【开题报告】年产120万吨大庆原油原油常压塔设计

开题报告
化学工程与工艺
年产120万吨大庆原油原油常压塔设计
一、课题的来源及意义
随着国民经济的快速发展，世界上对能源的需求量迅速上升，我国原油一次加工能力达到3.28亿吨/年，居世界第二位。

我国的炼油技术主要借鉴国外，整体工艺流程多从国外引进，长期以来缺乏自主知识产权的技术，流程改进甚微，与发达国家有一定的差距，特别是我国炼油技术的能耗远远高于国外能耗水平，是制约我国原油加工技术发展的瓶颈。

为了减少对国外的依赖，需要独立自主地解决重大工程技术难题。

目前，由于原油价格体系与国际接轨，生产操作成本不断提高，石油化工行业面临着严峻的挑战。

因此，必须提高炼油厂的应变能力，降低生产成本，以保持企业的竞争力。

常减压蒸馏装置是原油深加工的基础，蒸馏过程的方案和设计是否合理、生产操作是否稳定优化、产品质量是否良好等，直接影响各个后续加工过程的处理量、收率和全厂的生产均衡性、能耗及经济效益。

120万吨/年大庆原油常压装置设计工作的参与和完成将会对我的专业素养有一个质的提升，比如对化工设备内件的设计标准的熟悉，化工设备设计思路的开拓，设备设计方面经验的养成以及CAD制图能力。

另外，从这次毕业设计中我也能学到设计工作的流程与分工，以及了解化工设备设计领域的情况。

这一切无疑对我日后的发展有着举足轻重的作用。

二、国内发展概述
中国炼油工业迅速发展，据美国《油气杂志》世界炼油特别报告统计，2005年中国原油年加工能力达3.12亿吨，超过俄罗斯和日本，成为仅次于美国的世界炼油大国。

根据统计，2005年中国共有51座炼厂，炼厂数和炼油能力均位居世界第二。

但是，中国石油产品质量还相对较低，汽车排气污染控制愈显重要。

中国融入世界清洁燃料进程，不断提高炼油技术水平，尽快与国际接轨，任务紧迫而重大。

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，炼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。

三、大庆原油简介
大庆原油是一种低硫、低胶、高含蜡、高凝点、的石蜡基石油。

由于含烷烃多，所以，在其各个馏分中，烷烃的相对含量高，生产汽油抗爆性较差，小于180°C馏分，马达法辛烷值仅40左右。

喷气燃料的相对密度较小，结晶点较高，故只能符合2号喷气燃料规格。

由于硫含量很低，轻质燃料油不需要精制。

同时，在加工中，设备腐蚀问题不大。

大庆原油的馏分组成较重，故须采取二次深度加工，以提高轻质燃料收率。

润滑油馏分的黏温特性好，但凝点高，加工时需要脱蜡。

四、关于本论文的几点讨论
炼油厂以石油为原料生产各类石油产品，是重要的能源生产基地。

但是炼油厂在加工石油过程中同时也消耗相当多的能量，而且所消耗的这些能量主要是来自石油及其产品本身。

因此，减少炼油厂的能耗就意味着从同样数量的原油中生产更多的产品。

炼油厂合理用能、降低能耗对充分利用石油资源和降低生产成本有重要意义。

原油常减压蒸馏装置耗能极大,约占整个炼油厂炼油用能量的20%-30%,而且目前我国的一些炼油厂用的换热网络仅仅考虑到工艺要求,而未考虑热量的合理利用.,不仅可提高原油的预热中温,减少燃料油的消耗,还可降低冷却热负荷.要保证有效能损失最小,即遵循高温位热流与高温位冷流换热,中温位与中温位换热,低温位与低温位换热的匹配原则,而且要有效利用热流的高温位热源,对原
有换热器进行充分利用,使设备投资费降到最低.
常压蒸馏装置提高经济效益的方法:
1.改变工艺流程调整产品结构
(1)调整常压塔侧线产品方案
(2)开发新工艺、生产新产品
(3)回收不凝气中的液化石油气
2.精心操作增加高附加值产品
(1)减少石脑油含量提高柴油收率
(2)强化汽提段操作提高轻油收率
设常压汽提段的目的是尽可能拔出小于350的馏分,减少常底油中柴油组分.通过适当增加汽提蒸汽量,不仅可以降低常底油的油气分压,而且有利于改善塔盘流体力学性能和传质效果.通过调整炉子出口温度及塔底吹气量控制常底油中小于350馏分的含量.
3.常压汽提段的设计
(1)选用塔盘而不用填料
汽提段的特点是液流量大,气流量小,流动参数都大于0.3,小的一般
0.45,多在0.7左右,所以汽提段较理想的内件是塔盘.
(2)单溢流或少的溢流程数
小塔可采用单溢流,大塔在液流强度许可的条件下尽可能采用少的溢流程数,以便增加汽提段液相与气相的接触次数.
(3)选用有导向作用的浮阀
汽提段的特点更适宜采用能消除阀前死区,并具有导流作用,从而降低液面梯度的塔盘,具有上述作用的塔盘有NS塔盘及箭形浮阀塔盘。

(4)降低堰高
汽提段液流强度大，堰高可选用40mm左右,这样可以降低液层厚度,有利于塔盘鼓泡,提高分离效率.
(5)合适的开孔率
汽提段的开孔率不宜太大，但要考虑蒸汽波动的影响。

塔盘的设计点以漏液状态为宜，塔盘上浮阀要相对集中布置，避免液体短路。

(6)增加塔盘数
目前汽提段塔盘设计多为4层,由于汽提段效率低,可适当增加塔盘数到6层.
常压蒸馏装置的腐蚀,主要是低温部分的HCl-HS-HO体系的腐蚀和高温部分的硫腐蚀和环烷酸腐蚀.
对HCl-HS-HO体系,开好电脱盐装置是有效缓解腐蚀的基础,要确保脱后原油的盐含量(以NaCl计)小于3mg/L.在操作过程中,氯化镁,氯化钙受热极易发生水解，生成的氯化氢气体随着油气上升到塔顶挥发线,在适宜条件下形成稀盐酸而对设备产生腐蚀.因此,搞好深度脱盐操作至关重要.
为实现装置长周期运行,原油脱后盐含量的指标应小于3mg/L(以NaCl 计),电脱盐污水油含量应满足企业的环保要求.
在蒸馏塔顶挥发线注胺,注水,注缓蚀剂，控制塔顶冷凝水水质,是减缓蒸馏塔顶系统腐蚀的重要手段.应根据冷凝水监测分析结果,及时对注剂浓度和注剂量作调整.有紊流存在的部位(弯管,三通,甚至焊缝处)是腐蚀最严重的区域,高流速和低流速下都是如此.所以,应加强对设备及管线的检查以及塔顶馏出酸性水水质的检测,控制好冷凝水的值以及铁离子,硫化氢和氯离子的含量.
原油在蒸馏前必须经过严格的脱盐、脱水，脱盐后经加热炉加热到350-370度进入常压分馏塔，塔顶出汽油。

侧线自上而下分别出煤油、柴油以及其它油料常压部分大体可以得到相当于原油实沸点馏出温度约为360度的产品。

它是装置的主塔，主要产品从这里得到，因此其质量和收率在生产控制上都应给予足够的重视。

除了用增减回流量及各侧线馏出量以控制塔的各处温度外，通常各侧线处设有汽提塔，用吹入水蒸气或采用“热重沸”（加热油品使之汽化）的方法调节产品质量。

常压部分拔出率高低不仅关系到该塔产品质量与收率而且也将影响减压部分的负荷以及整个装置生产效率的提高。

除塔顶冷回流外，常压塔还设置中断回流。

（本次设计采用一个中段回流）
三、设计内容及研究方法
设计目标：根据已有的工艺模拟计算和塔内件水力学计算结果，完成120万吨/年大庆原油常压塔内件的设计，掌握常规塔的设计方法，并熟练设
计软件的应用。