原油常减压蒸馏装置设计

_成人高等教育毕业设计（论文）题目__________________________________________________________________学生_________________________________联系电话指导教师_________________________________评阅人_________________________________教学站点_________________________________专业_________________________________完成日期_______________________________1摘要石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。石油中的烃类和非烃类化合物，相对分子质量从几十到几千，相应的沸点从常温到500度以上，分子结构也是多种多样。不同油区所产的原由在性质上差别较大，不同组成的原油表现出的物理性质不同，而不同的化学组成及物理性质对原油的使用价值、经济效益都有影响。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。石油炼制工业生产汽油、煤油、柴油等燃料和化学工业原料，是国民经济最重要的支柱产业之一，关系国家的经济命脉和能源安全，在国民经济、国防和社会发展中具有极其重要的地位和作用。石油炼制加工方案，主要根据其特性、市场需要、经济效益、投资力度等因素决定。石油炼制加工方案大体可以分为三种类型：（1）燃料型主要产品是用燃料的石油产品。除了生产部分重油燃料油外，减压馏分油和减压渣油通过各种轻质化过程转化为各种轻质燃料。（2）燃料－润滑油型除了生产燃料的石油产品外，部分或大部分减压馏分油和减压渣油还用于生产各种润滑油产品。（3）燃料－化工型除了生产燃料产品外，还生产化工原料和化工产品。原油经过常压蒸馏可分馏出汽油、煤油、柴油馏分。因原油性质不同，这些馏分有的可直接作为产品，有的需要进行精制或加工。将常压塔底油进行减压蒸馏，等到的馏分视其原油性质或加工方案不同，可以作裂化（热裂化、催化裂化、加氢裂化等）原料或润滑油原料油原料，也可以作为乙烯裂解原料。减压塔底油可作为燃料油、沥青、焦化或其它渣油加工（溶剂脱沥青、渣油催化裂化、渣油加氢裂化等）的原料。2目录第一章总论1.1.工艺技术路线………………………………………………………………………………………31.2文献综述………………………………………………………………………………………………41.2.1常减压蒸馏技术现状………………………………………………………………………………4第二章工艺流程设计2.1原料油性质及产品性质………………………………………………………………………………52.1.1原料油性质…………………………………………………………………………………………52.1.2产品性质……………………………………………………………………………………………62.2.工艺流程……………………………………………………………………………………………62.2.1工艺流程……………………………………………………………………………………………62.3塔器结构………………………………………………………………………………………………72.4环保措施………………………………………………………………………………………………72.4.1污染源分析………………………………………………………………………………………82.4.2废气处理……………………………………………………………………………………………82.4.3废水处理…………………………………………………………………………………………8第三章工艺计算3.1原料及产品的有关参数的计算………………………………………………………………………93.2工艺流程的确定根据与流程的叙述…………………………………………………………………113.2.1切割方案及性质……………………………………………………………………………………113.2.2物料平衡…………………………………………………………………………………………123.2.3汽提蒸汽用量………………………………………………………………………………………123.2.4操作压力…………………………………………………………………………………………143.2.5汽化段温度………………………………………………………………………………………14第四章常压蒸馏塔尺寸计算4.1塔径的计算……………………………………………………………………………………………164.1.1塔径的初算…………………………………………………………………………………………164.1.2计算出Wmax后再计算适宜的气速Wa……………………………………………………………174.1.3计算气相空间截面积………………………………………………………………………………174.1.4降液管内流体流速Vd………………………………………………………………………………174.1.5计算降液管面积……………………………………………………………………………………184.1.6塔横截面积Ft的计算………………………………………………………………………………184.1.7采用的塔径D及空塔气速W…………………………………………………………………………184.2塔高的计算……………………………………………………………………………………………18第五章水力学衡算35.1塔板布置，浮阀、溢流堰及降液管的计算…………………………………………………………195.2塔的水力学计算………………………………………………………………………………………215.2.1塔板总压力降………………………………………………………………………………………215.2.2雾沫夹带……………………………………………………………………………………………215.2.3泄漏…………………………………………………………………………………………………225.2.4淹塔…………………………………………………………………………………………………225.2.5降液管超负荷………………………………………………………………………………………23致谢……………………………………………………………………………………24参考文献…………………………………………………………………………………254第一章总论1.1工艺技术路大港原油属于低硫环烷─中间基原油。煤油具有相当好的挥发性能，比较高的闪点，适宜的粘度等特性，是一种优良的有机溶剂，有着广泛的应用前景，但是，直馏煤油和一般的加氢煤油芳烃含量都较量，氮的非烃化合物也很多，致使在使用过程中，不仅使人感到有不舒服的臭味，还对人体有害。在应用上，煤油馏分除用作喷气燃料、特种溶剂油、灯用煤油以外，还有很大一部分作为铝轧油基础油使用。由于铝轧制在冷却、润滑和改善铝制品表面光洁度等方面都极其重要的作用，因此，随着铝加工业的迅猛发展，铝轧制油的用量越来越大。铝轧制油除应用具有馏分范围窄、饱和烃含量高、闪点高的特点外，还要求具有较低的硫含量和芳烃含量。煤油加氢工艺是生产高档铝轧制油最有效的工艺手段，该工艺主要是对其进行深度脱硫、脱氮和脱芳烃。采用加氢法生产无味煤油、铝轧制油，有着其它方法无法比拟的优点。首先是产品质量好，收率高，其中产品芳烃含量小于0.1%；其次是不产生酸渣、碱渣等污染物，属于环境友好工艺。特种油品精馏与一般的炼油装置不同，馏分窄分馏精度要求高，产品的种类繁多，生产操作完全由市场决定，操作灵活要求非常高，根据产品方案要求，分馏部分采用双分馏塔多侧线抽出，其中第二分馏塔为减压操作，满足不同产品分割及质量要求。1.2.文献综述1.2.1常减压蒸馏技术现状①国外蒸馏装置技术现状及发展趋势炼油传厂的大型化是提高其劳动生产率和经济效益，降低能耗和物耗的一项重要措施。按2004年一月底的统计，全世界共有717座炼油厂，总加工能力4103Mt/a。其中加工能力在10Mt/a以上的炼油厂126座，分散在34个国家和地区，有16座加工能力在20Mt/a以上。现在单套蒸馏装置一般都在5Mt/a以上，不少装置已达到10Mt/a。现在最大的单套蒸馏装置处理量为15Mt/a。整体蒸馏装置将原油分为：常压渣油、含蜡馏分油、中间馏分油和石脑油组分。常压部分出常压渣油、中间馏分和石脑油以下的馏分。中间馏分在加氢脱硫分馏塔中分馏煤油、轻、重柴油，常压渣油进入高真空减压蒸馏，分馏出的蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置的原料。整体蒸馏装置可以节省投资30％左右。电脱盐方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的专利技术较为先进。Howe-Beaket技术主要为低速脱盐，Petrolite已在低速脱盐的基础上开发了高速电脱盐。塔内件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer和Norton为代表，拥有较先进的专利技术，公司开发出了SuperFRACI.SuperFRACV高效塔盘和Gempak填料，Sulzer在原有5Mellapak填料的基础上开发了Mllapakplus和Optiflow高效填料。产品质量方面，国外蒸馏装置典型的产品分馏精度一般为：石脑油和煤油的脱空度ASTMD86(5%-95%)13℃；煤油和轻柴油的脱空度ASTMD86(5%-95%)-20℃；轻蜡油与重蜡油的脱空度ASTMD1160(5%-95%)5℃，润滑油基础油也基本满足窄馏分、浅颜色。②国内蒸馏装置技术现状我国蒸馏装置规模较小，大部分装置处理能力为2.5Mt/a，仅有几套装置的加工能力超国4.5Mt/a。我国蒸馏装置的总体技术水平与国外水平相比，在处理能力、产品质量和拨出率方面存在较大的差距。最近几年，随着我国炼油工业的发展，为缩短与世界先进炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展，陆续建成了镇海、高桥8Mt/a及西太平洋10Mt/a等大型化的蒸馏装置等，其中高桥为润滑油型大型蒸馏装置，拟建的大型蒸馏装置也基本为燃料型。我国蒸馏装置侧线产品分离精度差别较大，如中石化有些炼油厂常顶和常一线能够脱空，但尚有40%的装置常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过10℃，最多重叠达86℃。多数装置常二线与常三线恩氏蒸馏馏程重叠15℃以上，实沸点重叠则超出25℃。润滑油馏分切割也同国外先进水平存在一定差距，主要表现在轻质润滑油馏分的发挥及中质润滑油馏分的残碳、颜色和安定性等方面存在差距较大。第二章工艺流程设计2.1原料油性质及产品性质2.1.1原料油性质大港原油属低硫环烷─中间基原油,一般性质如下表所示。表2-1大港原油一般性质名称单位数值名称单位数值密度D2040.8896含盐mgNaCl/L74特性因数11.8水分%1.4运动粘度(50℃)Mm2/s20.64初馏点℃82凝点℃20200℃馏出%10含蜡量%14.1300℃馏出%25沥青质硅胶胶质%12.56Ni含量PPm18.5残炭%3.5V含量PPm〈1含硫%0.14Cu含PPm0.76含氮%—灰分%0.018注:计算时用d420=0.8717,K=12`6表2-2原油实沸点蒸馏数据序馏出温度馏出,%序馏出温度馏出,%序馏出温度馏出,%号℃重体号℃重体号℃重体11132.373.28728320.8622.891338539.8042.3521485.586.54830024.0026.131439943.0145.6231808.539.84931827.1129.351541946.1448.79421011.5413.121033530.3132.661646059.1361.65523514.5916.381135333.4935.921750