360萬噸原油常減壓蒸餾裝置工藝的設(shè)計(jì)論文

1、 . . . *課程設(shè)計(jì)說明書題 目 360萬噸原油常減壓蒸餾裝置工藝設(shè)計(jì) 學(xué)院： 化工學(xué)院專業(yè)：化工專業(yè) 班級(jí)： * 學(xué)生：*指導(dǎo)教師 * 完成時(shí)間：20*年*月 * 日至2*年 * 月 * 日目錄第一章 總論1.1概述31.1.1設(shè)計(jì)方案31.1.2 生產(chǎn)規(guī)模31.1.3 工藝技術(shù)路線41.1.4工藝技術(shù)特點(diǎn)41.2文獻(xiàn)綜述41.2.1常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀41.3.設(shè)計(jì)任務(wù)依據(jù)51.4主要原材料51.5其他51.5.1交通運(yùn)輸51.5.2節(jié)能措施6第二章 工藝流程設(shè)計(jì)2.1原料油性質(zhì)與產(chǎn)品性質(zhì)72.1.1原料油性質(zhì)72.1.2產(chǎn)品性質(zhì)72.2. 工藝流程82.2.1工藝流程82.3 塔器結(jié)構(gòu)

2、92.4環(huán)保措施92.4.1污染源分析92.4.2廢氣處理102.4.3廢水處理102.4.4噪聲防護(hù)11第三章 工藝計(jì)算3.1 原料與產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)的計(jì)算133.2 工藝流程的確定根據(jù)與流程的敘述153.2.1 切割方案與性質(zhì)153.2.2 物料平衡153.2.3 汽提蒸汽用量173.2.4 操作壓力173.2.5 汽化段溫度183.3蒸餾塔各點(diǎn)溫度核算203.3.1塔底溫度203.3.2塔頂與各側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配203.3.3側(cè)線與塔頂溫度的校核213.4全塔汽、液負(fù)荷衡算23第四章 常壓蒸餾塔尺寸計(jì)算4.1塔徑的計(jì)算344.1.1塔徑的初算344.1.2計(jì)算出Wmax后再計(jì)算適宜

3、的氣速Wa344.1.3計(jì)算氣相空間截面積354.1.4降液管流體流速Vd354.1.5計(jì)算降液管面積354.1.6塔橫截面積Ft的計(jì)算354.1.7采用的塔徑D與空塔氣速W354.2塔高的計(jì)算36第五章 水力學(xué)衡算5.1塔板布置，浮閥、溢流堰與降液管的計(jì)算375.2塔的水力學(xué)計(jì)算385.2.1塔板總壓力降385.2.2霧沫夾帶385.2.3泄漏395.2.4淹塔405.2.5降液管超負(fù)荷405.2.6適宜操作區(qū)和操作線405.2.7適宜操作區(qū)示意圖42第六章 車間平面布置6.1 車間平面布置方案436.2 車間平面布置圖436.2.1 CAD繪圖（見附圖）436.2.2 工藝條件436.3

4、常壓蒸餾塔裝配圖（見附圖）446.4 工藝流程圖（見附圖）446.5 主要塔器圖（見附圖）44第七章 結(jié)束語45第八章 參考文獻(xiàn)45第一章 總論1.1概述石油是一種主要由碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜混合物。石油中的烴類和非烴類化合物，相對(duì)分子質(zhì)量從幾十到幾千，相應(yīng)的沸點(diǎn)從常溫到500度以上，分子結(jié)構(gòu)也是多種多樣。不同油區(qū)所產(chǎn)的原由在性質(zhì)上差別較大，不同組成的原油表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同，而不同的化學(xué)組成與物理性質(zhì)對(duì)原油的使用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益都有影響。石油不能直接作汽車、飛機(jī)、輪船等交通運(yùn)輸工具發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，必須經(jīng)過各種加工過程，才能獲得符合質(zhì)量要求的各種石油產(chǎn)品。人們根據(jù)對(duì)所加工原油的性質(zhì)、市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求

5、、加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，以與經(jīng)濟(jì)效益等諸方面的分析、制訂合理的加工方案。原油常減壓蒸餾是常用基本的加工方案。石油煉制工業(yè)生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等燃料和化學(xué)工業(yè)原料，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，關(guān)系國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈和能源安全，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防和社會(huì)發(fā)展中具有極其重要的地位和作用。石油煉制加工方案，主要根據(jù)其特性、市場(chǎng)需要、經(jīng)濟(jì)效益、投資力度等因素決定。石油煉制加工方案大體可以分為三種類型：（1）燃料型 主要產(chǎn)品是用燃料的石油產(chǎn)品。除了生產(chǎn)部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過各種輕質(zhì)化過程轉(zhuǎn)化為各種輕質(zhì)燃料。（2）燃料潤(rùn)滑油型 除了生產(chǎn)燃料的石油產(chǎn)品外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還

6、用于生產(chǎn)各種潤(rùn)滑油產(chǎn)品。 （3）燃料化工型 除了生產(chǎn)燃料產(chǎn)品外，還生產(chǎn)化工原料和化工產(chǎn)品。原油經(jīng)過常壓蒸餾可分餾出汽油、煤油、柴油餾分。因原油性質(zhì)不同，這些餾分有的可直接作為產(chǎn)品，有的需要進(jìn)行精制或加工。將常壓塔底油進(jìn)行減壓蒸餾，等到的餾分視其原油性質(zhì)或加工方案不同，可以作裂化（熱裂化、催化裂化、加氫裂化等）原料或潤(rùn)滑油原料油原料，也可以作為乙烯裂解原料。減壓塔底油可作為燃料油、瀝青、焦化或其它渣油加工（溶劑脫瀝青、渣油催化裂化、渣油加氫裂化等）的原料。1.1.1設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)一套年處理量為360萬噸大港原油加工裝置，由于原料中輕組分不多，所以原油蒸餾裝置采用二段汽化，設(shè)計(jì)常壓塔，減壓塔。設(shè)計(jì)中

7、采用水蒸氣汽提方式, 并確定汽提水蒸汽用量;由于浮閥塔操作彈性大，本設(shè)計(jì)采用浮閥塔。原油蒸餾在煉油廠是原油首先要通過的加工裝置。一般包括預(yù)處理系統(tǒng)（原油電脫鹽）、常壓分餾系統(tǒng)、減壓分餾系統(tǒng)、注劑系統(tǒng)、輕烴回收系統(tǒng)（加工輕質(zhì)原油且達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模時(shí)一般設(shè)置輕烴回收系統(tǒng)）等。常壓蒸餾就是在常壓下對(duì)原油進(jìn)行加熱、氣化、分餾和冷凝。如此得到各種不同沸點(diǎn)圍的石油餾分。常減壓蒸餾是指在常壓和減壓條件下，根據(jù)原油中各組分的沸點(diǎn)不同，把原油“切割”成不同餾分的工藝過程。1.1.2 生產(chǎn)規(guī)模規(guī)模原油處理量360萬噸/年。按年開工8000小時(shí)計(jì)，即處理量為450000kg/h。1.1.3 工藝技術(shù)路大港原油屬于低硫環(huán)

8、烷中間基原油。煤油具有相當(dāng)好的揮發(fā)性能，比較高的閃點(diǎn)，適宜的粘度等特性，是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，有著廣泛的應(yīng)用前景，但是，直餾煤油和一般的加氫煤油芳烴含量都較量，氮的非烴化合物也很多，致使在使用過程中，不僅使人感到有不舒服的臭味，還對(duì)人體有害。在應(yīng)用上，煤油餾分除用作噴氣燃料、特種溶劑油、燈用煤油以外，還有很大一部分作為鋁軋油基礎(chǔ)油使用。由于鋁軋制在冷卻、潤(rùn)滑和改善鋁制品表面光潔度等方面都極其重要的作用，因此，隨著鋁加工業(yè)的迅猛發(fā)展，鋁軋制油的用量越來越大。鋁軋制油除應(yīng)用具有餾分圍窄、飽和烴含量高、閃點(diǎn)高的特點(diǎn)外，還要求具有較低的硫含量和芳烴含量。煤油加氫工藝是生產(chǎn)高檔鋁軋制油最有效的工藝手段，

9、該工藝主要是對(duì)其進(jìn)行深度脫硫、脫氮和脫芳烴。采用加氫法生產(chǎn)無味煤油、鋁軋制油，有著其它方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先是產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，其中產(chǎn)品芳烴含量小于0.1%；其次是不產(chǎn)生酸渣、堿渣等污染物，屬于環(huán)境友好工藝。特種油品精餾與一般的煉油裝置不同，餾分窄分餾精度要求高，產(chǎn)品的種類繁多，生產(chǎn)操作完全由市場(chǎng)決定，操作靈活要求非常高，根據(jù)產(chǎn)品方案要求，分餾部分采用雙分餾塔多側(cè)線抽出，其中第二分餾塔為減壓操作，滿足不同產(chǎn)品分割與質(zhì)量要求。1.1.4工藝技術(shù)特點(diǎn)由于裝置規(guī)模較小，在保證安全平衡生產(chǎn)的前提下，盡量簡(jiǎn)化工藝流程和自動(dòng)控制系統(tǒng)，以節(jié)省工程投資。反應(yīng)部分采用冷高壓分離流程。分餾部分設(shè)置兩臺(tái)分餾塔，

10、其中第二分餾塔為減壓操作，兩臺(tái)分餾塔產(chǎn)品側(cè)線抽出與塔底均設(shè)重沸器，塔裝填高效規(guī)整填料，確保分餾精度。設(shè)置熱載體回執(zhí)系統(tǒng)，熱載體作為塔底重沸器熱源。1.2.文獻(xiàn)綜述1.2.1常減壓蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)外蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)煉油傳廠的大型化是提高其勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，降低能耗和物耗的一項(xiàng)重要措施。按2004年一月底的統(tǒng)計(jì)，全世界共有717座煉油廠，總加工能力4103Mt/a。其中加工能力在10Mt/a以上的煉油廠126座，分散在34個(gè)國(guó)家和地區(qū)，有16座加工能力在20Mt/a以上。現(xiàn)在單套蒸餾裝置一般都在5Mt/a以上，不少裝置已達(dá)到10Mt/a?，F(xiàn)在最大的單套蒸餾裝置處理量為15Mt/a。整體

11、蒸餾裝置將原油分為：常壓渣油、含蠟餾分油、中間餾分油和石腦油組分。常壓部分出常壓渣油、中間餾分和石腦油以下的餾分。中間餾分在加氫脫硫分餾塔中分餾煤油、輕、重柴油，常壓渣油進(jìn)入高真空減壓蒸餾，分餾出的蠟油作為催化裂化裝置和加氫裂化裝置的原料。整體蒸餾裝置可以節(jié)省投資30左右。電脫鹽方面：以Petrolite和Howe-Beaket二公司的專利技術(shù)較為先進(jìn)。Howe-Beaket技術(shù)主要為低速脫鹽，Petrolite已在低速脫鹽的基礎(chǔ)上開發(fā)了高速電脫鹽。塔件方面：以Koch-Glitcsh、Sulzer和Norton為代表，擁有較先進(jìn)的專利技術(shù)，公司開發(fā)出了SuperFRAC I.SuperFRA

12、CV高效塔盤和Gempak填料，Sulzer在原有Mellapak填料的基礎(chǔ)上開發(fā)了Mllapakplus和Optiflow高效填料。產(chǎn)品質(zhì)量方面，國(guó)外蒸餾裝置典型的產(chǎn)品分餾精度一般為：石腦油和煤油的脫空度ASTM D86(5%-95%)13；煤油和輕柴油的脫空度ASTM D86(5%-95%)-20；輕蠟油與重蠟油的脫空度ASTM D1160(5%-95%)5，潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油也基本滿足窄餾分、淺顏色。國(guó)蒸餾裝置技術(shù)現(xiàn)狀我國(guó)蒸餾裝置規(guī)模較小，大部分裝置處理能力為2.5Mt/a，僅有幾套裝置的加工能力超國(guó)4.5Mt/a。我國(guó)蒸餾裝置的總體技術(shù)水平與國(guó)外水平相比，在處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量和撥出率方面存在

13、較大的差距。最近幾年，隨著我國(guó)煉油工業(yè)的發(fā)展，為縮短與世界先進(jìn)煉油廠的差距，我國(guó)新建蒸餾裝置正向大型化方向發(fā)展，陸續(xù)建成了鎮(zhèn)海、高橋8Mt/a與西太平洋10Mt/a等大型化的蒸餾裝置等，其中高橋?yàn)闈?rùn)滑油型大型蒸餾裝置，擬建的大型蒸餾裝置也基本為燃料型。我國(guó)蒸餾裝置側(cè)線產(chǎn)品分離精度差別較大，如中石化有些煉油廠常頂和常一線能夠脫空，但尚有40%的裝置常頂與常一線恩氏蒸餾餾程重疊超過10，最多重疊達(dá)86。多數(shù)裝置常二線與常三線恩氏蒸餾餾程重疊15以上，實(shí)沸點(diǎn)重疊則超出25。潤(rùn)滑油餾分切割也同國(guó)外先進(jìn)水平存在一定差距，主要表現(xiàn)在輕質(zhì)潤(rùn)滑油餾分的發(fā)揮與中質(zhì)潤(rùn)滑油餾分的殘?zhí)?、顏色和安定性等方面存在差距較大

14、。1.3.設(shè)計(jì)任務(wù)依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)有指導(dǎo)教師指定課題1.4.主要原材料主要原材料是大港原油，其屬低硫環(huán)烷中間基原油。1.5.其他1.5.1交通運(yùn)輸本裝置設(shè)在*石化工業(yè)區(qū)，相關(guān)設(shè)施與公用工程非常完善，原料、產(chǎn)品與廢渣方便快捷地輸送。*石化工業(yè)區(qū)交通便利，汕茂鐵路與京廣、京九鐵路相連，河茂鐵路與柳湛鐵路相連，正在建設(shè)的洛湛鐵路通過*，使*與華南、華北腹地相接起來。*有發(fā)達(dá)的公路網(wǎng)，325國(guó)道與高水一級(jí)公路連通。廣湛高速已全線通車，*到機(jī)場(chǎng)1小時(shí)車程，*至3小時(shí)車程，*至高速公路已建成通車。*港是國(guó)家一類對(duì)外開放口岸，距202海里，距澳門184海里，現(xiàn)有水東、博賀和北山嶺3個(gè)港區(qū)，已建成500噸級(jí)以上碼

15、頭11個(gè)，其中萬噸以上4個(gè)，年吞吐能力1759萬噸。其中，博賀新港區(qū)已建成25萬噸級(jí)單點(diǎn)系泊碼頭、85萬立方原油儲(chǔ)罐可以用十分低廉的成本建成30萬噸級(jí)碼頭泊位4個(gè)，20-25萬噸級(jí)碼頭泊位4個(gè)，10萬噸級(jí)碼頭泊位10個(gè)，5萬噸級(jí)與以下碼頭泊位71個(gè)，總計(jì)89個(gè)深水泊位，形成的港口吞吐能力可達(dá)3億噸。1.5.2節(jié)能措施煉油廠加工所消耗的能量占原油加工量的4%-8%，而常減壓蒸餾裝置又是耗能量大的生產(chǎn)裝置。2001年中石化常減壓蒸餾裝置平均能耗為0.496GJ/t(不包括不開減壓裝置)，最低0.438 GJ/t，最高0.686 GJ/t，與國(guó)外常減壓蒸餾裝置相比，我國(guó)常減壓蒸餾裝置的能耗顯然偏高，

16、具有較大的節(jié)能潛力。常減壓蒸餾裝置能耗主要是工藝過程必須消耗的燃料、水蒸汽、電力、水等所產(chǎn)生的能量消耗。其中燃料能耗比例最大，達(dá)60%-85%；其次是電和蒸汽，均占總能耗的10%-15%；水的能耗的占總能耗的4%左右。因此，應(yīng)從降低燃料消耗著手，節(jié)約能源。常減壓蒸餾裝置主要從五個(gè)方面著手：改進(jìn)工藝流程、提高設(shè)備效率、優(yōu)化操作、采用先進(jìn)的自動(dòng)控制流程、加強(qiáng)維修管理。降低燃料消耗，就是在保證產(chǎn)品收率和質(zhì)量的條件下，減少加熱爐有效熱負(fù)荷和提高加熱爐效率。加熱爐負(fù)荷通常包括加熱常壓塔和減壓塔進(jìn)料與蒸汽所需熱負(fù)荷。減少加熱爐有效負(fù)荷的主要措施有：提高常壓爐進(jìn)料溫度、降低加熱爐出口溫度、減少加熱爐進(jìn)料量（

17、包括蒸汽）；提高加熱爐熱效率的主要措施有：回收煙氣余熱，降低排煙溫度、提高燃燒器燃燒效率、優(yōu)化與自動(dòng)控制加熱爐各操作參數(shù)（如煙氣含氧量、爐膛負(fù)壓，排煙溫度等）、應(yīng)用新型隔熱材料，減少加熱爐熱損失。同時(shí)，節(jié)能措施的采用，不僅在技術(shù)上可行，而且必須經(jīng)濟(jì)合理。節(jié)能與投資的關(guān)系實(shí)質(zhì)上是操作費(fèi)用與投資的關(guān)系在節(jié)能領(lǐng)域的體現(xiàn)。第二章 工藝流程設(shè)計(jì)2.1原料油性質(zhì)與產(chǎn)品性質(zhì)2.1.1原料油性質(zhì)大港原油屬低硫環(huán)烷中間基原油, 一般性質(zhì)如下表所示。 表2-1 大港原油一般性質(zhì)名稱單位數(shù)值名稱單位數(shù)值密度D2040.8896含鹽mgNaCl/L74特性因數(shù)11.8水分%1.4運(yùn)動(dòng)粘度(50)Mm2/s20.64初

18、餾點(diǎn)82凝點(diǎn)20200餾出%10含蠟量%14.1300餾出%25瀝青質(zhì)硅膠膠質(zhì)%12.56Ni含量PPm18.5殘?zhí)?3.5V含量PPm1含硫%0.14Cu含PPm0.76含氮%灰分%0.018注: 計(jì)算時(shí)用d420=0.8717, K=12表2-2原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)序餾出溫度餾出, %序餾出溫度餾出, %序餾出溫度餾出, %號(hào)重體號(hào)重體號(hào)重體11132.373.28728320.8622.891338539.8042.3521485.586.54830024.0026.131439943.0145.6231808.539.84931827.1129.351541946.1448.794210

19、11.5413.121033530.3132.661646059.1361.65523514.5916.381135333.4935.921750071.3273.48625617.6819.611236436.6839.17表2-3原油平衡蒸發(fā)數(shù)據(jù)累計(jì)餾出, (體)310203040506070平衡蒸發(fā)溫度, 2002372803163483814094362.1.2產(chǎn)品性質(zhì) 表2-4大港原油常壓分餾產(chǎn)品性質(zhì)產(chǎn)品名稱沸點(diǎn)圍產(chǎn)率 %(質(zhì))密 度d204恩 氏 蒸 餾 數(shù) 據(jù) 0%10%30%50%70%90%干點(diǎn)重整原料1304.20.734258879399106118130航空煤油1302

20、309.40.7909142162180192205228243輕柴油23032013.50.8406225238255262270288312重柴油3203505.70.8450307324329331340359385重油35067.20.92002.2. 工藝流程2.2.1工藝流程工藝流程簡(jiǎn)介：本設(shè)計(jì)采用二段汽化的常減壓蒸餾裝置技術(shù)（雙塔流程）。設(shè)有常壓塔、減壓塔和附屬的汽提塔。原油在進(jìn)入常壓塔前經(jīng)過電脫鹽系統(tǒng)的脫鹽、脫水后，換熱到240,再經(jīng)常壓爐加熱到370進(jìn)入常壓塔，經(jīng)過分餾，塔頂分餾出重整原料，側(cè)線自上而下分別出航空煤油、輕柴油、重柴油，塔底分餾出重油。重油經(jīng)減壓爐加熱至400左

21、右,進(jìn)入減壓塔,塔頂抽真空,經(jīng)分餾,減一線出重柴油,減二、三線出蠟油,減四線出潤(rùn)滑油,塔底出減壓渣油。工藝流程圖2-1如下：圖2-1常減壓蒸餾裝置工藝原則流程圖2.3 塔器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況，采用板式塔。各種板式塔有關(guān)結(jié)構(gòu)性能比較如下表：表2-5 各種塔板比較塔板優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)泡罩塔板不容易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，對(duì)臟物不敏感結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高，塔板壓降大，霧末夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重塔板效率均勻篩板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，氣體，壓降小操作彈性地，篩孔小，易堵塞浮閥塔板生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低不宜處理易結(jié)焦，或黏度大噴射型塔板開孔率較大，可采用較高的空塔氣速，生產(chǎn)能

22、力大，塔板效率高操作彈性大氣相夾帶由上表比較可知，應(yīng)選擇浮閥塔板作為本次設(shè)計(jì)所需的塔板。2.4 環(huán)保措施2.4.1污染源分析常壓加熱爐煙氣 減壓加熱爐煙氣圖2-2 常減壓蒸餾裝置的工藝流程與污染源分布1電脫鹽罐；2一初餾塔；3常壓爐；4常壓塔；5汽提塔；6-穩(wěn)定塔；7分餾塔；8減壓加熱爐；9減壓塔由圖2-2可知，常減壓蒸餾裝置污染源有電脫鹽排水、初頂排水、機(jī)泵冷卻水、常頂排水、減頂排水、常壓加熱爐煙氣、減壓加熱爐煙氣，所以環(huán)保工作應(yīng)圍繞這些污染源采取相應(yīng)措施。2.4.2廢氣處理加熱爐煙氣煙氣中的so2與燃料中硫含量有關(guān)，使用燃料氣與低硫燃制能有效降低so2。的排放量。NO2的排放與燃料中的N2

23、含量與燃燒火嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。停工排放廢氣裝置在停工時(shí)，需對(duì)塔、容器、管線進(jìn)行蒸汽吹掃，大部分存油隨蒸汽冷凝水排出，還有部分未被冷凝的油氣隨塔頂蒸汽放空進(jìn)入大氣；檢修時(shí)，需將塔、容器等設(shè)備的人孔打開，將殘存的油氣排入大氣；要制定停工方案并嚴(yán)格執(zhí)行，嚴(yán)格控制污染。無組織排放廢氣一般情況下含硫廢水中硫化氫與氨的氣味較大，輸送這種含硫廢水必須密閉，如有泄漏則毒害嚴(yán)重。含硫化氫廢氣經(jīng)常泄漏的部位是在“三頂”回流罐脫水部位。減少措施是控制好塔頂注氨。輸送輕質(zhì)油品管線、堿渣管線與閥門的泄漏會(huì)造成大氣污染，本裝置設(shè)計(jì)常壓塔頂減壓閥為緊急放空所用，放空氣體進(jìn)入緊急放空罐。管線閥門的泄漏率應(yīng)小于2c。另外，蒸餾裝置通

24、常設(shè)“三頂”瓦斯回收系統(tǒng)，將初頂、常減頂不凝氣引入加熱爐作為燃料燒掉或回收，這樣對(duì)節(jié)能、安全、環(huán)保均有利。2.4.3廢水處理電脫鹽排水制電脫鹽過程所排的廢水，來自原油進(jìn)裝置時(shí)自身攜帶水和溶解原油中無機(jī)鹽所注入的水。此外，加入破乳劑使原油在電場(chǎng)的作用下將其中的油和含鹽廢水分離。由于這部分水與油品直接接觸，溶人的污染物較多，特別是電脫鹽罐油水分離效率不高時(shí)，這部分排水中石油類和COD均較高。排水量與注水量有關(guān)，一般注入量為原油的58。篩選好的破乳劑、確定合適用量、提高電脫鹽效率都對(duì)提高油水分離效果有利；用含硫污水汽提后的凈化水回注電脫鹽可減少新鮮水用量，同時(shí)減少凈化水排放的揮發(fā)酚含量；增加油水鑭離

25、時(shí)間，嚴(yán)格控制油水界面(必要時(shí)設(shè)二次收油設(shè)施)可減少油含量。塔頂油水分離器排水常減壓蒸餾裝置其初餾塔頂、常壓塔頂、減壓塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷后均分別進(jìn)入各自的油水分離器，進(jìn)行油水分離并排水。這部水是由原油加工過程中的加熱爐注水，常壓塔和減壓塔底注汽產(chǎn)品汽提塔所用蒸汽冷凝水，大氣抽空器冷凝水，塔頂注水，緩蝕劑所含水分等組成。由于這部分水與油品直接接觸，所以 AN染物質(zhì)較多，排水中硫化物、氨、COD均較高。排水中帶隋況與油水分離器中油水分離時(shí)間、界面控制是否穩(wěn)定有關(guān)。正常生產(chǎn)情況下，嚴(yán)格控制塔頂油水分離器油水界面是防止排重帶油的關(guān)鍵。機(jī)泵冷卻水機(jī)泵冷卻水由兩部分構(gòu)成，一部分是冷卻泵體用水，全部使用循 K冷卻

26、后進(jìn)循環(huán)水回水管網(wǎng)循環(huán)使用。另一部分是泵端面密封冷卻 K，隨用隨排入含油廢水系統(tǒng)。一般熱油泵需冷卻水較多，如端面十漏油較多則冷卻水帶油嚴(yán)重。如將泵端面密封改為波紋管式端 i封，可以減少漏油污染。裝置其他排水 a油品采樣該裝置有汽油、煤油、柴油等油品采樣口用于采 j品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。一般在油品采樣前，都要放掉部分油品，以便：次采樣滯留在管線中的油置換掉。這部分油品會(huì)污染排水?？刹蓜?dòng)分析儀或密閉采樣法，也可以將置換下的油品放入污油罐中回以減少污染。 b設(shè)備如拆卸油泵、換熱器等，需將設(shè)備的存油放掉進(jìn)入系統(tǒng)。如果能在拆卸設(shè)備處，設(shè)專線將油抽至污油回收系統(tǒng)(或罐)，可以減少污染。 c停工掃線 裝置停工需將

27、設(shè)備、管線中的存油用蒸汽吹掃于此階段排放污染物最為嚴(yán)重。應(yīng)制定停工方案并嚴(yán)格執(zhí)行，盡量油送至污油罐區(qū)，嚴(yán)禁亂排亂放。 d地面沖洗原油泵、熱油泵、控制閥等部位所在地面最易遭受污染。一般不允許用水沖洗的地面，通常用浸有少量煤油的棉紗插去油污。e,裝置廢水排放計(jì)量 各種廢水排出裝置進(jìn)入全廠含油廢水系統(tǒng)之前，要設(shè)置計(jì)量井，并制定排水定額。對(duì)控制排放廢水的污染較為有效。2.4.4噪聲防護(hù)在生產(chǎn)裝置，噪聲的主要來源是：流體振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。如流體被節(jié)流后發(fā)出的噪聲(尤其是調(diào)節(jié)閥節(jié)流造成的)、火焰燃燒所造成的氣體振動(dòng)等。機(jī)械噪聲。指各種運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲。電磁噪聲。指由電機(jī)、脫鹽變壓器等因磁場(chǎng)作用引起振動(dòng)

28、所產(chǎn)生的噪聲。加熱爐噪聲的防治一般有下列幾種方法，可根據(jù)不同情況選用。(1)采用低噪聲噴嘴。(2)噴嘴與風(fēng)門等進(jìn)風(fēng)口處采用消聲罩。(3)結(jié)合預(yù)熱空氣系統(tǒng)，采用強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)消聲罩。(4)爐底設(shè)隔聲圍墻。電機(jī)噪聲的防治一般有：(1)安裝消聲罩。一般應(yīng)選用低噪聲電機(jī)，若噪聲不符合要求時(shí)，可加設(shè)隔聲罩(安裝全部隔聲罩或局部隔聲罩。)(2)改善冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、角度。(3)大電機(jī)可拆除風(fēng)扇，用主風(fēng)機(jī)設(shè)置旁路引風(fēng)冷卻電機(jī)?？绽淦髟肼暤姆乐我话憧蛇x用以下幾種方法：(1)設(shè)隔聲墻，以減少對(duì)受聲方向的輻射。(2)加吸聲屏，可設(shè)立式和橫式吸聲屏。(3)加隔聲罩。(4)用新型低噪聲風(fēng)機(jī)。第三章 工藝計(jì)算3.1 原料與產(chǎn)品的

29、有關(guān)參數(shù)的計(jì)算產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)見表3-1實(shí)沸點(diǎn)蒸餾體分?jǐn)?shù)%溫度（）01030507090100汽油40889195112127140煤油105140171191208237252輕柴油196221254269284309339重柴油301336349353373403448表3-1 產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)表產(chǎn)品性質(zhì)見表3-2產(chǎn)品體積平均沸點(diǎn)ºC中平均沸點(diǎn)ºC立方平均沸點(diǎn)ºC比重指數(shù)0API特性因數(shù)/K平衡汽化溫度/ ºC臨界參數(shù)焦點(diǎn)參數(shù)01030%50%70%90%100%溫度ºC壓力MPa溫度ºC壓力MPa汽油100.699.6100

30、6111.976 88929699104109208.63.313285.86煤油193.4189191.747.510.9162170181187193204211381.42.824113.80柴油262.6268.3261.63710.72542602682722762842914 61.62.134672.62重柴33733533636113553603633643693763855131.375161.57表3-2 產(chǎn)品性質(zhì)表以汽油為例列出詳細(xì)的計(jì)算、換算過程其他產(chǎn)品僅將計(jì)算、換算結(jié)果列于上表（1）體積平均沸點(diǎn)（2）恩氏蒸餾90%10%斜率90%10%斜率（3）立方平均沸點(diǎn)由圖查得校

31、正值為(4)中平均沸點(diǎn)由圖查得校正值為（5）比重指數(shù)由汽油密度查表得：（6）特性因數(shù)由圖查得：（7）相對(duì)分子質(zhì)量：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)汽油取（8）平衡汽化溫度由圖求得平衡汽化100%溫度為恩氏蒸餾/%（體） 0 10 30 50 70 90 100餾出溫度/ 58 87 93 99 106 118 130恩氏蒸餾溫差/ 29 6 6 7 12 12因恩氏蒸餾10%70%斜率=由圖查得：平衡汽化50%點(diǎn)-恩氏蒸餾50%點(diǎn)=平衡汽化50%點(diǎn)的溫度/平衡汽化溫度/ 71 84 88 92 96 101 105（9）臨界溫度 由圖查得：臨界溫度（10）臨界壓力 由圖查得：臨界壓力=(11)焦點(diǎn)壓力 由圖查得：焦點(diǎn)

32、壓力（12）焦點(diǎn)溫度由圖查得：焦點(diǎn)溫度3.2 工藝流程的確定根據(jù)與流程的敘述3.2.1 切割方案與性質(zhì)切割方案與性質(zhì)表見表3-3：（開工天數(shù)為8000小時(shí)） 產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)的餾程/ ºC實(shí)沸點(diǎn)的切割點(diǎn)/ ºC汽油40140煤油105252122.5輕柴油196339224重柴油301448320表3-3 原油常壓切割方案與性質(zhì)表3.2.2 物料平衡常壓塔物料平衡表設(shè)計(jì)處理量: 250+學(xué)號(hào)×10萬噸/年=250+57*10=820萬噸/年物料平衡（按8000小時(shí)/年）見表3-4油 品產(chǎn) 率%處 理 量 或 產(chǎn) 量體積質(zhì)量104t/Ykg/hkmol/h原 油10010

33、0360450000產(chǎn)品汽油5.04.215.218900197煤油10.59.433.8442300278輕柴油14.213.548.660750279重柴油5.95.720.522565088重油64.467.2241.92302400表3-4 物料平衡表3.2.3 汽提蒸汽用量側(cè)線產(chǎn)品與塔底重油都用過熱水蒸汽汽提, 使用的是溫度420, 壓力0.3MPa的過熱水蒸汽。汽提水蒸汽用量與需要汽提出來的輕組分含量有關(guān), 其關(guān)系大致如圖2所示。在設(shè)計(jì)中可參考表3-5所列的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇汽提蒸汽用量。塔名稱產(chǎn)品蒸汽用量, , 對(duì)產(chǎn)品常壓塔溶劑油1.52.0常壓塔煤油23常壓塔輕柴油23常壓塔重柴油2

34、4常壓塔輕潤(rùn)滑油24常壓塔塔底重油24初餾塔塔底油1.21.5減壓塔中、重潤(rùn)滑油24減壓塔殘?jiān)剂嫌?4減壓塔殘?jiān)子?5表3-5 汽提蒸汽用量(經(jīng)驗(yàn)值)油品,對(duì)油kg/hkg/hKmol/h一線煤油3126970.5二線輕柴油2121567.5三線重柴油2.8718.239.9塔底重油26048336合計(jì)9250.2513.9表3-6 汽提水蒸汽用量表3-5為表3-6得出的汽提水蒸汽用量。石油分餾塔塔板數(shù)、塔板型式和塔板數(shù)主要靠經(jīng)驗(yàn)選用表3-7、3-8是常壓塔塔板數(shù)的參考值。被分離的餾分推薦板數(shù)輕汽油重汽油68汽 油煤 油68汽 油柴 油46輕柴油重柴油46進(jìn)料最低側(cè)線36汽提段或側(cè)線汽提

35、4表3-7 常壓塔塔板數(shù)國(guó)外文獻(xiàn)推薦值表被分離的餾分紅套套煉廠汽 油煤 油3109煤 油輕柴油996輕柴油重柴油746重柴油裂化原料846最低側(cè)線進(jìn)料443進(jìn)料塔底4643-8 國(guó)某些煉油廠常壓塔塔板數(shù) 參照表3-7與表3-8選定的塔板數(shù)如下:汽油煤油段 9層(考慮一線生產(chǎn)航煤)煤油輕柴油段 6層輕柴油重柴油段 6層重柴油汽化段 3層塔底汽提段 4層全塔用兩個(gè)中段回流每個(gè)用3層換熱塔板共6層全塔塔板總數(shù)為34層。3.2.4 操作壓力取塔頂產(chǎn)品罐壓力為: 0.131MPa。塔頂采用兩級(jí)冷凝冷卻流程圖。取塔頂空冷器壓力降為0.01Mpa使用一個(gè)管殼式后冷器, 殼程壓力降取0.0171Mpa故塔頂壓

36、力=0.13+0.01+0.017=0.1571MPa (絕)。取每層浮閥塔板壓力降為0.00051MPa (4mmHg)則推算常壓塔各關(guān)鍵部位的壓力如下: (單位為MPa)塔頂壓力 0.157一線抽出板(第9層)上壓力 0.161二線抽出板(第18層)上壓力 0.166三線抽出板(第27層)上壓力 0.170汽化段壓力(第30層下) 0.172取轉(zhuǎn)油線壓力降為0.0351Mpa則加熱爐出口壓力=0.172+0.035=0.2071Mpa3.2.5 汽化段溫度汽化段中進(jìn)料的汽化率與過汽化率取過汽化率為進(jìn)料的2(質(zhì))(經(jīng)驗(yàn)值為24)或2.03(體)則過汽化油量為9000kg/h, 要求進(jìn)料在汽化

37、段的汽化率為:eF=(5.0+10.514.2+5.9+2.03)=37.63(體) 汽化段油氣分壓汽化段中各物料的流量如下:汽油 199kmol/h煤油 279kmol/h輕柴油 278kmol/h重柴油 89kmol/h過汽化油 30kmol/h油氣量合計(jì) 875kmol/h其中過汽化油的分子量取300水蒸汽336kmol/h(塔底汽提)。由此計(jì)算得過汽化段的油氣分壓為:0.172×875/(875+336)=0.124Mpa汽化段溫度的初步求定汽化段溫度應(yīng)該是在汽化段油氣分壓0.124MPa之下汽化37.63(體)的溫度為此需要作出在0.124MPa下的原油平衡汽化曲線見圖1中

38、的曲線4。在不具備原油的臨界參數(shù)與焦點(diǎn)參數(shù)而無法作出原油的P-T-e相圖的情況下曲線4可用簡(jiǎn)化法求定: 由圖1可得到原油在常壓下的實(shí)沸點(diǎn)曲線與平衡汽化曲線的交點(diǎn)為310。將此交點(diǎn)溫度換算成在0.124MPa壓力下的溫度為320。當(dāng)eF為37.63(體)時(shí)的溫度為350此即欲求的汽化段溫度tF。此tF是由相平衡關(guān)系求得還需對(duì)它進(jìn)行校核。tF的校核校核的目的是看tF要求下的加熱爐出口溫度是否合理校核的方法是作絕熱閃蒸過程的熱平衡計(jì)算以求得爐出口溫度。當(dāng)汽化率eF=37.63(體)tF=350, 進(jìn)料在汽化段中的焓hF計(jì)算如表8所示。進(jìn)料帶入汽化段的熱量QF(P=0.172Mpat=350)見表3-

39、9物料焓Kj/kg熱量kJ/h汽相液相汽油11761176×18900=22.27*106煤油11471147×42300=48.52×106輕柴油11301130×60750=68.65×106重柴油11221122×25650=28.78×106過汽化油11189000×1118=10.06×106重油888888×302400=268.5×106合計(jì)QF=446.8×106表3-9 進(jìn)料帶入汽化段的熱量QhF=446.8×106/450000=992.89kJ

40、/kg再求出原油在加熱爐出口條件下的熱焓ho按前述方法作出原油在爐出口壓力0.207MPa壓力之下平衡汽化曲線(即圖1中的曲線3)。此處忽略了水分若原油中含有水分則應(yīng)按爐出口處油氣分壓下的平衡汽化曲線計(jì)算。因考慮生產(chǎn)航空煤油限定爐出口溫度不超過360，轉(zhuǎn)化為常壓下溫度為325時(shí)汽化率eo為31.5，顯然eo<eF，即在爐出口條件下過汽化油和部分重柴油處于液相。據(jù)此可算出進(jìn)料在爐出口條件下的焓值ho。ho=233.2×106/450000=518.18kJ/kg核算結(jié)果表明ho略高于hF所以在設(shè)計(jì)的汽化段溫度350之下能保證所需的拔出率(31.5體)。爐出口溫度也不致超過充許限度

41、。進(jìn)料在爐出口處攜帶的熱量(P=0.207MPa, t=360)見表3-10物料焓Kj/kg熱量kJ/h汽相液相汽油12011201×18900=22.70×106煤油11641164×42300=49.24×106輕柴油11511151×60750=69.92×106重柴油(g)11431143×16060=21.79×106重柴油(l)971971×9590=9.3×106重油904904×302400=273.4×106合計(jì)Qo=446.4×106表3-10

42、進(jìn)料在爐出口處攜帶的熱量3.3蒸餾塔各點(diǎn)溫度核算3.3.1塔底溫度取塔底溫度比汽化段低7即: 350-7=346.53.3.2塔頂與各側(cè)線溫度的假設(shè)與回流熱分配假設(shè)塔頂與各側(cè)線溫度參考同類裝置的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)假設(shè)塔頂與各側(cè)線溫度如下:塔頂溫度 107煤油抽出板(第9層) 180輕柴油抽出板(第18層) 256重柴油抽出板(第27層) 315則列出全塔熱平衡如表3-11所示。物料流率，kg/h密度d204操作條件焓，kJ/kg熱量，kJ/hMPa汽相液相入方進(jìn)料4500000.87170.172350955.4429.93×106汽提蒸汽60480.290420331620.06×

43、106合計(jì)459250.2450×106出方汽油189000.7342055×106煤油423000.79090.16118044418.78×106輕柴油607500.84060.16625664539.18×106重柴油256500.8450003×106重油3024000.92000.175346.5858259.46×106水蒸汽60480.157107270016.33×106合計(jì)459250.2366.33×106表3-11 全塔熱平衡表全塔回流熱全塔

44、回流熱Q=(450-366.33)×106 =83.67×106 kJ/h回流方式與回流熱分配 塔頂采用二級(jí)冷凝冷卻流程塔頂回流溫度為60。采用兩個(gè)中段循環(huán)回流一中在煤油側(cè)線與輕柴油側(cè)線之間(第1113層), 二中位于輕柴油側(cè)線與重柴油側(cè)線之間(第2022層)?；亓鳠岱峙?熱量, kJ/h塔頂 50 41.83×106一中 20 16.73×106二中 30 25.10×1063.3.3側(cè)線與塔頂溫度的校核重柴油抽出板(第27層)按圖3中的隔離體系作第27層以下塔段的熱平衡如圖2與表2-10所示第27層以下塔段的熱平衡見表3-12物料流率，kg/h密度d204操作條件焓，kJ/kg熱量，kJ/hMPa汽相液相入方進(jìn)料4500000.87170.172350446.8×1