250万吨年原油常减压蒸馏装置常压塔工艺设计样本.doc

1 原料油性质及产品性质 1
1.1 原油通常性质 1
1.2 原油实沸点蒸馏数据 1
1.3 原油平衡蒸馏数据 1
1.4 产品方案及产品性质 1
2 概述 2
2.1 设计基础 2
2.2 设计方案 2
2.3 生产规模 3
2.4 工艺技术路线 3
2.5 工艺技术特点 3
2.6 关键原材料 4
3 工艺步骤设计 4
3.1 工艺步骤 4
3.2 塔器结构 6
3.3 污染源分析 7
3.4 废气处理 7
3.5 废水处理 8
4 常压蒸馏塔工艺设计 9
4.1 工艺参数计算 9
4.2 体积平均沸点 9
4.3 恩氏蒸馏90%~10%斜率 9
4.4 立方平均沸点和中平均沸点 10
4.5 特征因数及相对分子质量 10
4.6 平衡蒸发温度 10
4.7 临界温度和临界压力 11
4.8 焦点温度和焦点压力 11
4.9 原油和产品相关性质参数计算汇总 11
5 操作条件确实定 12
5.1 汽提蒸汽用量 12
5.2 塔板型式和塔板数 13
5.3 操作压力 13

5.4 汽化段温度 14
5.5 塔底温度 16
5.6 塔顶及各侧线温度假设和回流热分配 16
5.7 蒸馏塔各点温度核实 17
5.8 全塔汽液负荷分布图 20
6 常压蒸馏尺寸计算 21
6.1 塔直径计算 21
6.2塔高计算 22
6.3 塔板部署, 浮阀、溢流堰及降液管计算 23
6.4 浮阀数 23
6.5溢流堰及降液管决定 23
7 常压蒸馏塔水力计算 24
7.1 塔板总压力降 24
7.2 雾沫夹带 24
7.3 泄漏 25
7.4淹塔 25
7.5 降液管超负荷 26
7.6 适宜操作区和操作线 26
8 评述和体会 28
参考文件 29

1 原料油性质及产品性质
1.1 原油通常性质
原油含水量大于0.5%时先脱水。原油经脱水后，进行通常性质分析。包含相对密度、黏度、凝点或倾点、含硫量、含氮量、含蜡量、胶质、沥青质、残炭、水分、含盐量、炭分、机械杂质、元素分析、微量金属、步骤、闪点及原油基属等。
阿曼原油，= 0.8552；特征因数 K=12.2 含硫石蜡-中间基原油。
1.2 原油实沸点蒸馏数据
表1-1 阿曼原油实沸点蒸馏数据
序
馏分范围
馏 出 %
序
馏分范围
馏 出 %
序
馏分范围
馏 出 %
号
℃
重
累计
号
℃
重
体
号
℃
重
体
1
IBP-60
1.45
1.45
9
200-220
2.85
22.10
17
360-395
2.96
45.39
2
60-80
2.06
3.51
10
220-230
1.33
23.43
18
395-425
6.60
51.99
3
80-100
2.24
5.75
11
230-250
2.28
25.71
19
425-440
2.87
54.86
4
100-120
2.28
8.03
12
250-275
3.51
29.22
20
440-460
3.48
58.34
5
120-145
3.84
11.87
13
275-300
3.51
32.73
21
460-480
3.09
61.43
6
145-160
2.00
13.87
14
300-320
3.42
36.15
22
480-500
2.69
64.12
7
160-180
2.87
16.74
15
320-340
3.28
39.43
23
500-520
2.48
66.60
8
180-200
2.51
19.25
16
340-360
3.00
42.43
24
520-540
2.93
69.53
-
-
-
-
-
-
-
-
25
>540+
30.47
100
1.3 原油平衡蒸馏数据
表1-2 原油平衡蒸馏数据
累计馏出 ％(体)
初馏点
10
20
30
40
50
60
70
平衡蒸发温度 ℃
125.1
182.8
233.7
287.9
336.9
387.9
433.6
482.8
1.4 产品方案及产品性质
表1-3 产品产率及其性质
产 品
名 称
沸点范围
℃
产 率
%(重)
相对密度

恩 氏 蒸 馏 数 据, ℃
初
10%
30%
50%
70%
90%
终
初顶油

9.76
0.7010
--
62
74
87
104
117
132
常顶油
初~130
3.93
0.7142
30
80
108
115
127
138
147
航空煤油
130~230
13.09
0.7840
147
167
183
200
219
244
264
轻 柴 油
230~320
16.10
0.8206
228
260
278
292
306
330
349
重 柴 油
320~350
3.81
0.8450
244
297
333
345
356
381
402
常四线
350~420
4.72
0.8623
295
313
366
398
408
434
497
重 油
>420
48.59
0.9200
-
-
-
-
-
-
-
2 概述
2.1 设计基础
原油在常压条件下呈液态复杂烃类混合物。原油是一个关键由碳氢化沸点从常温到500度以上，分子结构也是多个多样合物组成复杂混合物。石油中烃类和非烃类化合物，相对分子质量从几十到几千。不一样油区所产原由在性质上差异较大，不一样组成原油表现出物理性质不一样，而不一样化学组成及物理性质对原油使用价值、经济效益全部有影响。对很多原油来说，它各项性质指标间往往存在着利弊交错、优劣共存现象，这么就需要对原油进行分析评价。大家依据对所加工原油性质、市场对产品需求、加工技术优异性和可靠性，和经济效益等诸方面分析、制订合理加工方案。
石油炼制加工方案，关键依据其特征、市场需要、经济效益、投资力度等原因决定。石油炼制加工方案大致能够分为三种类型：
（1）燃料型：关键产品是用燃料石油产品。除了生产部分重油燃料油外，减压馏分油和减压渣油经过多种轻质化过程转化为多种轻质燃料。
（2）燃料－润滑油型：除了生产燃料石油产品外，部分或大部分减压馏分油和减压渣油还用于生产多种润滑油产品。
（3）燃料－化工型：除了生产燃料产品外，还生产化工原料和化工产品。原油经过常压蒸馏可分馏出汽油、煤油、柴油馏分。因原油性质不一样，这些馏分有可直接作为产品，有需要进行精制或加工。将常压塔底油进行减压蒸馏，等到馏分视其原油性质或加工方案不一样，能够作裂化（热裂化、催化裂化、加氢裂化等）原料或润滑油原料油原料，也能够作为乙烯裂解原料。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）原料。
2.2 设计方案
设计一套年处理量为250万吨阿曼原油加工装置，因为原料中轻组分不多，所以原油蒸馏装置采取二段汽化，设计常压塔，减压塔。设计中采取水蒸气汽提方法,并确定汽提水蒸汽用量；因为浮阀塔操作弹性大，本设计采取浮阀塔。
原油蒸馏在炼油厂是原油首先要经过加工装置。通常包含预处理系统（原油电脱盐）、常压分馏系统、减压分馏系统、注剂系统、轻烃回收系统（加工轻质原油且达成经济规模时通常设置轻烃回收系统）等。常压蒸馏就是在常压下对原油进行加热、气化、分馏和冷凝。如此得到多种不一样沸点范围石油馏分。常减压蒸馏是指在常压和减压条件下，依据原油中各组分沸点不一样，把原油“切割”成不一样馏分工艺过程。
2.3 生产规模
规模原油处理量250万吨/年。按年开工8000小时计，即处理量为312500kg/h。
2.4 工艺技术路线
阿曼原油属于含硫石蜡-中间基原油。
煤油含有相当好挥发性能，比较高闪点，适宜粘度等特征，是一个优良有机溶剂，有着广泛应用前景，不过，直馏煤油和通常加氢煤油芳烃含量全部较高，氮非烃化合物也很多，致使在使用过程中，不仅使人感到有不舒适臭味，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基础油使用。因为铝轧制在冷却、润滑和改善铝制品表面光洁度等方面全部极其关键作用，所以，伴随铝加工业迅猛发展，铝轧制油用量越来越大。铝轧制油除应用含有馏分范围窄、饱和烃含量高、闪点高特点外，还要求含有较低硫含量和芳烃含量。煤油加氢工艺是生产高级铝轧制油最有效工艺手段，该工艺关键是对其进行深度脱硫、脱氮和脱芳烃。采取加氢法生产无味煤油、铝轧制油，有着其它方法无法比拟优点。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。
特种油品精馏和通常炼油装置不一样，馏分窄，分馏精度要求高，产品种类繁多，生产操作完全由市场决定，操作灵活要求很高，依据产品方案要求，分馏部分采取双分馏塔多侧线抽出，其中第二分馏塔为减压操作，满足不一样产品分割及质量要求。
2.5 工艺技术特点
因为装置规模较小，在确保安全平衡生产前提下，尽可能简化工艺步骤和自动控制系统，以节省工程投资；反应部分采取冷高压分离步骤；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。
2.6 关键原材料
关键原材料是阿曼原油，其属含硫石蜡-中间基原油。
3 工艺步骤设计
3.1 工艺步骤
①原油换热系统
原油从北山油罐靠静位能压送到原油泵进口，在原油泵进口前过滤器注入利于确保电脱盐效果破乳化剂和水，经泵抽送后分东西两路和油品换热后进入电脱盐罐脱盐脱水。
在电脱盐罐内1~24000伏高压交流电所产生电场力和破乳化剂作用下，微小水滴聚集成大水滴沉降下来和原油分离，因原油中盐份绝大部分溶于水中，故脱水包含了脱盐。原油从电脱盐罐出来后，进料继续和油品换热进入常压塔。
②初馏系统
被加热到220~230℃原油进入初馏塔汽化段后，分为汽液两相，汽相进入精馏段，液相进入提馏段。
初顶油气从塔顶出来，分为四路进入冷凝器，冷凝冷却到30~40℃进入容器。冷凝油经泵后部分打回初馏塔做冷回流，另一部分做重整料或汽油出装置;未冷凝气体去加热炉烧或气炬放空。冷凝水部分用泵注入挥发线，另一部分排入下水道或气提车间。
初顶循环回流油从初馏塔集油箱提出，由泵送去换热器和脱前原油换热后发话初馏塔。初侧线从初馏塔集油箱抽出经泵送入到常压塔。从初馏塔底出来拔头油由泵抽出，分两路和高温油品换热，换热到300℃左右再合并分四路进入常压炉进行加热，加热到346℃或350℃进入常压塔。
③常压系统
从常压炉加热出来油进入初馏塔汽化段后，汽相进入精馏段，在精馏段分离切割出五个产品，液相进入提馏段，在塔底液面上方吹入过热蒸汽作汽提用。
常顶油汽、水蒸汽从塔顶挥发线出来，（在挥发线依次注有氨水，缓蚀剂和碱性水），先分八路进入空冷器冷却到60~75℃后，再分两路冷却到40~45℃，冷后合并进入容罐作油、水、汽分离。分离出来冷凝水部份用泵注入挥发线，另一部份排入碱性水道或经泵送北汽提装置，瓦斯从容器顶出来经水封罐脱油脱水后去加热炉烧或明放空或去火炬线放空，或去三蒸馏尾气系统。常顶汽油由泵抽出，部份打回初馏塔顶作冷回流，部份经混合柱碱洗进入容沉降罐分离碱渣后出装置或经脱砷后出装置。
常压一线馏出，经汽提上段汽提，油汽返回初馏塔，馏出油由泵-抽出前后经冷却至40~45℃进入灯油沉降罐作航煤，灯油或溶剂油出装置。
常压二线馏出，进入汽提中段汽提，油汽返回初馏塔，馏出油由泵抽出后经冷却至50~70℃后和碱液混合进入柴油电离罐，在罐内约1.5~2.0万伏高压直流电电场作用下分出碱渣，常二经沉降后作轻柴装置，若作-10#军柴则改善盐罐后出装置。精制罐分离出碱渣自压送往汽油泵房回收。
常压三线抽出，经汽提下段汽提，油汽返回初馏塔，馏出油由泵抽出后经冷却至60~75℃作变压器油原料出装置，若作轻柴则和常二合并出装置。
常压一中馏出，由泵抽送。常压二中自馏出，由泵抽出后经换热后经三通温控调整阀返回初馏塔。常压塔底重油由泵抽出，分四路进入减压炉加热。
④减压系统
从减压炉加热出来油（约385~395℃）进入减压塔，在塔内91-97Kpa真空度下进行减压分馏。
减压塔顶油汽、水蒸汽由挥发线引出，分8支路进入4组间冷凝器冷却，冷凝油水流入容器进行油水分离，未冷凝油汽被一级蒸汽真空泵抽送入2组间冷器，冷却，冷凝液进入容器，未冷凝气被二级蒸汽真空泵抽送入冷却，冷凝液进入容器。
减压一线自常压塔上段填料下集油箱馏出，由泵抽送去和炉用空气换热，换热后再经换热器和原油换热，然后进入冷却至40～50℃，部份打回减压塔作冷回流，另一部份作重柴或催化料出装置。
减压二线自常压塔下段填料下集油箱馏出，经减压塔上段汽提，油汽返回中段填料下集油箱之下，馏出油由泵抽出后经冷却至60～70℃作润料或催化料出装置。冷却器出口引一支路去泵进口以作重质封油用。
减一中自常压塔中段填料下集油箱馏出，由泵抽送分三路并联经换热器，换热器换热后返回减压塔上段填料下集油箱之下。减二中自常压塔馏出，由泵-抽送前后经换热后返回减压塔。减底渣油由泵抽出，分两路换热后合并进入冷却器，然后作氧化沥青料、焦化料或丙烷脱沥青料出装置。
设计中采取水蒸气汽提方法，并确定汽提水蒸气用量；因为浮阀塔操作弹性大，本设计采取浮阀塔。
图3-1 原油常减压蒸馏装置工艺标准步骤图所表示
3.2 塔器结构
本装置关键塔器包含脱盐罐、初馏塔、常压塔、汽提塔、减压炉、减压塔等。
依据设计要求和实际情况，采取板式塔。多种板式塔相关结构性能比较以下表：
表3-1 板式塔相关结构性能表
塔板
优点
缺点
泡罩塔板
不轻易发生漏液现象，有很好操作弹性，对脏物不敏感
结构复杂造价高，塔板压降大，雾末夹带现象严重．塔板效率均匀
筛板
结构简单，造价低，气体，压降小
操作弹性地，筛孔小，易堵塞
浮阀塔板
生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压降小，结构简单，造价低
不宜处理易结焦，或黏度大
喷射型塔板
开孔率较大，可采取较高空塔气速，生产能力大，塔板效率高
操作弹性大．气相夹带
由上表比较可知，应选择浮阀塔板作为此次设计所需塔板。
3.3 污染源分析
常压加热炉烟气 减压加热炉烟气
图3-2 常减压蒸馏装置工艺步骤及污染源分布
1－电脱盐罐；2一初馏塔；3常压炉；4常压塔；5汽提塔；6-稳定塔；7分馏塔；8－减压加热炉；9－减压塔
由图2可知，常减压蒸馏装置污染源有电脱盐排水、初顶排水、机泵冷却水、常顶排水、减顶排水、常压加热炉烟气、减压加热炉烟气，所以环境保护工作应围绕这些污染源采取对应方法。
3.4 废气处理
①加热炉烟气
烟气中SO2和燃料中硫含量相关，使用燃料气及低硫燃制能有效降低SO2。排放量。NO2排放和燃料中N2含量及燃烧火嘴结构相关。
②停工排放废气
装置在停工时，需对塔、容器、管线进行蒸汽吹扫，大部分存油随蒸汽冷凝水排出，还有部分未被冷凝油气随塔顶蒸汽放空进入大气；检修时，需将塔、容器等设备人孔打开，将残余油气排入大气；要制订停工方案并严格实施，严格控制污染。
③无组织排放废气
通常情况下含硫废水中硫化氢及氨气味较大，输送这种含硫废水必需密闭，如有泄漏则毒害严重。含硫化氢废气常常泄漏部位是在“三顶”回流罐脱水部位。降低方法是控制好塔顶注氨。输送轻质油品管线、碱渣管线及阀门泄漏会造成大气污染，本装置设计常压塔顶减压阀为紧急放空所用，放空气体进入紧急放空罐。管线阀门泄漏率应小于2％。
另外，蒸馏装置通常设“三顶”瓦斯回收系统，将初顶、常减顶不凝气引入加热炉作为燃料烧掉或回收，这么对节能、安全、环境保护全部有利。
3.5 废水处理
①电脱盐排水
制电脱盐过程所排废水，来自原油进装置时本身携带水和溶解原油中无机盐所注入水。另外，加入破乳剂使原油在电场作用下将其中油和含盐废水分离。因为这部分水和油品直接接触，溶人污染物较多，尤其是电脱盐罐油水分离效率不高时，这部分排水中石油类和COD均较高。排水量和注水量相关，通常注入量为原油5％～8％。
筛选好破乳剂、确定适宜用量、提升电脱盐效率全部对提升油水分离效果有利；用含硫污水汽提后净化水回注电脱盐可降低新鲜水用量，同时降低净化水排放挥发酚含量；增加油水镧离时间，严格控制油水界面(必需时设二次收油设施)可降低油含量。
②塔顶油水分离器排水
常减压蒸馏装置其初馏塔顶、常压塔顶、减压塔顶产物经冷后均分别进入各自油水分离器，进行油水分离并排水。这部水是由原油加工过程中加热炉注水，常压塔和减压塔底注汽产品汽提塔所用蒸汽冷凝水，大气抽闲器冷凝水，塔顶注水，缓蚀剂所含水分等组成。因为这部分水和油品直接接触，所以污染物质较多，排水中硫化物、氨、COD均较高。排水中带隋况和油水分离器中油水分离时间、界面控制是否稳定相关。正常生产情况下，严格控制塔顶油水分离器油水界面是预防排重带油关键。
③机泵冷却水
机泵冷却水由两部分组成，一部分是冷却泵体用水，全部使用循环冷却后进循环水回水管网循环使用。另一部分是泵端面密封冷却水，随用随排入含油废水系统。通常热油泵需冷却水较多，如端面漏油较多．则冷却水带油严重。如将泵端面密封改为波纹管式密封，能够降低漏油污染。
④装置其它排水
a．油品采样。该装置有汽油、煤油、柴油等油品采样口用于采集样品进行质量检测。通常在油品采样前，全部要放掉部分油品，方便将采样滞留在管线中油置换掉。这部分油品会污染排水。b．设备如拆卸油泵、换热器等，需将设备内存油放掉进入系统。假如能在拆卸设备处，设专线将油抽至污油回收系统(或罐)，能够降低污染。 c．地面冲洗原油泵、热油泵、控制阀等部位所在地面最易遭受污染。通常不许可用水冲洗地面，通常见浸有少许煤油棉纱插去油污。d.多种废水排出装置进入全厂含油废水系统之前，要设置计量井，并制订排水定额。对控制排放废水污染较为有效。
4 常压蒸馏塔工艺设计
4.1 工艺参数计算
处理量为250万吨/年阿曼原油常减压分馏塔, 产品产率及性质数据及平衡汽化数据表3-1及表3-2所表示。
表4-1 产品产率及其性质
产 品
名 称
沸点范围
℃
产 率
%(重)
相对密度

恩 氏 蒸 馏 数 据, ℃
初
10%
30%
50%
70%
90%
终
初顶油

9.76
0.7010
--
62
74
87
104
117
132
常顶油
初~130
3.93
0.7142
30
80
108
115
127
138
147
航空煤油
130~230
13.09
0.7840
147
167
183
200
219
244
264
轻 柴 油
230~320
16.10
0.8206
228
260
278
292
306
330
349
重 柴 油
320~350
3.81
0.8450
244
297
333
345
356
381
402
常四线
350~420
4.72
0.8623
295
313
366
398
408
434
497
重 油
>420
48.59
0.9200

表4-2 原油平衡蒸发数据
累计馏出, ％(体)
初馏点
10
20
30
40
50
60
70
平衡蒸发温度, ℃
125.1
182.8
233.7
287.9
336.9
387.9
433.6
482.8
4.2 体积平均沸点
初顶油：t体=（62 + 74 + 87 + 104 + 117）/ 5=88.8℃。同理可得，常顶油：t体=113.6℃；航空煤油：t体=202.6℃；重柴油：t体=342.4℃；常四线：t体=383.8℃。
4.3 恩氏蒸馏90%~10%斜率
初顶油90%~10%斜率=（117-62）/ 80=0.688（℃/%）。同理可得，常顶油90%~10%斜率=0.725（℃/%）；航空煤油90%~10%斜率=0.963（℃/%）；轻柴油90%~10%斜率=0.875（℃/%）；重柴油90%~10%斜率=1.05（℃/%）；常四线90%~10%斜率=1.513（℃/%）。
4.4 立方平均沸点和中平均沸点
由《工艺计算图表》图2-1-1查得
表4-3 油品立方平均沸点和中平均沸点校正值表
油品
立方平均沸点校正值/℃
校正后t体/℃
中平均沸点校正值/℃
校正后t中/℃
初顶油
-1.9
86.9
-4
84.8
常顶油
1.8
111.8
-4
109.6
航空煤油
-2
200.6
-5.2
197.4
轻柴油
-2
291.2
-4
289.2
重柴油
-1.7
340.7
-4.8
337.6
常四线
-2
381.8
-7.6
376.2
4.5 特征因数及相对分子质量
依相对密度和中平均沸点查《工艺计算图表》图2-1-2可得：
表4-4 油品特征原因和相对分子量
油品
初顶油
常顶油
航空煤油
轻柴油
重柴油
常四线
特征原因K
11.5
11.6
11.1
11
10.94
10.89
相对分子质量
95
109
152
219
265
321
4.6 平衡蒸发温度
由恩氏蒸馏蒸馏温度算出恩氏蒸馏温差，依恩氏蒸馏曲线各段温差查《石油化工工艺计算图表》中图2-2-3得平衡蒸发曲线相对应各段温差温差，后查《石油化工工艺计算图表》中图2-2-4得出50%点平衡蒸发曲线和恩氏蒸馏曲线温差，从而得出平衡蒸发曲线中50%点温度，依此温度和各段温差能够推算出平和蒸发曲线各点温度，结果以下表：
表4-5 平衡蒸发曲线各点温度汇总表
产品 温度/℃
0%
10%
30%
50%
70%
90%
100%
初顶油

64.8
70.8
77
85
90
94.6
常顶油
58.8
84.8
102
105
110
114.8
117.6
航空煤油
169.2
177.2
186.2
195
204.5
216.9
222.9
轻 柴 油
269
283
293
300
306
318
323.8
重 柴 油
277.5
327.5
351
359
363.8
376
382.2
常四线
301.2
363.2
399.6
418
422.4
434.8
469.8
4.7 临界温度和临界压力
临界温度tkp，依体积平均沸点和《石油化工工艺计算图表》中图2-1-1查得校正值，从而算出重量平均沸点和分子平均沸点，再查《石油化工工艺计算图表》中图2-3-7可得真假临界温度以下表所表示。
临界压力Pkp，查《石油化工工艺计算图表》中图2-3-8可得假临界压力，再查图2-3-9可得真临界压力，结果以下表所表示。
表4-6 临界温度和压力汇总表
产品
真临界温度℃
假临界温度℃
真临界压力MPa
假临界压力MPa
初顶油
262
256
3.2
3.01
常顶油
285
279
3.02
2.89
航空煤油
383
378
2.15
2.19
轻 柴 油
468
460
1.78
1.6
重 柴 油
510
502
1.46
1.34
常四线
544
536
1.1
1.2
4.8 焦点温度和焦点压力
焦点温度，tF由《石油化工工艺计算图表》中图2-2-19查得，汽焦点温度为328.5℃。
焦点压力，PF由《石油化工工艺计算图表》中图2-2-18查得，汇总以下表：
表4-7 原油馏分焦点温度和焦点压力汇总表
产品
初顶油
常顶油
航空煤油
轻 柴 油
重 柴 油
常四线
焦点温度℃
312
333
423
490
530
566
焦点压力MPa
5.327
4.742
3.163
2.185
1.815
1.455
4.9 原油和产品相关性质参数计算汇总
表4-8 油品相关性质参数计算汇总
油品名称
密度
比重指数oAPI
特征因 数K
分子量
M
平衡蒸发温度℃
临界参数（假）
焦点参数
0 %
100%
温度℃
力MPa
温度℃
MPa
初顶油
0.701
68.89
11.5
95

94.6
256
3.01
312
5.327
常顶油
0.714
65.24
11.6
109
58.8
117.6
279
2.89
333
4.742
航空煤油
0.784
47.93
11.1
152
169.2
222.9
378
2.19
423
3.163
轻 柴 油
0.821
40.01
11
219
269.0
323.8
460
1.6
490
2.185
重 柴 油
0.845
35.10
10.94
265
277.5
382.2
502
1.34
530
1.814
常四线
0.862
31.80
10.89
321
301.2
469.8
536
1.2
566
1.454
重 油
0.920
21.67
-
-
-
-
-
-
-
-
表4-9 常压塔物料平衡表(250万吨/年，每十二个月开工8000小时计)
物料平衡表 （按8000小时/年计）
油 品
产 率%
处 理 量 或 产 量
质量
体积
104t / Y
t / h
kg/h
kmol/h
m3/h
原油
100
100
260
325
325000

380.0281
产品
初顶油
9.76
11.907
25.38
31.72
31720
333.8947
45.2496
常顶油
3.93
4.706
10.22
12.77
12772.5
117.1789
17.8836
航空煤油
13.09
14.279
34.03
42.54
42542.5
279.8849
54.2634
轻 柴 油
16.1
16.779
41.86
52.32
52325
238.9269
63.7643
重 柴 油
3.81
3.856
9.906
12.38
12382.5
46.7264
14.6538
常四线
4.72
4.681
12.27
15.34
15340
47.7882
17.7896
重 油
48.59
45.168
126.3
157.92
157917.5
-
171.6495
5 操作条件确实定
5.1 汽提蒸汽用量
侧线产品及塔底重油全部用过热水蒸汽汽提, 使用是温度370℃，压力0.4MPa过热水蒸汽。汽提水蒸汽用量和需要汽提出来轻组分含量相关。在设计中可参考经验数据来选择汽提蒸汽用量。
表5-1 汽提水蒸汽用量表 5-2 汽提蒸汽用量(经验值)
塔名称
产品
蒸汽用量( t / h)
常压塔
常一汽提蒸汽总量
0.25
常二汽提蒸汽总量
0.2
常三汽提蒸汽总量
0.25
常四汽提蒸汽总量
0.22
塔底吹汽量
3.86
塔名称
产品
蒸汽用量,％(对产品)
常压塔
溶剂油
1.5～2.0
常压塔
煤油
2～3
常压塔
轻柴油
2～3
常压塔
重柴油
2～4
常压塔
轻润滑油
2～4
常压塔
塔底重油
2～4
初馏塔
塔底油
1.2～1.5
减压塔
中、重润滑油
2～4
减压塔
残渣燃料油
2～4
减压塔
残渣汽缸油
2～5

5.2 塔板型式和塔板数
石油分馏塔塔板数关键靠经验选。
表5-3 是常压塔塔板数参考值
常压塔塔板数国外文件推荐值
中国一些炼油厂常压塔塔板数
被分离馏分
推荐板数
被分离馏分
东方红Ⅱ套
南京Ⅰ套
上海炼厂
轻汽油─重汽油
6～8
汽油─煤油
3
10
9
汽油─煤油
6～8
煤油─轻柴油
9
9
6
汽油─柴油
4～6
轻柴油─重柴油
7
4
6
轻柴油─重柴油
4～6
重柴油—裂化原料
8
4
6
进料—最低侧线
3～6
最低侧线—进料
4
4
3
汽提段或侧线汽提
4
进料—塔底
4
6
4
参考表5-3选定塔板数以下:
分馏塔
分馏塔塔板数
常顶
常一线
常二线
常三线
常四线
塔底
50层
12层
14层
8层
6层
6层
4层
其中塔顶循环回流3块；第一中段循环回流3块；第二中段循环回流3块。
5.3 操作压力
取塔顶产品罐压力为：0.124MPa。塔顶采取两级冷凝冷却步骤图。取塔顶空冷器压力降为0.01MPa使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取0.0171MPa故塔顶压力=0.124+0.01+0.0171=0.15MPa(绝)。
取每层浮阀塔板压力降为0.00051MPa (4mmHg)则推算常压塔各关键部位压力以下：(单位为MPa)
塔顶压力 0.15
一线抽出板(第13层)上压力 0.157
二线抽出板(第27层)上压力 0.164
三线抽出板(第35层)上压力 0.168
四线抽出板(第41层)上压力 0.171
汽化段压力(第47层下) 0.174
取转油线压力降为0.0351MPa则加热炉出口压力=0.174+0.035=0.209MPa
5.4 汽化段温度
1.汽化段中进料汽化率和过汽化率
取过汽化率为进料2％(质)(经验值为2~4)或2.03％(体)，则过汽化油量为325000×2%=6500kg/h；
要求进料在汽化段汽化率为：
eF = (4.706+14.279+16.779+3.856+2.03)％=41.65％
表5-4 物料平衡表(250万吨/年，每十二个月开工8000小时计)
物料平衡表 （按8000小时/年计）
?
油 品
产 率，%
处 理 量 或 产 量
?
质量
体积
104t/Y
t/h
kg/h
kmol/h
m3/h
原油
100
100
260
325
325000
-
380.0281
产品
初顶油
9.76
11.907
25.38
31.72
31720
333.8947
45.2496
常顶油
3.93
4.706
10.22
12.7725
12772.5
117.1789
17.8836
航空煤油
13.09
14.279
34.03
42.5425
42542.5
279.8849
54.2634
轻 柴 油
16.1
16.779
41.86
52.325
52325
238.9269
63.7643
重 柴 油
3.81
3.856
9.906
12.3825
12382.5
46.7264
14.6538
常四线
4.72
4.681
12.27
15.34
15340
47.7882
17.7896
重 油
48.59
45.168
126.3
157.9175
157917.5
-
171.6495

图5-1 原油实沸点蒸馏曲线和平衡汽化曲线
2.汽化段油气分压
汽化段中各物料流量以下：
表5-5 汽化段物流
常顶油
117.179
kmol/h
航空煤油
279.885
kmol/h
轻 柴 油
238.927
kmol/h
重 柴 油
46.726
kmol/h
常四线
47.788
kmol/h
过汽化油
21.667
kmol/h
油气量累计
752.172
kmol/h
水蒸汽(塔底汽提)
214.444
kmol/h
汽化段油气分压
0.137
MPa
其中过汽化油相对分子质量取300，水蒸气取214.444kmol/h(塔底汽提)
是由此计算得汽化段油气分压为：0.174×752.172/(752.172+214.444)=0.135 MPa
由图3—2可得到原油在常压下实沸点曲线和平衡汽化曲线交点为316℃。将此交点温度换算成在0.135MPa压力下温度为326℃。气化率为41.6％时由平衡汽化曲线可知平衡温度为tF=357ºC， 进料在汽化段中焓hF计算如表8所表示。

表5-6 进料带入汽化段热量QF(P=0.17295MPa, t=357℃)
进料带入汽化段热量QF(P=0.17295MPa，t=357℃）hf=894.433 KJ/Kg
物料
焓，kJ/kg
热量，kJ/h

焓，kcal/kg
汽相
液相
汽相
液相
常顶油
1193.01
-
15237720.23
0.7142
285
-
航空煤油
1163.708
-
49507047.59
0.784
278
-
轻 柴 油
1142.778
-
59795858.85
0.8206
273
-
重 柴 油
1121.848
-
13891282.86
0.845
268
-
常四线（汽）
1121.848
-
74288.77456
0.8623
268
-
常四线（液）
-
933.478
26492.10564
0.8623
-
223
过汽化油
-
933.478
6067607
0.
-
223
重 油
-
925.106
.8
0.92
-
221
累计
-
-
.2
-
-
-

再求出原油在加热炉出口条件下热焓H0按前述方法作出原油在炉出口压力0.20805MPa压力之下平衡汽化曲线。此处忽略了水分, 若原油中含有水分，则应按炉出口处油气分压下平衡汽化曲线计算。因考虑生产航空煤油, 限定炉出口温度不超出360℃。算出进料在炉出口条件下焓值H0。

表5-7 进料在炉出口处携带热量(P=0.20805MPa, t=360℃)
进料在炉出口处热量Qo(P=0.20805MPa,t=360℃）h0=929.458 KJ/Kg> hf
物料
焓，kJ/kg
热量，kJ/h

焓，kcal/