范围大，不易堵塞，操作
15、稳定性好。其缺点是结构复杂，造价高；生产能力以及效率低。筛孔塔板简称筛板，结构特点为塔板上开有许多均匀的小孔。其优点是结构简单，造价低；生产能力较大；传质效率高；其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦，粘度大的物料。浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。其结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可以上下浮动的阀片。气流从浮阀周边水平地进入塔板上层液，浮阀可根据气流流量的大小而上下浮动，自动调节。浮阀的类型很多，国内常用的有 F1 型、V-4 型及 T 型等，其中以 F1 型浮阀应用最为普遍。浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低；塔板开孔率大，生产
16、能力大；由于阀片刻随气流量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率高。其缺点是处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结 6。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液；两相能充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列的各项要求 1.生产能力大。在较大的气（汽）夜流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或者液泛等破坏正常操作的现象。2.操作稳定、弹性大。塔设备的气（汽）夜负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。3.流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小
17、。这将有助于节省生产中的动力消耗，用来降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还可以使系统无法维持必要的真空度。4.结构简单、材料用量小、制造和安装容易，这可以减少基建过程中的投资费用。5.耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修 7。综上所述，该设计选取的是浮阀塔板。本科生毕业论文32 原始数据处理2.1 产品方案确定原油加工方案是炼厂设计和生产的首要任务。炼厂根据加工原油的性质、市场需求、加工技术的先进性和可操作性以及经济效益等方面的综合考虑，才能确定出合理的加工方案。根据大庆原油本身的特性，本设计的常压塔只有两个侧线。常压塔顶：汽油馏分常压一线：煤油馏分常压二线：柴油馏分 2.2 基准数据的处理2.2.1 基准数据1.原油的种类、性质见表 2.1 和 2.2。 表 2.1 大庆原油性质大庆原油采样时间 年 月 99.5 馏程 v密度（20） 852.0 初馏 103比重指数 34.6 100 0粘度（50）mm2/s 22.21 120 3.0凝固点 30
