1、5.0104t/a原油減壓蒸餾工藝設計目 錄摘 要IAbstractII第一章 總論11.1概述11.2 常減壓蒸餾工藝特征11.3 常減壓蒸餾技術方案選擇11.4 常減壓蒸餾技術發展趨勢11.5文獻綜述2第二章 工藝簡述42.1 處理量的確定42.2 原油來源及原油的評價數據42.3 其它物性及條件42.4 設計計算的主要內容42.5 產品方案及常減壓蒸餾流程5第三章 常壓塔的工藝計算73.1計算各油品的參數73.2 原油實沸點與平衡汽化關系換算73.3 石腦油餾分恩氏與平衡汽化的關系換算93.4 噴氣燃料餾分恩氏與平衡汽化的關系換算93.5 柴油餾分恩氏與平衡汽化的關系換算103.6 常減

2、壓蒸餾產品收率及物料衡算103.7 決定氣提方式并決定氣提用量113.8選擇塔板型式并決定各段塔板數123.9確定塔內各部位壓力和加熱爐出口壓力123.10計算汽化段溫度，確定塔底溫度133.11常壓精餾塔計算草圖153.12 塔頂及側線的溫度的假設與回流熱分配163.13 各側線及塔頂溫度的校核173.14 全塔汽液相負荷分布圖213.15畫出本塔的氣液負荷圖25第四章 常壓塔的操作彈性計算274.1浮閥類型274.2基礎數據274.3塔徑計算284.4浮閥數及開孔率計算294.5溢流堰及降液管的選擇304.6水力學計算314.7塔板的適宜操作區和負荷的上下限334.8 塔高的計算36第五章

3、 減壓塔工藝計算及說明375.1 減壓各餾分原始數據的計算375.2 原料及產品的有關參數的計算395.3 減一線恩氏蒸餾與平衡汽化的關系換算395.4減二線恩氏蒸餾與平衡汽化的關系換算405.5 減三線恩氏蒸餾與平衡汽化的關系換算405.6減壓10mmHg下的平衡汽化溫度415.7物料平衡415.8 確定塔板數425.9 塔板壓力及塔板壓降425.10 汽提蒸氣用量425.11精餾塔計算草圖435.12 各側線溫度及塔頂溫度的求定435.13 全塔的熱平衡445.14 回流方式及回流熱分配445.15 側線及塔頂溫度的校核455.16全塔汽液相負荷分布圖485.17汽液相負荷分布圖52第六章

4、 減壓塔工藝尺寸536.1 塔徑的計算及確定536.2 填料層高度的確定536.3 填料層壓降計算546.4 液體噴淋密度的驗算546.5 液體分布器的計算54第七章 換熱流程設計557.1原油一路的換熱567.2 原油二路換熱597.3 原油三路換熱607.4 熱量利用率計算637.5 所需換熱器換熱面積計算637.6原油一路的換熱657.7 原油二路換熱687.8 原油三路換熱697.9 熱量利用率計算727.10 所需換熱器換熱面積計算72第八章 結論74參考文獻75致 謝76摘 要本次設計主要是對ESPO原油處理量能力為5.0104t/a萬噸/年的常減壓塔及換熱流程的設計。常壓塔的設計

5、主要是依據所給的原油評價數據，對常壓塔進行工藝計算，對減壓塔進行工藝計算以及對換熱流程的初步設計計算。設計的結果是：常壓塔采取兩側線，常壓塔塔頂生產汽油，兩個側線分別生產噴氣燃料和柴油，體積收率依次為16.0%、13.3%、21.7%，塔板外徑為4.2m,塔高為23.051m；減壓塔采取三側線,各側線重量收率依次為19.3%、19.9%、11.6%，采用M252Y規整填料，上部塔徑為6.4m,下部塔徑為3.2m，塔高為10m；換熱流程將原油分為三路分別逐級與產品換熱。本次設計結果表明，參數的校核結果與假設值之間誤差在允許范圍內，其余均在經驗值范圍內，本次設計就此完成。關鍵詞：常壓蒸餾塔；減壓蒸

6、餾塔；換熱流程AbstractThe design is mainly designed for the ESPO crude oils atmospheric vacuum distillation tower and heat exchanger which processing capacity is 5.0104t/a0000 tons / year.The design of the atmospheric tower is mainly based on the evaluation of crude data, the atmospheric tower process calc

7、ulation, the vacuum tower process calculation and the heat exchange process of preliminary design calculations.The result of the design is : the atmospheric tower takes two sides,the production of the overhead line is gasoline ,two lateral lines were producing jet fuel and diesel,volume yield are 16

8、.0%,13.3%,21.7%,plate dimeter is 4.2m,height is 23.051m;vacuum tower takes 3 sidings ,the line weight yield were 19.3%,19.9%,11.6%,using M525Y structured packing ,upper tower dimeter is 6.4m,the lower tower dimeter is 3.2m,height is 10m,heat transfer process of crude oil is divided into 3 way are se

9、quential and product of heat exchanger.The result of the design shows that the value between parameters check results and the assumption is within the error range, the remaining value is in the experiences range, the design is done thereon.Keywords: Atmospheric distillation tower; Vacuum distillatio

10、n tower; The heat transfer process第一章 總論1.1概述石油是極其復雜的混合物，要從原油中提煉出多種多樣的燃料、潤滑油和其他產品，基本途徑是：將原油分割成不同沸程的餾分，然后按照油品的使用要求，除去這些六分鐘的非理想組分，或者是經由化學轉化形成所需要的組成，進而獲得合格的石油產品。蒸餾正是一種合適的手段，而且常常也是一種最經濟、最容易實現的分離手段。它能夠將液體混合物按其所含組分的沸點或蒸汽壓的不同而分離為輕重不同的各種餾分，或是分離為近似純的產物。正因為這樣，幾乎所有的煉油廠中，第一個加工裝置就是蒸餾裝置，例如常減壓蒸餾。1.2 常減壓蒸餾工藝特征原油常壓精

11、餾塔是常減壓蒸餾裝置的重要組成部分，此塔在接近常壓下操作，故稱常壓塔。原油在常壓塔里進行精餾，從塔頂餾出汽油餾分或重整原料油，從塔側引出煤油和輕、重柴油等側線餾分，塔底產物稱常壓重油。將原油350以上的高沸點餾分在減壓和較低的溫度下通過蒸餾取得叫做減壓蒸餾，減壓蒸餾的核心設備是減壓精餾塔和抽真空設備。根據生產任務的不同，減壓塔可分為潤滑油型和燃料型減壓塔，其特點是要求盡量避免油料發生分解反應的條件下盡可能多地拔出減壓餾分油。1.3 常減壓蒸餾技術方案選擇原油煉制加工方案，主要根據其特性、市場需要、經濟效益、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 主要產品是用燃料

12、的石油產品。除了生產部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過各種輕質化過程轉化為各種輕質燃料。（2）燃料潤滑油型 除了生產燃料的石油產品外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還用于生產各種潤滑油產品。（3）燃料化工型 除了生產燃料產品外，還生產化工原料和化工產品。本設計根據原油評價數據中硫含量為0.65w%，不低，粘度偏高可知選擇燃料型加工方案為適宜方案。1.4 常減壓蒸餾技術發展趨勢 常壓撥出率和餾分質量影響著直餾柴油的收率，對全廠的經濟效益有重大的影響。目前，常壓塔的發展趨勢是塔盤數不斷增加，塔盤效率不斷提高。新設計的常壓塔，其精餾段的塔盤數不應少于50層。適當增加塔盤數投資增加不多，得到

13、的經濟效益卻非常顯著。而減壓蒸餾的趨勢為改進減壓蒸餾，發展潤滑油和石蠟的生產，為了在減壓塔獲得必需的分餾精度，同時又盡量減少全塔壓降，國內外的發展趨勢都是采用全填料型的減壓塔，同時不斷改進填料分布器的結構，提高分餾效率，Mellapakplus等新型填料，已得到了廣泛應用。1.5文獻綜述常減壓蒸餾技術現狀1.5.1國外蒸餾裝置技術現狀及發展趨勢煉油廠的大型化是提高其勞動生產率和經濟效益，降低能耗和物耗的一項重要措施。按2004年一月底的統計，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，有16座加工能力在20Mt/

14、a以上。現在單套蒸餾裝置一般都在5Mt/a以上，不少裝置已達到10Mt/a。現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省投資30左右。電脫鹽方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的專利技術較為先進。Howe-Beaket技術主要為低速脫鹽，Petrolite已在低速脫鹽的基礎上開發了高速電脫鹽。塔內件方面：以Koch

15、-Glitcsh、Sulzer和Norton為代表，擁有較先進的專利技術，公司開發出了SuperFRAC I.SuperFRACV高效塔盤和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基礎上開發了Mllapakplus和Optiflow高效填料。產品質量方面：國外蒸餾裝置典型的產品分餾精度一般為：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 D1160(5%-95%)5，潤滑油基礎油也基本滿足窄餾分、淺顏色。1.5.2國內蒸餾裝置技術現狀我國蒸餾裝置規模較小，大部分裝置處理能力

16、為2.5Mt/a，僅有幾套裝置的加工能力超過4.5Mt/a。我國蒸餾裝置的總體技術水平與國外水平相比，在處理能力、產品質量和撥出率方面存在較大的差距。最近幾年，隨著我國煉油工業的發展，為縮短與世界先進煉油廠的差距，我國新建蒸餾裝置正向大型化方向發展，陸續建成了鎮海、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。我國蒸餾裝置側線產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86。多數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

17、超出25。潤滑油餾分切割也同國外先進水平存在一定差距，主要表現在輕質潤滑油餾分的發揮及中質潤滑油餾分的殘碳、顏色和安定性等方面存在差距較大。第二章 工藝簡述2.1 處理量的確定根據任務書中所定：2XX萬噸/年 XX 學號后兩位數 ，則本設計的處理量為5.0104t/a萬噸/年；根據正常生產和檢修確定操作時間： 8000 小時/年 2.2 原油來源及原油的評價數據原油名稱：ESPO原油原油產地：俄羅斯東西伯利亞管道原油ESPO原油20密度為845.6kg/m ,屬中質原油；硫含量不低，為0.65%，20及50的運動粘度分別為12.570mm /s、5.354mm /s；傾點低，小于-35；酸值低

18、，為0.08mgKOH/g；鹽含量高，為94.2mgNaCL/L；氮含量不高，為0.21%；殘炭為2.51%；金屬Ni、V含量含量低，分別為2.510g/g及3.448g/g；從餾程看,340前餾出量為59.0%，輕質油收率較高。其特性因數為12.2，歸屬含硫石蠟基原油注意:該原油鹽含量較高，在原油加工過程中注意加強原油的脫鹽、防腐工作。2.3 其它物性及條件常壓設兩個中段循環回流, 每個中段循環回流取熱量為全塔回流熱的30; 過汽化油為2(重)。減壓設為兩個中段回流，每個中段回流取熱量為全塔回流熱的40%,過汽化度為2%，塔頂循環回流量為20%。汽提水蒸汽均采用過熱水蒸汽: 420, 0.3

19、MPa2.4 設計計算的主要內容2.4.1常壓蒸餾塔工藝計算：1) 工藝參數計算；2) 操作條件的確定；3).蒸餾塔各點溫度核算；4).蒸餾塔汽、液負荷計算。 2.4.2常壓蒸餾塔尺寸計算 ：1) 塔徑計算；2)塔高計算。 2.4.3常壓蒸餾塔水力學計算2.4.4減壓蒸餾塔工藝計算 1) 工藝參數計算；2) 操作條件的確定；3).蒸餾塔各點溫度核算；4).蒸餾塔汽、液負荷計算。2.4.5減壓蒸餾塔尺寸計算2.4.6換熱流程的熱量計算 1) 各級換熱最終溫度的確定；2) 熱量利用率的計算；3)換熱面積的計算。2.5 產品方案及常減壓蒸餾流程2.5.1 產品方案 設計的產品方案是：常壓塔采取兩側線

20、，常壓塔塔頂生產汽油，汽油的餾程為初餾點到165；兩個側線分別生產噴氣燃料和柴油，噴氣燃料的餾程為165240，柴油的餾程為240350。減壓塔采取三側線，三個側線的餾程依次為350430,430480,480520。換熱流程將原油分為三路分別逐級與產品換熱。表2-1 常壓產品產率及其性質產 品名 稱沸點范圍產 率%(重)相對密度特性因數恩 氏 蒸 餾 數 據, 初10%30%50%70%90%終石腦油初16516.630.709312.2434.2 60.386.8106.4 125.7144.5151.2噴氣燃料16524010.250.787011.96159.0181.2190.619

21、9.4208.5224.7232.5柴油24035022.230.836911.94245.0258.0274.4292.9311.3332.6342.4常壓渣油35048.980.9214表2-2 減壓產品產率及其性質產 品名 稱沸點范圍產 率%(重)特性因數相對密度恩 氏 蒸 餾 數 據, 初10%30%50%70%90%終減一線35043019.311.920.885352.86369.25377.23388.26401.76405.5減二線43048019.912.110.896423.54430.65442.58449.63453.64462.60減三線48052011.612.30

22、0.898471.26480.21483.67486.99489.44490.71減壓渣油52049.20.96502.5.2 常減壓蒸餾流程 從原油的處理過程來看，上述常減壓蒸餾裝置分為原油初餾（預汽化）、常壓蒸餾和減壓蒸餾三部分，油料在每一部分都經歷一次加熱汽化冷凝過程，故稱之為“三段汽化”。如從過程的原理來看，實際上只是常壓蒸餾與減壓蒸餾兩部分，而常壓蒸餾部分可采用單塔（僅用一個常壓塔，不用初餾塔）流程或者用雙塔（用初餾塔和常壓塔）流程。 國內大型煉油廠的原油蒸餾裝置多采用的典型三段汽化常減壓蒸餾流程： 圖2-1常減壓塔的工藝流程圖本次設計僅采用常壓塔和減壓塔雙塔操作。 第三章 常壓塔的

23、工藝計算3.1計算各油品的參數經過系列計算，將各油品性質繪制為下表：表3-1 原料及產品的有關參數名稱體積平均沸點恩氏蒸餾9010%斜率立方均沸點/中平均沸點/特性因數K分子量M臨界溫度/臨界壓力/Mpa焦點壓力/Mpa焦點溫度/比重指數石腦油104.71.0525102.198.112.24103276.90.1212.87345.266.6噴氣燃料200.90.5438199.8198.211.96164387.00.0890.75413.747.25柴油293.80.9325292.3289.511.94239478.00.0680.55501.136.69原油-12.20-3.2 原油

24、實沸點與平衡汽化關系換算序號餾出溫度窄餾分序號餾出溫度窄餾分序號餾出溫度窄餾分重，%20, g/ cm3重，%20, g/ cm3重，%20, g/ cm31653.90.6412922024.290.79681742557.480.88662805.890.68951024026.880.80541845062.8131007.980.71021125028.200.81271947066.77412010.340.72381227532.890.82112050071.40514012.730.73871330041.680.83442152073.99616516.630.7536143

25、2046.020.84782252098.09718018.870.76631535049.110.8590820021.980.77691639552.880.8788已知原油的實沸點蒸餾數據見表3-2：表3-2 原油實沸點蒸餾數據 1、由表3-2的相關數據繪制下圖2、由公式:餾分體積%=餾分的重量%原油相對密度/餾分油相對密度可計算每餾分占原油體積%，得下圖由圖3-2 可得到下表：表3-1 原油常壓實沸點蒸餾數據汽化（體積分數），%010305070溫度，21.1100.3228.1343.1479.0經過一系列換算，將結果繪制下表：表3-2 原油常壓平衡汽化蒸餾數據汽化（體積分數）%01

26、0305070平衡蒸發各點參考溫度/97.8144.2237.0329.8422.6實際平衡汽化各點溫差/-4.020.000.53-3.2913.20實際平衡汽化溫度/93.78144.2237.53326.51435.80依表3-2畫出原油的常壓平衡汽化曲線,如下圖3-3所示：圖3-3 原油平衡汽化蒸餾曲線（體積分數）3.3 石腦油餾分恩氏與平衡汽化的關系換算石腦油恩氏蒸餾10%70%點斜率=（125.760.3）（7010）=1.09（%）查石油煉制工程圖6-10得：平衡汽化50%點溫度恩氏蒸餾50%點溫度=15.2（）故 平衡汽化50%點溫度=106.415.2=91.2（）將石腦油最

27、終換算的平衡蒸發溫度匯總為表3-6所示：表3-3 石腦油平衡蒸發溫度(0.101Mpa)恩氏蒸餾，(體) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸餾，恩氏蒸餾溫差，平衡蒸發溫差，平衡蒸發50%點溫差，平衡蒸發溫度，34.260.386.8106.4125.7144.5151.2 26.1 26.5 19.6 19.3 18.8 6.7 10.0 15.9 9.3 9.2 8.0 2.4 106.415.2=91.256.066.081.991.2100.4108.4110.83.4 噴氣燃料餾分恩氏與平衡汽化的關系換算噴氣燃料恩氏蒸餾10%70%點斜率=（208.5181.2）/（7

28、010）=0.455（%）查石油煉制工程圖6-10得：平衡汽化50%點溫度恩氏蒸餾50%點溫度=2.1（）故 平衡汽化50%點溫度=199.42.1=201.5（）將噴氣燃料最終換算的平衡蒸發溫度匯總為表3-4所示：表3-4 噴氣燃料平衡蒸發溫度(0.101Mpa)恩氏蒸餾，(體) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸餾，恩氏蒸餾溫差，平衡蒸發溫差，159.0181.2190.6199.4208.5224.7232.522.2 9.4 8.8 9.1 16.2 7.88.4 5.8 3.7 4.2 5.8 1.9平衡蒸發50%點溫差，平衡蒸發溫度，199.4 2.1 = 201.

29、5183.6192.0197.8201.5205.7211.5213.43.5 柴油餾分恩氏與平衡汽化的關系換算柴油恩氏蒸餾10%70%點斜率=（320.4261.2）（7010）=0.987（%）查石油煉制工程圖6-10得：平衡汽化50%點溫度恩氏蒸餾50%點溫度=7.9（）故 平衡汽化50%點溫度=299.37.9=307.2（）將噴汽燃料最終換算的平衡蒸發溫度匯總為表3-5所示：表3-5 柴油平衡蒸發溫度(0.101Mpa)恩氏蒸餾，(體) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸餾，恩氏蒸餾溫差，平衡蒸發溫差，平衡蒸發50%點溫差，平衡蒸發溫度，245.0261.2278.8

30、299.3320.4346.5359.2 16.2 17.6 20.5 21.1 26.1 12.7 5.4 9.3 9.4 10.1 12.4 2.7 299.37.9=307.2283.1288.5297.8307.2317.3329.7332.43.6 常減壓蒸餾產品收率及物料衡算3.6.1切割點和產品收率的確定切割點的確定方法以噴氣燃料和柴油之間切割點的確定為例，由前面的計算可知：噴氣燃料的實沸點終餾點是242.5，柴油的實沸點初餾點是207.9.則：噴氣燃料和柴油之間的切割點=（242.5207.9）/2=225.2在圖3-1原油實沸點蒸餾曲線上225.2處作一水平線交曲線一點，以此

31、點做垂線交橫軸質量分數，此點值為27.1%按同樣的方法可找出石腦油和噴氣燃料切割點對應的橫坐標值為13.7%，由此可確定噴氣燃料的質量收率為：27.1%-13.7%=13.4%同樣的方法在圖3-2上確定噴氣燃料的體積收率為：29.3%-16.0%=13.3%同理可確定各產品的切割點和收率，結果如下表：表3-6 原油常壓切割方案產品實沸點切割點/實沸點沸程/收率/%密度恩氏蒸餾溫度/體積質量0%10%30%50%70%90%100%石腦油142.411.9156.916.013.70.709334.260.386.8106.4125.7144.5151.2噴氣燃料225.2127.9242.51

32、3.313.40.7870159.0181.2190.6199.4208.5224.7232.5柴油359207.9359.021.724.70.8369245.0258.0274.4292.9311.3332.6342.43.6.2物料衡算物料平衡可由同一原油，同一產品方案的相同裝置的常壓塔的生產數據確定，確定后列物料平衡表：表3-7 物料平衡表（按每年開工8000小時計）物料產率（%）年處理量Mt/a時處理量kg/h分子流量kmol/h體積質量石腦油16.013.728.6335791.25347.49噴氣燃料13.313.428.0135007.5213.46柴油21.724.751.6

33、264528.75269.99重油49.048.2100.74125922.5-總和1001005.0104t/a261250原油1001005.0104t/a261250-3.7 決定氣提方式并決定氣提用量只有塔底重油采用過熱水蒸氣汽提，使用的是溫度為420、壓力為0.3MPa的過熱水蒸氣，參考石油煉制工程表6-16取定汽提水蒸汽用量如下表：表3-8 汽提水蒸氣用量油品質量分數（對產品），%kg/h塔底重油33777.68合計-3777.683.8選擇塔板型式并決定各段塔板數3.8.1 塔板型的選擇根據設計要求和實際情況，采用板式塔。各種板式塔有關結構性能比較如下表：表3-9 各種塔板比較塔

34、板優點缺點泡罩塔板不容易發生漏液現象，有較好的操作彈性，對臟物不敏感結構復雜造價高，塔板壓降大，霧末夾帶現象嚴重塔板效率均勻篩板結構簡單，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能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降小，結構簡單，造價低不宜處理易結焦，或黏度大噴射型塔板開孔率較大，可采用較高的空塔氣速，生產能力大，塔板效率高操作彈性大氣相夾帶本次設計常壓塔板選用浮閥塔塔板。3.8.2 各段塔板數的確定決定本常壓石油分餾塔的塔板數如下表：表3-10 塔板數的確定被分離的餾分塔板數石腦油噴氣燃料9噴氣燃料柴油6柴油汽化段3進料塔底4取兩個中段循環回流，每個中段循環回流用3層換熱

35、塔板，所以全塔的換熱塔板數共為6層，全塔塔板數28層。3.9確定塔內各部位壓力和加熱爐出口壓力取塔頂產品罐壓力為0.13MPa。塔頂采用兩級冷凝冷卻流程。取塔頂空冷器壓力降為0.01MPa，使用一個管殼式后冷器，殼程壓力降取0.017MPa。故 塔頂壓力=0.13+0.01+0.017=0.157MPa(絕)取每層浮閥塔板壓力降為0.5kPa(4mmHg)，則推算得常壓塔各關鍵部位的壓力如下(單位MPa)：塔頂壓力0.157；常一線抽出板（第12層）上壓力=0.157+110.510-3 =0.163；常二線抽出板（第21層）上壓力=0.157+200.510-3 =0.167；汽化段壓力（第

36、24層下）壓力=0.157+240.510-3 =0.169；取轉油線壓力降為0.035MPa，則加熱爐出口壓力為：0.1690.035=0.204MPa3.10計算汽化段溫度，確定塔底溫度3.10.1計算汽化段中進料的汽化率根據塔的工藝計算表1-7，過汽化量選定占進料重量的2%（體積為2.03%）即過汽化油量為5225千克/時，其中過汽化油量占進料體積占2.03%。要求進料在汽化段的汽化率為eF為： eF（體積分數）=（16.0+13.3+21.7+2.03）%= 53.03%3.10.2汽化段的油汽分壓汽化段各物料量流量如表3-11：表3-11 汽化段物料流量表汽化段物料流量（kmol/h

37、）石腦油347.49 噴氣燃料213.46 柴油269.99 過汽化油17.42油汽量合計848.36其中過汽化油的相對分子量取300。則塔底汽提水蒸氣用量=3777.68/18=5.0104t/a.87kmol/h由此計算得汽化段的油氣分壓為0.169848.36/（848.365.0104t/a.87）= 0.132(MPa)3.10.3汽化段溫度的初步求定從圖3-3可查得在常壓下汽化率53.03%（體積分數）時的溫度為343.1，此即為欲求的汽化段的溫度tF。再按石油化工工藝計算圖表圖6-1-18烴類與原油窄餾分的蒸汽壓圖換算為汽化段油氣分壓0.132MPa條件下的溫度為361，由圖3-

38、4所示。圖3-4油氣分壓0.132Mpa的溫度圖3.10.4汽化段溫度的校核校核的主要目的是看由要求的加熱爐出口溫度是否合理。校核的方法是作絕熱閃蒸過程的熱平衡計算以求得爐出口溫度。當汽化率（體積分數）=53.03%，=361時，進料在汽化段中的焓計算結果如表3-10所示。所以 =270.1106/261250=1033.9（kJ/kg）表3-12 進料帶入汽化段的熱量（P=0.169MPa，t=361）油料焓，kJ/kg熱量， kJ/h氣相液相石腦油1189-118935791.25=42.56106噴氣燃料1147-114735007.5=40.15106柴油1130-113064528.

39、75=72.92106過汽化油1118-11185225=5.84106重油-900900120697.5=108.63106合計-=270.1106再按上述方法作出原油在加熱爐出口壓力0.204MPa下的平衡汽化曲線，因考慮到生產噴氣燃料，限定爐出口溫度為不超過370，讀出在370時的汽化率為49.27 %（體積分數）。顯然， =1033.9 kJ/kg，校核結果表明略高于，所以在設計的汽化溫度361之下，既能保證所需的拔出率（體積分數53.03%），爐出口溫度也不至于超過允許限度。3.10.5塔底溫度取塔底溫度比汽化段溫度低7，即361-7=354（）。3.11常壓精餾塔計算草圖將塔體、塔

40、板、進料及產品進出口、中段循環回流位置、汽提返塔位置、塔底汽提點等繪成草圖如圖3-4所示。圖3-5常壓精餾塔計算草圖3.12 塔頂及側線的溫度的假設與回流熱分配3.12.1假設塔頂及各側線的溫度參考同類裝置的操作數據，先假定塔頂及各側線抽出溫度如下：塔頂溫度：107 ； 噴氣燃料抽出板（第12層）溫度：180柴油抽出板（第21層）溫度：2803.12.2全塔回流熱先判斷是飽和還是過熱水蒸氣。再根據化工熱力學附錄查水蒸汽的焓值并計算列表如下：按上述假設的溫度條件作全塔熱平衡（見表3-14），由此求出全塔回流熱。所以，全塔回流熱Q=（282.6206.1）106=76.5106kJ/h表3-14

41、全塔熱平衡物料流量 密度操作條件焓，kJ/kg熱量kg/h壓力，MPa溫度，氣相液相kJ/h入方進料2612500.84560.169361汽提水蒸氣3777.7 0.34203316合計265027.7出方石腦油35791.25 0.70930.157107611噴氣燃料35007.5 0.7870.163180448柴油64528.75 0.83690.169280727渣油125922.50.92140.172354885水蒸氣 3777.70.1571072700合計265027.73.12.3回流方式及回流熱分配塔頂采用二級冷凝冷卻流程，塔頂回流溫度定為60。采用兩個中段回流。第一個

42、回流介于塔頂與常一線之間（第35層），第二個回流介于常一線與常二線之間（第1416層）。計算結果如表3-15所示：表3-15 回流熱如下分配（回流熱配比4:3:3）回流熱%熱量，kJ/h塔頂4030.6106第一中段回流3022.95106第二中段回流3022.951063.13 各側線及塔頂溫度的校核校核由下而上進行。3.13.1柴油抽出層（第21層）溫度校核 按范圍做21層以下的熱平衡表圖3-6 第21層以下塔段的熱平衡圖由熱平衡得： 282.63106708L =242.77106942L所以，內回流L=170342（kg/h）柴油抽出層上柴油內回流千克分子數為（取內回流的分子量M=23

43、9） 170342/239=721.7（kmol/h）柴油抽出板上方氣相總量為：347.49+213.46+269.99+848.36=1679.3（kmol/h）柴油蒸汽（即內回流）分壓為：0.167721.7/1679.3=0.072（MPa）表3-16 第21層以下塔段的熱平衡物 料流率kg/h密度g/cm3操作條件焓kJ/kg熱 量kJ/h壓力，MPa溫度，氣相液相入方進料2612500.84560.169361-270.1106汽提蒸汽3777.68-0.34203316-12.53106內回流L0.82500.167275-708708L合 計265027.68+L-282.631

44、06708L出方常頂35791.250.70930.167280992-35.5106常一線35007.50.78700.167280963-33.71106常二線62357.60.83690.167280-72750.28106常底125922.50.92140.171354-888111.82106水蒸氣3777.68-0.1672803033-11.46106內回流L0.82500.167280942-942L合 計265027.68+ L-242.77106942L由柴油常壓恩氏蒸餾數據換算0.072MPa下平衡汽化0%點溫度。由石油煉制工程圖6-24查得0.072MPa下平衡蒸發30

45、%的溫度是293.8 由于5760毫米汞柱范圍不同壓力下的平衡蒸發各段溫差是相等的，柴油餾出10-30%、0-10%的平衡蒸發溫差分別為9.3、5.4， 所以0.084MPa下平衡蒸發0%點溫度為： 293.8-9.3-5.4=279.1表3-17 柴油平衡蒸發溫度(0.084Mpa)恩氏蒸餾，(體) %0%10%30%50%70%90%100%恩氏蒸餾，恩氏蒸餾溫差，平衡蒸發溫差，平衡蒸發50%點溫差，常壓平衡蒸發溫度，245.0261.2278.8299.3320.4346.5359.216.2 17.6 20.5 21.1 26.1 12.75.4 9.3 9.4 10.1 12.4 2

46、.7299.37.9=307.2283.1288.5297.8307.2317.3329.7332.40.084MPa平衡汽化溫度，280.3285.7295.0304.4314.5326.9329.6由上求得的在0.072MPa下常二線抽出板的泡點溫度為279.1，與原假設的280很接近，可以認為原假設溫度是正確的。3.13.2噴氣燃料抽出板按范圍做12層以下的熱平衡表表3-18 第12層以下塔段的熱平衡物 料流率kg/h密度g/cm3操作條件焓kJ/kg熱 量kJ/h壓力/MPa溫度/氣相液相入方進料2612500.84560.169361-270.1106汽提蒸汽3777.7-0.342

47、03316-12.5106內回流L0.76830.163175-387340L合 計265027.7+L-282.6106387L出方常頂35791.250.70930.163180745-26.66106常一線35007.50.78700.163180-45315.86106常二線64528.750.83690.167280-72746.91106常底125922.50.92140.172354-888111.82106水蒸氣3777.7-0.1631802832-16.37106內回流L0.76830.163180773-733L第二中段回流-22.95106合 計266834.49+L-234.9106773L由熱平衡得 282.6106387L =234.9106773L所以，內回流L=123575.2（kg/h）噴氣燃料抽出層上噴氣燃料內回流千克分子數為（取內回流的分子量M=163） 12357