常压蒸馏装置工艺设计

2.0Mt/a阿曼原油常压蒸馏装置工艺设计
摘要：阿曼原油属含硫石蜡-中间基原油，根据该原油的性质特点和同类装置的生产数据，并结合我国燃料-化工市场的需求，确定该原油加工方案为燃料-化工型。

本设计主要对初馏塔、常压塔和加热炉进行了工艺设计和计算，确定了各个装置的操作条件，其中初馏塔塔顶出重整料，初底油进入常压塔第32层塔板；常压塔采用35层双溢流F1型浮阀塔盘，塔径为4.2m，塔高24.8m，设三个侧线分别为航煤侧线、-20#柴油侧线、-10#柴油侧线，设两个中段回流，根据气、液相负荷进行了水力学计算；常压炉采用结构紧凑、金属耗量少的立式圆筒炉，全炉热效率达86.67%。

最后，应用绘图软件AutoCAD绘制了该装置的工艺原理流程图。

关键词：阿曼原油；初馏塔；常压蒸馏；加热炉；工艺计算
The Design for 2.0 Mt/a Atmospheric Distillation Unit of
Oman Crude oil
Abstract：Crude oil of Oman was paraffine and intermediate crude oil with sulfur content. The processing scheme and cutting scheme of the crude was proposed on the basis of its characteristic and the data of the homogeneous unit.In order to made the most use of petroleum resources and combined the market needs of the fuel-chemical in our country，it was determined that the processing scheme was the type of fuel-chemical. The whole design mainly includes the calculation of the primary tower, the atmospheric tower and the atmospheric furnace . Atmospheric tower using 35-storey and the type of two-tower overflow F1 float valve tray ,The adiameter of tower is 4.2m,and the hight is 24.8m. the atmospheric tower was set three sidestreams, i.e.the aviation kerosene, -20 # diesel, -10 # diesel oil, and two intermediate circulating reflux.In addition, operational conditions of all devices is determined. Based on vapor-liquid flow rate, the hydraulics calculation of the atmospheric tower is obtained. A vertical type of cylindrical furnace is used for the atmospheric heating furnace which is well-unit-structured and consumes less metal, thermal efficiency of the entire Furnace reach to 86.67%. The process flowchart of the unit was drawn by use of the AutoCAD software.
Key words：Oman crude oil; primary tower; Atmospheric distillation; Furnace; Craft design
目录
1 绪论 (1)
1.1 设计依据 (1)
1.2 设计能力 (1)
1.3 装置特点 (1)
1.4 工艺流程简述 (1)
2 原油加工方案和切割方案 (2)
2.1 原油评价简述 (2)
2.2 阿曼原油加工方案 (2)
2.3 阿曼原油切割方案 (3)
3 常压塔工艺计算 (7)
3.1 油品性质参数的计算 (7)
3.2 油品性质参数计算结果汇总 (10)
3.3 初馏塔的工艺设计计算 (11)
3.4 常压塔的工艺设计计算 (14)
4 塔板水力学计算 (40)
4.1 基础数据 (40)
4.2 塔板的结构计算 (40)
4.3 塔板的水力学计算 (44)
4.4 负荷性能图 (46)
5 管式加热炉的工艺设计 (51)
5.1 原始数据 (51)
5.2 加热炉总热负荷 (51)
5.3 燃烧过程计算 (52)
5.4 全炉热平衡 (53)
5.5 辐射段的计算 (54)
5.6 对流室的计算 (59)
5.7 炉管内的压力降 (65)
5.8 烟囱的设计计算 (69)
6 结论 (74)
参考文献 (75)
致谢 (76)
附录 (76)
1 绪论
1.1 设计依据
本次2.0Mt/a阿曼原油常压蒸馏装置工艺设计的依据是：
（1）根据西安石油大学化学化工学院化工系下发的毕业设计任务书。

（2）阿曼原油评价报告。

1.2 设计能力
（1）处理量： 2.0Mt/a
（2）年开工时间：330d
1.3 装置特点
（1）本装置设有初馏塔，常压塔，常压加热炉，常压塔采用高效浮阀塔盘。

主要产品为重整料，航煤馏分，-20#柴油馏分，-10#柴油馏分，同时还有常压渣油。

（2）常一线采用重沸器汽提技术，以防止航煤带水，常二线、常三线和塔底采用水蒸汽汽提。

1.4 工艺流程简述
原油（45℃左右）由罐区泵入装置。

在泵入口处注入水和破乳剂换热至120℃左右进入一、二级电脱盐罐，脱盐脱水后（≮3mg/L ，≮0.5%）经换热至230℃进入初馏塔，进行初馏。

初底油经换热器进行换热至280℃，进常压炉对流室下段加热至300℃入辐射室加热至360℃经转油线进入常压塔第32层塔板（t=351℃，P=0.173MPa）上进行分馏。

塔顶油气（t=141℃，P=0.157MPa）经二级冷却器冷却，一路作冷回流（60℃）返回塔顶，另一路作重整原料出装置。

常压塔有三个侧线抽出：
一线由第9层（t=174℃，P=0.162MPa）抽出，换热后经精制作为航空煤油出装置。

二线由第19层（t=210℃，P=0.166MPa）抽出，换热后经精制作为-20号柴油出装置。

三线由第27层（t=272℃，P=0.170MPa）抽出，换热后经精制作为-10号柴油出装置。

第一中段回流由第13层抽出返回第11层，第二中段回流由第23层抽出返回第21层。

塔底重油（t=344℃，P=0.174MPa）经换热一部分进入减压塔进行分馏。

另一部
分进入催化裂化。

2 原油加工方案和切割方案
2.1 原油评价简述
阿曼原油属含硫石蜡—中间基原油，该原油粘度低、酸值低、凝点低，氮含量低，硫含量较高，蜡、胶质、沥青质含量均较低，钒、镍含量不高，轻质油收率和总拔出率较高。

由原油的实沸点蒸馏及各窄馏分的性质可知：混合原油﹤200℃、﹤350、﹤500℃的收率分别为20.1 m%、45.1 m%、68.7 m%，﹤560℃的总拔出率为75.2 m%，说明此原油的轻质油收率高，加工该原油可获得较高的总拔出率。

65～180℃重整馏分收率高，为14.2 m﹪，砷含量高，为75ppb，芳烃收率指数达46.4，精制后可成为良好的重整原料。

180~240℃喷气燃料馏分收率为8.4 m﹪，硫含量较低，实际胶质含量较高，冰点为-52℃，芳烃含量低，净热值高，精制后可考虑生产3#喷气燃料。

180~365℃、240~365℃为柴油馏分，收率分别为30.1m%和21.7m%，两馏分收率均较高，凝点低，十六烷值值较高，但硫含量高，酸度大，须经过精制方可作为-20#、-10#柴油。

365～560℃催化裂化原料收率为27.3m%，硫含量高，氮含量较低，残炭、金属含量均较低，特性因数较高，Cp较高，C A较低，可作为催化裂化原料。

﹥365℃渣油收率为51.8 m%，密度较小，硫含量较高，氮含量不高，灰分较低，属二类渣油，可作为重油催化掺炼原料，﹥560℃渣油收率为24.5%，粘度低，硫含量较高，可直接生产200#燃料油，由于其镍、钒含量较高，胶质、沥青质含量较高，残炭较大，饱和烃含量较低，不适合直接作催化裂化原料，可经过脱金属、脱碳再进一步加工。

2.2 阿曼原油加工方案
根据原油评价报告，阿曼原油的特点是轻质油收率高，含硫高，含蜡低，凝点低和酸值低，按原油的硫含量及两个关键馏分的比重来分类，原油属含硫—中间基原油。

重整原料中砷含量较高，芳烃收率指数达46.4，精制后是良好的重整原料。

经过重整后，生产汽油和芳烃。

喷气燃料密度大，硫含量较低，结晶点低，芳香烃含量低，净热值高，根据市场需求，可考虑生产3#喷气燃料。

但须经过精制可达到3#喷气燃料的规格要求，其收率较高。

柴油馏分的十六烷值分别为54.5和56.2，凝点低。

但硫含量高，酸度大，须经过精制方可作为-20#、-10#柴油，凝点分别为-21℃、-11℃。