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2.3 塔板形式、塔板数及中断回流 2.3.1塔板数参考表2.14和表2.15:
表2.14 《石油炼制工程》中表6-10常压塔塔板数国外文献推荐值一览表[2]
被分离馏分 轻汽油——重汽油 汽油——煤油 煤油——柴油 轻柴油——重柴油 进料——最低侧线 汽提段——侧线汽提 被分离的馏分 轻汽油——重汽油 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
2.3.2选取塔板形式和塔板数
采用浮阀塔板,参考上面两表选定塔板数如下表2.16:
表2.16 塔板数一览表
推荐板数 6~8 6~8 4~6 4~6 3~6 4
国内炼厂的参考塔板数
6~8 8~10 6~9 4~7 4~8 3~4 4~6
表2.15 《石油炼制工程》中表6-11国内某些炼油厂的常压塔塔板数一览表
被分离馏分 石脑油——柴油 柴油——汽化段 塔底汽提段
板数 8+4=12 3 4
采用一个中段回流,回流用3层塔板换热。全塔塔板总数=12+3+4+3=22层。 2.4 全塔计算草图
全塔计算草图如下图2.1:
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图2.1 全塔计算草图
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2.5 操作压力 2.5.1 塔顶压力确定:
取塔顶产品罐的压力为0.13MPa。塔顶采用的是两级冷凝冷却流程。取塔顶空冷器的压降为0.01MPa,使用一个管壳式后冷器,壳层压力降取0.017MPa。所以,塔顶压力=0.13+0.01+0.017=0.157MPa 2.5.2 柴油抽出板压力确定:
取每层浮阀塔板的平均压降为0.5kPa,则推算出柴油抽出板(第12层)上压力为:0.157+12×0.0005=0.163MPa 2.5.3 汽化段压力压力确定:
同理得汽化段(第18层)下压力为:0.166MPa 2.5.4 加热炉出口压力确定:
取转油线的压降为0.038MPa,则加热炉出口压力=0.166+0.035=0.201MPa 2.6汽化段温度
2.6.1汽化段中进料的汽化率和过汽化度
取过汽化度为进料的2%(质量分数)或2.03%(体积分数),则过汽化量为5400kg/h。 要求进料在汽化段中的汽化率eF(体积分数),常压塔中的各馏分的体积为:
石脑油:14.3% 柴油:21.3%
eF=14.3%+21.3%+2.03%=37.63%
2.6.2汽化段油气分压
汽化段各物料流量如下表2.17:
表2.17 汽化段各物料流量一览表
石脑油 柴油 过汽化油 油气量合计
293kmol/h 233kmol/h 18kmol/h 544kmol/h
水蒸气:311kmol/h(塔底汽提)
计算汽化段油气风压:0.166×544/(544+311)=0.106MPa
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2.6.3汽化段温度的初步求定
汽化段温度该是在汽化段油气分压0.106MPa下汽化37.63%(体积分数)的温度。所以,需要作出在0.106MPa下的原油平衡汽化曲线。
因为不具备原油的临界参数和焦点参数,所以无法作出原油p-T-e相图,曲线4可用以下的简化法来求得:由图,可得到原油在常压下的实沸点蒸馏曲线和平衡汽化曲线的交点为325℃,利用《石油炼制工程》烃类与原油窄馏分的蒸气压图,将这个交点温度换算成0.106MPa下的温度,得582℃。从该交点作垂直于横坐标的直线A,在A线上找得582℃此点,过此点作平行于原油常压平衡汽化曲线2的曲线4,这条线就为原油在0.106MPa下的平衡汽化曲线。 2.6.4tF的校核
校核的目的就是看由tF要求的加热炉出口温度是不是合理。校核方法是作绝热闪蒸过程的热平衡计算来求得炉出口的温度。
当汽化率eF(体积分数)=37.63%,tF=421℃,进料在汽化段的焓hF计算如下表2.18。
表2.18 进料带入的汽化段热量QF 一览表
油料 石脑油
柴油 过汽化油 重油 合计
焓,kJ/kg 气相 1386 1305 1282 — —
液相 — — — 1042 —
热量,kJ/h
1386×30785=42.67×106 1305×52612=68.66×106 1282×5400=6.92×106
1042×186603=194.44×106
QF=312.69×106
所以 hF=312.69×106/270000=1158.1kJ/kg 2.7塔底温度
取塔底温度比汽化段温度低7℃,即塔底温度=421-7=414℃ 2.8塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配 2.8.1假设塔顶及各侧线温度
塔顶温度: 131℃
柴油抽出板(第12层)温度: 229℃
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2.8.2全塔回流热计算:
根据以上数据求得全塔回流热,见下表2.19
表2.19 全塔回流热一览表
物料
入 方
进料 汽提蒸汽 合计 石脑油 柴油 重油 水蒸汽 合计
流量 /kg/h 270000 7176 277176 30785 52612 186603 7176 277176
密度(ρ20) 操作条件
3
/g/cm 压力/MPa 温度/℃ 0.9362 — — 0.7334 0.8523 0.9943 — —
0.166 0.3 — 0.157 0.163 0.166 0.157 —
421 420 — 131 229 414 131 —
焓,kJ/kg 气相 — 3316 — — — — 2736 —
液相 — — — 647 572 1048 — —
热量 /kJ/h 312.69×106 23.80×106 336.49×106 19.92×106 30.09×106 195.56×106 19.63×106 265.20×106
出
方
所以全塔的回流热Q=336.49×106-265.20×106=71.29×106kJ/h 2.8.3回流方式及回流热分配
塔顶采用的是二级冷凝冷却流程,塔顶回流温度为60℃。采用一个中段回流,位于柴油侧线与汽化段之间(第14~16层 )。
回流热分配如下:
塔顶回流取热50% Q0=35.65×106kJ/h
中段回流取热50% QC1=35.65×106kJ/h 2.9 侧线及塔顶温度的校核 校核顺序从下往上进行。
2.9.1柴油抽出板(第12层)温度
由已知数据作出第12层板下塔段的热平衡,见图2.2和表2.20。
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