年產100萬噸潤滑油白土精制工藝設計

1、目 錄前言61.總論 61.1設計的目的和意義 61.2設計依據 71.3指導思想 71.4設計范圍 81.5設計重點 81.6生產規(guī)模及產品執(zhí)行質量標準 81.7產量方案設計 92.生產方法確定 92.1潤滑油簡介 92.2白土精制原理 102.3白土精制方法 123. 工藝流程設計 123.1接觸法流程 123.2工藝流程說明 133.3工藝操作條件確定 144.白土精制工藝指標確定15 4.1原料指標 15 4.2白土規(guī)格 16 4.3產品指標 16 4.4工藝控制指標 17 4.5主要操作條件 18 4.6動力和原料消耗指標 185.工藝計算 195.1主要生產步驟195.2物料計算2

2、05.3熱量衡算226.主要設備設計及選型24 6.1蒸發(fā)塔（t101）的設計 24 6.2換熱器（h104/2）的設計 267.輔助設備設計及選型287.1泵的設計 287.2油罐的設計 297.3白土下料流量計 307.4設備選型匯總 308.非工藝項目設計 358.1水、氣和電的來源 358.2自動儀表 359. “三廢”處理 369.1環(huán)境保護措施及綜合利用369.2熱能利用及冷卻水的回收3610. 生產車間設計3710.1車間設計的原則 3710.2工藝設計平面布置 3710.3生產車間概貌 3810.4廠區(qū)概貌 3810.5總平面布置 3911. 效益經濟估算3911.1全廠定員

3、3911.2基本數據 4011.3資金來源 4211.4固定資產折舊費和年維修費 4211.5總投資估算 4211.6產品成本估算 4211.7技術經濟評價 4312. 設計評析與總結44致 謝 44參考文獻 45附 表 46附cad圖紙 48前 言潤滑油英文名稱為lubricating oil，屬于不揮發(fā)的油狀潤滑劑。潤滑油占全部潤滑材料的85%，種類牌號繁多，現在世界年用量約3800萬噸。主要用于減少運動部件表面間的摩擦，同時對機器設備具有冷卻、密封、防腐、防銹、絕緣、功率傳送、清洗雜質等作用。按其來源分動、植物油，石油潤滑油和合成潤滑油三大類。石油潤滑油的用量占總用量97以上，因此潤滑油

4、常指石油潤滑油。主要以來自原油蒸餾裝置的減壓直餾油餾分和渣油餾分為原料，通過溶劑脫瀝青 、溶劑脫蠟、溶劑精制、加氫精制或酸堿精制、白土精制等工藝，除去或降低形成游離碳的物質、低粘度指數的物質、氧化安定性差的物質、石蠟以及影響成品油顏色的化學物質等組分，得到合格的潤滑油基礎油，經過調合并加入添加劑后即成為潤滑油產品。海南已建成年產800萬噸的煉油廠并已投產，每年從石油煉制中分離出來的潤滑油基礎油將達幾十萬噸。本著充分利用本地資源優(yōu)勢，降低生產成本，做到因地制宜，合理利用資源，從而提高經濟效益的原則。本次設計課題為年產150000噸潤滑油白土精制工藝設計，選用白土精制“接觸法”工藝技術。其主要過程

5、為：將白土和油混成漿狀，通過加熱爐加熱到一定的溫度，并保持一定的時間，然后濾出精制油。此工藝技術比較成熟，應用面較廣，工藝和設備均較簡單，生產周期較短，收益快。本設計主要參照茂名石化潤滑油生產車間白土精制工藝流程，依據課題設計任務書的要求，完成“年產150000噸潤滑基礎油”生產任務的設計內容。1. 總 論1.1設計的目的和意義 畢業(yè)設計是對大學四年所學的基礎理論、專業(yè)知識和專業(yè)技能的全面加強鞏固和檢驗；使理論與實踐更好的聯系，技能與應用更好地結合；進一步鍛煉獨立工作能力，不斷提高綜合分析問題能力與解決實際問題能力。以白土精制接觸法生產精制油，是較為成熟的技術。通過完成本設計，能使本人基本掌握

6、潤滑油白土精制工藝流程設計，特別是混合、加熱、蒸發(fā)、過濾四個工藝流程設計，掌握設計理論和設計技能，對通用工程設計有一個系統(tǒng)的了解和整體的把握，達到高等工類本科生應具備的專業(yè)設計技能和設計能力。1.2設計依據1.2.1海南大學2005級畢業(yè)設計任務書-年產150000噸潤滑油白土精制工藝初步設計，見附件。1.2.2 設計基礎資料（1）設計項目：潤滑油白土精制工藝初步設計（2）產品名稱：潤滑精制油（3）生產能力：150000噸年（4）工廠廠址：海南省洋浦開發(fā)區(qū)（5）原料油來源：海南煉化廠減壓直餾油和渣油等。（6）生產天數：全年生產320天（全天候）當地氣候條件：（來自?？谑袣庀缶仲Y料 ）溫 度 最

7、高溫溫39 最低溫度11 平均溫度23.6濕 度 最高濕度92% 平均濕度89.7%水 溫 河水（ 1米） 最高30 最低10自來（飲用）水 最高30 最低10深井水 平均18。風頻率 年平均風速：3.4 m/s降水量 1592.7 mm/s風 向 東南風和東北風1.3設計指導思想以課題設計任務書為依據，通過文獻檢索、全面收集資料，參照成功經驗和最新科研成果，在綜合分析比較的基礎上，搏眾家之長，選擇合適設計方案。貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術先進，降低工程造價等思想，從節(jié)約能源和降低原料消耗，創(chuàng)較高經濟效益等角度出發(fā)，以“工藝先進、技術可靠、系統(tǒng)科學、經濟合理、安全環(huán)保”為設計原則，同時在“三

8、廢” 治理方面，充分重視環(huán)保防污、科學生產和提高社會效益為原則進行設計，盡量采用本地原料、定型設備、節(jié)省能耗方案，生產高產量高質量的精制油。1.4 設計范圍 本課程設計的主要內容為：（1）生產方法說明，工藝流程設計及論證，（2）工藝技術參數設計論證；（3）物料衡算、熱量衡算；（4）主要與設備設計與選型；（5）設計繪圖；（6）“三廢”治理和綜合利用；（7）經濟效益核算分析；1.5 設計重點 設計重點：白土精制工藝流程設計與論證；物料衡算、熱量衡算；蒸發(fā)塔的設計及選型。1.6 生產規(guī)模及產品執(zhí)行質量標準 1.6.1 生產規(guī)模年產潤滑精制油150000噸，按年320（全天候）工作日計，即每天生產46

9、8.75噸。1.6.2 產品執(zhí)行質量標準產品：內燃機油精制油；產品質量執(zhí)行標準按： 內燃機油的粘度分類標準執(zhí)行gb/t 14906-1994 見表1-1所示。表1-1 內燃機油的粘度分類gb/t 14906-19941粘度等級號低溫粘度，mpa.s邊界泵送溫度，運動粘度（100），mm2/s 0w3250(-30)-353.85w3500(-25)-303.810w3500(-20)-254.115w3500(-15)-205.620w4500(-10)-159.325w6000(-5)-105.6，小于9.3209.3，小于12.53012.5，小于16.34016.3，小于21.95021

10、.9，小于26.1601.6.3 生產車間組織本工藝實行車間、工段、班組三級組織。全天候生產，每日三班，每班8小時連續(xù)生產。1.6.4 工作制度全年生產320天（全天候），其余時間為設備維修檢修、員工技能培訓。1.7 產量方案設計本設計針對大規(guī)模高產量的潤滑油生產提出合乎科學又切實可行的方案及具體措施，并對其做出科學論證。2.生產方法確定2.1 潤滑油簡介潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成?；A油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質，添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。 2.1.1 基礎油潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦

11、物基礎油應用廣泛，用量很大（約95%以上），但有些應用場合則必須使用合成基礎油調配的產品，因而使合成基礎油得到迅速發(fā)展。礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了我國現行的潤滑油基礎油標準，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產，最重要的是選用最佳的原油。礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴（直鏈、支鏈、多支鏈）、環(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質

12、等非烴類化合物（見附表）。2.1.2添加劑添加劑是近代高級潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學性質，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據潤滑油要求的質量和性能，對添加劑精心選擇，仔細平衡，進行合理調配，是保證潤滑油質量的關鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數改進劑，傾點下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。潤滑油白土補充精制裝置是潤滑油基礎生產的最后一道工序，它的加工質量好壞直接影響到高檔潤滑油生產，也關系到潤滑油生產的經濟效益，所以在潤滑油系統(tǒng)中占有重要地位。白土補充精

13、制在潤滑油加工中的作用主要是在一定的溫度和時間下，潤滑油料同定量的白土混合，處理各種溶劑精制和溶劑脫蠟潤滑油料，以物理吸附方式脫除原料中少量的膠質、瀝青質、環(huán)烷酸、磺酸、氧氮硫化合物等極性物質、機械雜質等非理想組分，然后白土與油過濾分離，得到高質量的潤滑油基礎油。2.2 白土精制原理白土精制是一種物理吸附過程，白土作為吸附劑，它具有較強的選擇吸附性，依靠它的活性表面有選擇地吸附油、蠟中的極性物質（如膠質、瀝青質等物質），而對油、蠟的理想組分則不吸附，從而達到除去油、蠟中不理想物質的目的，使油、蠟得到精制。白土精制就是用活性白土在一定溫度下處理油料，降低油品的殘值及酸值（或酸度），改善油品的顏色

14、及安定性。2.2.1白土組成白土是一種結晶或無定型物質，它具有許多微孔，形成很大的表面積。白土有天然的和活性的兩種。天然白土就是風化的長石。活性白土是將白土用8%15%的稀硫酸活化、水洗、干燥、粉碎而得。它的比表面可達450/g，其活性比天然白土大410倍。所以工業(yè)上多采用活性白土。其主要化學成份是硅酸鋁，化學理論式：h2al2(sio3)4nh2o。另外，還有少量的氧化鐵、氧化鎂等（見表2-1）。在白土精制條件下，白土對膠質和瀝青質的分子量越大，越容易被吸附。氧化物和硫酸酯也容易被吸附。在烴類中，吸附順序是：芳香烴環(huán)烷烴烷烴。表2-1 白土的化學組成1組成，%天然白土，%活性白土，%水分24

15、3068sio254686263al2o319251620fe2o31.01.50.71.0cao1.01.50.51.0mgo1.02.00.51.02.2.2白土性質活性白土的主要指標是活性度、脫色率、水分和顆粒度。白土的活性度是用中和100克白土試樣所消耗的0.1naoh溶液的毫升數來表示。它是判斷白土對極性物質吸附能力的一項重要指標。白土活性度越大，吸附能力越強。吸附能力越強，則對油品的脫色能力也越好。白土的水分也會影響到它的吸附性能，白土含適量的水分其吸附能力較強。過度干燥的白土吸附能力很低，甚至完全喪失活性。因為在高溫接觸精制過程中水分蒸發(fā)，白土孔隙不再含水而有獨特的吸附性能。除次

16、之外，高溫接觸精制過程中所生成的水蒸汽，使脫蠟油與白土的攪拌加強，從而增加白土與油的接觸機會，使精制效果加強。白土含水過多會造成白土貯運、輸送、下料困難，嚴重時在精制過程中，吸附能力降低，導致白土沉降造成容器、管線堵塞。顆粒度是表示白土的破碎程度，即在篩網上，每25毫米長度上的篩孔數表示。目前裝置所采用白土的粒度為200目通過90%。當白土顆粒太大，每克白土的表面積減少，吸附能力降低，且白土容易沉降，白土不能充分利用。但白土顆粒過小時，會造成過濾難度增加，同時廢白土含油量增加，降低了產品收率。表2-2 白土主要指標1名稱指標脫色率，%90游離酸，%0.2活性度（2025），0.1naohml/

17、100g210粒度（通過200目篩），%90水分，%8.02.3 白土精制方法潤滑油原料經過溶劑精制、溶劑脫蠟、和溶劑脫瀝青工藝處理后，其質量已基本達到要求，但所得油品中還含有少量未分離掉的溶劑，以及因回收溶劑被加熱而生成的大分子組合物、膠質等，這些雜質的存在，影響油品的安定性、顏色和殘?zhí)恐档?。為了除去這些雜質，需要對潤滑油進行補充精制，白土精制是廣泛采用的一種精制方法。隨著加氫補充精制技術的發(fā)展，國外潤滑油的加工已大部分采用加氫精制，但加氫后的精油存在光安定性差及凝固點回升的問題，由于白土精制裝置有投資少、精油光安定性好等優(yōu)點，使白土精制裝置仍有較強的生命力。 白土精制方法有滲透法和接觸法兩

18、種。滲透法把顆粒白土裝在立式罐內，油慢慢滲透，當白土活性下降到一定程度后就切換到另外的罐中。廢白土可以燒去吸附的物質再行使用。該法效率太低，一次投資太大，油料損失大，故大規(guī)模工業(yè)生產中已不見用。目前比較廣泛使用的白土精制方法是接觸法。該法主要用于各種潤滑油的最后精制，工業(yè)上常稱白土補充精制。它是將白土和油混成漿狀，通過加熱爐加熱到一定的溫度，并保持一定的時間，然后濾出精制油。這也是本次設計所采用的白土精制方法。3.工藝流程設計3.1接觸法流程 白土精制“接觸法”工藝流程簡圖見圖1所示：混合罐加熱爐吹氣白土抽真空二過濾蒸發(fā)塔一過濾精制油原料油圖1 白土精制接觸法工藝流程簡圖白土精制“接觸法”工藝

19、主要過程為：混合、加熱、蒸發(fā)、過濾四個工序。3.2 工藝流程說明潤滑油原料換熱升溫至90后與白土進行攪拌混合并加熱至180-260，進入蒸發(fā)塔負壓蒸發(fā)，蒸發(fā)塔底油經換熱至130后，進行二級過濾，所得成品油送至精制油罐區(qū)。具體工藝流程為：原料油灌泵301（302、304）換304/1（管程）換302（外管）容302/1泵305（306、304）爐301塔301泵307（308）換302（內管）換303（內管）機301/13容306泵309（311）機302/13塔302泵310/1.2換304/1（殼程）換304/2（內管）精制油灌參考cad圖紙：帶控制點的工藝流程圖3.2.1真空系統(tǒng)t101頂

20、部汽態(tài)物冷卻后進入r103，r103頂部用水噴射真空泵抽真空，t102頂部分離的水分、微量溶劑經r104/2底部流入廢油罐r106。3.2.2輔助系統(tǒng)瓦斯自系統(tǒng)來瓦斯罐r112瓦斯控制閥加熱爐各火嘴。新水經新水表一股去冷卻器h103，一股進入泵房作機泵冷卻水?？諝庾韵到y(tǒng)管架進入機泵、板機掃線，空氣與蒸汽在樓上自動板框過濾機前互串。儀表用風自系統(tǒng)來，直接進入各儀表用風點。本工藝流程特點：工藝流程短，物料循環(huán)使用，生產效率高。3.3 工藝操作條件確定白土精制的主要操作條件為白土用量、精制溫度、接觸時間等。影響操作條件的主要因素是原料和白土性質。如果原料在前幾個加工過程中處理不當，精制深度不夠，含溶

21、劑太多等，這些都會增加白土精制的困難。一般說，原料越重，粘度越大及產品質量要求越高，操作條件就越苛刻，而當白土活性高以及顆粒度和含水量適當時，在同樣操作條件下，產品質量會更好。3.3.1 白土用量原料和白土性質確定后，一般白土用量越大產品質量就越好，但油品質量的提高和白土用量并非成正比，即當白土用量提高到一定程度后，產品質量的提高就不顯著了。在保證精制深度的前提下，白土用量要盡量少（見表3-1）。因為白土用量過多一則浪費；二則對不加抗氧化添加劑的一般產品會因精制過度而將天然的抗氧化劑少量膠質、瀝青質完全除掉，使油品安定性降低；三則降低潤滑油的收率。另外對操作也有影響，降低過濾速度，增加循環(huán)泵的

22、磨損，白土還會在加熱爐管內沉降，堵塞管線，嚴重時還會使油局部過熱裂化結焦。表3-1 潤滑油白土補充精制時白土用量1原料油白土用量，%機械油24內燃機發(fā)動機油13變壓器油35汽輪機油1015真空泵油1015殘渣潤滑油15253.3.2 精制溫度為了使非理想組分能很快地全部吸附在白土活性表面上，要求這些分子能快速運動，以增加與白土活性表面的接觸機會，這就要提高精制溫度。白土的孔吸附潤滑油中不良組分的速度，決定于所精制潤滑油的粘度。潤滑油粘度越大，則吸附速度越小。精制溫度一般宜選在180320之間，處理重的油品精制溫度應偏于上限，超過320時，由于白土的催化作用，油品易分解變質（見表3.2）。表3-

23、2 白土精制的接觸溫度1原料油接觸溫度，變壓器油150160機械油200210內燃機發(fā)動機油230240殘渣潤滑油2702803.3.3 接觸時間一般是指在高溫下白土與油的接觸時間，即在蒸發(fā)塔內的停留時間。為了使油品與白土能充分接觸，必須保證有一定的吸附和擴散時間，所以，在蒸發(fā)塔內的停留時間一般為2040分鐘。3.3.4 汽提蒸汽當常壓或加壓操作時，為蒸出潤滑油因溫度升高而產生的分解物，以保證油品的質量，在蒸汽塔底部吹入汽提蒸汽，以加速輕餾分等的蒸發(fā)，所用汽提蒸汽量，視塔操作壓力與溫度來決定，減壓操作時可少吹或不吹。4.白土精制工藝指標確定參閱某石化公司的潤滑油白土精制工藝參數資料。具體數據為

24、白土加入量2%6%，爐出口溫度140240，白土蒸發(fā)塔操作壓力-0.8mpa，操作溫度200。年產150000噸，年開工日為320天，日產為468.75噸，建設期為1年。4.1原料指標以下表4-1、2、3、4、5、6、7的數據主要參考茂名石化內部資料。原料指標見表4-1所示。表4-1 原料油規(guī)格原油品種項目常三輕白油減二減二深減三減三深減四輕脫運動黏度（40）mm2/g報告報告報告報告報告報告報告報告水分痕跡痕跡痕跡痕跡痕跡痕跡痕跡痕跡溶劑含量 % 0.20.10.10.10.10.10.10.1傾點 -9-1-5-9-5-9-5-5凝點 -11-11-7-11-7-11-7-7閃點 1701

25、90215215215220225255溶劑含量 %實測實測實測實測實測實測實測實測4.2 白土規(guī)格 活性白土指標見表4-2所示。名稱指標脫色率，%90游離酸，%0.2活性度（2025），0.1naohml/100g210粒度（通過200目篩），%90水分，%8.0表4-2 活性白土規(guī)格4.3產品指標產品指標見表4-3所示。表4-3 產品指標產品品種項目常三輕白油減二減二深減三減三深減四輕脫色度 號 0.50.51.51.03.02.54.05.5機雜 %無無無無無無無無水分 % 無無無無無無無無殘?zhí)?% 0.250.6機械雜質 % 0.050.050.050.050.050.050.050.

26、05抗乳化度min 108108透明度透明透明透明透明透明透明透明透明閃點(開口) 報告報告報告報告報告報告報告報告4.4工藝控制指標工藝控制指標見表4-4所示（注：*表示本次設計的工藝控制點）。表4-4 工藝控制指標原料品種項目常三輕白油減二減二深減三減三深減四輕脫*白土加入量 %3624243624364646*爐出口溫度 140160140160150170150170165185165185195215220240爐膛溫度 650650650650650650650650過熱蒸汽溫度 420420420420420420420420蒸發(fā)塔頂溫度 11015011015011015011

27、0150110150110150110150110150t101真空度 mpa 0.0400.0400.0400.0400.0400.0400.0400.040塔101吹氣量 %0505050505050505h103出口溫度 110145110145120145120145130145130145130145130145一次過濾溫度 6510080130801308013080130901309013090130自動板框進料壓力 mpa 0.70.70.70.70.70.70.70.7容105真空度mpa 0.0600.0600.0600.0600.0600.0600.0600.060*h1

28、04/2出口溫度 9090909085858595廢白土含油率 % 3030303030353535人工板框過濾機進料壓力mpa 0.20.20.40.40.50.50.60.84.5主要操作條件 主要操作條件見表4-5所示。表4-5 主要操作條件油品名稱混合溫度加 熱 爐蒸 發(fā) 塔白土接觸時間min二次過濾溫度,精制油出口溫度,備 注入口溫度出口溫度頂部溫度底部溫度頂部壓力mpa吹汽量kg/h常三7570160180110150185-0.03100308512090輕白油7570180200110150185-0.03100308512090減二7570180200110150195-0.

29、03100308512090減二深8570200220110150195-0.03120309513090減三8570200220110150195-0.03120309513085減三深8570600220110150195-0.03120309513085減四8570200220110150195-0.03120309513085輕脫8570220240110150195-0.031203095130954.6動力和原料消耗指標動力和原料消耗指標見表4-6、7所示。表4-6 動力指標項目循環(huán)水壓力mpa新鮮水壓力mpa燃料氣壓力mpa凈化風壓力mpa非凈化風壓力mpa瓦斯壓力 mpa蒸汽壓

30、力mpa電v指標0.30.30.30.30.40.20.8220/380表4-7 原料消耗指標項目濾紙 張/噸濾布 m/t循環(huán)水t/t新鮮水t/t燃料油(瓦斯)/t蒸汽 t/t非凈化風m3/t電 kw.h/t能耗mj/t指標0.120.030.60.25.61.06.91.6376.25.工藝計算5.1 主要生產步驟該工藝有四個步驟：混合、加熱、蒸發(fā)、過濾。混合：r102/1內混合，混合溫度150,操作壓力0.1mpa加熱：l101內加熱，爐膛溫度650 蒸發(fā)：t101內蒸發(fā)，操作溫度100,操作壓力-0.8mpa過濾：一過濾使用自動板框過濾機，二過濾使用人工板框過濾機。具體見圖2所示?；旌霞?/p>

31、熱蒸發(fā)過濾原料油精制油白土白土渣水蒸發(fā)量圖2 白土精制物料平衡圖5.2 物料計算本次設計采用的是白土精制接觸法，白土精制是一種物理吸附過程，完全沒有化學反應。采用倒推法，根據設計任務，白土精制年生產能力為150000噸/年。這樣的規(guī)模采用連續(xù)操作比較合理。全年365天，除去大、中修理及放假等共45天。則年工作日 = 36545 =320天每晝夜生產能力為：1500001000320 =468750 kg/d每晝夜24小時連續(xù)生產，則每小時生產能力為：46875024 =19531.25 kg/h以此作為物料衡算的基準。5.2.1進出蒸發(fā)塔（t101）的物料橫算輸入：白土和原料油的混合液=153

32、5181000320240.04+153518100032024kg/h=20788.89 kg/h輸出：水蒸發(fā)量+白土和原料油的混合液=1535181000320240.04+0.6100019.98932+7995.73kg/h=20788.89 kg/h因為：總輸入量總輸出量，所以，蒸發(fā)過程物料守恒。5.2.2整個系統(tǒng)總物料衡算總輸入量 =原料油輸入量=153518100032024=19989.32 kg/h總輸出量=精制油輸出量損失量=150122100032024+0.22153518100032024=19989.32kg/h因為：總輸入量 =總輸出量，所以，整個系統(tǒng)總物料守恒。

33、5.2.3物料平衡匯總 各種油品加工量、精制油產率及收率、損失見表5-1所示。表5-1 物料平衡表油 品 名 稱加工量t/a精 制 油損 失%產 量 ， t/a收 率 ， %常三421874128397.862.14輕白油2618255697.632.37減二2632255797.912.09減二深649226347297.772.23減三4902479597.812.19減四274372683597.812.19減四深4573447697.882.12輕脫4247414897.672.33合計15351815012297.82.25.2.4 原料動力及水、汽消耗 原料動力及水、汽消耗見表5-

34、2所示。表5-2 原料動力及水、汽消耗序號名稱單位每噸產品消耗定額消耗量備注每天每年1濾紙張0.1256180002濾布m0.031445003燃料油（瓦斯）kg5.626258400004非凈化風m36.9323410350005電kw.h1.67502400006循環(huán)水t0.6281900007新鮮水t0.297311528蒸汽t1.04681500005.3 熱量衡算整個設計的熱平衡方程式為：q1+q2=q3+q4式中：q1原料油所具備熱量（kj/h） q2加熱和冷卻物料所需要熱量（kj/h）；符號規(guī)定：加熱為“”，冷卻為“+” q3精制油帶出熱量（kj/h） q4蒸發(fā)塔傳熱量（kj/h

35、）q1=g1cpt1g1原料油消耗量，g1=19989.32kg/hcp1原料油的比熱容，cp1=2.15kj/（）t1原料油溫度，t1=60q1=g1cpt1=19989.322.1560kj/h=2578622.28kj/hq2=q加熱爐+q換熱器q加熱爐=g2tqp，q換熱器=qh104/1qh102-qh103-qh104/2g2瓦斯氣消耗量，g2=111.94kg/ht加熱爐的熱效率，t=85.62%qp瓦斯氣的熱值，qp=495kj/kgq加熱爐=111.940.8562495kj/h=47442.30kj/hq換104/1=ks1tm1k換熱器總傳熱系數，k=223w/()s1傳

36、熱面積，s1=180tm1=（t2-t1）/（t2/t1）=（60-55）/（60/55）=57.46qh104/1=ks1tm1=2233.618057.46kj/h=8303199.84kj/hqh102=ks2tm2=2233.66527.42kj/h=1494993.24kj/hqh103=ks3tm3=2233.62067.47kj/h=1131876.72kj/hqh104/2=ks4tm4=2233.63057.46kj/h=1445923.44kj/hq換熱器=8303199.84+1494993.24+1131876.72+1445923.44kj/h=12375993.24

37、kj/hq2=q加熱爐+q換熱器=47442.30+12375993.24kj/h=12423435.54kj/hq3=g3cp1t3g3精制油產量，g3=19547.14kg/hcp1精制油的比熱容，cp1=2.15kj/（）t3精制油溫度，t3=90q3=g3cpt3=19547.142.1590kj/h=3782371.60kj/hq4 = katm5 k蒸發(fā)塔總傳熱系數，k=289.78w/()a傳熱面積，a=1043tm5傳熱溫差，tm5=10q4 = katm5 =289.78104310kj/h=11219686.22kj/h因為q1+q2=q3+q4，所以，整個系統(tǒng)熱量守恒。5

38、.3.1 熱量衡算匯總 熱量平衡見表5-3所示。表5-3 熱量平衡表輸入量（kj/h）輸出量（kj/h）q12578622.28q33782371.60q212423435.54q411219686.22合計15002057.82合計15002057.826. 主要設備設計及選型（1） 主體設備：蒸發(fā)塔（t101）。（2） 輔助設備：換熱器（h104/2）。6.1 蒸發(fā)塔（t101）的設計（1）傳熱面積的確定傳熱溫差為10，傳熱量為11219686.22kj/h，蒸發(fā)塔內的總傳熱系數取為289.78w/（）。由公式 q = katm 得 a = q/（ktm）=11219686.22/（3.6

39、289.7810）=1043（2）傳熱管數的確定傳熱管選用322.5 ，長度3m的鋼管，材質為00cr18ni5mo3si2鋼。由公式 f =3.14dln 得 n = f/（3.14dl）=1043/（3.1430.0295）=375其中因要安排拉桿需要減少4根，實際管數為371根。（3） 蒸發(fā)塔塔體直徑的確定蒸發(fā)塔內管子分布采用正三角形排列，管間距a=40mm，殼體直徑 ： di=a（b1）+2l式中：di蒸發(fā)塔內徑，mm； b正六角行對角線上的管子數查有關表取為21； l最外層管子的中心到殼壁邊緣的距離，取l=2do所以 di=40（211）+2232=928 圓整后取為1000（4）蒸

40、發(fā)塔塔體厚度的確定殼體材料選用16mnr鋼，計算壁厚的公式為：s=pcdi/(2tpc)式中：pc計算壓力，取pc=0.80mpa ； di蒸發(fā)塔內徑，di=1100mm； =0.85 200=170mpa（設殼壁溫度為200） s=10000.8/（21700.850.80）=2.78取c2=2mm ；c1=0.25mm，圓整后取s=8mm，復驗86%=0.42 0.25 故最終取c1=0.25mm故s=8mm（5）蒸發(fā)塔封頭的確定上下封頭均采用標準橢圓形封頭，材質選用和筒體相同（16mnr）。由封頭厚度計算公式： s=pcdi/(2t0.5pc)式中：pc計算壓力，取pc=0.80mpa

41、； di蒸發(fā)塔內徑，di=1100mm；=0.85200=170mpa（設殼壁溫度為200）s=0.81000/（21700.850.50.8）=2.77mm取c2=2mm ；c1=0.25mm，圓整后取s=8mm，復驗86%=0.0.420.25 故最終取c1=0.25mm，故s=8mm 。實際制造中取厚度和筒體相同既8mm，所以封頭為dn10008。 （6）接管的確定人孔選用標準圓形公稱直徑dn450。原料進料口dn80二次蒸汽出口dn650。塔底出料口dn100。 所有的開孔進行等面積補強，在開孔外面焊接上一塊與容器材料和厚度都相同的鋼板。（7）支座的確定支座采用裙座，裙座座體厚度為75

42、mm，基礎環(huán)內徑1100mm，外徑1200mm，基礎環(huán)厚度為20mm，地腳螺栓公稱直徑m30，數量為24個。（8）蒸發(fā)器的輔助設備選型蒸發(fā)中產生的二次蒸汽為水蒸氣，可采用混合式冷凝器。為了進一步捕集二次蒸汽中所夾帶的霧沫或液滴，以減少有用產品的損失或對冷凝器的污染，常在蒸發(fā)器分離室頂部蒸汽出口處設置各種形式的除沫器，本次選用的是金屬絲網除沫器。而疏水器采用熱動力式的。6.2 換熱器（h104/2）的設計（1） 傳熱面積的確定 兩股流體的進出口溫度為：熱 11590 （油） 冷 55 35 （水）故傳熱推動力：tm = （t2-t1）/（t2/t1）=（60-55）/（60/55）=57.46總

43、傳熱系數為k=223w/（m2.）由公式q=ak tm 可得a=q/（ktm）=8303199.84/（2233.655.46）=180 （2） 管子數n的確定 設計選用322.5的無縫鋼管，材質20號鋼，管長3.0m，由公式a=3.14dln，n=a/（3.14dl）=180/（3.140.02953）=648根，其中安排拉桿需要減少8根，實際管數為640根。（3）管子的排列方式，管間距的確定 設計采用正三角行排列，取管間距為a=32mm 。（4） 殼體直徑的確定殼體直徑：di=a（b1）+2l式中：di換熱器內徑，mm； b正六角行對角線上的管子數查有關表取為29； l最外層管子的中心到殼

44、壁邊緣的距離，取l=2do所以，di=32（291）+2232=1024，取di=1100 換熱器為臥式，一般要求6 l/di 10 ，7000/1100=7.5 ，所以滿足要求。（5） 殼體厚度的計算殼體材料選用20r鋼，計算壁厚的公式為：s=pcdi/(2t-pc)式中：pc計算壓力，取pc為4.91.1=0.80mpa ； di=1100mm；=0.85100=133mpa（設殼壁溫度為100）s=11000.80/（21330.85-0.80）=3.91 mm取c2=2mm ；c1=0.25mm，圓整后取s=8mm，復驗86%=0.42 0.25 故最終取c1=0.25mm，故s=8m

45、m（6）換熱器封頭的確定上下封頭均采用標準橢圓形封頭，封頭為dn11008。曲面高度h1=250mm，直邊高度h2=40mm，材料選用20 r鋼。（7） 容器法蘭的選擇材料選用16mnr鋼，根據jb4703-2000標準，選用pn1.6mpa，dn1100mm的榫槽密封面長頸對焊法蘭。（8）折流板的設計折流板為弓形，h=3/41100=825mm，折流板間距取600mm；最小厚度為6mm。折流板外徑1095.5，材料為q235-a鋼，材料為q235-a鋼；拉桿選用12，共8根，材料為q235-af鋼。（9） 開空補強換熱器封頭和殼體上的接管都需要補強，在開空外面焊接上一塊與容器壁材料和厚度都相同的，即8mm厚的20r鋼板。（10）支座選用型號jb/4712-92 鞍座 bi 700 f 。其他換熱器選型見表7.97. 輔助設備選型7.1泵的設計及選型類型：依據流體性質選型號：依據生產任務（輸送量q與所需壓頭h）選7.1.1原料泵b101的設計（1）設計基礎數