原油常压塔工艺设计计算

设计题目：原油常压塔工艺计算

设计任务：根据基础数据，绘制各种曲线

根据原料油性质及产品方案确定产品收率作物料平衡

根据给定数据进行分馏塔计算，并绘制精馏塔计算草图

校核各侧线及塔顶温度

设计基础数据：

本设计采用某原油问原料进行常压塔工艺计算，原料及产品的基础数据见下表，年开工天数按8000h计算，侧线产品及塔底重油都使用过热水蒸汽汽提，使用的温度为420℃，压力为0.3MPa。

设计内容：根据基础数据，绘制各种曲线

根据原料油性质及产品方案确定产品收率作物料平衡

根据给定数据进行分馏塔计算，并绘制精馏塔计算草图

校核各侧线及塔顶温度

主要参考文献：[1]、林世雄主编，《石油炼制工程》(第三版)，石油工业出版社，2006年；

[2]、李淑培主编，《石油加工工艺学》（第一版），烃加工出版社，1998年；

[3]、侯祥麟，《中国炼油技术》（第一版），中国石化出版社，1991年。

一、生产方案

经过计算，此次油品是密度较大的油品，根据经验计算，汽油、煤油、轻柴、重柴的总收率大于30%，重油是生产优质沥青的好原料，还可以考虑渣油的轻质化，煤油收率高，适合生产航空煤油，该原油的生产方案是燃料一化型加工方案。

二、回流方式的确定

本设计的处理量较大，考虑采用塔顶二级冷回流，并采用两个中段回流。

三、确定塔板数

在原料一定的情况下，塔板的数目越多，精度越好，但压降越大，成本越高，本设计采用41层塔板。

四、塔板形式的确定

本设计采用操作弹性大，塔板压降小，造价适中的浮阀塔板。

设计说明书：

1、根据基础数据绘制各种曲线；

2、根据已知数据，计算并查工艺图表确定产品收率，作物料平衡；

3、确定汽提蒸汽用量；

4、塔板选型和塔板数的确定；

5、确定操作压力；

6、确定汽化段温度：

⑴、汽化段中进料的汽化率与过汽化度；

⑵、汽化段油气分压；

⑶、汽化段温度的初步求定；

⑷、t F的校核。

7、确定塔底温度；

8、塔顶及侧线温度的假定与回流热分配：

⑴、假设塔顶及各侧线温度；

⑵、全塔回流热；

⑶、回流方式及回流热分配。

9、侧线及塔顶温度的校核；

10、精馏塔计算草图。

原油常压塔精馏塔工艺计算过程

1、根据基础数据绘制各种曲线

假设原油=100g，则

⑴ IBP-122 V1 = 3.45/ 0.744 = 4.63709

⑵ 122-150 V2 = 1.71/0.7628 = 2.24174

⑶ 150-175 V3 = 1.8 /0.7743 = 2.32468

⑷ 175-200 V4 = 2.92/0.8042 = 3.63094

⑸ 200-225 V5 = 2.72/0.8160 = 3.43137

⑹ 225-250 V6 = 2.8 /0.8160 = 3.43137

⑺ 250-275 V7 = 2.5 / 0.817 = 3.05998

⑻ 275-300 V8 = 4.7 /0.8123 = 5.78604

⑼ 300-325 V9 = 4.6 / 0.825 = 5.57576

⑽ 325-350 V10 = 3.6 /0.8381 = 4.29543

⑾ 350-375 V11 = 3.9 / 0.845 = 4.61538

⑿ 375-395 V12 = 3.3 /0.8517 = 3.87460

⒀ 395-425 V13 = 6.14/0.8713 = 7.04694

⒁ 425-450 V14 = 5.67/0.8836 = 6.41693

⒂ 450-475 V15 = 6.87/0.8936 = 7.68800

V总 = 67.96681 cm3进行规一化得：

V1% = 6.82% V2% = 3.30% V3% = 3.42%

V4% = 5.34% V5% = 4.92% V6% = 5.05%

V7% = 4.50% V8% = 8.51% V9% = 8.20%

V10% = 6.32% V11% = 6.79% V12% = 5.70%

V13% = 10.37% V14% = 9.44% V15% = 11.31%

由上可得绘制实沸点曲线数据：

表（Ⅰ）

绘制实沸点蒸馏曲线。见图（Ⅰ）

查实沸点曲线得以下数据，利用数据求定平衡汽化曲线数据。表.（Ⅱ）

a.计算实沸点曲线的参考线的斜率及其各点温度

由《石油炼制工程》第三版，图7-17，根据实沸点蒸馏曲线10%至70%点得实沸点蒸馏曲线参考点斜率 = (399-148)/(70-10) = 4.18℃/%，由此计算参考线的各点温度：

6.82% = 148 - 4.18（10-6.82） = 134.71℃ 20% = 148 - 4.18（20-10）= 189.8℃30% = 148 - 4.18（30-10） = 231.6℃ 40% = 148 - 4.18（40-10）= 273.4℃50% = 148 - 4.18（50-10） = 315.2℃ 60% = 148 - 4.18（60-10）= 357℃70% = 148 - 4.18（70-10） = 398.8℃ 80% = 148 - 4.18（80-10）= 440.6℃90% = 148 - 4.18（90-10） = 482.4℃

b.计算平衡汽化参考线斜率及各点温度

用《石油炼制工程》第三版 7-17上图，根据实沸点蒸馏曲线10%至70%斜率4.18℃/%查得平衡汽化参考线的斜率为2.45℃/%，用图7-17中图查得△F = 22.3245℃，故平衡汽化参考线50% = 实沸点蒸馏参考线50%点–△F = 315.2℃ - 22.3245 = 292.8755℃

由平衡汽化参考线的50%点和斜率可计算得其他各点温度

6.82% = 292.8755℃ - 2.45（50-6.82）= 18

7.0845℃

10% = 292.8755℃ - 2.45（50-10） = 194.8755℃

20% = 292.8755℃ - 2.45（50-20） = 219.3755℃

30% = 292.8755℃ - 2.45（50-30） = 243.8755℃

40% = 292.8755℃ - 2.45（50-40） = 268.3755℃

60% = 292.8755℃ + 2.45（60-50） = 317.3755℃

70% = 292.8755℃ + 2.45（70-50） = 341.8755℃

80% = 292.8755℃ + 2.45（80-50） = 366.3755℃

90% = 292.8755℃ + 2.45（90-50） = 390.8755℃

c.计算实沸点蒸馏曲线与其参考线的各点温差△F i%

△F6.82% = 122℃ - 134.71℃ = -12.71℃△F10% = 0℃

△F20% = 205℃- 189.8℃ = 15.2℃△F30%= 258℃- 231.6℃= 27.2℃△F40% = 295℃ - 273.4℃ = 21.6℃△F50% = 323℃ - 315.2℃ = 7.8℃△F60% = 363℃ - 357℃ = 6℃△F70% = 399℃ - 398.8℃ = 0.2℃△F80% = 425℃- 440.6℃ = -15.6℃△F90%= 454℃- 482.4℃= -28.4℃d.求平衡汽化曲线各点温度

由图7-17下图查得各馏出百分数时的温差比值得：6.82%比值=0.39，10%比值=0.38，20%比值=0.36，其余各点比值都是0.33.平衡汽化曲线各点的温差△T等于实沸点蒸馏曲线与其参考线相应各点的温差△F i%乘以对应的比值，由此得平衡汽化各点的△T。

6.82% △T = -12.71 * 0.39 = -4.9569℃ 10% △T = 0℃

20% △T = 15.2 * 0.36 = 5.472℃ 30% △T = 27.2 *0.33 = 8.976℃ 40% △T = 21.6 * 0.33 = 7.128℃ 50% △T = 7.8 * 0.33 = 2.574℃ 60% △T = 6 * 0.33 = 1.98℃ 70% △T = 0.2 * 0.33 = 0.066℃ 80% △T = -15.6 * 0.33 = -5.148℃ 90% △T = -28.4 * 0.33 = -9.372℃平衡汽化曲线各点温度等于它的参考各点温度加上相应的△T值，得平衡汽化温度，见表（Ⅲ）

根据上表绘制原油常压下的平衡汽化曲线图，见图（Ⅰ）。

2、根据已知数据计算，查工艺图表确定产品收率，作出物料平衡

⑴、切割点的计算

根据常压切割以及产品性质中的恩氏蒸馏馏出温度及《石油炼制》第三版，P201～202图7-12及图7-13进行恩氏蒸馏曲线与实沸点蒸馏曲线的转化计算时，凡恩氏蒸馏温度高出