中需要消耗大量能源的加工行业要求我们不断的追求最佳的生产工艺参数最合理的能源利用和最大的经济效益。我国炼油和石油化学加工技术的研究不仅需要继续加大石油和化工高附加值产品生产新工艺路线投入而且要加强现有生产装置操作水平研究力度。从现有的装置和装备两方面着手开展扩能增效节能降耗实现安稳长满优生产的挖潜改造的研究工作。原油蒸馏是石油炼厂中能耗最大的装置近年来采用化工系统工程规划方法使热量利用更为合理。此外利用计算机控制加热炉燃烧时的空气用量以及回收利用烟气余热可使装置能耗显著降。方案论证方案选择个炼油生产装置有各种工艺设备如加热炉塔反应器及机泵等它们是为完成定的生产任务按照定的工艺技术要求和原料的加工流向互相联系在起即构成定的工艺流程。个工艺装置的好坏不仅取决于各种设备性能而且与采用的工艺流程合理程度有很大关系。最简单的原有蒸馏方式是段汽化常压蒸馏工艺流程所谓段汽化指的是缘由经过次的加热汽化冷凝完成了将原油分隔为符合定要求溜出物的加工过程。原油通过常减压蒸馏般可得到˚以前的几个轻馏分可用作汽油煤油航空或灯用柴油等产品也可分别作为重整化工如轻油裂解等装置的原料。蒸余的塔低重油可作钢铁或其他工业的燃料在些特定情况下也可做催化裂化或加氢裂化装置的原料。我国的主要原油轻质馏分含量低若采用上述工艺流程则有相当数量左右的˚中间馏分未能合理利用它们是很多的二次加工原料又能从中生产国民经济所必需的各种润滑油蜡沥青的原料。因此最常采用的是二段汽化常压蒸馏减压蒸馏或三段汽化蒸馏预汽化常压蒸馏减压蒸馏。国内大型炼油厂的原油蒸馏装置多采用典型的三段汽化常减压蒸馏流程。原油在蒸馏前必须进行严格的脱盐脱水脱盐后原油换热到˚进初镏塔又称预汽化塔。塔顶出轻油馏分或重整原料。塔低为拔头原油经常压炉加热到˚进入常压分馏塔塔顶出汽油。侧线自上而下分别出煤油柴油以及其它油料常压部分大体可以到相当于原油实沸点镏出温度约为˚的产品。它是装置的主塔主要产品从这里得到因此其质量和收率在生产控制上都应给与足够的重视。除了用增减回流量及各侧线镏出量以控制塔的各处温度外通常各侧线处设有汽提塔用吹入水蒸气或采用热重沸加热油品使之汽化的方法调节产品的质量。常压部分拨出率高低不仅关系到该塔产品质量与收率而且也影响减压部分的负荷以及整个装置生产效率的提高。除塔顶冷回流外常压塔通常还设置个中段回流。塔低用水蒸气汽提塔低重油或称常压渣油用泵抽出送减压部分。常压塔低油经减压炉加热到˚送减压塔。从原油的处理过程来看上述常减压蒸馏装置分为原油的初馏预汽化常压蒸馏和减压蒸馏三部分油料在每部分都经历次加热汽化冷凝过程故称之为三段汽化如从过程的原理来看实际上只是常压蒸馏和减压蒸馏两部分二常压蒸馏部分可采用单塔仅用个常压塔流程或者用双塔用初馏塔和常压塔流程。塔器设备在炼油化工制药等过程工业中占有重要地位其性能的优劣技术水平的高低将直接影响产品的产量质量回收率经济效益等各个方面。因此研究和使用新型的塔器设备对于强化气液两相传质过程以及工业生产具有得要的意义。在炼油厂中二元精馏是罕见的经常遇到的是多组分混合物的分馏即多元精馏。石油精馏是复杂系精馏的主要代表石油精馏和简单的二元多元精馏相比有其明显的独特之处。首先石油作为复杂混合物其组成迄今无法完全准确测定。因此它不能应用二元和多元精馏的计算方法。其次石油精馏的产品多为石油馏分而非高纯度的单体烃类产品故其分馏精度的要求不如般化工产品的精馏那么高。又因现在大型炼油厂的年处理量动辄以数百万至千万吨计要求石油精馏塔相应地有巨大的生产能力因而其技术经济指标更具有突出的意义。再者炼油厂的产品数量上绝大部分是做燃料的其价格远比通常的化工产品低廉这就规定炼油厂的生产工艺必须尽可能的降低生产成本。最后然而也是最重要的点就是大型石油蒸馏装置中的存油量常以百吨计显而易见对于生产过程的安全可靠性有着严格的要求。所有这切为石油精馏规定了系列的特点。石油精馏毕竟还是个精馏过程精馏的基本原理和规律对它无列外的适用。因此应该以汽液平衡和精馏理论基本规律作指导来分析石油精馏过程。工艺原理原油常压精馏塔是常减压蒸馏装置的的重要组成部分在讨论常压精馏塔之前先对减压蒸馏装置的工艺流程作简要的介绍。所谓工艺流程就是个生产装置的设备机泵工艺管线和控制仪表按生产的内在联系而形成的有机组合。有时为了简单明了起见在图中只列主要设备机泵和主要的生产工艺管线这就称为原理流程图。图是典型的原油常减压蒸馏的原理流程图它是以精馏塔和加热炉为主体而组成的所谓管式蒸馏装置。经过脱盐脱水的原理由泵输送经系列换热器与温度较高的蒸馏产品换热再经管式加热炉加热至˚左右此时原油汽油煤油轻柴油重油由以上各塔板气液负荷数可得到气液负荷图见图图气液负荷图选择塔内气液负荷最大的第层塔板来计算塔径。第层塔板的气相负荷液相负荷所以气相速率液相速率气相密度为液相密度为确定板间距板间距与塔高有直接关系为了降低塔高常希望板间距较小但对液泛与液沫夹带有重要的影响根据经济权衡得知板间距左右为宜。另外在决定板间距时应考虑其值不应小于。为此取塔板间距。最大气体允许速度由根据塔的工艺计算代入上式适宜的气体操作速度由表得根据条件选定系统因数安全系数由塔设计计算得气相空间截面积由式得计算降液管内液体流速由式得由式得按规定选较小值所以计算降液管面积由式得由式得按规定选结果较大值则计算塔横截面积和塔径由式得由式得圆整后的塔径塔截面积塔截面积为气相流通截面积与降液管截面积之和。由化工单元设备及设备课程设计第页实际空塔气速塔圆整后的降液管截面积设计点的泛点率溢流装置由于塔径较大采用塔盘选双流型因为流量较大故溢流堰为弓形不设进口堰降液管为弓形。堰长由化工单元设备及设备课程设计中双溢流取即由化工单元设备及设备课程设计中得由图查得又知常压塔板上清夜层高度在之间取所以底隙降液管宽度和面积由以上设计结果得弓形降液管所占面积根据以上选取的按化工单元过程及设备课程设计式浮阀数及排列方式浮阀数由化工单元设备过程及设备课程设计第页选择型阀片厚度为塔板厚的重阀。阀门动能因子综合考虑对塔板效率压力降和生产能力的影响根据经验可取即阀门全开时比较适宜。由此可得适宜阀孔气速为去则浮阀数型浮阀的孔径为故浮阀个数可据个浮阀排列方式对于塔板为双流型时利用化工单元设备过程及设备课程设计式计算塔板的有效传质面积,其中对于塔径大于的在之间破沫区宽度在之间。所以取,开孔所占面积选择错排方式其孔心距可由下方法估算。按进行布孔实排阀数个阀孔气速动能因子变化不大开孔率塔板流体力验算气相通过浮阀塔板的压力降根据塔设备工艺计算页计算塔板的压力降即干板阻力由式计算得临界孔速因,故按式计算干板阻力即液柱板上充气液层阻力此塔为石油精馏塔取充气因数依式知液柱此阻力很小可忽略不计。因此与气体流经层浮阀塔板的压力降所相当的液柱高度为液柱单板压降为液沫夹带量校核液沫夹带量校核为控制夹带量过大,应使泛点浮阀塔板泛点率计算由化工单元设备及设备课程设计中式及得式中由塔板气相密度及板间距查图得系数为根据表可查得该物系。所以所以泛点低于故不会产生过量的液沫夹带。塔板负荷性能图过量液沫夹带线关系式令由化工设备单元及设备课程设计式得,由此做过量液沫夹带线。液相下线关系式对于平直堰其堰上液头高度必须大于。取即可确定液相流量的下限线。,取带入,求得得值可见该线为垂直于轴的直线该线记为。严重漏夜线关系式因动能因子时会发生漏夜故取时计算相应的流量由化工单元过程及设备课程设计式式中所以上式为常数表达式为条平行轴的直线为漏夜线也称为气相下限线该线记为。液相上限关系式降液的最大流量为可见该线为平行轴的直线记为。降液管泛线关系式当降液管内泡沫层升至上层塔板时即发生了降液管液泛。根据降液管的液泛的条件得以下降液管液泛工况下的关系。由上式计算降液管泛线上点得表见表表降液管泛线上点由表中数据作出降液管的液泛线并记为线。气液负荷性能图见下图塔的机械设计选择材料筒体与封头材料选用裙座材料选用材料的有关性能参数如下ε,ε,表机械设计条件主要工艺参数数据塔体上每隔左右开设个人孔共个人孔。相应在人孔处安装操作平台平台宽单位质量包角塔体外表面积层厚度保温材料密度塔体内径塔高计算压力塔器设置地区基本风压值抗震防烈度为度设计场地为Ⅱ类粗糙度为类。④高度的圆锥形裙座塔体与封头及裙座的附加量取塔体焊接接头系数双面焊对接接头局部无损检测塔体与裙座对接焊接。塔板上清液高度原油密度偏心距偏心质量,设计温度设计压力保温层厚度按压力计算厚度按设计压力计算塔体和封头厚度设计压力为工作压力的倍即设计压力圆筒计算厚度加上厚度附加量并圆整还应考虑多种载荷的作用以及制造运输安装等因素取筒体的名义厚度有效厚度封头计算厚度采用椭圆型标准封头封头的名义厚度有效厚度塔设备质量计算筒体的高度筒体质量封头质量,厚度查表得,,裙座质量钢所以二塔内物件质量由化工单元过程及设备课程设计表查塔盘单位质量为塔盘人孔法兰接管及附属物质量保温层质量,为封头保温层质量。得基础表积，查化工设备机械为加保温层后封头的容得基础表积，查化工设备机械为加保温层后封头的容代入上式得平台扶梯质量操作塔内物料质量充水质量水全塔操作质量全塔最小操作质量