原油常减压蒸馏装置工艺设计课程设计

茂名学院化学工程与工艺专业设计任务书2008年2月22日批准系主任吴世逵发给学生陈瑾怡1.设计题目:原油常减压蒸馏装置工艺设计2.学生完成全部设计之期限:2008年3月14日3.设计之原始数据:(另给)4.计算及说明部分内容:(设计应包括地工程)一、总论1．概述；2．文献综述；3．设计任务依据；4．主要原材料；5．其他二、工艺流程设计1.原料油性质及产品性质；2.工艺流程；3.塔器结构；4．环保措施三、常压蒸馏塔工艺计算1.工艺参数计算；2.操作条件地确定；3.蒸馏塔各点温度核算；4.蒸馏塔汽液负荷计算四、常压蒸馏塔尺寸计算1.塔径计算；2.塔高计算五、常压蒸馏塔水力学计算六、车间布置设计1.车间平面布置方案；2.车间平面布置图；3.常压蒸馏塔装配图七、参考资料5.绘图部分内容:(明确说明必绘之图)(1)原油常减压蒸馏装置工艺流程图(2)主要塔器图(3)常压蒸馏塔汽液负荷分布图(4)常压蒸馏塔装配图6.发出日期:2008年2月25日设计指导教师:完成任务日期:2008年3月日学生签名:化学工程与工艺课程设计原油常减压蒸馏装置工艺设计基础数据一.原油地一般性质大港原油，204d=0.8717；特性因数K=12.0二.原油实沸点蒸馏数据表1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11132.373.28728320.8622.891338539.8042.3521485.586.54830024.0026.131439943.0145.6231808.539.84931827.1129.351541946.1448.79421011.5413.121033530.3132.661646059.1361.65523514.5916.381135333.4935.921750071.3273.48625617.6819.611236436.6839.17三.原油平衡蒸发数据表2原油平衡蒸发数据累计馏出,％(体)310203040506070平衡蒸发温度,℃200237280316348381409436四.产品方案及产品性质表3产品产率及其性质产品沸点范围产率相对密度恩氏蒸馏数据,℃名称℃%(重)204d初10%30%50%70%90%终重整原料初~1304.20.734258879399106118130航空煤油130~2309.40.7909142162180192205228243轻柴油230~32013.50.8406225238255262270288312重柴油320~3505.70.8450307324329331342359385重油35067.20.9200五.设计处理量:250+学号×10万吨/年,开工：8000小时/年.六.汽提水蒸汽采用过热水蒸汽:420℃,0.3MPa(表)七.可考虑采用两段汽化流程，设两个中段循环回流,每个中段循环回流取热量为全塔回流热量为全塔回流热地30％。可考虑过汽化油为2％(重).目录第一章总论41、1概述51、1、1产品性能及用途51、1、2国民经济地重要性及市场需求51、1、3该产品地生产方法及特点51、2文献综述61、2、1生产技术71、3设计任务依据81、4主要原材料81、4、1原油性质、来源81、5其他91、5、1交通运输及综合运用9第二章工艺流程设计92、1原料油性质及产品性质92、1、1产品性能及用途92、1、2原油性质、来源92、2工艺流程102、2、2常压系统102、2、3减压系统（设计不要求计算故参考同类装置）112、3塔器结构112、3、1塔器概述122、3、2塔板类型122、4环保措施122、4、1本工程污染物状况及治理122、4、2环境保护工程所需投资13第三章工艺计算133、1工艺参数计算133、1、1原料及产品地有关参数地计算133、1、2产品收率及物料平衡173、1、3.汽提蒸汽用量183、2操作条件地确定183、2、1决定塔板数、塔顶压力和塔板压力降183、2、2汽化段温度地确定及校核错误!未定义书签。3、3蒸馏塔各点温度核算223、3、1塔顶及各侧线温度地假设与回流热分配223、4全塔汽丶液负荷衡算35第四章常压蒸馏塔尺寸计算434、1塔径地计算434、2塔高地计算44第五章水力学衡算455、1塔板布置,浮阀丶溢流堰及降液管地计算455、2塔地水力学计算45第六章车间平面布置496、1车间平面布置方案496、2车间平面布置图；496、2、1CAD绘图506、2、2工艺条件506、2、3CAD软件制图（附）516、3常压蒸馏塔装配图516、3、1CAD软件制图（附）516、4工艺流程图516、4、1CAD软件制图（附）516、5主要塔器图516、5、1手工制图（附）51参考文献51第一章总论1、1概述石油是一种主要由碳氢化合物组成地复杂混合物.石油中地烃类和非烃类化合物，相对分子质量从几十到几千，相应地沸点从常温到500度以上，分子结构也是多种多样.石油炼制工业生产汽油、煤油、柴油等燃料和化学工业原料，是国民经济最重要地支柱产业之一，关系国家地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地地位和作用.世界经济强国无一不是炼油和石化工业强国.石油不能直接作汽车、飞机、轮船等交通运输工具发动机地燃料，也不能直接作润滑油、溶剂油、工艺用油等产品使用，必须经过各种加工过程，才能获得符合质量要求地各种石油产品.石油及其产品地蒸馏是炼油装置地最基本单元设备.是任何一次加工与二次加工装置所不可缺少地设备.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，这些馏分有地可直接作为产品，有地需要进行精制或加工.将常压塔底油进行减压蒸馏，等到地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）地原料.1、1、1产品性能及用途产品方案及产品性质：表2产品产率及其性质产品沸点范围产率相对密度恩氏蒸馏数据,℃名称℃%(重)204d初10%30%50%70%90%终重整原料初~1304.270.720042677486102114127航空煤油130~2308.860.7720138158167177191215226轻柴油230~32010.840.8210238245252270285291313重柴油320~3606.650.8305326331333336339344353重油36069.380.90501、1、2国民经济地重要性及市场需求石油炼制工业生产汽油、煤油、柴油等燃料和化学工业原料，是国民经济最重要地支柱产业之一，关系国家地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地地位和作用.世界经济强国无一不是炼油和石油工业强国.随着中国人口持续增长和经济高速发展，对石油消费产生持久性地巨大需求，中国已经成为世界第二石油能源消费大国.能源消费增长量占全球一次消费增长总量地68.50%，石油消费增长5.8%.我国分别与1993年和1996年成为石油制品和原油纯进口国，2003年我国进口石油9112万吨.专家预测2010—2020年中国石油消费量为2.7—4.0亿吨.1、1、3该产品地生产方法及特点大港原油属于中间基原油，含硫量少，煤油具有相当好地挥发性能，比较高地闪点，适宜地粘度等特性，是一种优良地有机溶剂，有着广泛地应用前景，但是，直馏煤油和一般地加氢煤油芳烃含量都较量，氮地非烃化合物也很多，致使在使用过程中，不仅使人感到有不舒服地臭味，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地作用，因此，随着铝加工业地迅猛发展，铝轧制油地用量越来越大.铝轧制油除应用具有馏分范围窄、饱和烃含量高、闪点高地特点外，还要求具有较低地硫含量和芳烃含量.煤油加氢工艺是生产高档铝轧制油最有效地工艺手段，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地优点.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地炼油装置不同，馏分窄分馏精度要求高，产品地种类繁多，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.由于装置规模较小，在保证安全平衡生产地前提下，尽量简化工艺流程和自动控制系统，以节省工程投资.反应部分采用冷高压分离流程.分馏部分设置两台分馏塔，其中第二分馏塔为减压操作，两台分馏塔产品侧线抽出及塔底均设重沸器，塔内装填高效规整填料，确保分馏精度.设置热载体回执系统，热载体作为塔底重沸器热源.1、2文献综述(1)国外蒸馏装置技术现状及发展趋势石油炼制工业地发展是伴随着石油及石油产品地开发利用发展起来地，石油地发现、开采和直接利用由来已久，加工利用并、逐步形成石油炼制工业.始于19世纪30年代，到20世纪40~50年代形成地现代炼油工业，是最大地加工工业之一.炼油传厂地大型化是提高其劳动生产率和经济效益，降低能耗和物耗地一项重要措施.按2004年一月底地统计，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以上地炼油厂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.现在最大地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地馏分.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，分馏出地蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置地原料.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二公司地专利技术较为先进.Howe-Beaket技术主要为低速脱盐，Petrolite已在低速脱盐地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，拥有较先进地专利技术，公司开发出了SuperFRACI.SuperFRACV高效塔盘和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料地基础上开发了Mllapakplus和Optiflow高效填料.产品质量方面，国外蒸馏装置典型地产品分馏精度一般为：石脑油和煤油地脱空度ASTMD86(5%-95%)13℃；煤油和轻柴油地脱空度ASTMD86(5%-95%)-20℃；轻蜡油与重蜡油地脱空度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，仅有几套装置地加工能力超国4.5Mt/a.我国蒸馏装置地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地差距.最近几年，随着我国炼油工业地发展，为缩短与世界先进炼油厂地差距，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等大型化地蒸馏装置等，其中高桥为润滑油型大型蒸馏装置，拟建地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%地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地发挥及中质润滑油馏分地残碳、颜色和安定性等方面存在差距较大.原油蒸馏流程，就是用于原油蒸馏生产地炉、塔、泵、换热设备