3.5mta长庆原油常压蒸馏装置工艺设计.doc

目 录
1绪论 1
1.1 课题的意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3设计依据 5
1.4 设计加工能力 6
1.5 装置特点 6
1.6工艺流程简述 6
2 原油加工方案的确定 7
2.1 概述 7
2.2 设计依据 7
2.3 设计能力 8
2.4 装置特点 8
2.5 加工方案 8
3 常压塔工艺计算 14
3.1 油品性质参数的计算 14
3.2 油品性质参数计算结果汇总 17
3.3 闪蒸塔的工艺设计计算 18
4 常压塔工艺设计 21
4.1 产品收率和物料平衡 22
4.2 常压塔操作条件确定 22
4.3 全塔气液相负荷 31
4.4 塔板水力学计算 46
5 管式加热炉的工艺设计 57
5.1 概述 57
5.2 原始数据 57
5.3 加热炉总热负荷 57
5.4 燃烧过程计算 58
5.5 全炉热平衡 60
5.6 辐射段的计算 61
5.7 对流室计算 66
5.8 炉管内压力降 72
5.9 烟囱的设计计算 75
设计体会与心得 80
参考文献 81
致谢 82

1绪论

1.1 课题的意义
石油是沸程极宽的复杂烃类混合物[1]。通过原油的蒸馏可以按所制定的产品方案将其分割成直馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分和渣油等[2]。原油蒸馏是石油加工中第一道不可少的工序，故通常称原油蒸馏为一次加工，其他加工工序则称为二次加工[3]，随着石油资源的日益减少，原油加工过程的首要任务就是高效、合理的提高常减压蒸馏装置的馏分油收率。 
原油的一次加工能力即原油蒸馏装置的处理能力,常被视为一个国家炼油工业发展水平的标志。截至2008年年底，我国原油加工能力为4.2亿t/a，占世界炼油总能力42.8亿t的10%；我国原油加工量3.42亿t，占世界炼油加工量的7%，居世界第二位（仅次于美国）；我国炼厂总数（大中型）为53座，占世界总数655座的8%，其中，镇海炼厂位居世界排名第十七位[4]。世界石油炼制行业中越来越激烈的竞争导致了当今的炼油装置日趋集约化和大型化。随着炼厂规模的扩大，单套蒸馏装置的加工规模也日益大型化。但是我国的蒸馏装置规模小，总体技术水平与国外水平相比，在处理能力、产品质量和拔出率方面有较大的差距。近几年，随着我国炼油工业的发展，为缩短与世界炼油厂的差距，我国新建蒸馏装置正向大型化方向发展[5]。
本设计主要是依据长庆混合原油评价报告、国家成品油有关标准和市场供需情况,确定原油加工方案，进行原油常压蒸馏的工艺设计。它的意义在于，通过常压蒸馏对原油的处理，可以按所指定的产品方案将原油分割得到汽油煤油、轻柴油、重柴油馏分以及重油馏分等。可以减少渣油量，提高原油总拔出率。不仅能获得更多的轻质油品，也可为二次加工、三次加工提供更多的原料油。
1.2国内外研究现状
原油蒸馏作为一次加工在石油加工中占有重要地位。炼厂一般是依次使用常压和减压的方法，将原油按照沸程切割成不同的馏分。人们将既采用了常压蒸馏又采用了减压蒸馏的原油蒸馏装置通常称为常减压蒸馏[1]。常减压蒸馏过程经过一百多年的发展，已成为一个比较完整成熟的工艺。目前，国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、减压塔，常压炉、减压炉组成的三塔两炉工艺流程[6]。 
1.2.1国内蒸馏装置研究现状
国内常压蒸馏技术近年来有很大发展，在改进加工流程，提高设备效率，降低能耗，提高产品质量方面做了大量的开发性工作，常压蒸馏装置的平均能耗已达到世界先进水平。
原油是非常复杂的混合物，要从原油中提炼各种燃料、润滑油及其它产品，就需要对原油进行馏分的切割。近年来国内主要的工艺有设置初馏塔、多产柴油技术、电脱盐技术和塔内件[7]。我国蒸馏装置侧线产品分离精度差别较大,如中石化有些炼油厂常顶和常一线能够脱空,但尚未有40%的装置常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过10℃,最多重叠达86℃。多数装置常二线与常三线恩氏蒸馏馏程重叠15℃以上，实沸点重叠则超出25℃[8]。润滑油馏分切割也同国外先进水平存在一定差距，主要表现在轻质润滑油馏分的挥发及中质 润滑油馏分的残炭、颜色和安定性等方面存在较大的差距。
我国常压蒸馏装置发展趋势是逐渐呈现规模大型化，原油加工品种多样化,生产操作智能化等趋势，技术水平有了较大的提高。
1.2.2国外蒸馏装置技术现状及发展趋势
常压蒸馏装置是一个工艺成熟的装置，技术进步大多是在工艺加工流程、设备结构及优化操作等方面，在满足生产方案、产品质量的前提下获得较高拔出率及较低的能耗，主要的技术进展有设备革新、窄点技术的应用和电脱盐技术[7]。
炼油厂的大型化是提高其劳动生产率和经济效益， 降低能耗和物耗的一项重要措施。现在最大的单套蒸馏装置处理量为 15Mt/a[9]。 整体蒸馏装置将原油分为：常压渣油、含蜡馏分油、中间馏分油和石脑油组 分。常压部分出常压渣油、中间馏分和石脑油以下的馏分。中间馏分在加氢脱硫 分馏塔中分馏煤油、轻、重柴油，常压渣油进入高真空减压蒸馏，分馏出的蜡油作为催化裂化装置和加氢裂化装置的原料。整体蒸馏装置可以节省投资30％左右。
电脱盐方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的专利技术较为先进。Howe-Beaket技术主要为低速脱盐,Petrolite已在低速脱盐的基础上开发了高速电脱盐。
塔内件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer和Norton为代表，拥有较先进的专利技术，公司开发出了SuperFRACV高效塔盘和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基础上开发了Mllapakplus和Optiflow高效填料[7]。
产品质量方面，国外蒸馏装置典型的产品分馏精度一般为：石脑油和煤油的脱空度 ASTM D86(5%-95%)13℃；煤油和轻柴油的脱空度 ASTM D86(5%-95%)-20℃；轻蜡油与重蜡油的脱空度 ASTM 油基础油也基本满足窄馏分、浅颜色。国外炼油厂蒸馏装置的大型化提高了劳动生产率和经济效益，降低了能耗和物耗[10]。
3.5Mt/a 长庆原油常压蒸馏装置工艺设计

摘要：根据长庆混合原油评价报告，确定其加工方案为燃料-化工型，装置采用闪蒸塔、常压塔。本设计主要对闪蒸塔、常压塔及加热炉进行了工艺设计计算，其中，闪蒸塔塔径为2.5m；常压塔采用32层F1型双溢流浮阀塔盘，塔径为5.4m，塔高为29.2m，塔顶设塔顶回流，塔侧采用两个中段循环回流。加热炉采用两个立式圆筒炉并联运行，辐射室高13m，节圆直径6.11m；对流室长5.31m，宽2.562m，高3.8m；烟囱高15m。计算结果表明，本装置能够在设计的负荷范围内正常操作和运行，说明本设计是合理可行的。

关键词：闪蒸塔；常压塔；加热炉；工艺计算

The Design of 3.0Mt/a Atmospheric Distillation unit of
Ansai crude Oil

Abstract: Based on the evaluation results of Changqing oil,it was determined that the processing plan was the type of fule-chemical. The unit included the flash tower, atmospheric tower. And this text mainly designed flash tower, atmospheric tower and the furnace. The flash tower its diameter was 2.5 m high.The atmospheric tower was seted 32 layers double-flow trays with the type of F-1 valve and was 29.2m high.Its diameter was 5.2m and seted reflux at the top of the tower and two intermediate circulating reflux. The furnace adopted vertical cylindrical type heater,and the radial chamber was 13m high and the pitch diameter was 6.11m. The convection chamber of the furnace was 5.31m long, 2.562m wide and 3.8m high.Its chimney was 15m high. The result indicated that the unit could normally been operated and run with the range designed, which confirmed the unit was feasible. In addition, the technological principle flow chart for this unit was drawn.

Keywords: flash tower; atmospheric tower;Furnace; Technology calculation

1.3设计依据
本次3.5Mt/a长庆原油常压蒸馏装置工艺设计的依据是：
（1） 西安石油大学化学化工学院化工教研室下发的毕业设计任务书。
（2） 长庆安塞混合原油综合评价。
（3） 中华人民共和国行业标准“管式加热炉技术规定”（ZB E97 002—90）。
（4） 中华人民共和国石油天然气行业标准“石油工程制图标准”（SYJ—391）。
（5） 中国石油化工总公司标准“炼油装置工艺设计技术规定”（SYJ—1076）。
1.4 设计加工能力
（1） 处理量：3.5Mt/a。
（2） 年开工时间：8000h。
1.5 装置特点
（1）本装置设有闪蒸塔，常压塔，常压加热炉。常压塔采用高效F1型双溢流浮阀塔盘。主要产品为重整原料、3#航煤馏分、-35#轻柴馏分、0#柴油馏分，常压渣油。
（2）常压渣油直接作为催化裂化的原料。
（3）常压塔顶采用两级冷凝冷却以减少传热面积及循环水的消耗。
（4）常一线采用再沸器汽提技术，以防止航煤带水，冰点升高。常二线、常三
线和塔底采用水蒸汽汽提。
1.6工艺流程简述
（1） 原油换热和脱盐
原油（45℃左右）由原油罐区经泵泵入装置，在泵口注入一定量的新鲜水和破乳剂，换热至130℃左右并流进入原油一、二级电脱盐罐，脱盐脱水后（3mg/L，0.01%）分两路，一路换热至210℃进入闪蒸塔，另一路经常压加热炉对流段再换热至220℃进入闪蒸塔。
（2） 闪蒸塔系统
原油（210℃，0.2MPa）进入闪蒸塔进行闪蒸，闪顶油206℃，0.2MPa）进入常压塔第15层塔板，闪底油（207℃，0.2MPa）进入常压塔第29层塔板。
（3） 常压蒸馏
闪底油经换热器换热换热至280℃进入常压炉对流室下段，加热至296℃入辐射室加热至360℃经转油线进入常压塔第29层板（350℃，0.171MPa）进行分馏。
塔顶油气（120℃，0.157MPa），经空冷器冷凝至60℃分为两部分，一部分作为热回流（60℃）返回塔顶；另一部分经冷却后（40℃）进产品罐作为重整原料出装置。
航空煤油由常压塔第9层（150℃，0.161MPa）抽出，进入再沸器换热，轻组分返回第8层上。常一线油品汽提后经抽出换热精制后作为航空煤油装置。
常二线由常压塔第17层（228℃，0.165MPa）抽出，进入常二线汽提塔，轻组分返回常压塔第16层上，其余组分由常二线泵抽出换热、酸碱精制后作为-10#柴油出装置。
常三线由常压塔第25层（284℃，0.169MPa）抽出，进入常三线汽提塔，轻组分返回常压塔第24层上，其余组分由常三线抽出换热、酸碱精制后作为0#柴油出装置。
常压渣油（343℃，0.171MPa）进减压装置进行再分馏。
常压塔第一中段回流从常压塔第13层（195℃，0.163MPa）抽出，换热后打回常压塔第11层上。
常压塔第二中段回流从常压塔第21层（251℃，0.167MPa）抽出，换热后打回常压塔第19层上。
（4） 加热炉
由于处理量较大，热负荷较高，采用双圆筒加热炉并联，以避免炉膛较空，炉管沿长度受热不均，热效率低等缺点。为了综合利用烟气余热，对流室采用三段换热
下段与闪底油换热，中段与水蒸气换热，上段与冷原油换热。

2 原油加工方案的确定

2.1 概述
2.2 设计依据
3.5Mt/a长庆马岭混合原油常压蒸馏装置工艺设计的依据是：
（1）根据西安石油大学化学化工学院下发的毕业设计任务书。
（2）长庆马岭混合油评价报告。
2.3 设计能力

（1）处理量： 3.5Mt/a
（2）年开工时间： 8000h
2.4 装置特点
（1）本装置设有闪蒸塔，常压塔，常压加热炉。常压塔采用高效浮阀塔盘。主要产品为重整原料，航煤馏分，轻柴馏分1，轻柴馏分2，同时还有常压渣油。
（2）常压渣油直接作为减压蒸馏的原料。
（3）加热炉设空气预热器，降低排烟温度，提高加热炉效率.。
（4）采用空冷器减少循环水消耗。
2.5 加工方案
2.5.1 长庆马岭原油的一般性质
表1是原油的一般性质，由表1数据可见，该原油的密度为0.8581g/cm3，金属镍含量为1.8ppm，残炭值为2.2%，沥青质含量为0.8%，硫含量为0.14%，小于300℃馏分收率为38%，根据关键组分分类（见表2），该原油属于中间基原油。
表1　马岭原油性质分析
分析项目
性质
分析项目
性质
凝固点　℃
23
V　　　ppm
0.49
闪点（闭）　℃
31
Na　　　ppm
9.72
酸值　mgKOH/g
0.096
Ca　　　ppm
3.25
盐含量 mgNaCl/g
14
Ni　　　ppm
1.8
残炭　w%
2.2
115℃　　V%
5.0
粘度　mm2/s 50℃
6.805
125℃　　V%
7.0
水份　w%
0
135℃　　V%
9.0
含蜡量　w%
19.58
155℃　　V%
12.0
APIo
32.6
175℃　　V%
15.0
比重　d420
0.8581
205℃　　V%
19.8
S　w%
0.14
225℃　　V%
22.0
硅胶胶质　w%
6.7
245℃　　V%
26.5
沥青质　w%
0.8
275℃　　V%
32.8
原油基属
中间基
295℃　　V%
36.5
特性因数　K
11.8
300℃　　V%
38.0

表2　马岭原油基属分类
关键馏分范围
第一关键馏分（250～275℃）
指标　　　　　实例
第二关键馏分（395～4255℃）
指标　　　　　实例
比重　d420
0.08210～0.08562　　0.0827
0.8723～0.9305　　　0.873
APIo
33～40　　　　38.8
20～30　　　　29.9
原油基属
中间基

该原油馏分收率（达到76.16w%），所有直馏馏分油的水溶性酸碱均呈弱酸性，故直馏产品需要精制才能生产合格的产品。并且直馏汽油的空白辛烷值低需重整精制，润滑油馏分精制工艺制取的润滑油基础油的粘度指数不高，故该原油不适合生产优质润滑油基础油。因此最终确定为燃料型加工方案，加工方案流程图见图1-1。

重整原料
催化重整

3#航煤
常 压 蒸 馏
脱硫醇

-35#柴油
精制
原油
精制

0#柴油

干气

催 化 裂 化

图1-1 长庆马岭原油燃料型加工方案

图中重整原料即常顶；3#航煤即常一线；-35#柴油即常二线；0#柴油即常三线2.6 长庆混合原油切割方案

2.6.1 质量分数与体积分数的转换
根据公式：体积分数（V%）= 质量分数（M%）×原油密度ρ/馏分密度ρ，计算出其体积分数。
例如：＜70℃馏分的体积分数的计算为2.44×0.8581/0.654=3.2
其它各沸点范围的体积分数计算如上，将计算结果列于表2-1。
表2-1
序号
馏程℃
中比性质V%
收率w%
收率v%
凝点
比重D420
每馏分
总馏分
每馏分
总馏分
1
＜70
1.6
2.44
2.44
3.20
3.20

0.654
2
70~90
4.3
1.76
4.20
2.1
5.3

0.713
3
90~100
6.4
1.73
5.93
2.1
7.4

0.713
4
100~120
9.0
2.67
8.60
3.1
10.5

0.736
5
120~140
12.3
3.02
11.62
3.5
14

0.750
6
140~160
15.6
2.78
14.40
3.1
17.1

0.763
7
160~180
18.6
2.68
17.08
3.0
20.1

0.779
8
180~200
21.9
3.22
20.47
3.6
23.7

0.795
9
200~230
25.7
3.65
24.12
3.9
27.6
-45
0.807
10
230~250
29.2
3.09
27.21
3.2
30.8
-33
0.819

11
250~275
32.7
3.67
29.06
3.8
34.6
-22
0.827
12
275~290
37.5
5.52
34.58
5.7
40.3
-11
0.829
13
290~310
42.3
3.81
38.39
3.9
44.2
-2
0.830
14
310~330
45.6
2.79
41.18
2.8
47
2
0.841
15
330~340
48.0
1.97
43.15
2.0
49
12
0.841
16
340~350
50.3
2.60
45.75
2.6
51.6
19
0.842
17
350~360
52.6
1.84
47.59
1.9
53.5
21
0.847
18
360~370
55.0
2.88
50.47
2.9
56.4
26
0.849
19
370~380
58.2
3.45
53.92
3.5
59.9
27
0.852
20
380~395
61.5
3.15
54.07
3.1
63
29
0.859
21
395~425
64.7
3.37
60.40
3.3
66.3
34
0.873
22
425~450
67
1.50
61.90
1.4
67.7
35
0.904
23
450~480
69.9
4.61
66.51
4.4
72.1
37
0.902
24
480~500
74.4
4.89
71.40
4.6
76.7
41
0.905
25
500~520
79.0
4.76
76.16
4.5
81.2
45
0.905

作出原油的实沸点蒸馏曲线图、密度曲线图、凝点曲线图2-2。根据原油实沸点数据确定原油常压切割方案汇总于表2-2
图2-2（a） 原油实沸点蒸馏曲线
图2-2（b）原油的中比性质曲线

2-2（c） 凝点曲线图
表2-3 长庆混合原油常压切割方案和产品性质
产品

实沸点
切割点，℃
实沸点
沸程，℃
收率，％
ρ20

g/cm3
实沸点蒸馏温度，℃
体积
分数
质量
分数
0
％
10
％
30
％
50
％
70
％
90
％
100
％
重整原料
135
65~140
13
11.41
0.753
65
77.8
95.1
104.1
117
128.2
140
3#航煤
190
130~200
9
8.12
0.774
130
137.7
150.7
161.9
173.6
180.9
200
-35#柴油
271
180~286
12
11.4
0.815
180
197.2
214
233
247.6
264.8
286
0#柴油
342
256~362
15
14.5
0.829
256
277.4
284.9
296.5
312.1
333
362
重 油
—
＞322
51
51
0.905
—
—
—
—
—
—
—

3 常压塔工艺计算

3.1 油品性质参数的计算
油品性质参数的计算以重整料为例进行。
3.1.1 蒸馏数据的相互转化
（1）由文献[1]图 的 3-2-2可将 表 2-3中的实沸点蒸馏温度转化成恩氏蒸馏温度。 重整原料馏分的常压实沸点蒸馏数据如下：
馏出，%
0
10
30
50
70
90
100
温度，℃
65
77.8
95.1
104.1
117
128.2
140
先假设实沸点蒸馏与恩氏蒸馏 50%点之差值为 0.3℃，由文献[1] 图的3-2-2 查得恩氏蒸馏 50%点温度为 103.8℃，而实沸点蒸馏 50%点温度为80℃，则假设正确。查得恩氏蒸馏曲线各段温差
曲线线段
实沸点蒸馏温差，℃
恩氏蒸馏温差，℃
0%~10%
33.8
8.2
10%~30%
17.3
8.6
30%~50%
9
5
50%~70%
12.9
8.2
70%~90%
11.2
8
90%~100%
11.8
10
由恩氏蒸馏 50%点（103.8℃）推算得其他恩氏蒸馏点温度。
30%点=103.8-5=98.8℃
10%点=98.8-8.6=90.2℃
0%点=90.2-8.2=82℃
70%点=103.8+8.2=112℃
90%点=1128=120℃
100%点=120+10=130℃
其他产品计算结果汇总于表 3-1
表3-1 恩氏蒸馏曲线各段温差
产品
恩氏蒸馏温度℃
0%
10%
30%
50%
70%
90%
100%
重整原料
82
90.2
98.8
103.8
112
120
130
航 煤
146.7
150.3
156.5
159.3
166.3
170.4
187.8
-35#柴油
188.6
205.8
214.2
226
235
247.5
266.5
0#柴油
264.7
257.5
278.7
285
295
311
340

（2）将表2-2的实沸点蒸馏温度转化成平衡汽化温度。
（a）重整馏分的常压实沸点蒸馏数据如表2-3：
由文献[2] P92页图6-22查得实沸点蒸馏50%点与平衡汽化50%点之差值为2.0℃。
平衡汽化50%点=104.1+2.0=106.1℃
（b）由文献[1] 图3-2-6查得平衡汽化曲线各段温差如表3-2：
表3-2 平衡汽化曲线各段温差
曲线线段
实沸点蒸馏温差，℃
平衡汽化蒸馏温差，℃
0%~10%
33.8
9.8
10%~30%
17.3
5.8
30%~50%
9
4
50%~70%
12.9
5
70~90%
11.2
4.4
90%~100%
11.8
4
由平衡汽化50%点（106.1℃）推算得其他平衡汽化点温度。
30%点=106.1-4=102.1℃
10%点=102.1-5.8=96.3℃
0%点=96.3-9.8=86.5℃
70%点=106.1+5=111.1℃
90%点=111.1+4.4=115.5℃
100%点=115.5+4=119.5℃
其他产品计算结果汇总于表3-3。
表3-3 产品平衡汽化数据
产品
平衡汽化温度℃
0%
10%
30%
50%
70%
90%
100%
重整原料
86.5
96.3
102.1
106.1
111.1
115.5
119.5
航 煤
156.8
158.5
162.5
166.7
171.1
174.3
179.3
-35#柴油
220.4
244.2
229
237
243
250
256
0#柴油
290.5
294.8
297.2
301.5
307.5
316.5
324.5

3.1.2 平均温度的计算
（1）体积平均温度tv
tv=（t10+t30+t50+t70+t90）/5
=（90.2+98.8+103.8+112+120）/5
=104.96℃
（2）恩氏蒸馏曲线10％~90％斜率S ==0. 37（℃/％）
（3）立方平均沸点tcu 由公式 lnΔcu=-0.82368-0.089970tv0.45+2.45679S0.45
tcu = tv+Δw解得：tcu=103.94℃
（4）重量平均沸点 由公式lnΔw=-3.6499-0.027060tv0.6667+5.16388S0.25
=tv-Δw 解得：=105.76℃
（5）实分子平均沸点 由公式lnΔm=-1.15158-0.011810tv0.6667+3.706684S0.3333
=tv-Δm 解得：=101.48℃
（6）中平均沸点 由公式lnΔMe=-1.53181-0.012800tv0.6667+3.64678S0.3333
tMe=tv+Δme 解得：tMe=102.73℃
其他产品计算结果汇总于表3-4。
3.1.3 求、比重指数API 。
由公式Δd= =+Δd解得：=0.758
API。=141.5/-131.5=55.2
其他产品计算结果汇总于表3-6。
3.1.4 求分子量M、特性因素K
由API。=55.2、tMe=217℉ 查文献[2] P65页图3-4得：
M=98
K=11.6 其他产品计算结果汇总于表3-5。
3.1.5求临界性质
（1）求真临界温度tc 、假临界温度tc’
由API。=55.2、tw=222.3℉ 查文献[2] P127页图4-2-2得：
tc=550℉=287.7℃
由API。=55.2、tm=222.3℉ 查文献[2] P127页图4-2-2得：
tc’=540℉=282.2℃
（2）求假临界压力
由API。=55.2、tMe=217℉查文献[1] P131页图4-2-4得：
=530磅/时2（绝压）即530×0.006895=3.657MPa
（3）求真临界压力PC

查文献[1] P130页图4-2-3得：
PC=600磅/吋2（绝压） = 600×0.006895=4.14MPa
其他产品计算结果汇总于表3-5。
3.1.6求焦点性质
（1）求焦点温度t0、
由tv=104.96℃、S= 0.37℃/％查文献[2]P201页图6-22得：
0-tc=34℃ 0= tc+34=321.7℃
（2）求焦点压力P0
由tv=104.96℃、S= 0.37(℃/％)查文献[2]P202页图6-23得：
P0-Pc=1.313 MPa P0= 4.97MPa其他产品计算结果汇总于表3-9。

3.2 油品性质参数计算结果汇总
表3-4 油品性质参数

项目
体积平均沸点
℃
恩氏蒸馏
10%-90%
斜率
立方平均沸点，℃
中平均
沸点，℃
重量平均
沸点，℃
实分子平均沸点，℃
原 油
324.2
4.84
—
267.8
339.56
319.44
重整原料
104.96
0.37
103.94
102.73
105.76
101.48
航 煤
160.64
0.26
159.95
159.12
161.11
158.26
-35#柴油
225.7
0.52
224.72
223.18
226.46
221.68
0#柴油
289.08
0.44
288.32
287.1
289.61
285.92
重油
—
—
—
—
—
—

表3-5 油品性质参数

油品
密度
比重指数
特性因数，K
相对分子质量，M
平衡汽化温度，℃

临界参数
焦点参数
0%
100%
温度，℃
压力，MPa
温度，℃
压力，MPa
原油
0.8581
32.65
11.4
208
—
—
510
2.415
560
3.425
重整原料
0.753
552
11.6
98
86.5
119.5
287.7
4.14
321.7
4.97
航 煤
0.774
50.1
11.8
132
156.8
179.3
343.3
3.38
357.3
3.302
-35#柴油
0.815
42.1
11.8
180
220.4
256
410
2.277
433
2.575
0#柴油
0.829
38.4
12.0
234
290.5
343.8
465.6
1.974
477.6
1.919
重油
0.905
24.2

3.3 闪蒸塔的工艺设计计算
3.2.1 闪蒸塔的操作条件计算
根据经验选取闪蒸塔顶操作压力为0.2MPa，假设进料温度为220℃，根据原油焦点压力、焦点温度和平衡汽化蒸馏温度绘制原油P-T-e相图见图3-1。由原油的实沸点曲线与原油平衡汽化曲线画出图3-2，从图中可以得出在210℃，0.2MPa下原油的体积气化率为19%。根据原油的性质：10%~30%馏分的曲线斜率为4.1，比重指数为32.65，查图3-6-3 [1]得：
闪蒸塔塔顶气体的相对密度：
比重指数API° =49.9=0.7800，=-0.0044=0.776。
闪蒸塔塔底液体的相对密度：
比重指数API° =274 =0.8900，=-0.0039=0.886.。

3-1 原油的p-t-e图
3.2.2 闪顶、闪底油性质的计算
（1）恩氏馏程
在0.2MPa、210℃时，根据原油汽化率为19％，原油的恩氏蒸馏曲线10％—70％点的斜率S=5.05℃/%，图3-6-1[1]、3-6-2[1]，求出闪顶、闪底油在常压下的恩氏蒸馏温度，结果如下：
表3-6 恩氏蒸馏温度汇总表
体积
分数
原油恩氏
蒸馏温度/
℃
闪顶油恩氏蒸馏温度和原油恩氏温差/℃
闪顶油恩氏蒸馏温度/℃
闪底油恩氏蒸馏温度和原油恩氏温差/℃
闪底油恩氏蒸馏温度/℃
10%
124
85
39
75
199
30%
234
160
74
63
297
50%
325
210
115
50
375
70%
427
265
162
35
462
90%
511
320
191
25
536
（2）求体积平均温度tv、实分子平均温度tm、质量平均温度tw、中平均温度tMe：
表3-7 平均沸点汇总表
油 品
tv/℃
tcu/℃
tm/℃
tw/℃
tMe/℃
闪顶油
116.2
110.8
113.3
117
101.6
闪底油
373.8
360.7
306
384.1
334
（3）平衡汽化温度
表3-8 平衡汽化温度汇总表
产品
平衡汽化温度汇总/℃
10%
30%
50%
70%
90%
闪顶油
47
69
93
120
134
闪底油
238
313
369
429
486
（4）求分子量M、特性因素K
闪顶油：M=104，K=11.4
闪底油：M=320，K=11.80
（5）性质参数：
闪顶油：
求真临界温度tc 、假临界温度tc′：tc =580℉=304.4℃ tc′ =570℉=299℃
求假临界压力： =3.381MPa
求真临界压力Pc ： Pc=3.795MPa
求焦点温度t0、焦点压力P0: t0=398.4℃ P0=6.825MPa
闪底油：
求真临界温度tc 、假临界温度tc′：tc =1020℉=548.9℃， tc′=920℉=493℃
求假临界压力： =2.553MPa
求真临界压力Pc ： Pc=4.465MPa
求焦点温度t0、焦点压力P0: t0=588.9℃， P0=4.465MPa
3.2.3 热平衡计算
如图3-2设原油在闪蒸塔有1.0%能量损失
闪

蒸

塔
进料
t0=210℃
F0=437938kg/h
闪顶油

t2=206℃
F2=75325.3kg/h
闪底油

t1=207℃
F1=362612.7kg/h

图3-2 闪蒸塔的计算草图
首先把体积分数化成质量分数
=19%×0.776/0.8581=17.2%
已知：F0=437938kg/h
闪顶油流量F2=0.172F0= 0.172437938= 75325.3 kg/h
闪底油流量F1=（1-0.172）F0=0.828F0= 0.828437938=362612.7 kg/h
假设原油在闪蒸塔有1