1、本科毕业论文（20 届）年产 200 万吨中东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 本科生毕业论文I摘要本次设计主要是针对年处理量 200 万吨中东原油的常压塔设计。原油常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非常重要的作用，在炼厂具有举足轻重的地位，其运行的优劣直接影响到后续的加工过程。为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对中东原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案是：闪蒸塔拔出石脑油，常压塔采取三侧线，常压塔塔顶生产重整原料，三个侧线分别生产航煤，军用柴油，直馏柴油。流程简单，投资和操作费用
2、较少。原油在这样的蒸馏装置下，可以得到 350-370以前的几个馏分，可以用作重整原料、航煤、军用柴油、直馏柴油产品，也可分别作为重整化工等装置的原料。蒸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催化裂化或加氢裂化装置的原料。本次设计共用 34 块浮阀塔板，塔距 0.8m，塔径 4.0m，塔高 29.58m.关键词：原油；常压蒸馏；物料衡算；塔；本科生毕业论文IIIAbstractThe design is primarily directed at the year of two million tons of crude oil processing the midd
3、le of the tower.Crude oil designed as one of the distillation of crude oil processing in normal pressure crude oil processing in the process has an important role in the factory is an important position, its operation is a direct bearing on the follow-up processes. one important part of equipment -
4、normal pressuer -u design is that the yield would get high and high quality of the key. in order to better increase oil production capacity, with less investment, low energy consumption and effectiveness of ideas to the middle east oil on the schnapps normol pressures design. design of the basic sol
5、utions ：braising tower is out of stone oil,normol pressures tower take three to one side, the tower of normal pressures production and the three side of each production line under the coal and military and diesel fuel. the flow of investment and operation simple and crude oil for less. in the device
6、 to get to the 350-370 of several, can be used to rally the raw materials, coal and military diesel by diesel oil product, and Also separately as a restructuring of the chemical and other materials. the remainder of the base of steel or other oil to the fuel industry. in certain cases could be catal
7、ytic or raw materials. the design of the tower float sharing 34, Tower distance is 0.8m,Tower diameter is 4.0m,tower,level is 29.58m.Key words:Oil;Atmospheric distillation;Material balance;Tower;本科生毕业论文IV目 录中文摘要 .I英文摘要 .II1 前言 .12 产品方案 .32.1 产品方案 .33 工艺计算及说明 .43.1 设计数据 .43.1.1 已知数据 .43.1.2 原油实沸点及窄馏分
8、数据 .43.2 原油实沸点蒸馏曲线的绘制 .63.3 常压塔工艺计算 .73.3.1 各产品的恩式蒸馏数据和实沸点数据的换算 .73.3.2 产品的有关数据计算 .73.3.3 物料衡算 .93.3.4 确定塔板数和汽提蒸汽用量 .103.3.5 操作压力 .133.3.6 汽化段温度 .133.3.7 塔底温度 .153.3.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配 .153.3.9 侧线及塔顶温度的校核 .163.4 全塔气、液相负荷分布 .174 塔的设计及水力学计算 .284.1 塔板的操作条件 .284.2 塔板间距初选 .294.3 塔径初算 .294.4 浮阀数及开孔率的计算 .
9、304.5 溢流堰及降液管的决定 .314.6 水力学计算 .324.7 塔板上的适宜操作区和负荷上下限 .33本科生毕业论文V5 塔的内部工艺结构 .375.1 防腐蚀的监测和防护 .375.2 板式塔的内部工艺结构 .385.3 塔高 H .40结论 .41参考文献 .42致谢 .43本科生毕业论文11 前言研究背景石油又称原油，是从地底深处开采的一种棕黑色可燃粘稠液体。而不同产地的石油，其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。根据烃类成分的不同，可分为的石蜡基石油、环烷基石油和中间基石油三类。石蜡基石油含烷烃较多；环烷基石油含环烷烃、芳香烃较多；中间基石油
10、介于二者之间 1。目前中国已开采的原油以低硫石蜡基居多。大庆等地原油均属此类。其中，最有代表性的大庆原油，硫含量低，蜡含量高，凝点高，能生产出优质煤油、柴油、溶剂油、润滑油和商品石蜡 2。石油作为一种能流密度高，便于存储、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面 3。新世纪以来，全球炼油工业逐步发展成为了一个以全球化、高油价、强竞争、注重可持续发展主要特征的新时期。国内石油产品的需求不断地增长，仅仅依靠国内油田采出的石油已远远满足不了，所以需从国外大量的进口原油，其中中东原油是最具有代表性的一种原油，其一般含硫量高，相对密度较小，轻油收率高，沙中原油是较有代表性的中东原油，本设计正是
11、针对沙中原油所展开的常压蒸馏设计计算。塔设备及常压蒸馏塔工艺概述工业上，塔设备主要用于蒸馏和吸收传质单元操作过程，塔设备主要分为填料塔和板式塔，其中蒸馏过程多选用板式塔，而吸收过程多选用填料塔 4。对于一个具体的分离过程，设计中选择何种塔型，应根据生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性等要求，并结合制造、维修、造价等因素综合考虑。例如，对于热敏性物质的分离，要求塔压降尽可能低，选用填料塔比较合适；对于有侧线进料和出料的工艺过程，选用板式塔较为适宜；常压塔一般采用板式塔，因有多个侧线进出料，且压力变化对常压蒸馏的分离效果不大，而常压蒸馏追求的是较大的分离效率、较高的处理能力。这些都是板式塔所擅长的
12、 14。原油的常压蒸馏是原油加工工序的龙头，是在精馏塔内同时进行的液体多次部分汽化和汽体多次部分冷凝的过程，根据各组分的沸点不同，可以把原油切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品馏分。常压塔的设计主要是依据所给的原油实沸点蒸馏数据及产品的恩氏蒸馏数据，来计算产品的各物性数据，确定切割方案，产品收率。参考同类装置确定塔板数，进料及侧线抽出位置，假设各主要部分的操作温度及操作压力，对全塔进行热平衡计算，确定全塔回流热。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。塔设备要求:1.生产能力大且稳定。在较大的气（汽）液流速下，不发生大量的雾沫夹
13、带、液泛或者拦液等的现象，能长期连续操作。在安全第一的前提下，应尽量减少建设过程中的投资费用 6。本科生毕业论文2沙中原油沙中原油为深褐色流动液体，沙中原油密度为872.1kg/m 3。原油的含硫量较高，硫含量为2.56，为含硫原油，较高的硫含量将会对直馏产品、二次加工原料以及环保产生影响；因此应在加工过程中给予注意。其酸值为0.22mgKOH/g, 原油的含金属量较高，金属分析数据中Ni、V含量较高，特性因数K为11.85,属为高硫中质中间基。本科生毕业论文32 产品方案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。炼油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
14、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。根据沙中原油本身的特性，由于沙中原油轻组分含量较高，所以设计闪蒸塔拔出部分轻组分，做为重整原料。常压塔顶：重整原料常压一线：航煤馏分常压二线：军用柴油常压三线：直馏柴油本科生毕业论文43 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：沙中原油2）处理量：200 万吨/年3）操作时间：330 天/年4）气提蒸汽：420，0.3MPa（绝压）3.1.2 原油实沸点及窄馏分数据1.沙中原油的性质表 3.1 沙中原油的一般性质名称性质 沙中原油名称性质 沙中原油API 度 29.99 C % 84.45
15、密度 kg/m 3 20 872.1元素 分析 H % 12.74凝固点 -20 Fe 2.22粘度 mm 2/s 50 8.1 Ni 10.64残炭 % 6.12 Cu 0.1灰份 % 0.024 V 32.07水份 % 0.03 Ca 0.10硫 % 2.56 Mg 0.10氮 % 0.19 Pb 0.10酸值 mgKOH/g 0.22金属分析p p mNa 0.10沥青质 % 1.69 盐 mgNaCl/L 8.2胶质 % 8.39 特性因素 K 11.85蜡含量 % 3.16 原油类别 高硫中质中间基本科生毕业论文52.产品的恩式数据表 3.2 产品的恩式蒸馏数据温度产品初馏点 10%
16、 30% 50% 70% 90% 终馏点密度/g/cm3重整原料 50 77 91 102 115 129 150 0.7043航煤 135 167 175 184 195 209 226 0.7784军柴 238 246 254 258 264 276 281 0.8828直馏柴油 299 307 312 315 319 328 333 0.8267重油 347 377 403 434 471 520 - 0.88473.原油的实沸点蒸馏数据表 3.3 原油的实沸点蒸馏收率馏分收率 W%沸点范围每馏分 W% 总馏分 W%HK15 0.27 0.271560 1.81 2.086080 2.11 4.1980100 2.50 6.69100130 4.23 10.92130145 2.58 13.50145180 6.04 19.54180200 3.40 22.94200230 4.94 27.88230250 2.80 30.68250275 4.32 35.00275300 4.05 39.05300330 4.13 43.18330350 4.18 47.36350395 6.49 53.85395425 4.05 57.90425440 2.61 60.51440480 4.28 64.79480500 2.97 67.76500530 3.74 71.50
