1、本科毕业论文（20 届）100万吨/年大庆原油常压塔设计所在学院 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 目 录摘要 . .Abstract .1. 前言 .12. 产品方案及工艺流程 .22.1 产品方案 .22.2 工艺流程 .23.工艺计算及说明 .33.1 设计数据 .33.2 原油实沸点蒸馏曲线的绘制 .53.3 常压塔工艺计算 .53.4 全塔气、液相负荷分布 .174. 塔的设计及水力学设计 .284.1 塔板的操作条件 .284.2 塔板间距初选 .284.3 塔径初算 .294.4 浮阀数及开孔率的计算 .304.5 溢流堰及降液管的决定.
2、 304.6 水力学计算 .314.7 塔板上的适宜操作区和负荷上下限 .325塔的内部工艺结构 .355.1 板式塔的内部工艺结构 .355.2 塔高 H .376. 换热流程设计 .386.1 换热流程计算 .386.2 热量利用率计算 .43结 论 .44致 谢 .45本科生毕业论文II符号表 .46参考文献 .48本科生毕业论文I摘要 本次设计主要是针对年处理量100万吨大庆原油的常压塔设计。 设计的基本方案：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。设计了一个常压一段汽化蒸馏装置，此装置由一台管式加热炉、一个常压塔以及若干台换热器（完善的换热流程应达
3、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。原油通过这样的常压蒸馏，一般可得到 350360以前的几个馏分，可用作汽油、煤油、轻柴油、重柴油等产品，也可分别作为重整化工（如轻油裂解）等装置的原料。本次设计共用 34 块浮阀塔板，塔距 0.6m，塔径 3.4m，塔高21.63m。关键词： 原油； 常压设计； 换热； 常压塔本科生毕业论文IIAbstract This design is mainly aimed at annual productivity of 1 millio
4、n tons of atmospheric tower design of daqing oil. The basic designing scheme: atmospheric tower take three lateral-line, atmospheric tower top three lateral-line gasoline production respectively, kerosene, light diesel oil production, heavy diesel. Design a atmospheric distillation equipments for a
5、vaporization, this device from a tube type furnace, an atmospheric tower as well as several sets of heat exchanger (perfect process should achieve requirement: make full use of various waste heat; the heat exchanger is bigger; the oil flow intensity of pressure drop smaller.) , condensing cooler, pu
6、mp etc, in atmospheric tower for lateral-line products outside a stripper. Process simple, investment and operating cost less. Crude oil through such atmospheric distillation, generally available before the 350-360 several fractions, used for gasoline, kerosene, light diesel oil, heavy diesel oil an
7、d other products, also can separately as reforming chemical (such as light oil cracking) devices of raw material.Tower distance is 0.6m. Tower diameter is 3.4m.Tower level is 21.63m.【Key words】: Oil; Atmospheric distillation; Material balance; Heat balance; Tower本科生毕业论文11. 前言石油是极其复杂的化合物。 1原油是由挥发度不同的
8、多种组分构成的液体混合物。 2目前工业上采用的原油蒸馏技术与普通化工装置中采用的精馏技术不同。要从原油中提炼出多种多样的燃料和润滑油产品，基本的途径是：将原油分割成不同沸程的馏分，然后按油品的使用要求，除去这些馏分中的非理想成分，或者经化学转化形成所需要的组分，从而获得一系列的石油产品。 3基于这个原因，蒸馏正是一种适合的手段，它能将液体混合物按其所含组分的沸点和蒸汽压的不同而分离为轻重不同的各种馏分。 4正因为这样，几乎在所有的炼油厂中，原油的第一个加工装置就是蒸馏装置，如常压蒸馏等。 5所谓原油的一次加工，就是指原油蒸馏。借助蒸馏过程，可以将所处理的原油按所规定的产品方案分割成相应的汽油、
9、煤油、轻柴油、重柴油以及各种润滑油馏分等。这些半成品经过经过适当的精制和调配便成为合格的产品。 6在蒸馏装置中，也可以按不同的生产方案，除生产直馏汽油、煤油、柴油馏分外，再分割出一些二次加工过程的原料，如催化裂化原料、加氢裂解原料等等。 7由于经过蒸馏取得的各种馏分基本上不含胶质、沥青质和其他杂质，故随后的精制过程比较省事，用作二次加工的原料质量也比较高，为原油的深度加工打好基础。 9本设计的目的是设计出一套对大庆原油进行初步分离的常压装置。 9该装置是炼油厂和许多石油化工企业的龙头装置。它的意义在于，通过常压蒸馏对原油的处理，可以按指定的产品方案将原油分割得到汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分以
10、及重油馏分等。 10可以减少渣油量，提高原油总拔出率，不仅能获得更多的轻质油品，也可为二次加工、三次加工提供更多的原料油。 11 本科生毕业论文22. 产品方案及工艺流程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。炼厂根据所加工原油的性质、市场需求、加工技术的先进性和可靠性以及经济效益等方面的综合考虑，进行全面的分析、研究对比，才能制定出合理的加工方案。 12根据大庆原油本身的特性，本次设计产品为燃料型方案。13常压塔顶：汽油 常压一线：煤油 常压二线：轻柴油 常压三线：重柴油 2.2 工艺流程原油进入厂区后（温度为 45） ，进注缄后，由原油泵抽出，分为平衡的两路进行换热。第
11、一路原油与初顶油、重柴（五次）换热、轻柴（三次）换热、常一中路（二次）换热和重柴（四次）换热，至此原油温度升至 131左右，进入电脱盐罐，从电脱盐罐出来的一路原油再次与轻柴（二次）换热、常压一中段（一次）换热、重柴（三次）换热、轻柴（一次换热）和重柴（二次）换热，至此原油温度升至 230左右，与二路原油混合进入闪蒸塔；原油二路和汽油（二次）换热、常二中段（四次）换热、重油（五次）换热、汽油（一次）和常二中段（三次）换热，原油温度至此升为 129左右，进入电脱盐罐，从电脱盐罐出来的二路原油与重油（四次）换热、煤油换热、常二中段（二次）换热、重油（三次）换热和常二中（一次）换热，至此原油温度升至
12、230左右，与一路原油混合进入闪蒸塔。 14闪蒸塔塔顶出来的塔顶油气即初顶油经换热之后，部分回流闪蒸塔内，部分进入产品罐。塔底物料温度为 223左右，分为平衡两路，一路和重柴（一次）换热温度升至 268左右，和二路混合再次加热。二路和重油（二次）换热，温度升至 269左右，同一路混合后同重油（一次）换热，温度升至 298。进入常压加热炉，加热至 360左右。从常压炉出来的原油温度在360左右，自常压塔的第30块板进入常压塔。塔顶的油气经过空冷、水冷、一部分作冷回流，经常压塔顶回流泵打回常压塔，另一部分作为产品流出装置。一线煤油与原油换热一次，温度至115左右去产品罐，二线轻柴油与原油换热两次，
13、温度至70左右去产品罐，常压第一中段回流从常压塔的第13板抽出，经过常压泵与原油换热，温度降至140左右，然后回流至常压塔。常压第二中段回流从常压塔的23板抽出，经过常压泵与原油换热，温度降至197左右，然后回流至常压塔。 15本科生毕业论文33. 工艺计算及说明3.1 设计数据3.1.1 已知数据1） 原油类型：大庆原油2） 处理量：100 万吨/年3） 操作时间：325 天/年4） 汽提蒸汽：420，0.3MPa（绝压）3.1.2 原油的实沸点及窄馏分数据1.大庆原油的性质表 3.1 大庆原油的一般性质大庆原油馏程 v密度（20）/g/ cm3 852.0 初馏 103比重指数 34.6
14、100 0粘度（50）mm 2/s 22.21 120 3.0凝固点 30.0 140 5.6闪点（闭口） 7 160 8.5酸值,mgKoH/g 0.17 180 11.0含蜡,(m/m) 11.06 200 14.0盐含量,mgNacl/L 220 16.5沥青质,(m/m) 0.30 240 19.8胶质,(m/m) 7.16 260 23.2残炭,(m/m) 2.97 280 26.6重金属,ug/g 300 31.6Fe 3.33Ni 9.36 元素分析Cu 0.50 S 0.36Pb 0.49 N 0.26V 0.41 含水,(V/V) 痕迹灰分,(m/m) 0.008本科生毕业论
15、文4特性因数（k） 12.52.产品的恩氏蒸馏数据表 3.2 产品的恩氏蒸馏数据温度/ 密度产品 初馏点 10% 30% 50% 70% 90% 终馏点 g/ cm3汽油 65 93 114 131 150 182 194 0.729煤油 204 220 224 231 244 275 289 0.778轻柴油 217 231 257 273 290 311 329 0.814重柴油 289 316 328 341 350 368 376 0.8393.原油的实沸点蒸馏数据表 3.3 大庆原油实沸点蒸馏及窄馏分性质数据镏 沸点 占原油 密度 运动粘度 凝点 苯胺 酸度， 闪点 平均相对分分 范
16、围 质量分数，% g/cm 3 mm2/s 点 mgKOH/ (开） 子质量号 每馏分 累计 20 50100 100mL 1 初馏112 2.98 2.98 0.7108 - - - - 54.1 0.98 - 982 112156 3.15 6.13 0.7461 0.89 0.64 - - 59.0 1.58 - 1213 156195 3.22 9.35 0.7699 1.27 0.89 - -65 62.2 2.67 - 1434 195225 3.25 12.00 0.7958 2.03 1.26 - -41 66.4 3.02 78 1725 225257 3.40 16.00
17、0.8092 2.81 1.63 - -24 71.2 2.74 - 1946 257289 3.40 19.46 0.8161 4.14 2.26 - -9 77.2 3.65 125 2177 289313 3.44 22.90 0.8173 5.93 3.01 - 4 84.8 4.39 - 2468 323335 3.37 26.27 0.8264 8.33 3.84 1.73 13 88.0 7.18 157 2649 335355 3.45 29.72 0.8348 - 4.99 2.07 22 91.6 7.98 - 29210 355374 3.43 33.15 0.8363
18、- 6.24 2.61 29 - 0.08 184 29911 374394 3.35 36.50 0.8396 - 7.70 2.86 34 - 0.09 - 32812 394415 3.55 40.05 0.8479 - 9.51 3.33 38 - 0.22 206 34913 415435 3.39 43.44 0.8536 - 13.3 4.22 43 - 0.12 - 38714 435456 3.88 47.32 0.8686 - 21.9 5.86 45 - 0.06 238 42015 456475 4.05 51.37 0.8732 - - 7.05 48 - 0.05
19、- 43816 475500 4.52 55.89 0.8786 - - 8.92 52 - 0.03 282 -17 500525 4.15 60.04 0.8832 - - 11.5 55 - 0.03 - -渣油 525 38.5 98.54 0.9375 - - - 41 - - - -损失 一 1.46 100.0 - - - - - - - - -本科生毕业论文53.2 原油实沸点蒸馏曲线的绘制图 3.1 实沸点、平衡汽化曲线3.3 常压塔工艺计算3.3.1 各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算【汽油】1）由石油化工工艺计算图表P76 16图 2-2-2 确定 50%点实沸点温度，由图查得恩氏蒸馏50%点与实沸点 50%点温差为 4.0，所以有:50%点实沸点温度=131+1.7=132.72）由石油化工工艺计算图表P76 图 2-2-3 查知实沸点曲线温差，结果如下：表 3.4 汽油的恩氏蒸馏温差与实沸点温差曲线线段 恩氏蒸馏温差/ 实沸点蒸馏温差/010% 28 4510%30% 21 3330%50% 17 26.550%70% 19 26.570%90% 32 37.890%100% 12 143）由 50%点及各段曲线温差计算实沸点曲线的各点温度：30%点=132.7-26.5=106.210%点=106.2-33=73.2
