第第五节-原油蒸馏装置工艺流程-.ppt

2024/5/21 周二1第五节第五节 原油蒸馏装置的工艺原油蒸馏装置的工艺流程流程 一个完整的原油蒸馏过程，除了精馏塔以外，还一个完整的原油蒸馏过程，除了精馏塔以外，还必须配置加热炉、换热器和冷凝冷却其等设备以及机必须配置加热炉、换热器和冷凝冷却其等设备以及机泵等。泵等。原油蒸馏工艺流程设计主要考虑以下几个问题：原油蒸馏工艺流程设计主要考虑以下几个问题：（1）流程方案的制定；）流程方案的制定；（2）汽化段数的确定；）汽化段数的确定；（3）换热方案的选择。）换热方案的选择。2024/5/21 周二2一、流程方案的制定一、流程方案的制定原油的加工方案可以分为以下几种基本类型：原油的加工方案可以分为以下几种基本类型：1.燃料型燃料型 这类加工方案的目的产品基本上都是燃料。最简这类加工方案的目的产品基本上都是燃料。最简单的燃料型蒸馏流程就是常压蒸馏流程，产品是汽油、单的燃料型蒸馏流程就是常压蒸馏流程，产品是汽油、煤油、柴油等轻质燃料，常压重油则作为重质燃料。煤油、柴油等轻质燃料，常压重油则作为重质燃料。2.燃料化工型燃料化工型 这类方案的目的产品，除了轻、重质燃料以外，这类方案的目的产品，除了轻、重质燃料以外，还提供石油化工原料。还提供石油化工原料。3.燃料润滑油型燃料润滑油型 产品方案是生产轻、重质燃料和各种品种的润滑产品方案是生产轻、重质燃料和各种品种的润滑油。油。2024/5/21 周二3二、汽提段数二、汽提段数 在原油蒸馏流程中，原油经历的加热汽化蒸馏的在原油蒸馏流程中，原油经历的加热汽化蒸馏的次数称为汽化段数。在常压塔之前设置一个初馏塔次数称为汽化段数。在常压塔之前设置一个初馏塔（也称预汽化塔）是二段汽化。在蒸馏装置中还有减（也称预汽化塔）是二段汽化。在蒸馏装置中还有减压蒸馏部分，则此蒸馏流程即为三段汽化流程。图压蒸馏部分，则此蒸馏流程即为三段汽化流程。图-5-1是三段汽化的原油蒸馏流程。是三段汽化的原油蒸馏流程。下面是可能导致采用初馏塔的因素：下面是可能导致采用初馏塔的因素：（1）原油的含砷量；）原油的含砷量；（2）原油的轻馏分；）原油的轻馏分；（3）原油脱水效果；）原油脱水效果；（4）原油的含硫量和含盐量。）原油的含硫量和含盐量。2024/5/21 周二4图图图图 -5-1 -5-1 三段汽化常减压蒸馏工艺流程三段汽化常减压蒸馏工艺流程三段汽化常减压蒸馏工艺流程三段汽化常减压蒸馏工艺流程2024/5/21 周二5三、常减压蒸馏的换热流程三、常减压蒸馏的换热流程1.换热流程设计中的几个重要问题换热流程设计中的几个重要问题 一个完善的换热流程应当达到以下要求：一个完善的换热流程应当达到以下要求：a.充分利用各种余热；充分利用各种余热；b.换热器的换热强度较大；换热器的换热强度较大；c.原油流动的压力降较小；原油流动的压力降较小；d.操作和检修可靠、方便。操作和检修可靠、方便。表表-5-2列出这两个换热流程的某些重要指标。列出这两个换热流程的某些重要指标。例举胜利炼厂南常减压蒸馏装置的换热流程（见图例举胜利炼厂南常减压蒸馏装置的换热流程（见图-5-3）。）。2024/5/21 周二6图图图图 -5-3 -5-3 胜利炼厂南蒸馏装置换热流程胜利炼厂南蒸馏装置换热流程胜利炼厂南蒸馏装置换热流程胜利炼厂南蒸馏装置换热流程2024/5/21 周二7表表表表 -5-2 -5-2 换热流程的某些重要指标换热流程的某些重要指标换热流程的某些重要指标换热流程的某些重要指标项项 目目上炼上炼1号蒸馏号蒸馏胜炼南蒸馏胜炼南蒸馏原油处理量，吨原油处理量，吨/时时350465原油进装置温度，原油进装置温度，C4044原油换热后温度，原油换热后温度，C297.4285.5换热总热负荷，换热总热负荷，104千焦千焦/时时2780527337每吨原油换热量，每吨原油换热量，104千焦千焦/吨吨7959换热器总面积，米换热器总面积，米246745000平均热强度，平均热强度，104千焦千焦/米米2时时5.955.48原油总压力降，巴原油总压力降，巴 一一 路路19.426.5 二二 路路17.828.02024/5/21 周二8（1）热回收率与原油预热温度）热回收率与原油预热温度 热回收率是指装置中换热回收的热量与换热回收热回收率是指装置中换热回收的热量与换热回收热量加冷却负荷之和之比。热量加冷却负荷之和之比。表表-5-3列出了某个列出了某个500万吨万吨/年常减压装置设计中，年常减压装置设计中，对不同原油预热温度方案进行比较的结果。对不同原油预热温度方案进行比较的结果。热回收率热回收率 Q1/(Q1+Q2)100%(-5-1)式中式中 Q1 换热热负荷，千焦换热热负荷，千焦/时；时；Q2 冷却热负荷，千焦冷却热负荷，千焦/时。时。2024/5/21 周二9表表表表 7-27 7-27 不同原油预热温度的比较不同原油预热温度的比较不同原油预热温度的比较不同原油预热温度的比较 原原 油油 预预 热热 温温 度度不设余热锅炉不设余热锅炉设余热锅炉设余热锅炉305C275 C305C275 C加热炉热负荷，加热炉热负荷，106千焦千焦/时时195268195268加热炉热效率，加热炉热效率，62.566.8余热锅炉热负荷，余热锅炉热负荷，106千焦千焦/时时55.362.8基建投资，万元基建投资，万元517534651690其中：加热炉其中：加热炉124170124170 换热器换热器393364393364 余热锅炉余热锅炉134156经营费，万元经营费，万元/年年315.7362.4329.1378.0其中：折旧费其中：折旧费51.753.465.169.0 燃料费燃料费264.0309.0264.0309.0产生蒸汽：数量，吨产生蒸汽：数量，吨/时时22.025.5 价值，万元价值，万元/年年1141322024/5/21 周二10（2）冷热流的匹配）冷热流的匹配 常减压蒸馏装置换热流程中的冷流是原油，热流常减压蒸馏装置换热流程中的冷流是原油，热流则是各馏出产品和循环回流。所谓冷热流匹配的问题则是各馏出产品和循环回流。所谓冷热流匹配的问题是指如何安排各热流的换热顺序以获得最合理的总平是指如何安排各热流的换热顺序以获得最合理的总平均传热温差，从而使所需的总传热面积较小。均传热温差，从而使所需的总传热面积较小。换热流程图示法见图换热流程图示法见图7-70，该图称为温位图。，该图称为温位图。图图7-70是图是图7-60中中路换热流程的温位图。温位图的横坐路换热流程的温位图。温位图的横坐标是原油的总热容量或累计传热负荷，纵坐标为各种标是原油的总热容量或累计传热负荷，纵坐标为各种油品的温度。油品的温度。2024/5/21 周二11（3）低温位热能的利用）低温位热能的利用 常减压蒸馏装置中有一些低温位的热源。利用低温位热源常减压蒸馏装置中有一些低温位的热源。利用低温位热源的困难主要有：的困难主要有：a.换热时的传热温差低，投资费用较大；换热时的传热温差低，投资费用较大；b.装置缺乏合适的冷流或热阱；装置缺乏合适的冷流或热阱；c.低温位的轻质油品与原油换热时，可能会由于换热器渗漏而低温位的轻质油品与原油换热时，可能会由于换热器渗漏而使轻质油品污染。使轻质油品污染。表表-5-4列出了某原油蒸馏装置的常压塔顶油汽采用空冷或列出了某原油蒸馏装置的常压塔顶油汽采用空冷或与原油换热两种方案的比较。从表中数据可以看出，采用与原与原油换热两种方案的比较。从表中数据可以看出，采用与原油换热的方案在经济上是可行的。油换热的方案在经济上是可行的。低温热的利用途径可分为两类：一类是按温位和热容量进行低温热的利用途径可分为两类：一类是按温位和热容量进行匹配直接换热，亦可称为同级利用。另一类是通过转换设备回匹配直接换热，亦可称为同级利用。另一类是通过转换设备回收动力、制冷或提高温位再利用，亦可称为升级利用。收动力、制冷或提高温位再利用，亦可称为升级利用。2024/5/21 周二12表表表表 -5-4 -5-4 常压塔顶油汽空冷与换热的比较（常压塔顶油汽空冷与换热的比较（常压塔顶油汽空冷与换热的比较（常压塔顶油汽空冷与换热的比较（500500万吨万吨万吨万吨/年蒸馏装置年蒸馏装置年蒸馏装置年蒸馏装置方案方案采用空冷采用空冷与原油换热与原油换热与原油换热与原油换热与原油换热与原油换热比较条件：比较条件：油汽温度，油汽温度，C115 53115 671157511585空气温度，空气温度，C6235原油温度，原油温度，C107551055510055热负荷，热负荷，106千焦千焦/时时 空空 冷冷85.9 换换 热热79.176.471.2 后后 冷冷6.89.514.7投资（包括加热炉），投资（包括加热炉），万元万元202.5291.5179.3141.9经营费（包括燃料），经营费（包括燃料），万元万元/年年131.779.763.548.9换热回收价值，万元换热回收价值，万元/年年84.881.876.0投资回收时间，年投资回收时间，年7.53.12.32024/5/21 周二13（4）换热时的传热系数和流动压力降）换热时的传热系数和流动压力降 在选择换热流程时，应注意选择合理的冷热流的在选择换热流程时，应注意选择合理的冷热流的流体力学状态，使整个换热系统在流动压力降（主要流体力学状态，使整个换热系统在流动压力降（主要是指冷流原油）尽可能小的条件下得到最大的传热是指冷流原油）尽可能小的条件下得到最大的传热系数，换句话说，即要求动力消耗尽可能小，而传热系数，换句话说，即要求动力消耗尽可能小，而传热效果最佳。效果最佳。流体的粘度和流速对流动压力降和传热系数有重流体的粘度和流速对流动压力降和传热系数有重要影响。要影响。2024/5/21 周二142.换热流程的最优化换热流程的最优化 换热流程的最优化要求解决下列问题：换热流程的最优化要求解决下列问题：（1）冷、热流的合理匹配和换热顺序的合理排列，）冷、热流的合理匹配和换热顺序的合理排列，使整个换热系统的平均传热温差为最大；使整个换热系统的平均传热温差为最大；（2）每一个冷、热流的终端温度合理，既能使热能）每一个冷、热流的终端温度合理，既能使热能得到最大限度的回收，又使换热器有尽可能高的热强得到最大限度的回收，又使换热器有尽可能高的热强度和传热效率；度和传热效率；（3）选择合适型号的换热器和合理的冷、热流的流）选择合适型号的换热器和合理的冷、热流的流体力学状态，在整个换热系统的动力消耗尽可能小的体力学状态，在整个换热系统的动力消耗尽可能小的基础上，使总的传热系数达到最大。基础上，使总的传热系数达到最大。2024/5/21 周二15