毕业设计 - 年处理为300万吨原油常压塔设计(5)

（1）汽化段温度

汽化段温度就是进料的绝热闪蒸温度［16］。已知汽化段和炉出口的操作压力，而且产品总收率或常压塔拔出率和过汽化度、汽提蒸汽量等也已确定，就可以算出汽化段油汽分压，于是可以作出进料在常压、在汽化段油汽分压下以及炉出口压力下的三条平衡汽化曲线，根据预定的汽化段中总汽化率eF，查得汽化段温度tF。 （2）塔底温度

根据经验原油蒸馏装置的初馏塔、常压塔及减压塔的塔底温度一般比汽化段温度低5～10℃。 （3）侧线温度

严格地说，侧线抽出温度应该是未经汽提的侧线产品在该处的油汽分压下的泡点温度［17］。然而往往手头所有的是经汽提后的侧线产品的平衡汽化数据，为简化起见，通常都是按经汽提后的侧线产品在该处油汽分压下的泡点温度来计算。

侧线温度的计算要用猜测法。先假设侧线温度tm，作适当的隔离体和热平衡，求出回流量，认为假设正确，否则，重新假设，直到达到至要求精度为止。 （4）塔顶温度

塔顶温度是塔顶产品在其本身油汽分压下的露点温度［18］。原油常压塔塔顶不凝气量很少，可以忽略不计，忽略不凝气量以后求得的塔顶温度较实际塔顶温度约高出3%，可将计算结果成乘以0.97作为采用的塔顶温度。 （5）侧线汽提塔塔底温度

当用水蒸气汽提时，汽提塔塔底温度比侧线抽出温度约低8～10℃. 2.2.3 设计中的一些经验数据.

（1） 汽提蒸汽用量（对常压塔） 汽提水蒸气用量参照表1

表1 汽提水蒸气用量推荐值

产品 常一线 常二线 常三线 质量分数（对油），% 2～3 2～3 2～4 13

常 底 2～4 从节能角度来看，在可能的条件下，倾向于减少汽提蒸汽用量。

（2）常压塔塔顶操作压力在0.13～0.16MPa之间，通过冷凝器或换热器壳程压降约为0.2MPa，加热炉出口到精馏塔汽化段的压力降通常为0.034MPa.

（3）生产航煤时，原油的最高加热温度为360～365℃.

2.3 塔板设计中的一些经验数据

本次设计选用F1型重阀（33克）浮阀塔板，其经验数据为： （1） 压力降为0.4～0.65kPa

（2）板间距与塔径之间的关系如表2所示：

表2 板间距与塔径的关系表

塔径D，m 0.30.5 塔板间距HT，mm 200300 ～～0.5～0.8 0.8～1.6 1.6～2.0 2.002.4 300～350 350～450 450～500 500～600 >600 ～>2.4 （3） 板上液层高度hL，对常压塔一般取0.05～0.1m。

（4）塔板选型：凡直径在2.2m以下的浮阀塔，一般采用单溢流，直径大于2.2m的塔采用双溢流及阶梯流。

（5） 堰长lw：对单溢流一般取lw为（0.6～0.8）D，对双溢流，取为（0.5～0.6）D，其中D为塔径。

（6）液体在降液管内的停留时间比应小于5s。

（7） 直径800mm以内小塔采用整块式塔板，直径在900mm以上的大塔，通常用分块式塔板［19］。

（8） 动能因数Fo的数值在9～10之间。

（9） 开孔率Φ：对常压塔开孔率在10～14%之间。 （10） 雾沫夹带量ev<0.1kg（液）/kg（气）。

（11） 取阀孔动能因数Fo=5～6作为控制漏液量的操作下限，此时漏液量接近10%。

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2.4 常压炉设计中的一些经验数据

（1）选择炉型原则

A．热负荷小于29MW时，首先考虑采用空心圆筒炉。

B．热负荷大于29MW时，可选用炉膛中部排管的圆筒炉或立管立式炉。 C．处理易结焦、易堵塞的介质（如焦化炉、裂解炉）时，宜用卧管立式炉或无焰燃烧炉［20］。

（2） 我国油-汽联合火嘴的标准规格 有60、100、150、200、300kg/h。 （3）排烟温度t2与油品入炉温度

的关系：一般推荐 t2=

+(100～150℃)

（4） 常压原油加热炉辐射管表面热强度qR（29000～34890）[W/m2］，管内油料质量流速GF（980～1500）[Kg/（m/s），管内冷油流速w（0.61～1.52）[m/s]

（5） 估算QR,圆筒炉对流室用钉头管或翅片管QR=（0.7～0.75）Q。 （6） 管心距s1，一般推荐s1=2do。

（7） 高径比，对空心圆筒高径比为1.7～2.5之间［21］。

（8） 管长规格：2、2.5、3、3.5、4、4.5、6、8、9、10、12、14、15、16和18等15种规格。

（9） 钉头管的烟气质量流速在2～4kg/（m2*s）。 （10） 火嘴总的喷油能力比实际需要量大20%～35%。

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3 常压塔设计计算

3.1 基础数据

（1）大庆原油密度：d420=0.8615 （2）各产品性质数据如表3：

表3 大庆原油产品性质数据

项目 相对密度（d4） 常顶 常一 常二 常三 常底 0.703 0.7782 0.8151 0.8280 0.9237 20恩氏蒸馏/℃ 0% 54 139.2 238.3 289 340 10% 75 159.2 30% 86.7 177 50% 70% 90% 118 100% 136.5 225 98.5 108.2 181 258 334 - 205.2 218.5 242.5 249.2 305 - 320 - 267.2 276.5 282.3 345 - 350 - 353 -

（3）大庆原油实沸点蒸馏数据如表4：

表4 大庆原油实沸点蒸馏数据

馏分号 1 2 沸点范围，℃ HK～112 112～156 相对密度，（d4） 0.7108 0.7461 20占原油重量/% 每馏分 2.98 3.15 总收率 2.98 6.13 占原油体积/% 每馏分 3.63 3.66 总收率 3.63 7.29 16

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 156～195 195～225 225～257 257～289 289～313 313～335 335～355 355～374 374～394 394～415 415～425 425～456 456～475 475～500 500～525 >525 0.7699 0.7958 0．8092 0.8161 0.8173 0.8251 0.8348 0.8363 0.8396 0.8479 0.8536 0.8686 0．8732 0.8786 0.8832 0.9357 3.22 3.25 3.40 3.46 3.44 3.37 3.45 3.43 3.35 3.55 3.39 3.88 4.05 4.52 4.15 39.96 9.35 12.6 16 19.46 22.9 26.27 29.72 33.15 36.5 40.05 43.44 47.32 51.37 55.89 60.04 100 3.62 3.52 3.62 3.65 3.63 3.52 3.56 3.53 3.44 3.61 3.42 3.85 4.00 4.43 4.05 36.79 10.91 14.45 18.09 21.76 25.41 28.95 32.54 36.08 39.54 43.17 46.67 50.48 54.50 58.95 63.02 100 由公式:

馏分体积%=馏分的重量%×原油相对密度d4/馏分油相对密度d4

计算每馏分占原油体积%，结果归总于上表4。

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3.2 工艺设计计算过程

3.2.1 原油的实沸点蒸馏曲线

将原油实沸点蒸馏数据与算出的总体积收率数据绘成常压下实沸点蒸馏曲线，如图1所示。

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