化工課程設(shè)計(原油常減壓蒸餾裝置常壓塔工藝設(shè)計)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上廣東石油化工學(xué)院課程設(shè)計 520萬噸/年原油常減壓蒸餾裝置常壓塔工藝設(shè)計 學(xué)院： 專業(yè)： 班級： 學(xué)生： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 完成時間： 年 月 日至 年 月 日專心-專注-專業(yè)廣東石油化工學(xué)院 化學(xué)工程與工藝 專業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1.設(shè)計題目: 520 萬噸/年原油常減壓蒸餾裝置常壓塔工藝設(shè)計 2. 學(xué)生完成全部設(shè)計之期限: 2014 年 11 月 12 日 3. 設(shè)計之原始數(shù)據(jù): (另給) 4. 計算及說明部分內(nèi)容: (設(shè)計應(yīng)包括的項目) 一、總論 1概述；2文獻(xiàn)綜述；3設(shè)計任務(wù)依據(jù)；4主要原材料；5其他 二、工藝流程設(shè)計 1. 原料油性質(zhì)及產(chǎn)品性質(zhì)；2.

2、工藝流程；3. 塔器結(jié)構(gòu)；4環(huán)保措施 三、常壓蒸餾塔工藝計算 1. 工藝參數(shù)計算；2. 操作條件的確定；3. 蒸餾塔各點溫度核算； 4. 蒸餾塔汽液負(fù)荷計算 四、常壓蒸餾塔尺寸計算 1. 塔徑計算；2. 塔高計算 五、常壓蒸餾塔水力學(xué)計算 六、車間布置設(shè)計 1. 車間平面布置方案；2. 車間平面布置圖；3. 常壓蒸餾塔裝配圖 七、參考資料 5. 繪圖部分內(nèi)容: (明確說明必繪之圖) (1) 原油常減壓蒸餾裝置工藝流程圖 (2) 主要塔器圖 (3) 常壓蒸餾塔汽液負(fù)荷分布圖 (4) 常壓蒸餾塔裝配圖 6. 發(fā)出日期: 2011 年 11 月 7 日 設(shè)計指導(dǎo)教師: 完成任務(wù)日期: 年 月 10

3、日 學(xué) 生 簽 名: 化學(xué)工程與工藝課程設(shè)計520萬噸/年原油常減壓蒸餾裝置常壓塔工藝設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一. 原油的一般性質(zhì)阿曼原油，= 0.8552；特性因數(shù) K=12.2 含硫石蠟-中間基原油二. 原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 表1 阿曼原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)序餾分范圍餾 出, %序餾分范圍餾 出, %序餾分范圍餾 出, %號重累計號重體號重體1HK601.451.459200-2202.8522.1017360-3952.9645.39260-802.063.5110220-2301.3323.4318395-4256.6051.99380-1002.245.7511230-2502.2825.711942

4、5-4402.8754.864100-1202.288.0312250-2753.5129.2220440-4603.4858.345120-1453.8411.8713275-3003.5132.7321460-4803.0961.436145-1602.0013.8714300-3203.4236.1522480-5002.6964.127160-1802.8716.7415320-3403.2839.4323500-5202.4866.608180-2002.5119.2516340-3603.0042.4324520-5402.9369.5325>540+30.47100三. 產(chǎn)

5、品方案及產(chǎn)品性質(zhì)表3 產(chǎn) 品 產(chǎn) 率 及 其 性 質(zhì)產(chǎn) 品沸點范圍產(chǎn) 率相對密度恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù), 名 稱%(重)初10%30%50%70%90%終初頂油9.760.7010-627487104117132常頂油初1303.930.71423080108115127138147航空煤油13023013.090.7840147167183200219244264輕 柴 油23032016.100.8206228260278292306330349重 柴 油3203503.810.8450244297333345356381402常四線3504204.720.8623295313366398

6、408434497重 油>42048.590.9200四. 設(shè)計處理量: 250+學(xué)號×10萬噸/年, 開工：8000小時/年。五. 汽提水蒸汽采用過熱水蒸汽: 420, 0.4MPa(表) 六. 可采用二段汽化流程，設(shè)3個中段循環(huán)回流; 過汽化油為24(重)。七原油平衡蒸發(fā)數(shù)據(jù)（由產(chǎn)品體積收率數(shù)據(jù)代替原油實沸蒸餾數(shù)據(jù)換算）.目錄第一章 總論1.1 概述1.1.1 設(shè)計基礎(chǔ)原油在常壓條件下呈液態(tài)的復(fù)雜的烴類混合物。原油是一種主要由碳?xì)浠悬c從常溫到500度以上，分子結(jié)構(gòu)也是多種多樣合物組成的復(fù)雜混合物。石油中的烴類和非烴類化合物，相對分子質(zhì)量從幾十到幾千。不同油區(qū)所產(chǎn)的原由在性

7、質(zhì)上差別較大，不同組成的原油表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同，而不同的化學(xué)組成及物理性質(zhì)對原油的使用價值、經(jīng)濟(jì)效益都有影響。對許多原油來說，它的各項性質(zhì)指標(biāo)間往往存在著利弊交錯、優(yōu)劣共存的現(xiàn)象，這樣就需要對原油進(jìn)行分析評價。人們根據(jù)對所加工原油的性質(zhì)、市場對產(chǎn)品的需求、加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，以及經(jīng)濟(jì)效益等諸方面的分析、制訂合理的加工方案。石油不能直接作汽車、飛機(jī)、輪船等交通運(yùn)輸工具發(fā)動機(jī)的燃料，必須經(jīng)過各種加工過程，才能獲得符合質(zhì)量要求的各種石油產(chǎn)品。人們根據(jù)對所加工原油的性質(zhì)、市場對產(chǎn)品的需求、加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，以及經(jīng)濟(jì)效益等諸方面的分析、制訂合理的加工方案。原油常減壓蒸餾是常用基本的加工方

8、案。石油煉制工業(yè)生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等燃料和化學(xué)工業(yè)原料，是國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，關(guān)系國家的經(jīng)濟(jì)命脈和能源安全，在國民經(jīng)濟(jì)、國防和社會發(fā)展中具有極其重要的地位和作用。石油煉制加工方案，主要根據(jù)其特性、市場需要、經(jīng)濟(jì)效益、投資力度等因素決定。石油煉制加工方案大體可以分為三種類型：（1）燃料型 主要產(chǎn)品是用燃料的石油產(chǎn)品。除了生產(chǎn)部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過各種輕質(zhì)化過程轉(zhuǎn)化為各種輕質(zhì)燃料。（2）燃料潤滑油型 除了生產(chǎn)燃料的石油產(chǎn)品外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還用于生產(chǎn)各種潤滑油產(chǎn)品。 （3）燃料化工型 除了生產(chǎn)燃料產(chǎn)品外，還生產(chǎn)化工原料和化工產(chǎn)品。原油經(jīng)過常壓蒸餾可

9、分餾出汽油、煤油、柴油餾分。因原油性質(zhì)不同，這些餾分有的可直接作為產(chǎn)品，有的需要進(jìn)行精制或加工。將常壓塔底油進(jìn)行減壓蒸餾，等到的餾分視其原油性質(zhì)或加工方案不同，可以作裂化（熱裂化、催化裂化、加氫裂化等）原料或潤滑油原料油原料，也可以作為乙烯裂解原料。減壓塔底油可作為燃料油、瀝青、焦化或其它渣油加工（溶劑脫瀝青、渣油催化裂化、渣油加氫裂化等）的原料。1.1.2 設(shè)計方案設(shè)計一套年處理量為510萬噸阿曼原油加工裝置，由于原料中輕組分不多，所以原油蒸餾裝置采用二段汽化，設(shè)計常壓塔，減壓塔。設(shè)計中采用水蒸氣汽提方式, 并確定汽提水蒸汽用量;由于浮閥塔操作彈性大，本設(shè)計采用浮閥塔。原油蒸餾在煉油廠是原油

10、首先要通過的加工裝置。一般包括預(yù)處理系統(tǒng)（原油電脫鹽）、常壓分餾系統(tǒng)、減壓分餾系統(tǒng)、注劑系統(tǒng)、輕烴回收系統(tǒng)（加工輕質(zhì)原油且達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模時一般設(shè)置輕烴回收系統(tǒng)）等。常壓蒸餾就是在常壓下對原油進(jìn)行加熱、氣化、分餾和冷凝。如此得到各種不同沸點范圍的石油餾分。常減壓蒸餾是指在常壓和減壓條件下，根據(jù)原油中各組分的沸點不同，把原油“切割”成不同餾分的工藝過程。1.1.3 生產(chǎn)規(guī)模規(guī)模原油處理量520萬噸/年。按年開工8000小時計，即處理量為kg/h。1.1.4 工藝技術(shù)路線阿曼原油屬于含硫石蠟-中間基原油。煤油具有相當(dāng)好的揮發(fā)性能，比較高的閃點，適宜的粘度等特性，是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，有著廣泛的應(yīng)用前景

11、，但是，直餾煤油和一般的加氫煤油芳烴含量都較量，氮的非烴化合物也很多，致使在使用過程中，不僅使人感到有不舒服的臭味，還對人體有害。在應(yīng)用上，煤油餾分除用作噴氣燃料、特種溶劑油、燈用煤油以外，還有很大一部分作為鋁軋油基礎(chǔ)油使用。由于鋁軋制在冷卻、潤滑和改善鋁制品表面光潔度等方面都極其重要的作用，因此，隨著鋁加工業(yè)的迅猛發(fā)展，鋁軋制油的用量越來越大。鋁軋制油除應(yīng)用具有餾分范圍窄、飽和烴含量高、閃點高的特點外，還要求具有較低的硫含量和芳烴含量。煤油加氫工藝是生產(chǎn)高檔鋁軋制油最有效的工藝手段，該工藝主要是對其進(jìn)行深度脫硫、脫氮和脫芳烴。采用加氫法生產(chǎn)無味煤油、鋁軋制油，有著其它方法無法比擬的優(yōu)點。首先

12、是產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，其中產(chǎn)品芳烴含量小于0.1%；其次是不產(chǎn)生酸渣、堿渣等污染物，屬于環(huán)境友好工藝。特種油品精餾與一般的煉油裝置不同，餾分窄分餾精度要求高，產(chǎn)品的種類繁多，生產(chǎn)操作完全由市場決定，操作靈活要求非常高，根據(jù)產(chǎn)品方案要求，分餾部分采用雙分餾塔多側(cè)線抽出，其中第二分餾塔為減壓操作，滿足不同產(chǎn)品分割及質(zhì)量要求。1.1.5 工藝技術(shù)特點由于裝置規(guī)模較小，在保證安全平衡生產(chǎn)的前提下，盡量簡化工藝流程和自動控制系統(tǒng)，以節(jié)省工程投資。反應(yīng)部分采用冷高壓分離流程。分餾部分設(shè)置兩臺分餾塔，其中第二分餾塔為減壓操作，兩臺分餾塔產(chǎn)品側(cè)線抽出及塔底均設(shè)重沸器，塔內(nèi)裝填高效規(guī)整填料，確保分餾精度。設(shè)置熱

13、載體回執(zhí)系統(tǒng)，熱載體作為塔底重沸器熱源。1.2 文獻(xiàn)綜述：常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀1.2.1 國外蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢由于原油進(jìn)入煉油廠后必須首先進(jìn)入常減壓裝置進(jìn)行一次加工，因此煉油廠的加工能力一般用原油常減壓蒸餾裝置的加工能力來表示，因此時間原油加工的能力基本上就是世界常壓蒸餾裝置的加工能力。21世紀(jì)煉油技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)這樣一些特點：提高石油產(chǎn)品質(zhì)量，減少產(chǎn)品排放污染；環(huán)境保護(hù)繼續(xù)推動煉油工藝技術(shù)發(fā)展；重油深加工、催化等技術(shù)都將有新的提高。今后二三十年，煉油工藝將圍繞不斷滿足新配方汽油和低硫、低芳烴柴油等清潔燃料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)創(chuàng)新。30年后，如果燃料電池，特別是氫燃料電池能夠廣泛應(yīng)用，煉油廠的

14、功能及結(jié)構(gòu)將會發(fā)生重大變化。其中的重點發(fā)展方向是：(1)發(fā)展深度加工，優(yōu)化資源利用，提高資源利用率；(2)采用清潔技術(shù)，生產(chǎn)清潔油品，減少三廢排放； (3)采用生物技術(shù)，生產(chǎn)清潔油品，降低生產(chǎn)成本；(4)采用合成技術(shù)，生產(chǎn)清潔油品，滿足未來需求；(5)煉油化工體化，優(yōu)化資源配置，提高經(jīng)濟(jì)效益。煉油廠的裝置結(jié)構(gòu)決定廠煉油廠所能加工的原油種類和性質(zhì)，同時也決定于煉油廠可向市場提供的商品油的種類和質(zhì)量。為了適應(yīng)原油質(zhì)量的變化以及石油產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)和質(zhì)量升級換代的需求，國外煉油廠不斷調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)。催化裂化、加氫裂化、加氫處理等裝置的結(jié)構(gòu)比對清潔燃料的生產(chǎn)有很大影響。歐洲和亞洲各國的催化裂化裝置結(jié)構(gòu)比般在

15、20左右；美國、意大利、加拿大加氫裂化的結(jié)構(gòu)比較高，分別達(dá)8.50、1419、12.96；日本、德國、美國的加氫處理結(jié)構(gòu)比明顯高于其他國家，其中美國10大煉油廠加氫處理結(jié)構(gòu)比平均值達(dá)65左方。應(yīng)該說在一定程度亡，加氫精制裝置的結(jié)構(gòu)比反映了世界各國的產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的差異。煉油傳廠的大型化是提高其勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，降低能耗和物耗的一項重要措施。按2004年一月底的統(tǒng)計，全世界共有717座煉油廠，總加工能力4103Mt/a。其中加工能力在10Mt/a以上的煉油廠126座，分散在34個國家和地區(qū)，有16座加工能力在20Mt/a以上?，F(xiàn)在單套蒸餾裝置一般都在5Mt/a以上，不少裝置已達(dá)到10Mt

16、/a。現(xiàn)在最大的單套蒸餾裝置處理量為15Mt/a。整體蒸餾裝置將原油分為：常壓渣油、含蠟餾分油、中間餾分油和石腦油組分。常壓部分出常壓渣油、中間餾分和石腦油以下的餾分。中間餾分在加氫脫硫分餾塔中分餾煤油、輕、重柴油，常壓渣油進(jìn)入高真空減壓蒸餾，分餾出的蠟油作為催化裂化裝置和加氫裂化裝置的原料。整體蒸餾裝置可以節(jié)省投資30左右。電脫鹽方面：美、歐各國規(guī)定，經(jīng)油田處理后，進(jìn)煉油廠的原油含鹽量不大于50mg/L，含水量小干0.5%。美國練油廠一般脫至3mg/L，有個別煉油廠(如Eise-gunilol煉油廠)二級脫鹽結(jié)果達(dá)0.3mg/L?，F(xiàn)以Petrolite和Howe-Beaket二公司的專利技術(shù)

17、較為先進(jìn)。Howe-Beaket技術(shù)主要為低速脫鹽，Petrolite已在低速脫鹽的基礎(chǔ)上開發(fā)了高速電脫鹽。塔內(nèi)件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer和Norton為代表，擁有較先進(jìn)的專利技術(shù)，公司開發(fā)出了SuperFRAC I.SuperFRACV高效塔盤和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基礎(chǔ)上開發(fā)了Mllapakplus和Optiflow高效填料。產(chǎn)品質(zhì)量方面：國外蒸餾裝置典型的產(chǎn)品分餾精度一般為：石腦油和煤油的脫空度ASTM D86(5%-95%)13；煤油和輕柴油的脫空度ASTM D86(5%-95%)-20；輕蠟油與重蠟油的脫空度ASTM D116

18、0(5%-95%)5，潤滑油基礎(chǔ)油也基本滿足窄餾分、淺顏色。1.2.2 國內(nèi)蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀我國煉油工業(yè)基本上是依靠自己的技術(shù)發(fā)展起來的。50年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長和社會發(fā)展的需要，在穩(wěn)步提高煉油能力的同時，重點發(fā)展深度加工、降低能源消耗、提高產(chǎn)抓質(zhì)量、更新工藝裝備、推廣先進(jìn)控制技術(shù)，積極開展“三廢”治理和綜合利用工作，煉油綜合技術(shù)水平上廠個新臺階。隨著中國國民經(jīng)濟(jì)健康、持續(xù)、快速發(fā)展，市場對石油、石化產(chǎn)品的需求不斷增長，小國的煉油工業(yè)也獲得了高速發(fā)展。截至到2004年底，中國的原油一次加上能力為3.5x108ta，2004年的原油加工量約27×108ta，其中中國石化和中國石油的

19、煉油能力和加工量合計分別占全國的867和89.3.我國煉油工業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：原油質(zhì)量劣質(zhì)化。我國低硫原油產(chǎn)量正在下降，大慶油田低硫原油連續(xù)27年年產(chǎn)保持在5000 xl04t以上，2003年首次下調(diào)至4830xl04t，國內(nèi)煉油廠加工進(jìn)口含硫原油的比例將逐年增大，進(jìn)口中東原油所占比例將由2000年的536、2001年的56.2上升到2010年的95。我國蒸餾裝置規(guī)模較小，大部分裝置處理能力為2.5Mt/a，僅有幾套裝置的加工能力超國4.5Mt/a。我國蒸餾裝置的總體技術(shù)水平與國外水平相比，在處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量和撥出率方面存在較大的差距。最近幾年，隨著我國煉油工業(yè)的發(fā)展，為縮短與

20、世界先進(jìn)煉油廠的差距，我國新建蒸餾裝置正向大型化方向發(fā)展，陸續(xù)建成了鎮(zhèn)海、高橋8Mt/a及西太平洋10Mt/a等大型化的蒸餾裝置等，其中高橋為潤滑油型大型蒸餾裝置，擬建的大型蒸餾裝置也基本為燃料型。我國蒸餾裝置側(cè)線產(chǎn)品分離精度差別較大，如中石化有些煉油廠常頂和常一線能夠脫空，但尚有40%的裝置常頂與常一線恩氏蒸餾餾程重疊超過10，最多重疊達(dá)86。多數(shù)裝置常二線與常三線恩氏蒸餾餾程重疊15以上，實沸點重疊則超出25。潤滑油餾分切割也同國外先進(jìn)水平存在一定差距，主要表現(xiàn)在輕質(zhì)潤滑油餾分的發(fā)揮及中質(zhì)潤滑油餾分的殘?zhí)肌㈩伾桶捕ㄐ缘确矫娲嬖诓罹噍^大。原油在蒸餾前必須嚴(yán)格進(jìn)行脫鹽脫水，其目的是降低換熱器

21、或常壓爐的熱負(fù)荷和壓力降，穩(wěn)定常壓分餾的操作以及減輕設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢，一般要求原油含水 0.5%，含鹽 20毫克/升。國內(nèi)煉油廠電脫鹽技術(shù)的發(fā)展大致可分為3個階段:在1975年以前處于摸索階段;19751985年，由干設(shè)計、科研和生產(chǎn)單位的共同努力，開始采用了注水混合閥，開發(fā)了微差壓式界面控制儀、35kV的高壓引入棒和新型的破乳劑，操作水平有了明顯提高;1985年以后，由于重油催化裂化技術(shù)有了迅速發(fā)展，為了滿足重油催化裂化原料含鈉量小于lppm的要求，石化總公司先后從Petrolite公司和Howe一Baker公司引進(jìn)了9套電脫鹽設(shè)備并組織了國產(chǎn)化工作，使我國電脫鹽技術(shù)發(fā)展到了一個新的階段。1

22、.3 課程設(shè)計任書所設(shè)計任務(wù)是以指導(dǎo)老師給出的原油數(shù)據(jù)為依據(jù)，以一些權(quán)威書籍為參考，設(shè)計處理量：520萬噸/年,開工：8000小時/年的原油常減壓裝置。通常選常減壓蒸餾裝置的常壓塔或減壓塔的工藝設(shè)計。原因是：1、石油及其產(chǎn)品的蒸餾是煉油裝置的最基本單元設(shè)備。是任何一次加工與二次加工裝置所不可缺少的設(shè)備。2、課程設(shè)計一般按排在課程講完原油的一次加工之后, 與課程的聯(lián)接較好。3、蒸餾塔的工藝設(shè)計的基本訓(xùn)練較全面, 與所學(xué)的基礎(chǔ)課聯(lián)系較密切。1.4 主要原材料主要原材料是阿曼原油，其屬含硫石蠟-中間基原油。1.5 其他1.5.1 “三廢”綜合利用本設(shè)計應(yīng)設(shè)計應(yīng)用在一些交通運(yùn)輸方便，市場需求大的附近。

23、同時，生產(chǎn)過程中應(yīng)與環(huán)境相給合，注重“三廢”的處理，堅持國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，堅持和諧發(fā)展的道路，與時俱進(jìn)。同時應(yīng)注意到，廢品只是一種放在待定時間與空間中的原材料，在另一些場所，它們又是一種原材料，因而，在生產(chǎn)過程中，應(yīng)把“三廢”綜合利用。1.5.2 交通運(yùn)輸及綜合利用原料阿曼原油直接由海運(yùn)到茂名水東港口，再由輸送管道直接輸送到廠區(qū)儲罐內(nèi)，產(chǎn)品則可通過公路，鐵路和水路銷往各地市場。本項目的水、電、風(fēng)等公用工程均有茂石化工業(yè)園區(qū)管道輸送。三廢排放也均可依托茂石化工業(yè)園區(qū)的三廢處理中心處理。1.5.3 節(jié)能措施煉油廠加工所消耗的能量占原油加工量的4%-8%，而常減壓蒸餾裝置又是耗能量大的生產(chǎn)裝置。

24、2001年中石化常減壓蒸餾裝置平均能耗為0.496GJ/t(不包括不開減壓裝置)，最低0.438 GJ/t，最高0.686 GJ/t，與國外常減壓蒸餾裝置相比，我國常減壓蒸餾裝置的能耗顯然偏高，具有較大的節(jié)能潛力。常減壓蒸餾裝置能耗主要是工藝過程必須消耗的燃料、水蒸汽、電力、水等所產(chǎn)生的能量消耗。其中燃料能耗比例最大，達(dá)60%-85%；其次是電和蒸汽，均占總能耗的10%-15%；水的能耗的占總能耗的4%左右。因此，應(yīng)從降低燃料消耗著手，節(jié)約能源。常減壓蒸餾裝置主要從五個方面著手：改進(jìn)工藝流程、提高設(shè)備效率、優(yōu)化操作、采用先進(jìn)的自動控制流程、加強(qiáng)維修管理。降低燃料消耗，就是在保證產(chǎn)品收率和質(zhì)量的

25、條件下，減少加熱爐有效熱負(fù)荷和提高加熱爐效率。加熱爐負(fù)荷通常包括加熱常壓塔和減壓塔進(jìn)料及蒸汽所需熱負(fù)荷。減少加熱爐有效負(fù)荷的主要措施有：提高常壓爐進(jìn)料溫度、降低加熱爐出口溫度、減少加熱爐進(jìn)料量（包括蒸汽）；提高加熱爐熱效率的主要措施有：回收煙氣余熱，降低排煙溫度、提高燃燒器燃燒效率、優(yōu)化及自動控制加熱爐各操作參數(shù)（如煙氣含氧量、爐膛負(fù)壓，排煙溫度等）、應(yīng)用新型隔熱材料，減少加熱爐熱損失。同時，節(jié)能措施的采用，不僅在技術(shù)上可行，而且必須經(jīng)濟(jì)合理。節(jié)能與投資的關(guān)系實質(zhì)上是操作費(fèi)用與投資的關(guān)系在節(jié)能領(lǐng)域的體現(xiàn)。第二章 工藝流程設(shè)計2.1 原料油性質(zhì)及產(chǎn)品性質(zhì)2.1.1 原油的一般性質(zhì)原油含水量大于0

26、.5%時先脫水。原油經(jīng)脫水后，進(jìn)行一般性質(zhì)分析。包括相對密度、黏度、凝點或傾點、含硫量、含氮量、含蠟量、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、殘?zhí)俊⑺?、含鹽量、炭分、機(jī)械雜質(zhì)、元素分析、微量金屬、流程、閃點及原油的基屬等。阿曼原油，= 0.8552；特性因數(shù) K=12.23 含硫石蠟-中間基原油。2.1.2 原料油處理量設(shè)計處理量: 250+27×10=520萬噸/年, 開工：8000小時/年。2.1.3 原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)表2-1-1 阿曼原油實沸點蒸餾數(shù)據(jù)序餾分范圍餾 出, %序餾分范圍餾 出, %序餾分范圍餾 出, %號重累計號重體號重體1HK-601.451.459200-2202.8522.10

27、17360-3952.9645.39260-802.063.5110220-2301.3323.4318395-4256.6051.99380-1002.245.7511230-2502.2825.7119425-4402.8754.864100-1202.288.0312250-2753.5129.2220440-4603.4858.345120-1453.8411.8713275-3003.5132.7321460-4803.0961.436145-1602.0013.8714300-3203.4236.1522480-5002.6964.127160-1802.8716.7415320-

28、3403.2839.4323500-5202.4866.608180-2002.5119.2516340-3603.0042.4324520-5402.9369.5325>540+30.47100.002.1.4 原油平衡蒸發(fā)數(shù)據(jù)表2-1-2 原油平衡蒸發(fā)數(shù)據(jù)累計餾出, (體)初餾點10203040506070平衡蒸發(fā)溫度, 109.342159.348209.431259.364309.389359.379409.387459.3952.1.5 產(chǎn)品性質(zhì)表2-1-3 產(chǎn)品產(chǎn)率及其性質(zhì)產(chǎn) 品沸點范圍產(chǎn) 率相對密度恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù), 名 稱%(重)初10%30%50%70%90%終重

29、整原料HK14511.870.706149.372.586.298.6112.1128.8147.1航空煤油14523011.560.7745136.3163.1171.6179.5190.0204.1217.8輕柴油23032012.720.8269240.6244.6253.6264.4276.3289.8297.7重柴油3203606.280.8581312.4313.9318.3323.3329.1335.7339.2重 油>36057.570.9424減一線油3604259.560.8841350372380388403420466減二線油42554017.540.910537

30、8429453475497527558減壓渣油>54030.470.98262.2 工藝流程2.2.1 工藝流程 原油換熱系統(tǒng)原油從北山油罐靠靜位能壓送到原油泵進(jìn)口，在原油泵進(jìn)口前的過濾器注入利于保證電脫鹽效果的破乳化劑和水，經(jīng)泵抽送后分東西兩路與油品換熱后進(jìn)入電脫鹽罐脫鹽脫水。在電脫鹽罐內(nèi)1200024000伏高壓交流電所產(chǎn)生的電場力和破乳化劑的作用下，微小的水滴聚集成大水滴沉降下來與原油分離，因原油中的鹽份絕大部分溶于水中，故脫水包括了脫鹽。原油從電脫鹽罐出來后，進(jìn)料繼續(xù)與油品換熱進(jìn)入常壓塔。初餾系統(tǒng)被加熱到220230的原油進(jìn)入初餾塔的汽化段后，分為汽液兩相，汽相進(jìn)入精餾段，液相進(jìn)

31、入提餾段。初頂油氣從塔頂出來，分為四路進(jìn)入冷凝器，冷凝冷卻到3040進(jìn)入容器。冷凝油經(jīng)泵后部分打回初餾塔做冷回流，另一部分做重整料或汽油出裝置;未冷凝的氣體去加熱爐燒或氣炬放空。冷凝水部分用泵注入揮發(fā)線，另一部分排入下水道或氣提車間。初頂循環(huán)回流油從初餾塔集油箱提出，由泵送去換熱器與脫前原油換熱后發(fā)話初餾塔。初側(cè)線從初餾塔集油箱抽出經(jīng)泵送入到常壓塔。從初餾塔底出來的拔頭油由泵抽出，分兩路與高溫油品換熱，換熱到300左右再合并分四路進(jìn)入常壓爐進(jìn)行加熱，加熱到346或350進(jìn)入常壓塔。 常壓系統(tǒng)從常壓爐加熱出來的油進(jìn)入初餾塔汽化段后，汽相進(jìn)入精餾段，在精餾段分離切割出五個產(chǎn)品，液相進(jìn)入提餾段，在塔

32、底液面上方吹入過熱蒸汽作汽提用。常頂油汽、水蒸汽從塔頂揮發(fā)線出來，（在揮發(fā)線依次注有氨水，緩蝕劑和堿性水），先分八路進(jìn)入空冷器冷卻到6075后，再分兩路冷卻到4045，冷后合并進(jìn)入容罐作油、水、汽分離。分離出來的冷凝水部份用泵注入揮發(fā)線，另一部份排入堿性水道或經(jīng)泵送北汽提裝置，瓦斯從容器頂出來經(jīng)水封罐脫油脫水后去加熱爐燒或明放空或去火炬線放空，或去三蒸餾尾氣系統(tǒng)。常頂汽油由泵抽出，部份打回初餾塔頂作冷回流，部份經(jīng)混合柱堿洗進(jìn)入容沉降罐分離堿渣后出裝置或經(jīng)脫砷后出裝置。常壓一線餾出，經(jīng)汽提上段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵-抽出先后經(jīng)冷卻至4045進(jìn)入燈油沉降罐作航煤，燈油或溶劑油出裝置。常壓

33、二線餾出，進(jìn)入汽提中段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵抽出后經(jīng)冷卻至5070后與堿液混合進(jìn)入柴油電離罐，在罐內(nèi)約1.52.0萬伏高壓直流電的電場作用下分出堿渣，常二經(jīng)沉降后作輕柴裝置，若作-10#軍柴則改進(jìn)鹽罐后出裝置。精制罐分離出的堿渣自壓送往汽油泵房回收。常壓三線抽出，經(jīng)汽提下段汽提，油汽返回初餾塔，餾出油由泵抽出后經(jīng)冷卻至6075作變壓器油原料出裝置，若作輕柴則與常二合并出裝置。常壓一中餾出，由泵抽送。常壓二中自餾出，由泵抽出后經(jīng)換熱后經(jīng)三通溫控調(diào)節(jié)閥返回初餾塔。常壓塔底重油由泵抽出，分四路進(jìn)入減壓爐加熱。減壓系統(tǒng)從減壓爐加熱出來的油（約385395）進(jìn)入減壓塔，在塔內(nèi)91-97Kpa真

34、空度下進(jìn)行減壓分餾。減壓塔頂油汽、水蒸汽由揮發(fā)線引出，分8支路進(jìn)入4組間冷凝器冷卻，冷凝油水流入容器進(jìn)行油水分離，未冷凝油汽被一級蒸汽真空泵抽送入2組間冷器，冷卻，冷凝液進(jìn)入容器，未冷凝氣被二級蒸汽真空泵抽送入冷卻，冷凝液進(jìn)入容器。減壓一線自常壓塔上段填料下集油箱餾出，由泵抽送去與爐用空氣換熱，換熱后再經(jīng)換熱器與原油換熱，然后進(jìn)入冷卻至4050，部份打回減壓塔作冷回流，另一部份作重柴或催化料出裝置。減壓二線自常壓塔下段填料下集油箱餾出，經(jīng)減壓塔上段汽提，油汽返回中段填料下集油箱之下，餾出油由泵抽出后經(jīng)冷卻至6070作潤料或催化料出裝置。冷卻器出口引一支路去泵進(jìn)口以作重質(zhì)封油用。減一中自常壓塔中

35、段填料下集油箱餾出，由泵抽送分三路并聯(lián)經(jīng)換熱器，換熱器換熱后返回減壓塔上段填料下集油箱之下。減二中自常壓塔餾出，由泵-抽送先后經(jīng)換熱后返回減壓塔。減底渣油由泵抽出，分兩路換熱后合并進(jìn)入冷卻器，然后作氧化瀝青料、焦化料或丙烷脫瀝青料出裝置。設(shè)計中采用水蒸氣汽提方式，并確定汽提水蒸氣的用量；由于浮閥塔操作彈性大，本設(shè)計采用浮閥塔。原油常減壓蒸餾裝置的工藝原則流程圖所示。圖2-3-1 原油常減壓蒸餾裝置的工藝原則流程圖2.3 塔器結(jié)構(gòu)本裝置的主要塔器包括脫鹽罐、初餾塔、常壓塔、汽提塔、減壓爐、減壓塔等。根據(jù)設(shè)計要求和實際情況，采用板式塔。各種板式塔有關(guān)結(jié)構(gòu)性能比較如下表：表2-3-1 各種板式塔有關(guān)

36、結(jié)構(gòu)性能比較塔板優(yōu)點缺點泡罩塔板不容易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，對臟物不敏感結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高，塔板壓降大，霧末夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重塔板效率均勻篩板結(jié)構(gòu)簡單，造價低，氣體，壓降小操作彈性地，篩孔小，易堵塞浮閥塔板生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降小，結(jié)構(gòu)簡單，造價低不宜處理易結(jié)焦，或黏度大噴射型塔板開孔率較大，可采用較高的空塔氣速，生產(chǎn)能力大，塔板效率高操作彈性大氣相夾帶由上表比較可知，應(yīng)選擇浮閥塔板作為本次設(shè)計所需的塔板。2.4 環(huán)保措施2.4.1 污染源分析常壓加熱爐煙氣 減壓加熱爐煙氣圖2-4-1 常減壓蒸餾裝置的工藝流程及污染源分布1電脫鹽罐；2一初餾塔；3常壓爐；4常壓塔；5汽提

37、塔；6-穩(wěn)定塔；7分餾塔；8減壓加熱爐；9減壓塔由圖2-4-1可知，常減壓蒸餾裝置污染源有電脫鹽排水、初頂排水、機(jī)泵冷卻水、常頂排水、減頂排水、常壓加熱爐煙氣、減壓加熱爐煙氣，所以環(huán)保工作應(yīng)圍繞這些污染源采取相應(yīng)措施。2.4.2 廢氣處理加熱爐煙氣煙氣中的與燃料中硫含量有關(guān)，使用燃料氣及低硫燃制能有效降低。的排放量。的排放與燃料中的含量及燃燒火嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。停工排放廢氣裝置在停工時，需對塔、容器、管線進(jìn)行蒸汽吹掃，大部分存油隨蒸汽冷凝水排出，還有部分未被冷凝的油氣隨塔頂蒸汽放空進(jìn)入大氣；檢修時，需將塔、容器等設(shè)備的人孔打開，將殘存的油氣排入大氣；要制定停工方案并嚴(yán)格執(zhí)行，嚴(yán)格控制污染。無組織排放

38、廢氣一般情況下含硫廢水中硫化氫及氨的氣味較大，輸送這種含硫廢水必須密閉，如有泄漏則毒害嚴(yán)重。含硫化氫廢氣經(jīng)常泄漏的部位是在“三頂”回流罐脫水部位。減少措施是控制好塔頂注氨。輸送輕質(zhì)油品管線、堿渣管線及閥門的泄漏會造成大氣污染，本裝置設(shè)計常壓塔頂減壓閥為緊急放空所用，放空氣體進(jìn)入緊急放空罐。管線閥門的泄漏率應(yīng)小于2。另外，蒸餾裝置通常設(shè)“三頂”瓦斯回收系統(tǒng)，將初頂、常減頂不凝氣引入加熱爐作為燃料燒掉或回收，這樣對節(jié)能、安全、環(huán)保均有利。2.4.3 廢水處理電脫鹽排水制電脫鹽過程所排的廢水，來自原油進(jìn)裝置時自身攜帶水和溶解原油中無機(jī)鹽所注入的水。此外，加入破乳劑使原油在電場的作用下將其中的油和含鹽

39、廢水分離。由于這部分水與油品直接接觸，溶人的污染物較多，特別是電脫鹽罐油水分離效率不高時，這部分排水中石油類和COD均較高。排水量與注水量有關(guān)，一般注入量為原油的58。篩選好的破乳劑、確定合適用量、提高電脫鹽效率都對提高油水分離效果有利；用含硫污水汽提后的凈化水回注電脫鹽可減少新鮮水用量，同時減少凈化水排放的揮發(fā)酚含量；增加油水鑭離時間，嚴(yán)格控制油水界面(必要時設(shè)二次收油設(shè)施)可減少油含量。塔頂油水分離器排水常減壓蒸餾裝置其初餾塔頂、常壓塔頂、減壓塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷后均分別進(jìn)入各自的油水分離器，進(jìn)行油水分離并排水。這部水是由原油加工過程中的加熱爐注水，常壓塔和減壓塔底注汽產(chǎn)品汽提塔所用蒸汽冷凝水，大

40、氣抽空器冷凝水，塔頂注水，緩蝕劑所含水分等組成。由于這部分水與油品直接接觸，所以污染物質(zhì)較多，排水中硫化物、氨、COD均較高。排水中帶隋況與油水分離器中油水分離時間、界面控制是否穩(wěn)定有關(guān)。正常生產(chǎn)情況下，嚴(yán)格控制塔頂油水分離器油水界面是防止排重帶油的關(guān)鍵。機(jī)泵冷卻水機(jī)泵冷卻水由兩部分構(gòu)成，一部分是冷卻泵體用水，全部使用循環(huán)冷卻后進(jìn)循環(huán)水回水管網(wǎng)循環(huán)使用。另一部分是泵端面密封冷卻水，隨用隨排入含油廢水系統(tǒng)。一般熱油泵需冷卻水較多，如端面漏油較多則冷卻水帶油嚴(yán)重。如將泵端面密封改為波紋管式密封，可以減少漏油污染。裝置其他排水 a油品采樣。該裝置有汽油、煤油、柴油等油品采樣口用于采集樣品進(jìn)行質(zhì)量檢測

41、。一般在油品采樣前，都要放掉部分油品，以便將采樣滯留在管線中的油置換掉。這部分油品會污染排水。b設(shè)備如拆卸油泵、換熱器等，需將設(shè)備內(nèi)的存油放掉進(jìn)入系統(tǒng)。如果能在拆卸設(shè)備處，設(shè)專線將油抽至污油回收系統(tǒng)(或罐)，可以減少污染。 c地面沖洗原油泵、熱油泵、控制閥等部位所在地面最易遭受污染。一般不允許用水沖洗的地面，通常用浸有少量煤油的棉紗插去油污。d.各種廢水排出裝置進(jìn)入全廠含油廢水系統(tǒng)之前，要設(shè)置計量井，并制定排水定額。對控制排放廢水的污染較為有效。2.4.4 噪聲防護(hù)在生產(chǎn)裝置，噪聲的主要來源是：流體振動所產(chǎn)生的噪聲。如流體被節(jié)流后發(fā)出的噪聲(尤其是調(diào)節(jié)閥節(jié)流造成的)、火焰燃燒所造成的氣體振動等

42、。機(jī)械噪聲。指各種運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲。電磁噪聲。指由電機(jī)、脫鹽變壓器等因磁場作用引起振動所產(chǎn)生的噪聲。加熱爐噪聲的防治一般有下列幾種方法，可根據(jù)不同情況選用。(1)采用低噪聲噴嘴。(2)噴嘴及風(fēng)門等進(jìn)風(fēng)口處采用消聲罩。(3)結(jié)合預(yù)熱空氣系統(tǒng)，采用強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)消聲罩。(4)爐底設(shè)隔聲圍墻。電機(jī)噪聲的防治一般有：(1)安裝消聲罩。一般應(yīng)選用低噪聲電機(jī)，若噪聲不符合要求時，可加設(shè)隔聲罩(安裝全部隔聲罩或局部隔聲罩) 。(2)改善冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、角度。(3)大電機(jī)可拆除風(fēng)扇，用主風(fēng)機(jī)設(shè)置旁路引風(fēng)冷卻電機(jī)。空冷器噪聲的防治一般可選用以下幾種方法：(1)設(shè)隔聲墻，以減少對受聲方向的輻射。(2)加吸聲屏，可設(shè)立

43、式和橫式吸聲屏。(3)加隔聲罩。(4)用新型低噪聲風(fēng)機(jī)。 第三章 常壓蒸餾塔工藝設(shè)計3.1 工藝參數(shù)計算處理量為510萬噸/年阿曼原油的常減壓分餾塔, 產(chǎn)品產(chǎn)率及性質(zhì)數(shù)據(jù)及平衡汽化數(shù)據(jù)表3-1及表3-2所示。表3-1-1 產(chǎn)品產(chǎn)率及其性質(zhì)產(chǎn) 品沸點范圍產(chǎn) 率相對密度恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù), 名 稱%(重)初10%30%50%70%90%終重整原料HK14511.870.706149.372.586.298.6112.1128.8147.1航空煤油14523011.560.7745136.3163.1171.6179.5190.0204.1217.8輕柴油23032012.720.8269240

44、.6244.6253.6264.4276.3289.8297.7重柴油3203606.280.8581312.4313.9318.3323.3329.1335.7339.2重 油>36057.570.9424減一線油3604259.560.8841350372380388403420466減二線油42554017.540.9105378429453475497527558減壓渣油>54030.470.9826 表3-1-2 原油平衡蒸發(fā)數(shù)據(jù)累計餾出, (體)初餾點10203040506070平衡蒸發(fā)溫度, 109.342 159.348 209.431 259.364 309.38

45、9 359.379 409.387 459.395 計算時，所用到的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)未作裂化校正，工程上允許這樣做。3.1.1 體積平均沸點重整原料油 同理可得： 航空煤油 輕柴油 重柴油 減一線 減二線 3.1.2 恩氏蒸餾90%10%斜率重整原料油90%10%斜率同理可得：航空煤油90%10%斜率輕柴油90%10%斜率重柴油90%10%斜率減一線90%10%斜率減二線90%10%斜率3.1.3 立方平均沸點由工藝計算圖表圖2-1-1查得重整原料油：校正值為 航空煤油：校正值為 輕柴油：校正值為 重柴油：校正值為 減一線油：校正值為 減二線油：校正值為 3.1.4 中平均沸點由工藝計算圖表圖2-

46、1-1查得重整原料油：校正值為 航空煤油：校正值為 輕柴油：校正值為 重柴油：校正值為 減一線油：校正值為 減二線油：校正值為 3.1.5 特性因數(shù)依相對密度與中平均沸點查工藝計算圖表圖2-1-2可得：重整原料油：=12.25航空煤油：= 12輕柴油：= 11.9重柴油：=11.9減一線油：=12.05減二線油：=12.13.1.6 相對分子質(zhì)量：依相對密度與中平均沸點查工藝計算圖表圖2-1-2可得重整原料油：M=98航空煤油：M= 147輕柴油： M= 213重柴油： M=270減一線油：M=358減二線油：M=4503.1.7 平衡蒸發(fā)溫度由恩氏蒸餾蒸餾的溫度算出恩氏蒸餾的溫差（如10%-0%、30%-10%-），依恩氏蒸餾曲線各段溫差查石油化工工藝計算圖表