【毕业设计】1.5Mta华北混合原油常压蒸馏工艺设计

经过精制可达到喷气燃料的规格要求，其收率较高。

柴油馏分的十六烷值分别为和，十六烷值指数也高，表明它们的抗爆性好。

闪点高，凝点较低，硫含量低，但酸度大，经过精制方可作为柴油，凝点分别为。

塔底常压渣油通往减压装置作为减压装置的原料。

常压塔工艺设计初馏塔工艺设计重整料的体积收率为，为了减轻常压塔的负荷，假设初馏塔顶蒸出从，则常压塔蒸出体积分数。

物料衡算表物料衡算表油品产率处理量或产量原油初顶油初底油各产品性质参数初顶油，初底油及常顶油的性质参数各产品性质参数实沸点沸程，切割点特性因数，收率，体积质量初顶油初底油常顶油各产品的蒸馏数据如表初顶油初底油常顶油各产品恩氏蒸馏温度初顶油初底油常顶油各产品平衡汽化温度初顶油初底油常顶油各产品平均沸点数据体积平均沸点，中平均沸点，实分子平均沸点，立方平均沸点，质量平均沸点，初顶油初底油常顶油各产品性质参数比重指数分子量临界参数焦点参数，初顶油初底油常顶油初馏塔的主要操作压力取塔顶产品罐的操作压力为，塔顶采用级冷凝，使用个管壳式后冷器，其壳程压降为包括管线，故塔顶压力操作温度汽化段温度汽化段温度即为进料的绝热闪蒸温度。

取过汽化度为进料的质量分数或体积分数，即其密度为。

取重整料的收率在初馏塔为，则进料在汽化段中的汽化率为体积分数取过汽化油的摩尔质量为比初顶油稍大，则汽化段各物料流量汽化段各物料流量质量流速，摩尔流速，初顶油初底油过汽化油汽化段温度的求定根据原油的实沸点温度曲线及其平衡汽化曲线，。

其交点的温度为，由文献图换算到下的温度为℉，即。

过作垂直于横坐标的直线，在上找到的点作平行于曲线的曲线，即为汽化段压力下原油的平衡汽化曲线。

在图上查得时的温度为，即为汽化段温度。

原油实沸点曲线原油常压下的平衡汽化曲线汽化段压力下的平衡汽化曲线原油的平衡汽化曲线塔顶温度塔顶温度就是塔顶产品在其油气分压下的露点温度。

经前面计算，初顶油的平衡汽化点温度即露点温度为，查文献页图得，该油气分压下的露点温度为℉，即。

由于有不凝气的存在，则塔顶温度应为。

塔底温度设塔底温度比汽化段温度低，则塔底温度为塔顶采用级冷凝冷却流程，塔顶回流温度定为。

初馏塔全塔回流热初馏塔的全塔回流热，回流热全部由塔顶回流取走。

全塔回流量常压塔的工艺设计计算物料平衡物料平衡按每年开工天计油品产率，处理量或产量体积分数质量分数初底油产品重整料航煤柴油柴油重油汽提蒸汽用量侧线产品除航煤外和塔底重油都用过热水蒸汽汽提，使用，过热水蒸汽。

汽提蒸汽用量得汽提蒸汽用量油品质量分数对油汽提蒸汽用量二线柴油三线柴油塔底重油合计线航煤采用再沸器汽提，其热量很小可忽略不计。

塔板形式和塔板数选用浮阀塔板，常压塔的塔板数被隔离的馏分塔板数重整油航煤段层考虑线生产航煤航煤柴油段层柴油柴油段层柴油汽化段层塔底汽提段层为了使塔内汽液相负荷更均匀，提高传质效率，考虑在每两个侧线之间采用个中段回流，每个用三层换热塔板，共层。

则全塔塔板数总计为层。

操作压力取塔顶产品罐的压力为，塔顶采用两级冷凝冷却流程，取塔顶空冷器压力降为，使用个管壳式后冷器，壳程压力降取，故塔顶压力绝取每层浮阀塔板压力降为，推算得常压塔各关键部位的压力如下塔顶压力线抽出层第层压力二线抽出层第层压力三线抽出层第层压力汽化段第层，进料压力塔底压力层压力取转油线压力降为，则加热炉出口压力汽化段温度汽化段中进料的汽化率与空气燃料空气燃料过剩空气系数参考文献，液体燃料不易与空气混合均匀，过剩空气系数较高，故取过剩空气系数，取空气密度为则空气体积流速空气燃料实际空气用量为空气燃料烟气组成烟气含量燃料燃料燃料燃料燃料其中自然通风燃烧器，取雾化蒸汽的量燃料。

每千克燃料产生烟气质量燃料各个组分占烟气的质量分率炉管内的压力降确定汽化点及汽化段的当量长度假设，由附录图初底油的相图查得与点线相交，此即为汽化点温度，又查得液相比焓为。

因为炉出口辐射管入口处温度为，汽化分率为。

由前面计算可知炉出口处气液两相混合焓开始汽化时油料液相比焓辐射管入口处油料液相比焓辐射管的当量长度查文献表取，则汽化段当量长度汽化段平均温度及气液两相的混合密度汽化段平均温度汽化段平均压力假设汽化段气相摩尔质量炉出口压力下的则汽化段气相密度在汽化段平均条件下可得液相密度汽化段平均气化率所以汽化段气液相混合密度汽化段中汽液两相的混合流速汽化段气液相混合流速汽化段的压力降摩擦系数汽化点处压力降则汽化点处压力与假定不符，需重复以上计算。

重复计算重新假设查得汽化点温度，炉出口处气液两相混合焓开始汽化时的液相比焓为辐射管入口温度的液相比焓为，则汽化段当量长度为汽化段中气液两相的混合密度汽化段平均温度汽化段平均压力取，在汽化段取平均条件下可得液相密度汽化段平均汽化率为故汽化段气液两相混合密度汽化段中气液两相的混合流速汽化段的压力降摩擦系数汽化点处的压力，与假定不符。

用作图法求解汽化段的压力第次计算结果比值，得点第二次计算结果比值，得点连接第次试算结果点与第二次试算结果点交横坐标于，此即为所求解的汽化段压力故汽化段的压力降加热段的压力降汽化点温度当汽化段的压力为时，得汽化点的温度为，该点液相比焓值为。

故真正的汽化段当量长度汽化点前炉管总当量长度辐射管加热段的当量长度对流管包括遮蔽管的当量长度所以汽化点以前的总当量长度汽化点以前炉管平均温度管内介质的平均密度汽化段管内汽液相平均流速加热段压力降摩擦系数故汽化点以前炉管的压力降炉管总压力降故炉管入对流室的压力烟囱的设计计算烟囱的直径烟囱的直径主要决定于烟气流量。

在自然通风时，般烟气的质量流速为，则烟囱和对流室产生的抽力已知炉膛高，对流室高，辐射室烟气的出口温度为，则对流室烟气的平均温度为，烟囱内烟气的平均温度。

取大气温度为烟囱产生的抽力对流室产生的抽力总抽力总压力降烟气由辐射室至对流室的压力降对流室截面积与辐射室截面积之比为烟气经过大小头的局部阻力系数烟气在对流室入口的密度烟气在对流室入口的流速柱烟气流过对流室的压力对流室下段的压力降对流室的截面积每排炉管所占截面积每排钉头所占截面积每排自由通道的面积钉头区域外部的流通面积钉头区域内部的流通面积钉头与钉头之间的间隙两邻管钉头端间的间隙代入式其中有当时，由文献页图得烟气粘度，又排，则对流室下段烟气压力降为柱对流室中段的压力降对流室的截面积每排炉管所占截面积每排钉头所占截面积每排自由通道的面积钉头区域外部的流通面积钉头区域内部的流通面积钉头与钉头之间的间隙两邻管钉头端间的间隙代入式有当，得烟气粘度，又排，则对流室中段烟气压力降为柱对流室上段的压力降对流室的截面积每排炉管所占截面积每排钉头所占截面积每排自由通道的面积钉头区域外部的流通面积钉头区域内部的流通面积钉头与钉头之间的间隙两邻管钉头端间的间隙代入式有当，得烟气粘度，又排，则烟气流过对流室的压力降为柱烟气由对流室到烟囱的压力降烟囱截面积与对流室截面积之比查文献插得烟气的密度为柱烟囱的摩擦损失烟囱内烟气的平均温度为，得烟气粘度为，则查文献页图得又烟气密度，则柱烟气通过烟囱挡板的压力降假设挡板在操作时打开，有，柱烟气在烟囱出口的动能损失柱总压力降烟囱的最低高度即为了能吊起辐射管，烟囱必须有如下最低高度所以最终取烟囱最低高度为。

结论本次设计的题目是华北混合原油常压蒸馏工艺设计，其设计的主要内容如下根据该原油的性质特点及同类装置的生产数据，并结合国内市场的需求，最终确定该原油的加工方案为燃料润滑油型对初馏塔进行工艺设计，初顶油为重整原料，初底油进入常压塔第层塔板，进行分馏对常压塔进行工艺设计，常压塔采用层双溢流型浮阀塔盘，塔径为，塔高为，板间距为除常线即航煤采用再沸器汽提外，其余侧线产品及塔底均采用过热水蒸汽汽提塔顶设置冷回流取热比例为，塔侧设两个中段循环回流取热比例中回流占，二中回流占根据气液相负荷最大块板对常压塔进行水力学计算，画出浮阀塔的气液负荷性能图，得出其操作弹性为对立式圆筒炉加热炉进行了工艺计算，烟气离开对流室的温度为，高于烟气露点腐蚀温度，故符合要求。

全炉热效率为。

参考文献西安石油大学化工系选编石油炼制设计数据图表集上下册西安石油大学，林世雄石油炼制工程第三版北京石油工业出版社，石油化学工业部石油化工规划设计院塔的工艺计算北京石油工业出版社，倪炳华化工单元设计西安西北大学出版社，朱玉琴管式加热炉西安石油大学，中国石化总公司石油化工规划院石油化工设备手册第三分篇北京中国石化出版社石油密度温度系数表致谢本次设计能够顺利完成，首先要感谢我的指导老师尉老师和惠老师，他们对我的耐心指导是我完成这次毕业设计的重要保障。

从确定原油加工方案及切割方案，以及塔的工艺设计计算中遇到的种种问题，老师都能够给予详细准确的解答和耐心的指导，还有不懈的支持与鼓励。

在此我向两位老师表示深深的敬意和衷心的感谢，感谢他们这学期以来对我的谆谆教导。

其次，我还要感谢其他老师，以及周围的同学，感谢他们直以来对我的支持和鼓励。

这也是我完成设计的个重要保障。

最后，再次衷心地感谢各位评阅老师和各位同学们，谢谢，高等教育毕业设计论文题目华北混合原油常压蒸馏工艺设计学生胡梦蝶联系电话指导教师惠媛媛教学站点陕西同济技术学院专业石油化工生产技术完成日期华北混合原油常压蒸馏工艺设计摘要根据华北混合原油的评价报告和同类装置的生产数据，并结合我国燃料润滑油市场的需求，确定该原油加工方案为燃料润滑油型。

本设计主要对初馏塔常压塔和常压加热炉进行了工艺设计和计算，确定了各个装置的操作条件。

常压塔采用层双溢流型重浮阀塔盘，其塔径为，塔高，该塔设三个侧线，分别生产航煤柴油柴油，另设两个中段回流，并根据气液相负荷进行水力学计算加热炉采用结构紧凑金属耗量少的立式圆筒炉，其辐射室高，节圆直径为对流室长，宽，高。

全炉热效率达。

最后，应用绘图软件绘制了该常压蒸馏工艺的流程图。

关键词华北混合原油初馏塔常压蒸馏加热炉工艺计算目录绪论设计依据设计能力装置特点工艺流程简述原油加工方案及切割方案华北混合原油的加工方案常压塔的工艺计算初馏塔的工艺设计计算常压塔的工艺设计计算常压加热炉的工艺设计加热炉总热负荷燃烧过程的计算炉管