化学工程与工艺专业毕业设计（论文）处理量100万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计.doc

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1、 沈阳化工大学 本科毕业论文 题 目：年处理量100万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计 院 系：化学工程学院 专 业：化学工程与工艺 班 级：学生姓名：学生学号：指导教师：论文提交日期：2011 年 6 月 24 日 论文答辩日期：2011 年 6 月 28 日 毕业设计论文任务书 院(系):化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工0707 姓名:刘宽 毕业设计(论文)题目：年处理量100万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计 毕业设计(论文)内容:查阅文献 常压塔设计计算 翻译英文文献 设计(论文)专题部分:换热流程设计 绘制工艺流程图(一张CAD图)指导教师：签字 年 月 日 教研室主任：签字 年

2、月 日 院长（系主任）：签字 年 月 日 内容内容摘要摘要 本次设计主要是针对年处理量100万吨卡宾达原油的常压设计。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重要作用，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。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。为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对卡宾达原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案是：初馏塔拔出重整料，常压塔采取三侧线，常压塔塔顶生产汽油，三个侧

3、线分别生产煤油，轻柴油，重柴油。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（完善的换热流程应达到要求：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。原油在这样的蒸馏装置下，可以得到350-360以前的几个馏分，可以用作重整料、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品，也可分别作为重整化工（如轻油裂解）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，

4、塔距0.8m，塔径2.6m，塔高28.22m。换热流程一共通过20次换热达到工艺要求，换热效率是88.31%。关键词关键词：原油；常压蒸馏；物料衡算；热量衡算；塔；换热 Abstract This design mainly regards to which Cabinda crude oil are distilled by a process capacity of 1.0 106t/a in normal pressures.As a part of crude oil processing technology,Atmospheric distillation of crude oil

5、 is very important in the whole processing schemes of crude oil and refineries and its operation status directly affects the continuing machine process.There are a kind of important separate equipment-normal pressures columns,which is the key to attain high efficient,high quality oil.In recent years

6、,firstly the distillation technique of normal pressures and manage experience were innovated constantly;secondly equipments effect of saving energy is remarkable;thirdly product quality was improved.But compare to international advanced techniques,there are a long distance.In order to improve the pr

7、oduct ability of crude oil,In the principle of shoestring,lowenergy consumption,high-efficiency,designing the normal pressures distillation of Cabinda crude oil.Designs basic scheme:Prefractionator extracts naphtha.atmospheric column has three lateral line.Its tower top extracts gasoline and three l

8、ateral line respectively extract kerosene,light diesel fuel,heavy diesel fuel.Design a distillation device with a prefractionator，a atmospheric column with a piece of gasification.This device is consist of a tubular-furnace,a prefractionator,a atmospheric column,several heat exchangers,cooling conde

9、nser and pumps.This procedure is simple;Investment and operation fee is short.According to this design device,we can attain 350360 previous some fraction.They can be used to be naphtha,gasoline,kerosene,light diesel fuel,heavy diesel fuel products and they can be used tobe reforming chemical enginee

10、rings raw materials.Other tower bottle heavy oil can be as raw material of steel industries or other industries.At all under certain condition,they can be as raw material of catalytic cracking and hydrogen cracking.This design adopts 34 block floating valve trays.Tower distance is 0.8m.Tower diamete

11、r is 2.6m.Tower level is 28.22 m.Heat exchangers process reach to the technics requirement by 20 time heat exchangers processes.The heat exchangers efficiency is 88.31%.Key words:Crude oil;Atmospheric distillation;Material balance;Heat balance;Tower;Heat exchange 目 录 前 言.1 第一章 产品方案及工艺流程.4 1.1 产品方案.4

12、 1.2 工艺流程.6 第二章 工艺计算及说明.7 2.1 设计数据.7 2.1.1 已知数据.7 2.1.2 原油的基础数据.7 2.2 原油实沸点蒸馏曲线的绘制由表.8 2.3 常压塔工艺计算.9 2.3.1 各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算.9 2.3.2 产品的有关数据计算.13 2.3.3 物料衡算.15 2.3.4 确定塔板数和汽提蒸汽用量.16 2.3.5 操作压力.17 2.3.6 汽化段温度.18 2.3.7 塔底温度.23 2.3.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配.23 2.3.9 侧线及塔顶温度的校核.24 2.4 全塔气、液相负荷分布.28 第三章 塔的设计

13、及水力学计算.36 3.1 塔板的操作条件.36 3.2 塔板间距初选.37 3.3 塔径初算.37 3.4 浮阀数及开孔率的计算.39 3.5 溢流堰及降液管的决定.39 3.6 水力学计算.40 3.7 塔板上的适宜操作区和负荷上下限.42 第四章塔的内部工艺结构.45 4.1 板式塔的内部工艺结构.45 4.2 塔高 H.47 第五章换热流程设计.48 5.1 换热流程计算.48 5.1.1 初馏塔之前的换热流程.48 5.1.2 常压塔前换热流程.53 5.2 热量利用率计算.54 结 论.56 致 谢.57 附 录.58 前 言 石油炼制工业是国民经济重要的支柱产业之一，是提供能源，

14、尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，目前全球需求的总能源 40%依赖于石油产品，我国近年来超过 50%原油需要进口，石油能源消费比重仍占 25%左右，并且在未来 30 年依旧保持强劲的需求。我国炼油工业的单体产能不足、规模小，关键装备技术水平与国际先进水平有一定能够差距，是否做到石油炼制工业高效节能，适应新时期全球石油资源日益紧张，能源需求量日益扩大，原油轻馏分含量减少下的严峻形势，努力提高产能，扩大经济效益，提高原油时当下我国和世界各国面临的重要课题。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。油品精制是一个加工炼制石油的过程。主

15、要是通过化学或化学-物理方法除去石油粗制油品中所含的硫、氧、氮的化合物及胶质、沥青质等不理想成分及有害杂质。经加工石油而获得的各类石油产品，在不同的领域内有着广泛的、不同的用途。主要可分两方面：1）直接石油产品 石油产品中的汽油、煤油、柴油等，已不可替代地成为现今工业、农业、交通运输以及军事上使用的各种机械“发动机的粮食”。没有“油料”各种运载工具都会瘫痪。石油产品中的润滑油、润滑脂，是各类滑动、转动、滚动的机械、仪器保证速率、减少磨损不可缺少的润滑剂，起到润滑、散热、密封甚至绝缘的作用。润滑剂品种多、规格复杂，用途各有不同。石油产品中的石蜡，用途十分广泛。如照明用的蜡烛，绘画用的彩色蜡笔，各

16、种蜡纸，火柴杆涂料，蜡封瓶器，防潮，制作模具，用作合成橡胶，洗涤剂等的原料。与人们日常生活的关系密切。2）深加工石油产品 合成纤维（锦纶、涤纶、维尼纶和丙纶等），由于能够织成各种花色的纺织品，因此拥有广阔的市场。锦纶（聚酰胺纤维）也称尼龙，由于结实耐磨、不怕虫蛀、不发霉，因此是制绳索、渔网等的良好材料。涤纶（聚脂纤维）也叫的确良，具有耐磨不皱、干得快、不霉、虫不蛀，既是好的制衣材料，又可做人造血管和电绝缘材料。腈纶（丙稀腈纤维），成线强度高，可编织各种毛衣等混纺织品，其特点松软且具弹性。丙纶（聚丙稀纤维）、维尼纶（聚乙稀醇纤维）在许多领域也均有广泛用途。以石油为原料制造的合成橡胶，既可制造汽车

17、、飞机、拖拉机轮胎及一般橡胶产品,也可制造一些适应特殊需要的橡胶，如耐酸碱腐蚀，耐油性能强的特种橡胶，如氯丁橡胶、丁腈橡胶等。以石油为原料的多种多样的塑料制品，是市场上最为普遍的商品之一。塑料重量小，强度高，耐磨并具良好的电绝缘性能，越来越多的代替金属制品。常压蒸馏是石油炼制过程中的第一道工序，它担负着将原油进行初步分离的任务，通过常压蒸馏要尽可能多的从原油中得到馏出油，减少渣油量，提高原油总拨出率，获得更多的轻质直馏油品，也可以二次加工、三次加工提供更多的原料油。其能耗、收率和分离精度对下游加工装置影响很大。因此，本设计具有重要的应用价值和现实意义，虽然我国近年来在常减压蒸馏技术以及管理创新

18、，产能，能源高效利用，产品性能等方面有有显著提高，但与国际先进水平仍有一定差距，体现在规模小，关键技术落后，能耗过高等问题。本设计旨适应高产能，高效节能，高原油拔出率，高油品质量要求环保经济效益良好的新时期石油炼制工业要求。石油工业大致经历四个阶段的发展，（1）、初始阶段 1861-1911）首座世界炼厂在美国出现，产品是煤油；（2）、初步发展阶段（19111950）汽车工业块数发展刺激炼油工业技术进步，催化裂化，铂重整技术大力开发；(3)、快速发展阶段（19501990）炼油工业从欧美发展到发展中国家，出现多重金属重整催化技术等，炼油技术得到质的飞跃；（4）、成熟阶段（1990 至今）炼油技

19、术未有重大发展，治理于炼厂规模，炼化装置大型化，提高原油加工深度，改善原油产品收率和质量，提高过程先进控制。石油原油蒸馏是石油加工重要的第一环节，当下世界蒸馏能力靠前的国家有美国，俄罗斯，日本，中国等，常压蒸馏技术通过一百多年的发展，至今已经形成一整套比较完善的工艺体系，目前世界上主要国家均采用初馏塔，常压塔，减压塔，常压炉组成的两炉三塔工艺流程。面临问题：（1）、石油蒸馏炼厂产能小，拔出率有待提高，效益差，能耗高，不够环保；(2）、装备技术水平有待提高（尤其蒸馏塔设备），急需向大型化智能化先进装备发展，重质油轻质化等技术急需发展；（3）、原油拔出率油品质量有待提高，能耗有待减少。当下石油炼化

20、工业的发展趋向:（1）、规模大型化，装置大型化，近几年目前国内以及国际的炼化项目都是年炼油一千吨居多；（2）、炼油化工一体化；(3)、重质油轻质化技术将极大发展（4）、加氢催化裂化技术也会获得重大进步；（5）、环保节能，石油炼制过程能量高效利用和高品质石油产品以满足环境保护要求；（6）、计算机信息技术和先进过程装备控制广泛应用于石油炼制工业。第一章第一章 产品方案及工艺流程产品方案及工艺流程 1.1 产品方案产品方案 原油性质：原油性质：卡宾达原油密度为0.8596g，API度为32.3，凝固点为11，50时的粘度为13.92s，酸值不高，为1.21KOHg,残炭为3.61，硫含量为0.20m

21、,盐含量为36mgNaCLL,氮含量为0.20m,金属Ni和V含量分别为16.2ppm和1.7ppm。原油特性因数为12.3，该原油属低硫石蜡基原油。该原油350的轻油收率为42.78m,500的总拔为69.41m。该油属低硫石蜡基原油。初馏-140，不是好的重整料。140-190不宜作汽油料。190-240可以作烷基苯料，240-300和300-350馏分是良好的-10和0#柴油调合组分，蜡油是好的催化裂化原料，渣油可以作焦化原料 各直馏馏分油性质：初馏-140重整料：收率为11.43m，密度为0.7189g，硫含量为0.012m，溴价为97Br100g,芳潜含量为31.3m,酸度为0.22

22、KOH100 ml,该馏分不是好的重整原料。140-190汽油料：收率为6.61m，密度为0.7703g，硫含量为0.031m，酸度为0.71KOH100 ml，溴价为301Br100g。90-240煤油料：收率为6.61m，密度为0.8080g，硫含量为0.038m，酸度为2.84KOH100 ml，芳烃含量为13.36v,烟点为18mm,正构烷烃为20.1m，该馏分是性质一般烷基苯原料。240-300轻柴油：收率为9.45m，密度为0.8294g，硫含量为0.067m，酸度不高，为5.7KOH100 ml，柴油的凝固点为-20，十六烷值为59.0，该馏分是良好的-10和0柴油调合组分。30

23、0-350重柴油：收率为8.68m，密度为0.8516g，硫含量为0.13m，酸度不高，为13.76KOH100 ml，柴油的凝固点为6，十六烷值较高，为65.1，该馏分是良好的0柴油调合组分。350-500蜡油:收率为26.63m,密度为0.8854g,硫含量为0.17m,凝固点为35，残炭为0.03m,Cp和CA分和为65、16，金属含量都很低，该蜡油是最好的催化裂化原料。500渣油：收率为30.27m,密度为0.9563g,硫含量为0.33，100时的粘度不高，为424.1mm s,残炭值为11.71m，饱合烃为45.40m，芳烃为36.39m,金属Ni和V含量分别为78ppm和13.5

24、ppm，该渣油可作焦化原料。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以及经济效益等方面的综合考虑,进行全面的综合分析,研究对比,才能制定出合理的加工方案.根据卡宾达原油本身的特性,本次设计产品为燃料型方案.由于卡宾达原油轻组分含量较高,所以设计初馏塔拔出部分轻组分,再和常压塔的塔顶产品调和为燃料汽油.图 1-1 常压塔的工艺流程图 方案：初馏塔:重整料 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 注解：初馏塔拔出重整料，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

25、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（完善的换热流程应达到要求：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。原油在这样的蒸馏装置下，可以得到 350-360以前的几个馏分，可以用作石脑油、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品，也可分别作为重整化工（如轻油裂解）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。1.2 工艺流程工艺流程 原油进入厂区后（温度为 45），进注缄后，

26、由原油泵抽出，分为平衡的两路进行换热。第一路原油与初顶油、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 130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、常一中路（一次）换热、重柴（三次）换热、轻柴（一次）换热、重柴（二次）换热和重柴（一次）换热至此原油温度升至 250左右，与二路原油混合再次加热；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（三次）换热，原油温度至此升为 128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（一次）、常二中（二次）换热、

27、重油（三次）换热、常二中（一次）换热和重油（二次）换热，至此原油温度升至 250左右，同一路原油混合后同重油（一次）换热，温度升至 300。进入常压加热炉，加热至 365左右，从常压炉出来的原油温度在 365左右，自常压塔的第 31 块板上进入常压塔。第二章 工艺计算及说明 2 2.1.1 设计数据设计数据 2.1.1 2.1.1 已知数据已知数据 1)原油类型:卡宾达原油 2)处理量:100 万吨/年 3)操作时间:8000 小时/年 4)汽提蒸汽：420，0.3MPa(绝压)2.1.22.1.2 原油的基础数据原油的基础数据 1.卡宾达原油的性质 表 2.1 卡宾达原油的一般性质 分析项目

28、 性质 分析项目 性质 API 32.3 盐含量，mgNaCl/L 36 密度（20），g/cm 0.8596 C/H 6.62 粘度，mm/s 金属含量，ppm 50 13.92 铁 3.1 80 7.148 镍 16.2 凝点，11 铜 0.01 残炭，m%3.61 钒 1.7 硫，m%0.1936 钙 1.5 氮，ppm 1965.7 钠 8.3 水含量，m%痕迹 镁 0.65 灰分，m%0.01 特性因数 12.3 酸值，mgKOH/g 1.21 原油类别 低硫-石蜡基 2.产品的恩氏蒸馏数据 表 2.2 产品的恩氏蒸馏数据 产品 初馏点 10%30%50%70%90%终馏点 密度 g

29、 收率 重整料 61 82 94 105 116 134 160.5 0.7198 97 汽油 95 151 160 166 172 183 204 0.7703 98.5 煤油 198 209 213 218 223.5 232.5 243 0.808 98.5 轻柴 242 5 262 267 274 284 292 0.8294 99 重柴 300 313 318 321 327 335 344 0.8516 98 3.原油的实沸点蒸馏数据 表 2.3 原油的实沸点蒸馏数据表 收率/m%收率/v%沸点范围/每馏分 总收率 每馏分 总收率 密度(g/cm)酸度mgKOH/100ml 初馏1

30、40 11.43 11.43 13.69 13.69 0.7189 0.22 140190 6.61 18.04 7.40 21.09 0.7703 0.71 190240 6.61 24.65 7.05 28.15 0.808 2.84 240300 9.45 34.1 9.83 37.97 0.8294 5.7 300350 8.68 42.78 8.79 46.76 0.8516 13.76 350500 26.63 69.41 25.94 72.70 0.8854 500 30.27 99.68 27.30 100.00 0.9563 2.22.2 原油实沸点蒸馏曲线的绘制由表原油实沸

31、点蒸馏曲线的绘制由表 由表 2.3 相关数据绘制下表：01020304050607080901000100200300400500实沸点温度馏出体积分数 图 2.1 原油实沸点蒸馏曲线（体积分数）0204060801000100200300400500实沸点温度馏出质量分数 图 2.2 原油实沸点蒸馏曲线（质量分数）2.3 2.3 常压塔工艺计算常压塔工艺计算 2.3.1 2.3.1 各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算 【重整料】1)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 确定 50%点实沸点温度,由图查得105温度下的恩氏蒸馏50%点与实沸点50%点

32、温差为0.3,所以有:50%点实沸点温度=105+0.3=105.3 2)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.1 查知实沸点曲线温差,结果表如下:表 2.4 石脑油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温度差 实沸点蒸馏温度差 0%10%21 36.0 10%30%12 22.7 30%50%11 19.0 50%70%11 16.7 70%90%18 22.8 90%100%25.5 27.5 3)由 50%点及各段温差计算实沸点曲线的各点温度 30%点=105.3-19.0=86.3 10%点=86.3-22.7=63.6 0%点=63.6-36=27.6 70%点=105.3+16

33、.7=125.5 90%点=125.5+22.8=145.8 100%点=145.8+27.5=172.3【汽油】1)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 确定 166温度下 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 3.4有:50%点实沸点温度=166+3.4=169.4 2)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.1 查知实沸点曲线温差,结果表如下:表 2.5 汽油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温度差 实沸点蒸馏温度差 0%10%56 77.4 10%30%9 17.7 30%50%6 10.4 50%70%6 9.1 70%90%11 15.2

34、90%100%21 22.6 3)由 50%点及各段温差计算实沸点曲线的各点温度 30%点=169.4-10.4=160 10%点=160-17.7=141.3 0%点=141.3-77.4=63.9 70%点=169.4+9.1=178.5 90%点=178.5+15.2=193.7 100%点=193.7+22.6=216.3【煤油】1)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 确定 50%点实沸点温度,由图查得 218温度下恩氏蒸馏 50%点与实沸点 50%点温差为 6.9，有:50%点实沸点温度=218+6.9=224.9 2)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.1 查知实沸点曲线温差,

35、结果表如下:表 2.6 煤油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温度差 实沸点蒸馏温度差 0%10%11 22 10%30%4 8.4 30%50%5 9 50%70%5.5 8.3 70%90%9 12.2 90%100%105 12 3)由 50%点及各段温差计算实沸点曲线的各点温度 30%点=224.9-9=215.9 10%点=215.9-8.4=207.5 0%点=207.5-22=185.5 70%点=224.9+8.3=233.2 90%点=233.2+12.2=245.4 100%点=245.4+12=257.4【轻柴油】对于恩氏蒸馏温度高出 246者需要考虑裂化影响,

36、进行温度校正,公式如下:lgD=0.00852t-1.691（式 2.1）式中:D温度校正值(加至 t 上),;t超过 246的恩氏蒸馏温度,.1)按式 2.1 作裂化校正,校正后的轻柴油恩氏蒸馏温度数据如下:表 2.7 校正后的轻柴油恩氏蒸馏温度 馏出体积分数，%0 10 30 50 70 90 100 温度，242 261.2 265.5 270.8 278.4 289.4 300.3 2)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 确定 50%点实沸点温度,由图查得 270.8温度下恩氏蒸馏 50%点与实沸点 50%点温差为 11.5，有:50%点实沸点温度=270.8+11.5=282.3

37、 3）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.1 查知实沸点曲线温差,结果表如下 表 2.8 轻柴油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温度差 实沸点蒸馏温度差 0%10%19.2 33.8 10%30%4.3 8.6 30%50%5.3 9.2 50%70%7.6 11.8 70%90%11 15.2 90%100%8.9 10.2 4)由 50%点及各段温差计算实沸点曲线的各点温度 30%点=282.3-9.2=273.1 10%点=273.1-8.6=264.5 0%点=264.5-33.8=230.7 70%点=282.3+11.8=294.1 90%点=294.1+15.2=30

38、9.3 100%点=309.3+10.2=319.5 【重柴油】按式 2.1 对高于 246的恩氏蒸馏温度进行裂化校正公式如下:lgD=0.00852t-1.691（式 2.1）式中:D温度校正值(加至 t 上),;t超过 246的恩氏蒸馏温度,.校正后的重柴油恩氏蒸馏数据如下:表 2.9 轻柴油裂化校正后恩氏蒸馏温度 馏出体积分数，%0 10 30 50 70 90 100 温度，307.3 322.5 328.4 332.1 339.4 349.6 361.4 2)由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 确定 332.1温度下 50%点实沸点温度,由图查得恩氏蒸馏 50%点与实沸点 50%

39、点温差为 19.6 有:50%点实沸点温度=332.1+19.6=351.7 3）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.1 查知实沸点曲线温差,结果表如下：表 2.10 重柴油恩氏蒸馏温差与实沸点温差 曲线线段 恩氏蒸馏温度差 实沸点蒸馏温度差 0%10%15.2 27.7 10%30%5.9 11.9 30%50%3.7 6.9 50%70%7.3 11.4 70%90%10.2 13.8 90%100%11.8 13.6 4)由 50%点及各段温差计算实沸点曲线的各点温度 30%点=351.7-6.9=344.8 10%点=344.8-11.9=332.9 0%点=332.9-27.7=30

40、5.2 70%点=357.1+11.4=368.5 90%点=368.5+13.8=382.3 100%点=382.2+13.6=395.8 表 2.11 产品的实沸点蒸馏数据 产品 初馏点 10%30%50%70%90%终馏点 重整料 27.6 63.6 86.3 105.3 125.5 145.8 172.3 汽油 63.9 141.3 160 169.4 178.5 193.7 216.3 煤油 185.5 207.5 215.9 224.9 233.2 245.4 257.4 轻柴油 230.7 264.5 273.1 282.3 294.1 309.3 319.5 重柴油 305.2

41、 332.9 344.8 351.7 368.5 382.3 395.8 2.3.2 2.3.2 产品的有关数据计算产品的有关数据计算 (1)体积平均沸点 重整料:tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=（82+94+105+116+134)/5=106.2 汽油:tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=（151+160+166+172+183)/5=166.4 煤油:tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=（209+213+218+223.5+232.5)/5=219.2 轻柴油:tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=（258+262

42、+267+274+284)/5=269 重柴油:tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5=（313+318+321+327+335)/5=322.8（2）恩氏蒸馏 10%90%馏分的曲线斜率 石脑油：S=(134-82)/(90-10)=0.65/%汽油：S=(183-151)/(90-10)=0.40/%煤油：S=(232.5-209)/(90-10)=0.294/%轻柴油：S=(284-258)/(90-10)=0.325/%重柴油：S=(335-313)/(90-10)=0.275/%(3)立方平均沸点 由石油炼制中公式 3-22 0.450.45t,ln0.823680.0

43、899702.45679ttScuvcucuv tv：体积平均沸点；cu 立方平均沸点tcu 的校正值，；s:其馏程的斜率 表 2.12 产品的立方平均沸点 产品 立方平均沸点/重整油 104.6 汽油 165.5 煤油 218.5 轻柴油 268.4 重柴油 322.3(4)中平均沸点 由石油炼制中公式 3-23 0.66670.3333t,ln1.531810.0128003.64678tvtvSMememe tv：体积平均沸点；me 中平均沸点tme 的校正值，；s:其馏程的斜率 表 2.13 产品的中平均沸点 产品 中平均沸点/重整料 102.4 汽油 164.2 煤油 217.7 轻

44、柴油 267.4 重柴油 321.5(5)204d与15.615.6d的换算：由公式15.62015.64ddd 2042041.598176.1ddd 表 2.14 产品的密度换算 产品 204d g/cm d/g/cm 15.615.6dg/cm 重整油 0.7189 0.005 0.7248 汽油 0.7703 0.0047 0.775 煤油 0.808 0.0045 0.800.65 轻柴油 0.8294 0.0044 0.8338 重柴油 0.8516 0.0043 0.8559 蜡油 0.8854 0.0041 0.889 渣油 0.9563 0.0037 0.96(6)产品的分子

45、量 M,比重指数 API,特性因数 K 分子量 M 由石油化工工艺计算图表3图 2-1-2 查得 API 由石油炼制工程 2中公式（3-25）204141.5API131.5d 计算 特性因数 K 由石油炼制工程 2中公式（3-32）1/31 5.61 5.61.216TdK 计算 表 2.15 产品的分子量 M,比重指数 API,特性因数 K 产品 分子量 比重指数 API 特性因数 K 重整油 102 63.7 12.07 汽油 140 51.1 11.91 煤油 174 42.7 11.81 轻柴油 215 38.21 11.88 重柴油 271 33.8 11.95 2.3.3 2.3

46、.3 物料衡算物料衡算 1.切割点和产品收率的确定 切割点的确定方法以汽油和煤油之间的切割点的确定为例,由前面的计算可知:汽油的实沸点终馏点是 216.3 煤油的实沸点初馏点是 185.5.则:汽油和煤油之间的切割点=(216.3+185.5)/2=200.9 在图 2.1 原油实沸点蒸馏曲线上200.9处作一水平线交曲线一点,以此点作垂线交横轴体积分数,此点值为 22.34%，可找出石脑油和汽油切割点对应的横坐标值为10.88%,由此可确定汽油的体积收率为:22.34%-10.88%=11.46%同样的方法在图 2.2 上确定汽油的质量收率为:19.65%-9.10%=10.55%同理可确定

47、各产品的切割点和收率,结果表如下:表 2.16 原油常压切割方案 产品 实沸点切割点/实沸点沸程/收率/%体积收率 质量收率 重整油 118.1 27.6-172.3 10.88 9.10 汽油 200.9 63.9-216.3 11.46 10.55 煤油 244.05 185.5-257.4 6.37 5.51 轻柴油 312.35 230.7-319.5 11.79 11.05 重柴油 377.9 305.2-395.8 10.66 11.19 表 2.17 原油常压切割方案的附表 实沸点切割点/体积分数的横坐标值 质量分数的横坐标值 重整油 118.1 10.88 9.10 汽油 20

48、0.9 22.34 19.65 煤油 244.05 28.71 25.16 轻柴油 312.35 40.50 36.21 重柴油 377.9 51.16 47.40 2.物料衡算表 表 2.18 物料衡算表(开工天数 8000 小时年)产品 产率/%处理量/产量 体积 质量 410t/a kg/h kmol/h 原油 100 100 100 125000 重整油 10.88 9.10 10.88 13600 130.33 汽油 11.46 10.55 11.46 14325 102.32 煤油 6.37 5.51 6.37 7962.5 45.76 轻柴油 11.79 11.05 11.79

49、14737.5 68.55 重柴油 10.66 11.19 10.66 13025 49.17 重油 48.84 52.60 48.84 61050 3.初馏塔说明 虽然卡宾达混合原油的轻组分含量一般,但是考虑到轻油较重油的价值高出许多，而采用初馏塔拔出轻组分,本设计采用初馏塔拔出石油重整料,常压塔中塔顶出汽油产品，塔底出重油。原油经初馏塔进入常压塔中的进料量为 111400kg/h 原油进入常压塔部分的物料组成为:汽油:11.6%，煤油 6.06%，轻柴油 12.16%，重柴油 12.31%，重油 57.87%（各组分均为质量分数）。把原油中的轻组份汽油和 C1C4,及其含有的酸性物质 HS

50、,Cl,含有少量的水除掉,设置初馏塔的目的就是为了提高处理量。2.3.4 2.3.4 确定塔板数和汽提蒸汽用量确定塔板数和汽提蒸汽用量 1.塔板数参考值表 表 2.19 石油炼制工程中表 7.7 常压塔塔板数国外文献推荐值 被分离的馏分 推荐板数 汽油煤油 68 煤油轻柴油 46 轻柴油重柴油 46 进料最低侧线 36 汽提段或侧线气提 4 表2.20 石油炼制工程中表7.8国内某些炼厂常压塔塔板数 被分离的馏分 国内炼厂的参考塔板数 汽油煤油 810 煤油轻柴油 69 轻柴油重柴油 47 最低侧线进料 34 进料塔底 46 2选取塔板型式和塔板数 塔板采用浮阀塔板，参考石油炼制工程2表7.7