（10）临界压力 由图查得：临界压力=2.16MPa
由图查得：焦点压力?3.47MPa （12）焦点温度
由图查得：焦点温度?240.6?C
(11)焦点压力
3.2 工艺流程的确定根据与流程的叙述
3.2.1 切割方案及性质
切割方案及性质表见表3-3：（开工天数为8000小时） 产品 汽油 煤油 轻柴油 重柴油 实沸点的馏程/ oC 40～140 105～252 196~339 301～448 实沸点的切割点/ oC —— 122.5 224 320 表3-3 原油常压切割方案及性质表
3.2.2 物料平衡
常压塔物料平衡表
设计处理量: 250+学号×10万吨/年=250+57*10=820万吨/年 物料平衡（按8000小时/年）见表3-4
油 品 产 率% 体积 原 油 产 品 汽油 煤油 轻柴油 重柴油 重油 100 5.0 10.5 14.2 5.9 64.4 质量 100 4.2 9.4 13.5 5.7 67.2 处 理 量 或 产 量 10t/Y 360 15.2 33.84 48.6 20.52 241.92 4kg/h 450000 18900 42300 60750 25650 302400 kmol/h 197 278 279 88 表3-4 物料平衡表
3.2.3 汽提蒸汽用量
侧线产品及塔底重油都用过热水蒸汽汽提, 使用的是温度420℃, 压力0.3MPa的
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过热水蒸汽。
汽提水蒸汽用量与需要汽提出来的轻组分含量有关, 其关系大致如图2所示。在设计中可参考表3-5所列的经验数据选择汽提蒸汽用量。
塔名称 常压塔 常压塔 常压塔 常压塔 常压塔 常压塔 初馏塔 减压塔 减压塔 减压塔 产品 溶剂油 煤油 轻柴油 重柴油 轻润滑油 塔底重油 塔底油 中、重润滑油 残渣燃料油 残渣汽缸油 表3-5 汽提蒸汽用量(经验值)
油品 一线煤油 二线轻柴油 三线重柴油 塔底重油 合计 ％,对油 kg/h 3 2 2.8 2 kg/h 1269 1215 718.2 6048 9250.2 表3-6 汽提水蒸汽用量
Kmol/h 70.5 67.5 39.9 336 513.9 蒸汽用量, ％, 对产品 1.5～2.0 2～3 2～3 2～4 2～4 2～4 1.2～1.5 2～4 2～4 2～5 表3-5为表3-6得出的汽提水蒸汽用量。石油分馏塔塔板数、塔板型式和塔板数主要靠经验选用表3-7、3-8是常压塔塔板数的参考值。
被分离的馏分 轻汽油─重汽油 汽 油─煤 油 汽 油─柴 油 轻柴油─重柴油
推荐板数 6～8 6～8 4～6 4～6 16
进料—最低侧线 汽提段或侧线汽提 3～6 4 表3-7 常压塔塔板数国外文献推荐值表
被分离的馏分 东方红 Ⅱ套 南京Ⅰ套 上海 炼厂 汽 油─煤 油 煤 油─轻柴油 轻柴油─重柴油 重柴油—裂化原料 最低侧线—进料 进料—塔底 3 9 7 8 4 4 10 9 4 4 4 6 9 6 6 6 3 4 3-8 国内某些炼油厂常压塔塔板数
参照表3-7与表3-8选定的塔板数如下:
汽油──煤油段 9层(考虑一线生产航煤) 煤油──轻柴油段 6层 轻柴油──重柴油段 6层 重柴油──汽化段 3层 塔底汽提段 4层
全塔用两个中段回流每个用3层换热塔板共6层全塔塔板总数为34层。
3.2.4 操作压力
取塔顶产品罐压力为: 0.131MPa。塔顶采用两级冷凝冷却流程图。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0.0171Mpa故塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.1571MPa (绝)。
取每层浮阀塔板压力降为0.00051MPa (4mmHg)则推算常压塔各关键部位的压力如下: (单位为MPa)
塔顶压力 0.157 一线抽出板(第9层)上压力 0.161 二线抽出板(第18层)上压力 0.166 三线抽出板(第27层)上压力 0.170 汽化段压力(第30层下) 0.172
取转油线压力降为0.0351Mpa则加热炉出口压力=0.172+0.035=0.2071Mpa
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3.2.5 汽化段温度
①汽化段中进料的汽化率与过汽化率
取过汽化率为进料的2％(质)(经验值为2~4)或2.03％(体)则过汽化油量为9000kg/h, 要求进料在汽化段的汽化率为:
eF=(5.0+＋10.5＋14.2+5.9+2.03)％=37.63％(体) ① 汽化段油气分压 汽化段中各物料的流量如下: 汽油 199kmol/h 煤油 279kmol/h 轻柴油 278kmol/h 重柴油 89kmol/h 过汽化油 30kmol/h 油气量合计 875kmol/h
其中过汽化油的分子量取300水蒸汽336kmol/h(塔底汽提)。由此计算得过汽化段的油气分压为:
0.172×875/(875+336)=0.124Mpa ③汽化段温度的初步求定
汽化段温度应该是在汽化段油气分压0.124MPa之下汽化37.63％(体)的温度为此需要作出在0.124MPa下的原油平衡汽化曲线见图1中的曲线4。在不具备原油的临界参
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数与焦点参数而无法作出原油的P-T-e相图的情况下曲线4可用简化法求定: 由图1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310℃。将此交点温度换算成在0.124MPa压力下的温度为320℃。当eF为37.63％(体)时的温度为350℃此即欲求的汽化段温度tF。此tF是由相平衡关系求得还需对它进行校核。
?tF的校核
校核的目的是看tF要求下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温度。
当汽化率eF=37.63％(体)tF=350℃, 进料在汽化段中的焓hF计算如表8所示。 进料带入汽化段的热量QF(P=0.172Mpat=350℃)见表3-9 物料 汽油 煤油 轻柴油 重柴油 过汽化油 重油 合计 焓Kj/kg 汽相 1176 1147 1130 1122 ～1118 液相 888 热量kJ/h 1176×18900=22.27*10 1147×42300=48.52×10 1130×60750=68.65×10 1122×25650=28.78×10 9000×1118=10.06×10 888×302400=268.5×10 QF=446.8×10 6666666表3-9 进料带入汽化段的热量Q
hF=446.8×106/450000=992.89kJ/kg
再求出原油在加热炉出口条件下的热焓ho按前述方法作出原油在炉出口压力0.207MPa压力之下平衡汽化曲线(即图1中的曲线3)。此处忽略了水分若原油中含有水分则应按炉出口处油气分压下的平衡汽化曲线计算。因考虑生产航空煤油限定炉出口温度不超过360?C，转化为常压下温度为325?C时汽化率eo为31.5％，显然eo ho=233.2×106/450000=518.18kJ/kg 核算结果表明ho略高于hF所以在设计的汽化段温度350?C之下能保证所需的拔出率(31.5％体)。炉出口温度也不致超过充许限度。 进料在炉出口处携带的热量(P=0.207MPa, t=360?C)见表3-10 物料 汽油 煤油 焓Kj/kg 汽相 1201 1164 液相 热量kJ/h 1201×18900=22.70×10 1164×42300=49.24×10 19 66