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。原油实沸点蒸馏以及窄馏分性质沸点范围℃占原油m%ρ20g/cm3特性因数含硫量%凝点℃每馏分总收率IBP—1223.453.450.7440.04122—1501.715.160.762811.760.03150—1751.86.960.774311.830.04175—2002.929.880.804211.610.04200—2252.7212.60.813911.680.05225—2502.815.40.81611.840.07250—2752.517.90.81712.020.09275—3004.722.60.812312.270.09300—3254.627.20.82512.270.11325—3503.630.80.838112.240.11350—3753.934.70.84512.310.11375—3953.3380.851712.36395—4256.1444.140.871312.23425—4505.6749.810.883612.22450—4756.8755.680.893612.22项目密度20℃恩氏蒸馏馏出温度℃0%10%30%50%70%90%ep汽油0.777975123150164180205210煤油0.8229218223230235240250263轻柴油0.8402245273285292308321重柴油0.8516296316325336340348重油0.942306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、tF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⑴IBP-122V1=3.45/0.744=4.63709⑵122-150V2=1.71/0.7628=2.24174⑶150-175V3=1.8/0.7743=2.32468⑷175-200V4=2.92/0.8042=3.63094⑸200-225V5=2.72/0.8160=3.43137⑹225-250V6=2.8/0.8160=3.43137⑺250-275V7=2.5/0.817=3.05998⑻275-300V8=4.7/0.8123=5.78604⑼300-325V9=4.6/0.825=5.57576⑽325-350V10=3.6/0.8381=4.29543⑾350-375V11=3.9/0.845=4.61538⑿375-395V12=3.3/0.8517=3.87460⒀395-425V13=6.14/0.8713=7.04694⒁425-450V14=5.67/0.8836=6.41693⒂450-475V15=6.87/0.8936=7.68800V总=67.96681cm3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）温度体积分数温度体积分数122℃6.82%300℃41.86%150℃10.12%325℃50.06%175℃13.54%350℃56.38%200℃18.88%375℃63.17%225℃23.8%395℃68.87%250℃28.85%425℃79.24%275℃33.35%450℃88.68%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）6.82%10%20%30%40%50%60%70%80%90%122℃148℃205℃258℃295℃323℃363℃399℃425℃454℃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）=187.0845℃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△Fi%△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△Fi%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）表Ⅲ6.82%10%20%30%40%50%60%70%80%90%182℃195℃225℃253℃276℃295℃319℃342℃361℃382℃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..246℃者，考虑到裂化的影响，须用lgD=0.00852t–1.691进行温度校正，则校正F12的t‘=t+D，以汽油分馏为例a.实沸点蒸馏50%点=164+△t（查图7-12）=164–2.75=161.25℃b.用图7-13查得实沸点蒸馏曲线温差汽油馏分表（Ⅳ）曲线线段恩氏蒸馏温差℃实沸点蒸馏温差℃0%—10%10%—30%30%—50%50%—70%70%—90%90%—终馏点4527141625568.5422416.931.46.4则实沸点的30%点30%点=161.25–24=137.25℃10%点=137.25–24=95.25℃0%点=95.25–68.5=26.75℃70%点=161.25+16.9=178.15℃90%点=178.15+31.4=209.55℃100%点=209.55+6.4=215.95℃实沸点范围:26.75℃～215.95℃同理可得煤油馏分实沸点范围：201.8℃～270.4℃轻柴馏分实沸点范围：223.1℃～355.3℃重柴馏分实沸点范围：279.1℃～405℃重油实沸点范围：314.2℃（根据《石油炼制》第二版P239图查得）⑵、由上计算得实沸点切割点，再由图实沸点蒸馏曲线查各产品馏分收率得下表表（Ⅴ）产品实沸点切割点℃实沸点沸程℃收率%密度ρ20g/cm3恩氏蒸馏温度体积分数质量分数0%10%30%50%70%90%100%汽油208.8826.75～215.952115.60.777975123150164180205210煤油246.75201.8～270.47.56.20.8299218223230235240250213轻柴油317.2223.1～355.319.516.40.8402245273285292308321重柴油359.6279.1～40511.59.80.8516296316325336340348重油40.5520.942306⑶、馏分分子量的确定..汽油馏分：斜率S=90%馏出温度–10%馏出温度=205–123=1.025%90-1080体积平均