250万吨原油常压蒸馏塔设计.doc
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1、本科生毕业设计250万吨/年原油常压蒸馏塔设计 22目 录中文摘要2外文摘要3引言41综述51.1 概述51.2设计依据71.3厂址选择71.4规模与生产制度71.5原料与产品规格72生产工艺路线与流程82.1工艺路线选择82.2 工艺流程简述83精馏塔塔工艺计算103.1工艺参数103.2物料平衡及热量平衡计算104 塔板的设计.22 4.1基础数据.22 4.2塔板设计计算部分.22 4.3塔径初算.224.4塔高计算.23结束语24参考文献25致谢26250万吨/年原油常压蒸馏塔设计摘 要:本次设计主要是针对年处理量250万吨胜利混合原油的常压设计。 原油常压蒸馏作为原油的一次加工工艺,
2、在原油加工总流程中占有重要作用,在炼厂具有举足轻重的地位,其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备常压塔的设计,是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新,装置节能消耗显著,产品质量提高。但与国外先进水平相比,仍存在较大的差距。 为了更好地提高原油的生产能力,本着投资少,能耗低,效益高的思想对胜利原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案是:初馏塔拔出石脑油,常压塔采取三侧线,常压塔塔顶生产汽油,三个侧线分别生产煤油,轻柴油,重柴油。设计了一个初馏塔一个常压塔一段汽化蒸馏装置,此装置由一台管式加热炉、一个初馏塔,一个常压塔以及若干台换热器(完善的换热流程
3、应达到要求:充分利用各种余热;换热器的换热强度较大;原油流动压力降较小。)冷凝冷却器、机泵等组成,在常压塔外侧为侧线产品设汽提塔。流程简单,投资和操作费用较少。原油在这样的蒸馏装置下,可以得到350-360以前的几个馏分,可以用作石脑油、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品,也可分别作为重整化工(如轻油裂解)等装置的原料。在某些特定的情况下也可以作催化裂化或加氢裂化装置的原料。关键词:原油;常压蒸馏;物料衡算;热量衡算;塔;换热2.5 million tons / year of Win crude oil atmospheric distillation tower design Abstract
4、:This design mainly regards to which Win commingled crude oil are distilled by a process capacity of 0.25107t/a in normal pressures. As a part of crude oil processing technic ,the normal pressures distilion of crude oil is very important in the whole processing schemes of crude oil and refineries an
5、d its operation status directly affects the continuing machine process.There are a kind of important separate equipment- normal pressures columns ,which is the key to attain high efficient , high quality oil. In recent years,firstly the distillion technique of normal pressures and manage experience
6、were innovated constantly ;secondly equipments effect of saving energy is remarkable ;thirdly product quality was improved.But compare to international advanced techniques,there are a long distance. In order to improve the product ability of crude oil .In the principle of shoestring , lowenergy cons
7、umption , high-efficiency ,designing the normal pressures distillion of Russia commingled crude oil.Designs basic scheme : Prefractionator extracts naphtha. atmospheric column has three lateral line .Its tower top extracts gasoline and three lateral line respectively extrct kerosene, light diesel fu
8、el, heavy diesel fuel.Design adistillion device with a prefractionator,a atmospheric column with a piece of gasification.This device is consist of a tubular-furnace,a prefractionator,a atmospheric column ,several heat exchangers, cooling condenser and pumps.This procedure is simple; Investment and o
9、peration fee is short .According to this design device ,we can attain 350360 previous some fraction.They can be used to be naphtha ,gasoline, kerosene,light diesel fuel, heavy diesel fuel products and they can be used tobe reforming chemical engineerings raw material. At all under certain condition,
10、 they can be as raw material of catalytic cracking and hydrogen cracking .This design adopts 38block floating valve trays. Tower distance is 3.2m. Tower diameter is 22m.Tower level is 142m.Heat exchangers process reach to the technics requirement by 12 time heat exchangers processes.The heat exchang
11、ers efficiency is 73.1%.Key Words:Oil; Atmospheric distillation; Material balance; Heat balance; Tower; Heat exchange引 言原油常压蒸馏作为原油的一次加工工艺,在原油加工总流程中占有重要作用,在炼厂具有举足轻重的地位,其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备常压塔的设计,是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新,装置节能消耗显著,产品质量提高。但与国外先进水平相比,仍存在较大的差距。1综述 1.1原油炼制概述1)设计的意义与作用 石
12、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。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。12)产品性质、特点胜利原油相对密度较大,含硫较多,胶质、沥青质含量较多,属于含硫中间级原油。由于是含硫中间级原油,汽油馏分的辛烷值较大庆汽油馏分的辛烷值要高,催化重整原料的芳香
13、烃潜含量也比大庆催化重整原料较高。喷气燃料馏分密度大,结晶点低。减压馏分油可作为裂化原料,其金属镍含量较大庆油高10倍,因此,减压馏分拔出深度受到限制。润滑油馏分经过脱蜡后,其粘度指数比相应的大庆润滑油馏分低。含硫多,对设备腐蚀严重,需要采取合适的防腐措施。直溜产品、二次加工产品都需要进行精制。由于胶质、沥青质含量多,经蒸馏深拔渣油,可以得到质量较好的沥青。23)生产方法概述常减压蒸馏的概述 原油精馏装置是炼油企业的“龙头”,是炼油工业的第一道工序,为二次加工装置提供原料,是原油加工的基础,其能量的综合利用程度和拔出率高低体现在石化企业的效益上,因此,开展常压精馏装置的研究很有意义。原油常减压
14、蒸馏作为原油的一次加工工艺,在原油加工总流程中占有重要作用在炼厂具有举足轻重的地位,其运行的好坏直接影响到后续的加工过程。其中重要的分离设备常压塔的设计,是能否获得高收率、高质量油的关键。近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新,装置节能消耗显著,产品质量提高。但与国外先进水平相比,仍存在较大的差距,装置能耗仍然偏高,分馏精度和减压拔出深度偏低,对含硫原油的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平,显著日益重要,对提高炼油企业的经济效益也具有重要意义。常减压蒸馏过程经过一百多年的发展,已成为一个比较完整成熟的工艺。目前,国内外大致都是采用由初馏塔、常压塔、压塔,常压炉、减刃压炉组成的
15、三塔两炉工艺流程,但是仍存在一些问题。近年来,我国常减压蒸馏装置,呈现了规模大型化,原油加工品种多样化生产操作智能化等趋势,技术水平有了较大的提高。作为炼油企业的“龙头”,常减压蒸馏装置技术水平高低,不但关系到原油的有效利用,而且对全厂的质量,产品收率,经济效益都有很大影响,这就要求我们积极应用先进适用技术,继续推动常减压蒸馏技术进步,促进整体炼油水平的不断提高。与国际先进水平相比,我国常减压蒸馏装置仍然存在较大的差距,主要是装置规模小,运行负荷低,运行周期短,关键工艺技术落后,能耗依然偏高等。原油中的汽油馏分含量低,渣油含量高是我国原油馏分组成的一个特点。此次设计的大庆原油属于低硫石蜡基原油
16、,凝固点高,蜡含量高,胶质含量适中,沥青质含量低,金属含量中Ni含量较高。为了更好地提高原油的生产能力,本着投资少,能耗低,效益高的思想对大庆原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案:原油换热系统电脱盐系统加热炉系统常压系统仪表控制系统,经常压蒸馏得到汽油、煤油、柴油等燃料出装置及常压重油去催化裂化车间。装制设备的考虑因素塔设备是化工,石油化工、炼油厂等厂中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各个方面,都有重大的影响。据有关材料报道,塔设备的投资费占整个工艺设备投资费的较大比例,它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此,塔设备的设计和研究
17、,受到化工、炼油等行业的极大重视。作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液;两相能充分接触,以获得较高的传质效率。此外,为了满足工业生产的需要,塔设备还得考虑下列的各项要求1.生产能力大。在较大的气(汽)夜流速下,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或者液泛等破坏正常操作的现象。2.操作稳定、弹性大。塔设备的气(汽)夜负荷量有较大的波动时,仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。3.流体流动的阻力小,即流体通过塔设备的压力降小。这将有助于节省生产中的动力消耗,用来降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作,较大的压力降还可以使系统无法维持必要的真空度。4.结构简单、材
18、料用量小、制造和安装容易,这可以减少基建过程中的投资费用。5.耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。34)石油的用途 石油作为一种能流密度高,便于存储、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一,是提供能源,尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计,全世界总能源需求的40依赖于石油产品,汽车,飞机,轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品,有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业,世界石油总产量的10%用于生产有机化工原料。石油是十分复杂的烃类非烃类化合物的混合物。石油产品种类繁多,市场上各种牌号的石油产品达1000种以上
19、,大体上可分为以下几类: 燃料:如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等; 润滑油:如各种牌号的内燃机油、机械油等; 有机化工原料:如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等; 工艺用油:如变压器油、电缆油、液压油等; 沥青:如各种牌号的铺路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等; 蜡:如各种食用、药用化妆品用,包装用的石蜡和地蜡; 石油焦炭:如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。4 1.2设计依据1.3厂址选择1.4规模年处理量:250万吨1.5原料与产品规格主要原料规格:技术指标:产品规格:2 生产工艺路线与流程2.1生产路线选择确定原油加工方案是炼厂设计和生产的首要任务。炼厂根据所加工原油
20、的性质、市场需求、加工技术的先进性和可靠性以及经济效益等方面的综合考虑,进行全面的分析、研究对比,才能制定出合理的加工方案。根据原油本身的特性1,本次设计产品为燃料型方案。2.2工艺流程简述40左右的由灌区进入装置,由原油泵升压后经过换热器换热至130左右,首先进入电脱盐装置(原油预处理设施),在电场、破乳剂等作用下进行脱盐脱水,要求脱盐后原油含盐小于3mg/L,含水小于0.5%;脱盐后的原油在经过换热器换热至200-240进入初馏塔,从初馏塔顶馏出汽油组分或重整原料,经塔顶泵一部分送回初馏塔打回流控制塔顶温度,另一部分作为产品送出装置。初馏塔底油由塔初底泵升压经换热后送至常压加热炉,加热至3
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