原油减压蒸馏装置论

毕业设计（论文）题目： 22原油减压蒸馏装置设计原油减压蒸馏控制系统设计摘要石油在加热条件下容易受热分解而使油品颜色变深、胶质增加。

在常压蒸馏时，为保证产品质量，炉口温度一般不高于370℃，通过常压蒸馏，可以把原油中350℃以前的汽油、煤油、轻柴油等直流产品分离出来。

350℃以上的高沸点馏分则难以蒸出，而这部分馏分油是生产润滑油和催化裂化原料油的主要原料，但是由于这部分油在高温下会发生分解反应，只能通过降低系统压力从而降低其沸点的方法来获得，所以一般情况下，炼油厂都会在常压蒸馏之后设置减压蒸馏过程，用以获取更大的经济效益。

根据生产任务的不同减压塔可以分为润滑油型和燃料油型两种。

本次设计参考大庆原油的基本性质，其属于低硫石蜡基原油，其特点是高含蜡，高凝点，沥青质含量低，350~500℃减压馏分的润滑油含量约占原油的15%，而粘度指数可达90~120，是生产润滑油的良好原料，加工大庆原油时可以根据市场对产品的需求、经济效益等方面的因素，采用润滑油型加工方案。

本次设计根据任务书的要求，参照大庆原油的常减压蒸馏的部分操作数据，设计一座年处理量为300万吨的减压蒸馏装置，设计的主要内容包括：工艺流程的确定；抽真空系统相关参数的计算；加热炉负荷计算。

关键词：减压塔计算抽真空系统加热负荷ABSTRACTOil under heated conditions degrade easily，becomes darker in color, increases in glial, in the atmospheric distillation, in order to ensure product quality, the mouth temperature is not higher than 370 ℃,by atmospheric distillation, gasoline, kerosene, light diesel oil that lower than 350 ℃of DC products are separated. The high boiling point higher than 350 ℃distillation fraction is difficult to isolate, but this part o the distillate is the main raw material of producing lubricants and fluid catalytic cracking feedstock. As this part of the oil at high temperatures will decompose, only by reducing the system pressure to reduce its boiling point to obtain, therefore, under normal circumstances, refinery will set the vacuum distillation process after distillation at normal pressure to obtain greater economic benefits.According to different production tasks, vacuum tower can be divided into two kinds of lubricant type and fuel type, the design references the basic nature of Daqing crude oil. It belongs to low sulfur paraffinic crude oil, characterized by high wax, high pour point, low asphaltene content, 350 ~ 500 ℃vacuum distillate of crude oil content of about 15%, the viscosity index of 90 to 120,it’s good raw material for production of lubric ating oil. Daqing crude oil can be processed in accordance with market demand on the production level, economic and other factors, using lubricant type processing program.According to the task requirements, refers to the operation data of Daqing crude oil vacuum distillation ,to design an annual handling capacity of 300 tons of vacuum distillation unit. The main design elements include: vacuum tower of the industrial design calculations; vacuum system related calculations; heating load calculationKey words: vacuum tower calculations；vacuum systems；heating load摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2设计的目的意义及要解决的问题 (2)1.3 工艺特征 (2)2 工艺流程设计 (4)2.3塔器结构 (5)3.4.1 加热炉的基本控制 (12)3.4.3加热炉的单回路控制方案 (15)4.9 工业控制计算机的选择 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 背景我国炼油工业经过50多年的发展，到21世纪初期，已经形成281Mt/a 的原油加工能力，生产的汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品基本满足的国民经济的发展和人民生活的需要。

但是，进入21世纪，特别是我国成为世界贸易组织的正式成员后，中国炼油行业既面临国民经济腾飞和融入世界经济大潮带来的新的发展机遇，也面临着资源瓶颈制约、入世后国内市场国际化、竞争加剧和环保要求趋严的挑战，中国炼油行业必须加快科技创兴步伐，努力提高国际竞争力[1]。

石油是重要的能源之一，我国的工业生产和经济运行都离不开石油，但是又不能直接作为产品使用，必须经过加工炼制过程，连制成多种在质量上符合使用要求的石油产品，才能投入使用。

国民经济和国防部门众多的各种应用场合对石油产品提出了许多不同的使用要求。

随着我国社会经济情况的变化、科学技术水平以及工业生产水平的大幅度提高，对石油产品质量指标的要求不断严格，所要求的石油产品的品种和数量也不断增加。

目前，我国原油的年加工量约为2亿吨。

而国内所能提供原油量仅为1.3亿吨，为了满足原油的需求量，则需要每年从国外二十多个国家和地区进口约6940万吨原油。

为了更好的提高石油资源的利用率，增加企业的经济效益，对从国外进口的原油炼制构成进行开发研究也是十分必要的。

目前，我国将石油产品分为燃料、润滑剂、石油沥青、石油蜡、石油焦、溶剂和化工原料六大类。

1.2设计的目的意义及要解决的问题在工业生产过程中，一个良好的控制系统在一定的约束条件下，不但要保证系统的稳定性和整个生产的安全，而且应该带来一定的经济效益和社会效益。

然而设计这样的控制系统会带来许多困难，特别是复杂工业过程往往具有不确定性，因此对于控制系统的设计，不能采用单一的基于定量的数学模型的传统控制理论和控制技术。

必须进一步开发高级的控制系统，研究先进的过程控制规律[1]。

常减压蒸馏装置是炼油化工工程中的首要生产环节，是炼油厂最重要的加工装置之一，也是取得经济效益的关键装置。

因此，对常减压蒸馏装置实施先进控制和优化控制一直都是控制界，工艺界和工厂工程师关注的重点之一。

炼油化工过程中的先进控制技术的研究日趋深入，如何将其成果成功的应用到生产实际当中去成为该项研究的最终环节[2]。

常减压蒸馏装置在石油炼制与石油化工过程中具有非常重要的地位，在常减压蒸馏装置上应用先进控制技术实现对传统炼油装置控制水平的提升，对提高产品质量合格率，操作平稳率和节能降耗效果显著，已成为炼油厂新的利润增长点。

但在炼厂实施先进控制过程中以及投用后往往由于炼油工艺过程的复杂多变导致先进控制投用率较低。

本文正是基于以上考虑，来设计适应常减压蒸馏装置的工艺特点和实际工作情况的控制流程[3]。

本课题的理论意义和应用价值在于随着中国经济的不断开放，市场化，国际化和全球化竞争不断加剧，在与国际巨头的竞争中，我国企业必须提高自身的技术水平，增加科技含量，降低成本效益否则将无法生存。

这一点以成为业内人士的共识，尤其对炼油化工这一能源支柱产业，更是迫在眉睫。

常减压蒸馏装置在石油炼制与石油化工工程中作用无可替代，它一方面为后续深加工提供合理的馏分油，满足二次加工的需要，另一方面又消耗大量的能源，资料表明，常减压蒸馏的能耗约占炼油总能耗的六分之一，因此在常减压蒸馏装置上应用高新技术实现传统炼油工艺的，技术提升，对提高产品质量和节能降耗具有极为重要的意义[4]。

1.3 工艺特征润滑油型减压塔为后续的加工过程提供润滑油料，它的分馏效果的优劣直接影响到其后的加工过程和润滑油的产品质量。

从蒸馏过程本身来说，对润滑油料的质量要求主要是粘度合适、残碳值低、色度好，在一定程度上也要求馏程要窄。

因此，对润滑型减压塔的分馏精确度的要求与原油常压分馏差不多，故它的设计计算也与常压塔大致相同。

由于减压下馏分之间的相对挥发度较大，而且减压塔内采用较大的板间距，故两个侧线馏分之间的塔板数比常压塔少。

有的减压侧线抽出板采用升气管式抽出板。

这种抽出板形式对于集油和丑油操作比较好，但是他没有精馏作用，其压降约0.13~0.26kPa。

减压塔各点的温度条件的求定方法按理应与常压塔相同，但是在减压塔中，内回流对油气分压的作用比较难以确定，因此，对减压塔的温度条件常按如下经验来求定：侧线温度——取抽出板上总压的30%~50%作为油气分压计算在该分压下侧线油品的泡点；塔顶温度——是不凝气和水蒸气离开塔顶的温度，一般比塔顶循环回流进塔温度高出28~40℃；塔底温度——通常比汽化段温度低5~10℃，也有多达摄氏十几度者[3]。