伊朗索鲁士原油常减压蒸馏常减压塔设计计算(3)

2019-04-22 23:11

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图1.2原油实沸点蒸馏曲线(体积分数)

1.2 本设计处理量

根据设计任务书要求,本设计装置处理量为:216万吨/年 开工时间为:8000小时/年 1.3 产品方案

按照原油的硫含量和关键组分分类,该原油属高硫重质中间基原油。根据原油评价的结果,本设计产品方案确定为:塔顶为石脑油,常一线为柴油,减压馏分原则上做催化裂化原料,考虑减压回流热分布,减压区两个侧线。减压直接送出装置。 1.4 工艺过程简述

依据产品方案,本设计的原则流程图见下图1.3。

本设计是216万吨/年伊朗索鲁士原油常减压蒸馏装置常减压塔和换热系统设计

计算。设计中采用水蒸气汽提方式, 并确定汽提水蒸汽用量。由于浮阀塔操作弹性大,本设计采用浮阀塔。

原油蒸馏在炼油厂是原油首先要通过的加工装置。一般包括预处理系统(原油电脱盐)、常压分馏系统、减压分馏系统、注剂系统、轻烃回收系统(加工轻质原油且达到经济规模时一般设置轻烃回收系统)等。常压蒸馏就是在常压下对原油进行加热、

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气化、分馏和冷凝。如此得到各种不同沸点范围的石油馏分。常减压蒸馏是指在常压和减压条件下,根据原油中各组分的沸点不同,把原油“切割”成不同馏分的工艺过程[1]。

图1.3原油常减压蒸馏装置的工艺原则流程图

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第二章 常压塔工艺计算

2.1 常压塔物料平衡

2.1.1物料衡算已知石脑油恩氏蒸馏温度,见表2-1:

表2-1 石脑油恩氏蒸馏数据

馏出(体积分数),% 恩氏蒸馏温度,℃ 恩氏蒸馏温差,℃

0 46 36

10 82 24

30 106 21

50 127 21

70 148 21

90 169 19

100 188

恩氏蒸馏10%-70%点斜率=(148-82)/(70-10)=1.1 由《石油炼制工程》图6-10查得[2]:

平衡汽化50%点温度-恩氏蒸馏50%点温度=-14.7℃ 故平衡汽化50%点温度?127?14.7?112.3℃ 由图6-11查得平衡汽化曲线各段温差,见表2-2:

表2-2 石脑油平衡汽化温差

馏出(体积分数),% 恩氏蒸馏温差,℃ 平衡汽化温差,℃

0 36 15.6

10 24 13.8

30 21 10

50 21 10

70 21 8.5

90 19 6

100

由50%点温度及各线段温差推算平衡汽化曲线的各点温度,见表2-3:

表2-3 石脑油平衡汽化温度 馏出(体积分数),% 平衡汽化温差,℃ 平衡汽化温度,℃

0 15.6 72.9

10 13.8 88.5

30 10 102.3

50 10 112.3

70 8.5 122.3

90 6 130.8

100 136.8

由图6-13查得石脑油实沸点蒸馏曲线各段温差,见表2-4:

表2-4 石脑油实沸点蒸馏温差 馏出(体积分数),% 平衡汽化温差,℃ 实沸点蒸馏温差,℃

0 15.6 48

10 13.8 35.3

30 10 24

50 10 24

70 8.5 20

90 6 21

100

设实沸点50%点温度为108.3℃,查图6-12得实沸点蒸馏30%-10%温差为35.3℃

左右,则实沸点50%点温度为108.3℃,从而求得实沸点蒸馏温度见表2-5:

表2-5 石脑油实沸点蒸馏温度 馏出(体积分数),% 实沸点蒸馏温差,℃ 实沸点蒸馏温度,℃

0 48 1.3

10 35.3 49.3

30 24 84.3

50 24 108.3

70 20 132.3

90 21 152.3

100 173.4

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2.1.2 柴油实沸点温度计算

已知柴油恩氏蒸馏温度,见表2-6:

表2-6 柴油恩氏蒸馏数据

馏出(体积分数),% 恩氏蒸馏温度,℃

0 216

10 240

30 260

50 283

70 306

90 328

100 336

考虑热裂化的影响,按式lgD?0.00852t?1.691作温度校正,校正后的恩氏蒸馏

见表2-7:

表2-7 校正后的柴油恩氏蒸馏数据

馏出(体积分数),% 恩氏蒸馏温度,℃ 恩氏蒸馏温差,℃

0 216 24

10 240 23.3

30 263.3 22

50 288.3 25.9

70 314.2 26.5

90 340.7 10.1

100 350.8

恩氏蒸馏10%-70%点斜率=(314.2-240)/(70-10)=1.2 由《石油炼制工程》图6-10查得[2]:

平衡汽化50%点温度-恩氏蒸馏50%点温度=4.7℃ 故平衡汽化50%点温度?288.3?4.7?293℃ 由图6-11查得平衡汽化曲线各段温差,见表2-8:

表2-8 柴油平衡汽化温差

馏出(体积分数),% 恩氏蒸馏温差,℃ 平衡汽化温差,℃

0 24.0 9.0

10 23.3 13.3

30 22.0 10.5

50 25.9 12.9

70 26.5 11.7

90 10.1 2.1

100

由50%点温度及各线段温差推算平衡汽化曲线的各点温度,见表2-9:

表2-9 柴油平衡汽化温度

馏出(体积分数),% 平衡汽化温差,℃ 平衡汽化温度,℃

0 9.0 260.2

10 13.3 269.2

30 10.5 282.5

50 12.9 293

70 11.7 305.9

90 2.1 317.6

100 319.7

由图6-13查得石脑油实沸点蒸馏曲线各段温差,见表2-10:

表2-10 柴油实沸点蒸馏温差

馏出(体积分数),% 平衡汽化温差,℃ 实沸点蒸馏温差,℃

0 9.0 31.3

10 13.3 35.0

30 10.5 25.5

50 12.9 30.8

70 11.7 26.5

90 2.1 10.0

100

设实沸点50%点温度为288.6℃,查图6-12得实沸点蒸馏30%-10%温差为35.0℃

左右,则实沸点50%点温度为288.6℃,从而求得实沸点蒸馏温度见表2-11:

表2-11 柴油实沸点蒸馏温度

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馏出(体积分数),% 实沸点蒸馏温差,℃ 实沸点蒸馏温度,℃

0 31.3 196.8

10 35 228.1

30 25.5 263.1

50 30.8 288.6

70 26.5 319.4

90 10 345.9

100 355.9

2.1.3 原油切割方案

根据各馏分的初馏点和终馏点,可以求出切割点温度的[2],如下: T1=(173.4+196.8)/2=185.1℃ T2=(355.9+360.1)/2=358.0℃

在原油实沸点蒸馏曲线上 185.1℃处作一水平线交曲线一点,以此点作垂线交横轴质量分数,此点值为 11.4%,按同样方法可找出石脑油和柴油切割点155℃对应的横坐标值为 19.5%,由此可确定: 柴油的质量收率 11.4% 石脑油的质量收率 19.5%

重油的质量收率 1-11.4%-19.5%=69.1%

用同样方法做出体积收率。根据质量收率,体积收率,可做出原油物料平衡见表2.12:

表2.12 物料衡算表(8000h/年)

产品 石脑油 柴油 重油 Σ 原油

收率/%

体积 14.3 21.3 64.4 100 100

质量 11.4 19.5 69.1 100 100

/104t/a 24.6 42.1 149.3 216 216

处理量/产量 /kg/h 30785 52612 186603 270000 270000

/kmol/h 293 233 — — —

2.2 汽提方式及蒸汽用量

侧线产品和塔底重油都要采用过热水蒸气汽提,使用温度420℃、压力为0.3MPa的过热水蒸气,参考《石油炼制工程》中表6-16,汽提水蒸气用量如下表2.13:

表2.13 汽提水蒸气用量一览表

油品 一线柴油 塔底重油 合计

质量分数(对产品),%

3 3 —

汽提水蒸气所用量 kg/h kmol/h 1578 5598 7176

87.7 311.0 398.7

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