辽宁石油化工大学化工石油加工专业课程设计常压塔的选型设计.pdf

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1、课程设计说明书课程设计说明书题目：题目：常压塔的工艺设计常压塔的工艺设计课程名称：课程名称：专业课程设计专业课程设计学号：学号：班级：班级：专业：专业：化学工程与工艺（石油加工）化学工程与工艺（石油加工）姓名：姓名：日期：日期：2023 2023 年年 1212 月月 1414 日日化学化工与环境学部目录目录1 前言.错误错误!未定义书签。未定义书签。2 设计说明书.错误错误!未定义书签。未定义书签。3 工艺计算及说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1 产品有关性质参数计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1.1 产品的实沸点蒸馏温度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1

2、.2 产品的体积平均沸点计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1.3 恩氏蒸馏 10%90%馏分的曲线斜率.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1.4 立方平均沸点.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1.5 中平均沸点.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1.6 d420与 d15.615.6的换算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1.7 产品的分子量 M、比重指数 API、特性因数 K错错 误误!未未 定定 义义 书书签。签。3.1.8 平衡汽化温度.错误错误!未定义书签。未定义书签。31.9 临界温度、临界压力、焦点温度、焦点压力的求法错误错误!未定义未定义书签。书签。

3、3.2物料衡算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.1 切割点和产品收率的拟定.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.2 汽提蒸汽用量.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.3 塔板型式和塔板数.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.4 操作压力.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.5 汽化段温度.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.6tF的校核.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.7 塔底温度.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分派.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2.9 侧线及塔顶温度的校核.错误错误!未定

4、义书签。未定义书签。3.2.10 常压塔的计算草图和重柴油抽出板以下塔段热平衡图错误错误!未定未定义书签。义书签。3.3 全塔气、液相负荷分布.错误错误!未定义书签。未定义书签。4 塔的工艺参数计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。设计评述.错误错误!未定义书签。未定义书签。附录 气、液相负荷计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。1 前言本次设计重要是针对年解决量 685 万吨原油的常压设计。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，其运营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

5、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，效益高的思想对原油进行常压蒸馏设计。本次设计以原油为进料设计常压塔，下面对设计过程中的一些参数的拟定加以说明。2 设计说明书以某原油为原料，设计一套解决量为 685 万吨（年开工时间按 8000 小时计算）的常压蒸馏装置。该装置生产汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油产品规格如下表 1所示。原油的实沸点蒸馏数据见下表 2。1、已知数据：（1）解决量：685 万吨/年；（2）操作时间：8000h；（3）汽提蒸汽：420，0.3MPa（绝压）2

6、、原油的实沸点及窄馏分数据（1）产品的恩氏蒸馏数据表 1 产品的恩氏蒸馏数据产品名称汽油煤油轻柴油重柴油重油（2）原油的实沸点蒸馏数据由此数据做出原油的实沸点蒸馏曲线（见附图 1）。表 2 原油的实沸点蒸馏数据馏出温度80100120140165180200220240250275300320密度(20)/Kgm-3653.4681.6716.3746767.8787.2799.2807.5823.1832.3838.5845.6850.1858.92.242.312.12.623.072.022.342.623.433.784.823.524.14每馏分%质量收率%2.244.556.659

7、.2712.3414.3616.719.3222.7526.5331.3534.8739.01体积收率%2.865.547.7710.5213.6615.6618.0220.4623.8227.5732.3135.7539.58密度(20)/Kgm-3739.6817.8838.1863.8928.3初10%30%恩氏蒸馏数据50%70%90%95%终39.170.3098.1113.2128.2144.5151.3165.6166.4185.70193.9203.9215234.8242.6252.8242.2260.80268.5278.1286297.9295.8318.40330.43

8、42.7352.9366.1-347.90-315382-沸点范围IBP65801001201401651802002202402502753006580100120140165180200220240250275300320320350395425450470500520350395425450470500520-350395425450470500520-870.5889.1892.6900.2908.7917.3927.4933.67.572.366.955.753.746.613.0623.5646.5848.9455.8961.6465.3871.9975.0598.6146.634

9、7.9754.5759.6762.768.470.5392.053 工艺计算及说明3.13.1 产品有关性质参数计算产品有关性质参数计算3.1.13.1.1 产品的实沸点蒸馏温度计算产品的实沸点蒸馏温度计算1、汽油（1）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 拟定 50%点实沸点温度，由图查得恩氏蒸馏 50%点与实沸点 50%点温差为-3，所以有：50%点实沸点温度=113.2-3=110.2。（2）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.1 查知实沸点曲线温差，结果表如下：表 3 石脑油恩氏蒸馏温差与实沸点温差曲线线段010103030505070709090100恩氏蒸馏温差31.2027.8

10、015.11516.321.1实沸点蒸馏温差49.942.52422.321.921.7（3）由 50%点及各段温差计算实沸点曲线的各点温度30%点110.2-24=86.2 10%点86.242.543.7 70%点110.2+22.3132.590%点132.5+21.9154.4100%点154.4+21.7176.12、煤油（1）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 拟定 50%点实沸点温度，由图查得恩氏蒸馏 50%点与实沸点 50%点温差为 0，所以有：50%点实沸点温度203.9（2）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.1 查知实沸点曲线温差，结果表如下：表 4汽油恩氏蒸馏温差与

11、实沸点温差曲线线段010103030505070709090100恩氏蒸馏温差19.308.2010.0011.1019.8020.90实沸点蒸馏温差351717.516.92623.8（3）由 50%点及各段曲线温差计算实沸点曲线的各点温度30%点203.9-17.5=186.410%点186.4-17=169.4 0%点169.4-35134.470%点203.9+16.9220.890%点220.8+26246.8100%点246.8+23.8270.6 3、轻柴油对于恩氏蒸馏温度高出 246者需要考虑裂化影响，进行温度校正，公式如下：lgD 0.00852t 1.691式中：D温度校正

12、值（加至 t 上），；t超过 246的恩氏蒸馏温度，。（1）按式 2.1 作裂化校正，校正后的煤油恩氏蒸馏温度数据如下：表 5轻柴油裂化校正后恩氏蒸馏温度馏出体积分数%温度初10%30%50%70%90%终242.20264.20272.45282.87291.57304.93324.84（2）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 拟定实沸点蒸馏 50%点，由图查得实沸点 50%与恩氏蒸馏 50%温差为 4.13，所以有：50%点实沸点温度282.87+4.13286.9（3）由 石油化工工艺计算图表 3中图 2.2.1 查得实沸点蒸馏曲线各段温差：表 6煤油恩氏蒸馏温差与实沸点温差曲线线段

13、01010303050恩氏蒸馏温差22.008.2510.42实沸点蒸馏温差38.213.817.850707090901008.7013.3619.9014.418.821.6（4）由实沸点 50%点温度计算其他实沸点各点温度：30%点286.917.8=269.110%点269.1-13.8 255.30%点255.338.2 217.170%点286.9+14.4 301.390%点301.3+18.8 320.1100%点320.1+21.6 340.74、重柴油（1）按式 2.1 对高于 246的恩氏蒸馏温度进行裂化校正，校正后的恩氏蒸馏数据如下：表 7 轻柴油裂化校正后恩氏蒸馏温度

14、馏出体积分数%温度初0.10.30.50.70.9终302.549328.914343.705359.636373.587392.902418.613（2）由石油化工工艺计算图表3图 2.2.2 拟定实沸点蒸馏 50%点，由图查得实沸点 50%与恩氏蒸馏 50%温差为 10.96，所以有：50%点实沸点温度359.64+10.94370.6（3）由 石油化工工艺计算图表 3中图 2.2.1 查得实沸点蒸馏曲线各段温差：表 8 轻柴油恩氏蒸馏温差与实沸点温差曲线线段恩氏蒸馏温差实沸点蒸馏温差01026.3714.7915.9313.9519.3125.7145.226.224.420.426.2

15、27.8103030505070709090100（4）由实沸点 50%点温度计算其他实沸点各点温度：30%点370.624.4346.210%点346.226.2 3200%点32045.2274.870%点370.6+20.4 39190%点391+26.2 417.2100%点417.2+27.8 4453.1.23.1.2 产品的体积平均沸点计算产品的体积平均沸点计算1、汽油：tv（t10+t30+t50+t70+t90）/5（70.3+98.1+113.2+128.2+144.5）/5=110.86 2、煤油：tv（t10+t30+t50+t70+t90）/5（186.5+193.9

16、+203.9+215+234.8）/5206.66 3、轻柴：tv（t10+t30+t50+t70+t90）/5（264.2+272.45+282.87+291.57+304.93）/5283.8 4、重柴：tv（t10+t30+t50+t70+t90）/5（328.55+343.7+359.64+373.59+392.9）/5359.75 3.1.33.1.3 恩氏蒸馏恩氏蒸馏 10%10%90%90%馏分的曲线斜率馏分的曲线斜率汽油：S（144.5 70.3）/（9010）0.93/%煤油：S（246.8169.4）/（9010）0.61/%轻柴：S（320.1255.3）/（9010）0

17、.51/%重柴：S（417.2320）/（9010）0.8/%3.1.43.1.4 立方平均沸点立方平均沸点由石油化工工艺计算图表3图 2.1.1 查得立方平均沸点校正值表 9产品的立方平均沸点产品汽油煤油轻柴油重柴油立方校正-2.2-1.9-3.2-0.8立方沸点108.66204.76280.6358.953.1.53.1.5 中平均沸点中平均沸点由石油化工工艺计算图表3图 2.1.1 查得中平均沸点校正值表 10 产品的中平均沸点产品汽油煤油轻柴油重柴油中校正-6.1-2.8-8.4-3.8中沸点104.76203.86275.4355.953.1.6 d3.1.6 d4 42020与与

18、 d d15.615.615.615.6的换算的换算由公式：d15.615.6d420+d，查 GB188583表 11 产品的密度换算产品汽油煤油轻柴油重柴油密度校正0.00490.00450.000.0042密度(15.6)/Kgm104.76203.86275.4355.95-33.1.73.1.7 产品的分子量产品的分子量 M M、比重指数、比重指数 APIAPI、特性因数、特性因数 K K分子量 M 由石油化工工艺计算图表3查得，API由石油炼制工程2中公式:API141.5/d15.615.6131.5 计算.表 12产品的分子量和 API产品汽油煤油轻柴油重柴油API058.56

19、40.5836.4531.52特性因数 K11.8111.5511.8212分子量1031582323143.1.83.1.8 平衡汽化温度平衡汽化温度1、汽油恩氏蒸馏体积分率/%馏出温度/恩氏蒸馏温差/平衡汽化温差/平衡气化 50%温度/平衡气化温度/68.285.71070.30-3098.127.817.550113.215.17.570128.2157.390144.516.37.4100165.621.16.9113.2-20=93.293.2100.5107.9114.82、煤油恩氏蒸馏体积分率/%馏出温度/恩氏蒸馏温差/平衡汽化温差/平衡气化 50%温度/平衡气化温度/196.6

20、201.110185.7-30193.98.24.550203.9104.87021511.14.890234.819.88.8100252.820.96.9203.9+2=205.9205.9210.7219.5226.43、轻柴油恩氏蒸馏体积分率/%馏出温度/恩氏蒸馏温差/平衡汽化温差/平衡气化 50%温度/平衡气化温度/1030507090100264.20272.45282.87291.57304.93324.84-8.34.510.45.68.73.513.45.219.95.8282.87+19.99=302.86292.76297.26302.86306.36311.56317.

21、364、重柴油恩氏蒸馏体积分率/%馏出温度/恩氏蒸馏温差/平衡汽化温差/平衡气化 50%温度/平衡气化温度/359.23671030507090100328.91343.70359.64373.59392.90418.61-14.87.815.97.614.07.119.38.725.79.1359.6+15=374.6374.6381.7390.4399.53 31.91.9 临界温度、临界压力、焦点温度、焦点压力的求法临界温度、临界压力、焦点温度、焦点压力的求法分别查石油炼制工艺学图 225、图 2-28、图-5-17、图 5-18 得各产品临界温度、临界压力、焦点温度、焦点压力如下表。产

22、品汽油煤油轻柴油重柴油临界参数温度291398463528压力/atm39.926.118.114.3温度351424.5477.7535.6焦点参数压力/atm59.932.621.917.4先将产品的相关性质参数汇总列于下表密度相对(20)比重指数油品/Kgm-3原油871.5（API）因数 K质量0平衡气化温度/特性分子0%100%临界参数焦点参数温度压力/atm温度压力/atm汽油煤油轻柴油重柴油重油739.6817.8838.1863.8928.358.5640.5836.4531.5211.8111.5511.8212103158232314184.7114.8222.429139

23、846352839.926.118.114.3351424.5477.7535.659.932.621.917.4283.96317.36346.8399.53.23.2物料衡算物料衡算3.2.13.2.1 切割点和产品收率的拟定切割点和产品收率的拟定切割点的拟定方法以汽油和煤油之间的切割点的拟定为例，由前面的计算可知：汽油的实沸点终馏点是 176.1，煤油的实沸点初馏点是 134.4。则：汽油和煤油之间的切割点（176.1+134.4）/2 155.25在图 2.1 原油实沸点蒸馏曲线上 155.25处作一水平线交曲线一点，以此点作垂线交横轴体积分数，此点值为 13.4%，按同样方法可找出煤

24、油和轻柴油切割点相应的横坐标值为 23.4%，由此可拟定煤油的体积收率为：23.4%13.4%10%。同理可拟定各产品的切割点和收率。由开工时间及各产品的收率，即可作出常压塔的物料平衡，如下表。表中的物料平痕忽略了损失，实际生产中常压塔的损失占原油的 0.5%。表 20物料衡算表（开工时间 8000h/年）油品原油汽油煤油轻柴油重柴油密度871.5739.6817.8838.1863.8产率体积100%13.40%10%14.90%9.57%质量100%11.37%9.38%14.33%9.49%解决量/产量/104t/a685/kg/h856250/kmol/h77.884597355.63

25、945.202364.25380316.2550830798.1605122700.6528.88265.006581258.13258.7838重油928.352.13%55.43%379.6955474619.43.2.23.2.2 汽提蒸汽用量汽提蒸汽用量侧线产品及塔底重油都采用过热水蒸气汽提，使用的是温度为 420、压力位0.3MPa 的过热水蒸气，参考石油炼制工程 2图 7.52 和汽提水蒸气用量取汽提水蒸气如下表：油品一线煤油二线轻柴油三线重柴油塔底重油合计油品解决量（kg/h）80316.25122700.681258.13474619.4质量分数3.0%3.0%2.8%4.0%

26、kg/h2409.48753681.0182275.2276418984.77627350.51kmol/h133.86204.50126.401054.711519.473.2.33.2.3 塔板型式和塔板数塔板型式和塔板数塔板采用浮阀塔板，参考石油炼制工程2表 7.7 和表 7.8 选定塔板数如下：表 22塔板数塔板形式汽油煤油段煤油轻柴油段轻柴油重柴油段重柴油重油段塔底汽提段浮阀塔板16101046考虑到采用两个中段回流，每个用 3 层换热塔板，共 6 层。全塔塔板数总数为52 层。3.2.43.2.4操作压力操作压力取塔顶产品罐压力为 0.13MPa。塔顶采用两级冷凝冷却流程。取塔顶空

27、冷凝器压力降为 0.01MPa，使用一个管壳式后冷器，壳层压力降取 0.017MPa。故塔顶压力：P 顶0.13+0.01+0.0170.157MPa（绝压）取塔底产品罐压力为 0.13Mpa，塔顶采用两级冷凝冷却流程，取塔顶空冷器压力降为 0.01Mpa，使用一个管壳式后冷器，壳程压力降取 0.017Mpa。故塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.157Mpa（绝）取每层浮阀塔压力降为 0.25kpa（2mmHg），则推算得常压塔内各关键部位的压力如下：塔顶压力 0.157Mpa一线抽出板（第 16 层）上压力 0.161Mpa二线抽出板（第 29 层）上压力 0.164Mpa三线抽

28、出板（第 42 层）上压力 0.168Mpa汽化段压力（第 46 层下）0.169Mpa取转油线压力降为 0.035Mpa，则加热炉出口压力=0.169+0.035=0.204Mpa3.2.53.2.5 汽化段温度汽化段温度（1）汽化段中进料的气化率和过汽化度。去过汽化度为进料的 2%（质量分数）或 2.03%（体积分数），规定进料在汽化段中的汽化率为ef（体积分数）=（13.40%+10%+14.90%+9.57%+2.03%)=49.90%(2)汽化段油气分压汽油煤油945.2023kmol/h508.3307kmol/h轻柴油重柴油过汽化油油气量合计528.882kmol/h258.78

29、38kmol/h57.08kmol/h2298.28kmol/h其中过汽化油的相对分子质量取 300。尚有水蒸气 1054.71kmol/h（塔底汽提）。由此计算得汽化段的油气分压为：0.169*2298.28/（2298.28+1054.71）=0.116Mpa。（3）汽化段温度的初步求定汽化段温度应当是在汽化段油气分压 0.116Mpa 之下 49.90%（体）的温度，为此需要做出在 0.116Mpa 下原油平衡汽化曲线。在不具有原油的临界参数和焦点参数而无法作出原油的 pTe 相图的情况下，曲线 4 可以用以下简化方法求定：由图 2.3可得到原油在常压下的实沸点曲线与平衡汽化曲线的交点为

30、 293。运用石油炼制工程2中烃类与石油窄馏分的蒸汽压图，将此交点温度 293换算为 0.115MPa 下的温度，为 301。将此交点作垂直于横坐标轴的直线 A，在 A 上找得 301点，过此点作平行于原油常压平衡汽化曲线 2 的线 4，即为原油在 0.116MPa 下的平衡汽化曲线。由曲线 4 可以查得 eF为 49.90%（体积分数）相应的温度为 351.5，此即为欲求的汽化段进料温度 tF。此 tF是由相平衡关系求得，还需对它校核。3.2.6t3.2.6tF F的校核的校核校核的重要目的是看由 tF 规定的加热炉出口温度是否合理。校核的方法是作绝热闪蒸过程的热平衡计算以求得炉出口的温度。

31、当汽化率 tF（体积分数）49.90%，tF351.5时，进料在汽化段的焓 hF计算下表。表中各物料的焓值由石油炼制工程2中介绍的方法和石油化工工艺计算图表2求得。表 24进料带入的汽化段热量QF（p=0.169Mpa，t=351.5）油料汽油煤油轻柴油重柴油过汽化油重油合计密度 Kg/m3739.6817.8838.1863.8895928.3流量（kg/h）97355.6380316.25122700.681258.1317124474619.4焓(KJ/kg)气相11261099108010721068液相1028热量(GJ/h)109.6288.26132.5287.1118.2948

32、7.91923.71873374.01所以，hF923.71106/873374.011057.63（kJ/kg）再求出原油在加热炉出口条件下的焓 h0。按前述方法作出原油在炉出口压力0.204MPa 下的平衡汽化曲线（图中的曲线 3）。此处忽略了原油中所含的水分，若原油含水则要作炉出口处的油气分压下的平衡汽化曲线。限定炉出口处温度不超过360，由曲线 3 可读出 360时的汽化率 e0为 36.53%（体积分数）。显然 e0eF，即在炉出口条件下，过汽化油和部分重柴油处在液相。据此可算出进料在炉出口条件下的焓值 h0，见表 25。表 25 进料在炉出口处携带的热量（p=0.204Mp，t=3

33、60）油料密度 Kg/m3流量 kg/h焓/KJ.Kg气相液相热量/GJ.h汽油煤油轻柴油重柴油（气相）重柴油(液相）重油合计739.6817.8838.1837.5895928.3-97355.6380316.25122700.668284.8112973.32491743.4873374.011178115711441119-9691038-114.6892.93140.3776.4112.57510.43947.39所以，h0947.39106/873374.011084.749268（kJ/kg）校核结果表白 h0略高于 hF，所以在设计的汽化段温度 351.5下，既能保证所需的拔出率

34、，炉出口的温度也不至于超过允许的限度。3.2.73.2.7 塔底温度塔底温度取塔底温度比汽化段温度低 7，即为 351.57347.5（）3.2.83.2.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分派塔顶及侧线温度的假设与回流热的分派1、假设塔顶及各侧线温度参考同类装置的经验数据，假设塔顶及各侧线温度如下：塔顶温度煤油抽出版（第 16 层）温度清柴油抽出版（第 29 层）温度重柴油抽出版（第 42 层）温度2、全塔热回流按上述假设的温度条件做全塔热平衡（见表 27），由此求出全塔回流热。表 27全塔热回流物料流量 kg/h密度操作条件焓 KJ/Kg热量117oC190 oC266 oC315 C o

35、Kg/m3进料入方873374.01871.5739.6817.8838.1863.8928.3-Mpa0.1690.30.1570.1610.1640.1680.1690.157-351.5420117190266315344.5117-气相3316626-2715液相-469677844895-GJ/h923.7190.691014.4060.9437.6783.0768.58440.1174.26764.22汽提蒸汽27350.51合计汽油煤油轻柴油900724.5297355.6380316.25122700.681258.13491743.427350.51900724.52出方重柴

36、油重油水蒸气合计所以，全塔回流热 Q=1014.4-764.22=250.18（kJ/h）3、回流方式及回流热的分派塔顶采用二级冷凝冷却流程，塔顶回流温度定为60。采用两个中段回流，第一个位于煤油侧线和轻柴油侧线之间（第 18 20 层），第二个位于轻柴油侧线和重柴油侧线之间之间（第 3133 层）。回流热分派如下：塔顶回流去热 50%第一中段回流去热 20%第二中段回流去热 30%Q0=125.09GJ/hQC1=50.04GJ/hQC2=75.05GJ/h3.2.93.2.9 侧线及塔顶温度的校核侧线及塔顶温度的校核1、校核由下而上进行。表 29 重柴油抽出板（第 42）温度操作条件物料流

37、量/Kg.h-1密度/Kg.M-3MPa气相液相焓/KJ.Kg热量/GJ.h进料气提蒸汽入方内回流合计873374.0118984.78L892358.79.7871.5-0.1690.30.168-0.1680.1680.1680.1680.1690.1680.168-351.5420923.7162.95798L986.66+798L101.4483.05125.4071.18455.3558.991005L895.41+1005L3316-798-861.8308-3+L97355.6380316.25122700.681258.13491743.418984.78L892358.79.

38、7739.6817.8838.1863.8928.3-315315315315汽油煤油轻柴油重柴油出方重油水蒸气内回流合计1042-1034-1022-876926351.5-3153153107-1005-861.8-3+L由热平衡得986.66+798L895.41+1005L所以，内回流 L440821.26（kg/h）或 440821.26/3051445.32kmol/h重柴油抽出板上方的气相总量为：945.2+508.33+528.88+1445.32+1054.71=4482.44（kmol/h）重柴油蒸汽（即内回流）分压为：0.1681445.32/4482.44 0.0542

39、（MPa）由重柴油常压恩氏蒸馏数据换算 0.0542 MPa 下平衡汽化 0 点温度。可以用石油炼制工程2中图 715 和图 716 先换算得常压下平衡汽化数据，再用图 726 换算成 0.0542MPa 下的平衡汽化数据。结果如下：恩氏蒸馏体积分率/%0.0010.0030.0050.00馏出温度/恩氏蒸馏温差/平衡汽化温差/0.0133Mpa 下平衡气化温度/0.0542Mpa 下平衡气化温度/302.55328.91343.70359.64-26.3710.9014.797.8015.937.60346.80358.30366.60374.60314.20325.10332.90340.

40、50由上求得的在 0.0542MPa 下的重柴油的泡点温度为 314.2，与原假设的 315很接近，所以原假设温度是对的的。2、轻柴油抽出板和煤油抽出板的温度校核的方法和校核重柴油抽出板温度的方法相同，可通过作出第 29 块板以下和第 16 块板以下塔段的热平衡来计算。由于计算过程相同，故计算过程从略。计算结果和假设值相符，故认为原假设值是对的的。即轻柴油抽出板的温度为 266，煤油抽出板的温度为 190。3、塔顶温度塔顶冷回流的温度 t060。其焓值 hL0V,t0163.3kJ/kg塔顶温度 t1166，回流（汽油）蒸汽的焓 hL0V,t1626kJ/kg。故塔顶冷回流量为：L0Q/（hL

41、0V,t1hL0V,t0）125.09106/（626163.3）279405.85（kg/h）塔顶油气量（汽油+内回流蒸汽）为（97355.63+279405.85）/103 3569.94（kmol/h）塔顶水蒸气流量为 27350.51/181519.47（kmol/h）塔顶油气分压为 0.1573569.94/（3569.94+1519.47）0.113（MPa）塔顶温度应当是汽油在其油气分压下的露点温度。已知其焦点温度和压力依次为351和 59,9atm，据此可在平衡汽化坐标纸上作出汽油平衡汽化 100%点的 pt 线（见图 4），由该相图可读出油气分压为 0.113MPa 时的露点

42、温度为 120。考虑到不凝气的存在，该温度乘以系数 0.97，则塔顶温度为 116.4，与原假设温度 117很接近，故原假设对的。最后验证一下在塔顶条件下水蒸气是否会冷凝。塔顶水蒸气分压为 0.044MPa。相应于此压力下的饱和水蒸气的温度为 75.89，远低于塔顶 117，故在塔顶，水蒸气处在过热状态，不会冷凝。3.2.103.2.10 常压塔的计算草图和重柴油抽出板以下塔段热平衡图常压塔的计算草图和重柴油抽出板以下塔段热平衡图由上述计算结果可以做出常压塔的计算草图（图2），上图标出塔体、塔板、进料及产品进出口、中段循环回流位置、汽提返塔位置、塔体汽提点等以及操作条件及物料流量等。同时根据上

43、述计算结果还可以作出重柴油抽出板以下塔段热平衡图（图 3）.3.33.3 全塔气、液相负荷分布全塔气、液相负荷分布选取塔内几个有代表性的部位（如塔顶、第一层板下方、各侧线抽出板上方、中段回流进出口处、汽化段及塔底汽提段），求出这些位置的气、液负荷，就可以作出全塔气、液相负荷分布图。图就是通过计算第 1、15、16、17、20、28、29、30、33、41、42、46 层塔板的及塔底汽提段的气液相负荷绘制而成。具体计算过程由于篇幅太长，会以表格的形式在附录中呈现，此处就不一一说明了。根据全塔气、液相负荷数据可以做出常压塔全塔气、液相负荷分布图（图 5）。板数液相体积流量 m/h3气相体积流量 m

44、3/h11516172028293033414246630.7550.1508.5401.5863.9575.2483.8390.1334.2625.7518.2258.2151385.2128286.8120238.1119507.8142564.3133699.9117226.0121478.8117172.7142482.2138096.5123040.74 塔的工艺参数计算选定塔板间距为 Ht0.4m取 52 层板，其中气相流量Vs=142482.2m3h，液相流量Ls=625.71m3h，气相密度v=8.04kgm，液相密度L=874.8kgmumax=0.19874.88.048.

45、041.97，取安全系数 0.8，空塔气速=0.8umax=0.8*1.97=1.58塔径 D=4VSu4*142482.23600*1.58 5.65m塔高应用下式进行计算：HHd(n1)HtHt式中：Hd塔顶空间，1.2m；Ht塔板间距，0.4m；Hb塔底空间，0.6m。所以，塔高 H1.2（521）0.40.622.2（m）设计评述本次设计是在戴咏川老师指导下进行的。在设计阶段得到了老师热情的帮助和支持，在此向老师致以衷心的感谢。也感谢其他同学的帮助。通过本次设计，使我原有的知识体系更加系统，更加明朗，也加深了我对石油炼制工程的结识和了解。我本次设计的任务是原油常压蒸馏设计。在这几个星期

46、的设计计算中，使自己从一个对常压塔的设计不了解到基本了解，掌握了它的大体设计过程，体验到了设计工作的艰辛，知道了自己知识量的局限性。设计工作每一步都是新的起点，需要查阅大量资料和不断的学习，需要足够的耐心和不断的思考，需要进行大量的计算和不断的探索，每一步的马虎都将导致整个计算的错误，需要从头开始计算。由于经验的局限性和对实际生产操作不了解，一些经验值的选取也不也许一步到位，需要反复的计算，使自己走了许多弯路。附录 气、液相负荷计算第 1 块板下的气液相负荷已知：t1117，t2122，M105，P 1.57atm查石油炼制工程2图 3.17 得：hvL1，t2686.8kJ/kg，hLL1，

47、t1441.8kJ/kg已知，Q 0kJ/h，则L1Q 0/（hvL1，t2hLL1，t1）/（686.8441.8）510571.43kg/hL1148145.3/（0.80961000）690.33m3/hV297355.63/103+27350.51/18+510571.43/1057327.26kmol/hV2nR T2/p27327.260.082（273.15+117）/1.57151385.2m3/h第 15 层以下塔段热平衡流率物料进料入方汽提蒸汽内回流合计汽油煤油轻柴油重柴油出重油汽提蒸汽一段取热二段取热内回流合计密度3操作条件温度351.542018011719026631

48、5351117185焓/KJ/KG气相3316626-2715725液相-454-469677844895热量kJ/h923.7190.69454L1014.40+454L60.9437.6783.0768.58440.1174.2650.0475.05725L889.72+725L/kg/h873374.0127350.51L97355.6380316.25122700.681258.13491743.427350.51L/g/cm压力/MPa871.5-0.8363739.6817.8838.1863.8928.30.83630.1690.30.1610.1570.1610.1640.16

49、80.1690.1570.161第 16 层以下塔段热平衡流率物料进料入方汽提蒸汽内回流合计汽油煤油轻柴油重柴油出重油汽提蒸汽一段取热二段取热内回流合计/kg/h873374.0124941.03L97355.6380316.25122700.681258.13491743.424941.03L密度/g/cm871.5-0.837739.6817.8838.1863.8928.30.8373操作条件焓/KJ/KG液相-484469677844895热量kJ/h923.7182.70484L1006.41+484L69.2237.6783.0768.58440.1171.5850.0475.05

50、745L895.32+745L压力/MPa温度气相0.1690.30.1610.1610.1610.1640.1680.1690.1610.161351.54201851901902663153511901903316711-2870745第 17 层以下塔段热平衡流率物料进料入方汽提蒸汽内回流合计汽油煤油轻柴油出方重柴油重油汽提蒸汽一段取热二段取热内回流密度3操作条件温度351.5420190196196266315351196196焓/kJ/kg气相3316781776-2881771液相535677844895热量kJ/h923.7182.70535L1006.41+535L76.036