1、本科毕业论文（20 届）250 万吨/年常减压蒸馏装置常压系统的工艺设计所在学院 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 本科生毕业设计I摘要此次课题的任务是 2.50106t/a 大港原油常减压蒸馏装置常压系统的工艺设计。课题设计的方案是：初馏塔拔出石脑油，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。本课题设计了一个初馏塔，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组成。通过计算，本次设计共用 34 块浮阀塔板，塔径 4.0m，塔高 24.7m，换热流程一共通过 6 次换热达
2、到工艺要求。另外，还绘制了带控制点的工艺流程图和主要设备的装配图。关键词：大港原油；常压蒸馏；塔；设计本科生毕业设计IIAbstractThis design task is 2.5106t/a often vacuum distillation process design system of the atmosphere system This design is the basic scheme: beginning the fractions of naphtha, atmospheric tower tower uproot, atmospheric tower lateral-li
3、ne system take three top three lateral-line gasoline production respectively, make kerosene, light diesel oil, heavy diesel. Design a beginning fractions for a tower a atmospheric tower, this device distillation unit vaporization by a tubular furnace, a beginning, an atmospheric distillation tower a
4、nd a number of Taiwan heat exchanger tower. Through calculation, this design common 34 float valve tower block board, tower 4.0 m, diameter high tower, heat transfer process altogether 24.7 by six times to heat technological requirements.Key words:dagang oil; atmospheric distillation; tower; design本
5、科生毕业设计III目 录前言 .1第一章 产品方案及工艺流程 .41.1 产品方案 .41.2 工艺流程 .4第二章 工艺计算及说明 .62.1 原料油性质及产品性质 .62.1.1 原料油性质 .62.1.2 产品性质 .72.2 原料及产品的有关参数的计算 .82.3 工艺流程的确定根据与流程的叙述 .92.3.1 切割方案及性质 .92.3.2 物料平衡 .102.3.3 汽提蒸汽用量 .102.3.4 操作压力 .112.3.5 汽化段温度 .122.4 蒸馏塔各点温度核算 .142.4.1 塔底温度 .142.4.2 塔顶及各侧线温度的假设与回流热分配 .142.4.3 侧线及塔顶温
6、度的校核 .152.5 全塔汽、液负荷衡算 .17第三章 常压蒸馏塔尺寸计算 .303.1 塔径的计算 .303.1.1 塔径的初算 .303.1.2 计算出 Wmax 后再计算适宜的气速 Wa.313.1.3 计算气相空间截面积 .313.1.4 降液管内流体流速 Vd .313.1.5 计算降液管面积 .313.1.6 塔横截面积 Ft 的计算 .323.1.7 采用的塔径 D 及空塔气速 W .323.2 塔高的计算 .323.3 进口 .333.4 抽出盘及出口 .333.5 人孔 .33第四章 水力学衡算 .354.1 塔板布置, 浮阀、溢流堰及降液管的计算 .354.2 塔的水力学
7、计算 .374.2.1 塔板总压力降 .374.2.2 雾沫夹带 .384.2.3 泄漏 .394.2.4 淹塔 .394.2.5 降液管超负荷 .404.2.6 适宜操作区和操作线 .404.2.7 适宜操作区示意图 .41第五章 换热设备及泵的选型 .42本科生毕业设计IV5.1 换热流程 .425.2 换热器的选型 .435.3 泵的选型 .43第六章 节能措施和环境保护 .446.1 节能措施 .446.2 环境保护 .456.2.1 废水处理 .456.2.2 废气处理 .456.2.3 噪声防护 .46第七章 工程概算 .46小结 .47参考文献 .48本科生毕业设计1前言石油通常
8、是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体，比重一般介于 0.800.98 之间。世界各地所产的原油在性质上都有不同程度的差异。石油是一个多组分的复杂混合物，从化合物组成来看，石油中主要含有烃类和非烃类这两大类物质。石油的沸点范围很宽，从常温一直到 500以上都有 7。石油不能直接作汽车、飞机、轮船等交通运输工具发动机的燃料，必须经过各种加工过程，才能获得符合质量要求的各种石油产品。人们根据对所加工原油的性质、市场对产品的需求、加工技术的先进性和可靠性，以及经济效益等诸方面的分析、制订合理的加工方案。原油常减压蒸馏是常用基本的加工方案。常减压蒸馏技术经过一百多年的发展，已经有了一套比较完整、成
9、熟的工艺。目前，国内外的常减压蒸馏大致都是采用由初馏塔，常压塔，常压炉，减压炉组成的三塔两炉工艺流程，但是其中仍存在一些问题。2005 年，我国原油加工能力为 3.46109t/a，到2009 年，我国原油加工能力增至 4.79109t/a，稳居世界第二，原油加工量为3.76109t。预计到 2010 年底，我国原油加工能力将达到 4.9109t/a，规模实力进一步加强。到 2009 年为止，我国已建成 17 座千万吨级炼油厂，其中镇海炼化和大连石化的炼油能力超过了 2.0107t/a。目前，广西石化、茂名石化和四川石化等多个大型炼油项目正在加紧建设当中，这些炼油项目全部建成投产之后，我国千万
10、吨级炼油基地就将达到 23个，2.010 7t 级炼油基地也将达到 3 个，届时我国炼油工业在珠三角、长三角和环渤海湾地区将会形成更具竞争实力的产业集群 3。近年来，我国常减压蒸馏装置呈现了规模化、大型化，原油加工产品多样化，生产操作智能化等趋势，整体技术水平有了很大的提高。作为炼油企业的“龙头” ，常减压蒸馏装置技术水平的高低，不但关系到了原油的有效利用，而且对全厂的质量，产品收率和经济效益都有很大影响，这就要求我们应积极采用先进适用的技术，继续推动常减压蒸馏技术的发展，促进整体炼油水平的不断提升。与国际先进水平相比，我国常减压蒸馏技术仍然存在较大的差距，主要是装置规模小，运行周期短，运行负
11、荷低，关键的工艺技术比较落后，能耗依然偏高等。常压蒸馏装置提高经济效益的方法:1.精心操作，增加高附加值产品。一方面通过减少石脑油含量，从而提高柴油收率；另一方面通过强化汽提段的操作来提高轻油收率。2.改变工艺流程，调整产品结构。通过调整常压塔侧线的产品方案，来调整产品结构；积极开发新工艺，生产新产品；还有，要回收不凝气中的液化石油气。设常压汽提段的目的是尽可能拔出小于 350的馏分,减少常底油中柴油组分。通过适本科生毕业设计2当增加汽提蒸汽量,不仅可以降低常底油的油气分压,而且有利于改善塔盘流体力学性能和传质效果。通过调整炉子出口温度及塔底吹气量控制常底油中小于 350馏分的含量。3.常压汽
12、提段的设计(1)选用塔盘而不用填料。汽提段的特点是液流量大,气流量小,流动参数大都大于 0.3,小的一般在 0.45 左右,多在 0.7 左右,所以汽提段较理想的内件是塔盘。(2)选用有导向作用的浮阀。汽提段的特点适宜采用能消除阀前死区,并具有导流作用,从而降低了液面梯度的塔盘,具有上述作用的塔盘有 NS 塔盘及箭形浮阀塔盘两种。(3)采用单溢流或少的溢流程数。小塔可采用单溢流,大塔在液流强度许可的条件下尽可能采用少的溢流程数,以便增加汽提段液相与气相的接触次数。(4)选取合适的开孔率。汽提段的开孔率不宜太大，但要考虑蒸汽波动的影响。塔盘的设计点以漏液状态为宜，塔盘上浮阀要相对集中布置，避免液
13、体短路。(5)降低堰高。汽提段液流强度大，堰高可选用 40mm 左右,这样可以降低液层厚度,有利于塔盘鼓泡,提高分离效率。(6)增加塔盘数。目前汽提段塔盘设计多为 4 层,由于汽提段效率低,可适当增加塔盘数到 6 层.通过去镇海炼化的认识实习，使我对于常减压蒸馏技术有所了解，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，显得日益重要，对提高炼油企业的
14、经济效益也具有重要意义 1。本课题是 2.50106t/a 常减压蒸馏装置常压系统的工艺设计，原油常减压蒸馏装置耗能极大,约占整个炼油厂炼油用能量的 20%30% 3,而且目前我国的一些炼油厂用的换热网络仅仅考虑到工艺要求,而未考虑热量的合理利用.,不仅可提高原油的预热中温,减少燃料油的消耗,还可降低冷却热负荷.要保证有效能损失最小,即遵循高温位热流与高温位冷流换热,中温位与中温位换热,低温位与低温位换热的匹配原则,而且要有效利用热流的高温位热源,对原有换热器进行充分利用,使设备投资费降到最低。本科生毕业设计3第一章 产品方案及工艺流程 1.1 产品方案确定原油加工方案是炼厂设计和生产的首要任
15、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。 根据大港原油本身的特性，本次设计产品为燃料型方案。由于大港原油轻组分不多，所以原油蒸馏装置采用二段汽化，设计常压塔。设计中采用水蒸气汽提方式, 并确定汽提水蒸汽用量;由于浮阀塔操作弹性大，本设计采用浮阀塔。1.2 工艺流程本设计采用二段汽化的常减压蒸馏装置技术。设有常压塔、减压塔和附属的汽提塔。原油在进入常压塔前经过电脱盐系统的脱盐、脱水后，换热到 240,再经常压炉加热到370进入常压塔，经过分馏，塔顶分馏出重整原料，侧线自上而下分别出航空煤油、
16、轻柴油、重柴油，塔底分馏出重油。工艺流程图 1-1 如下：本科生毕业设计4图 1-1 常减压蒸馏装置工艺原则流程图本科生毕业设计5第二章 工艺计算及说明2.1原料油性质及产品性质2.1.1 原料油性质2.1.1.1 大港原油的一般性质大港原油属低硫环烷中间基原油, 一般性质如下表 2-1。表 2-1 大港原油一般性质名称 数据密度/ g.cm -3 0.8896特性因数 11.8运动粘度(50)/ mm 2.s-1 20.64凝点/ 20含蜡量(质量分数)/% 14.1沥青质硅胶胶质(质量分数)/% 12.56残炭(质量分数)/% 3.5含硫(质量分数)/% 0.14含氮(质量分数)/% 含盐/mgNaCl.L -1 74水分/% 1.4初馏点/ 82200馏出(质量分数)/% 10300馏出(质量分数)/% 25Ni 含量/ ug.g -1 18.5V 含量/ ug.g -1 1Cu 含量/ ug.g -1 0.76灰分(质量分数)/% 0.018
