260万吨年大庆原油常减压蒸馏装置常压塔工艺设计

1化工专业课程设计260万吨/年大庆原油常减压蒸馏装置常压塔工艺设计学校名称：广东石油化工学院专业名称：化学工程与工艺班别：姓名：学号：指导教师：黄克明完成时间：2012年11月28日至2013年01月04日广东石油化工学院化工与环境工程学院2广东石油化工学院化学工程与工艺专业专业课程设计任务书1.设计题目:260万吨/年大庆原油常减压蒸馏装置常压塔工艺设计2.学生完成全部设计之期限:2013年1月4日3.设计之原始数据:(另给)4.计算及说明部分内容:(设计应包括的项目)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3三、常压蒸馏塔工艺计算1.工艺参数计算；2.操作条件的确定；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:2012年11月28日设计指导教师:完成任务日期:2013年1月4日学生签名:4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1、原油的一般性质大庆原油，204d=0.8587；特性因数K=12.32、原油实沸点蒸馏数据表1大庆原油实沸点蒸馏及窄馏分性质数据馏分号沸点范围/℃占原油(质)/%密度(20℃)/g·cm-3运动粘度/mm2·s-1凝点/℃闪点(开)/℃折射率每馏分累计20℃50℃100℃20Dn70Dn1初~1122.982.980.7108—————1.3995—2112~1563.156.130.74610.890.64———1.4172—3156~1953.229.350.76991.270.89—-65—1.4350—4195~2253.2512.600.79582.031.26—-41781.4445—5225~2573.4016.000.80922.811.63—-24—1.4502—6257~2893.4019.460.81614.142.26—-91251.4560—7289~3133.4422.900.81735.933.01—4—1.4565—8313~3353.3726.270.82648.333.841.73131571.4612—9335~3553.4529.720.8348—4.992.0722——1.445010355~3743.4333.150.8363—6.242.6129184—1.445511374~3943.3536.500.8396—7.702.8634——1.447212394~4153.5540.050.8479—9.513.3338206—1.451513415~4353.3943.440.8536—13.34.2243——1.456014435~4563.8847.320.8686—21.95.8645238—1.464115456~4754.0551.370.8732——7.0548——1.467516475~5004.5255.890.8786——8.9252282—1.469717500~5254.1560.040.8832——11.555——1.4730渣油52539.96100.00.9375———41①———3、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~1304.260.710952758496112136150航空煤油130~2309.40.7782142162180192205228243轻柴油230~32013.50.8406225238255262270288312重柴油320~3505.70.8450307324329331339348360重油35067.20.92004.设计处理量:250+学号×10万吨/年,开工：8000小时/年。5.汽提水蒸汽采用过热水蒸汽:420℃,0.3MPa(表)6.可采用两段两段或三段汽化流程，过汽化油为2~2.5％(重)。7.回流方式及回流取热分配：5(1)塔顶采用顶冷回流及塔顶循环回流，塔中设两个中段循环回流。(2))回流取热分配(单学号学生)回流取热分配：顶冷回：顶循环：一中：二中=7%：(10~15)%：(30~35)%：(35~40)%(双学号学生)回流取热分配：顶冷回：顶循环：一中：二中=10%：(10~15)%：(25~30)%：(35~40)%7.按时完成设计，交电子版和纸质版以及手稿。6化学工程与工艺课程设计目录第一章：总论………………………………………………………………………71.1概述……………………………………………………………………………81.2文献综述………………………………………………………………………81.3设计任务依据…………………………………………………………………81.4主要原材料……………………………………………………………………81.5其他……………………………………………………………………………8第二章：工艺流程设计……………………………………………………………82.1原油的一般性质……………………………………………………………82.1.2原油实沸点蒸馏数据………………………………………………………92.1.3原油平衡蒸发数据…………………………………………………………102.1.4产品性质……………………………………………………………………102.2.工艺流程………………………………………………………………………102.3塔器结构………………………………………………………………………112.4环保措施………………………………………………………………………11第三章：工艺计算…………………………………………………………………113.1工艺参数计算…………………………………………………………………123.1.1油品的性质参数…………………………………………………………123.1.2产品收率及物料平衡………………………………………………………163.2操作条件的确定………………………………………………………………173.2.1汽提蒸汽用量……………………………………………………………173.2.2操作压力……………………………………………………………………183.2.3汽化段温度………………………………………………………………183.2.4塔底温度……………………………………………………………………213.2.5塔顶及各侧线温度的假设与回流热分配…………………………………223.3.1重柴油抽出板………………………………………………………………233.3.2轻柴油抽出板和煤油抽出板温度………………………………………243.3.3塔顶温度…………………………………………………………………24第四章：常压蒸馏塔尺寸计算……………………………………………………3574.1塔径的计算……………………………………………………………………354.1.1塔径的初算………………………………………………………………354.1.2计算适宜的气速Wa………………………………………………………364.1.3计算气相空间截面积aF…………………………………………………364.1.4降液管内流体流速Vd…………………………………………………364.1.5计算降液管面积‘dF……………………………………………………364.1.6塔横截面积的计算Ft…………………………………………………374.1.7采用的塔径D及空塔气速W……………………………………………374.2塔高的计算…………………………………………………………………374.3.1塔板布置…………………………………………………………………374.3.2浮阀的计算………………………………………………………………384.3.3溢流堰及降液管的计算………………………………………………394.3.4降液管……………………………………………………………………39第五章：常压蒸馏塔的水力计算………………………………………………405.1塔板总压力降………………………………………………………………405.2雾沫夹带……………………………………………………………………415.3泄漏…………………………………………………………………………415.4淹塔…………………………………………………………………………415.5降液管负荷…………………………………………………………………42第六章车间布置设计……………………………………………………………456.1车间平面布置方案…………………………………………………………456.2车间平面布置图图纸说明…………………………………………………456.3参考资料……………………………………………………………………46第七章：结束语…………………………………………………………………478一总论1.1概述：石油是一个国家经济发展国家稳定的命脉。在石油、化工生产中，塔设备是非常重要的设备之一，塔设备的性能，对于整个化工和炼油装置的产品质量及其生产能力和消耗额等均有较大影响。据相光关资料报道，塔设备的投资和金属用量，在整个工艺装置中均占较大比例，因此塔设备的设计和研究，始终受到很大的重视。塔设备广泛应用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置的生产，产品产量，质量，成本以及环境保护，“三废”处理等都有较大的影响。近些年来，国内外对它的研究也比较多，但主要是集中在常压塔的结构和性能方面，例如：如何提高塔的稳定性、如何利用理论曲线解决常压塔在性能方面存在的问题等。在原油的一次加工过程中，常压蒸馏装置是每个正规炼厂都必须具备的，而其核心设备——常压塔的性能状况将直接影响炼厂的经济效益，由于在原油加工的第一步中，它可以将原油分割成相应的直馏汽油，煤油，轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分等。同时，也为原油的二次加工提供各种原料.在进一步提高轻质油的产率或改善产品的质量方面，都有着举足轻重的地位.考虑到常压塔在实际应用方面的价值和意义，如何实现这样一种最经济、最容易的分离手段，是本次毕业设计选题的重要依据。近年来，由于石油、化工企业不断向大型化的生产发展，因此塔设备的单台规模也随之增大。例如：有的板式塔的直径可达10m以上，塔的总高度可达到80m，而填料塔更有直径为15m,塔高为100m的大塔已经投产。应当指出，设备大型化后，必须保证它在全负荷下运转，否则经济损失将是非常巨大的。对于大型设备的设计、制造、操作和维修等，应提出更高、更严格的要求。常压塔的研究也趋向于结构材料的探索，提高设备的使用周期，主要体现在所选择材料的防腐性和一些防腐材料的研究，同时也着眼于设备的安去性和环保性，以上这些都成为了当今常压塔研究的热门课题。1.2文献综述本设计是以课程设计、化工设计为基础，以课程中指导老师给出的数据为依据，参考《化工原理》、《化工设计》、《石油练制工艺学》；北京石油设计院编,《石油化工工艺计算图表》,烃加工出版社，1983年；石油化学工业部石油化工规划设计院编，《塔的工艺计算》，石油工业出版社，1977年等资料。采用原油常减压蒸馏装置工艺设计以生产重整原油，煤油，轻柴油，重柴油，重油等产品。所采用的方法是目前国内外最实用，最普遍，最成熟的原油加工方法。适用9国内大中小企业等使用。1.3设计任务依据所设计任务是以指导老师给出的原油数据为依据，以一些权威书籍为参考，设计处理量:260万吨/年,开工：8000小时/年的原油常减压装置1