石油炼制工程课程设计
设计题目： 5.8Mt/a原油常压蒸馏塔设计
学院：石油化工学院
学生姓名：马钰、岳炜烨
学号：1210140094、1210140095
专业班级：化学工程与工艺（本）1202
指导教师：刘晓瑞
2015年12月
银川能源学院课程设计评审意见表
课程设计任务书
5.8Mt/a原油常压蒸馏塔设计
摘要：本次设计主要是针对年处理量5.8Mt大庆原油的常压蒸馏塔设计。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，其运行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。
关键词：原油；常压蒸馏；塔；物料衡算
目录
1.设计背景 (1)
1.1 选题背景 (1)
1.2 设计技术参数 (2)
2.设计方案 (4)
2.1 设计要求 (4)
2.2 设计计划 (4)
3.工艺计算 (6)
3.1 原油的实沸点切割及产品性质计算 (6)
3.2产品收率和物料平衡 (19)
3.3汽提水蒸汽用量 (20)
3.4塔板型式和塔板数 (20)
3.5操作压力 (21)
3.6汽化段温度 (21)
3.7塔底温度 (24)
3.8塔顶及侧线温度的假设与回流分配 (24)
3.9侧线及塔顶温度核算 (25)
3.10塔顶温度校核 (32)
3.11全塔汽，液相负荷 (32)
4塔的工艺计算 (44)
4.1 塔板工艺计算 (45)
5.收获与感谢 (48)
6.参考文献 (48)
7.附件 (49)
1.设计背景
1.1 选题背景
石油是一种极其复杂的混合物，而蒸馏是分离液体混合物的典型操作。通过对原油的提炼，可以得到多种多样的燃料油、润滑油和其他产品，基本途径是：将原油分割为不同沸程的馏分，然后按照原油的要求，除去这些馏分中的非理想组分。蒸馏正是一种合适的手段，它能够将液体混合物按其所含组分的沸点或蒸汽压的不同二分离为轻重不同的各种馏分。正因为如此，几乎在所有的炼油厂中，第一加工装置就是蒸馏装置。因此，原油的蒸馏装置在炼化企业中占有重要的地位，又被称为炼化企业的“龙头”。
1.1.1 设计目的及意义
为了更好地提高原油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对大庆原油进行常压蒸馏设计。设计的基本方案是：初馏塔拔出石脑油，常压塔采取三侧线，常压塔塔顶生产汽油，三个侧线分别生产煤油，轻柴油，重柴油。设计了一个初馏塔一个常压塔一段汽化蒸馏装置，一个初馏塔，一个常压塔以及若干台换热器（完善的换热流程应达到要求：充分利用各种余热；换热器的换热强度较大；原油流动压力降较小。）冷凝冷却器、机泵等组成，在常压塔外侧为侧线产品设汽提塔。流程简单，投资和操作费用较少。原油在这样的蒸馏装置下，可以得到350-360℃以前的几个馏分，可以用作石脑油、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品，也可分别作为重整化工（如轻油裂解）等装置的原料。蒸余的塔底重油可作钢铁或其它工业的燃料。在某些特定的情况下也可以作催化裂化或加氢裂化装置的原料。
1.1.2 设计的工艺国内外发展现状
据BP公司2011年6月9日在伦敦发布了《BP世界能源统计2011》。2010年全球能源消费强劲增长，呈现了自2773年以来最大的增长量，2010年，全球石油产量为8209.5 万桶/日（约39.1亿吨），同比增长了2.2%，即181.7万桶/日，欧佩克国家石油产量增长了96万桶/日（2.5%），至3432.4万桶/日，非欧佩克国家的石油产量增长了1.9%，即86万桶/日。由于海上石油产量增加，中国实现了27.1万桶/日的石油产量
增长，也成为非欧佩克国家中增产石油最多的国家；其次是美国和俄罗斯，分别增加了24.2万桶/日和23.6万桶/日。俄罗斯保持了最大石油生产国的地位，美国本土陆上和墨西哥湾海上石油产量都有所增加。BP年度统计报告称2009年全球探明石油储量为1.33万亿(兆)桶，去年全球石油日消費量減减少120万桶，为1982年以来最大降幅，2009年全球石油日产量减少200万桶，亦为1982年以来最大降幅[4]。按照目前的生产速度，全球拥有的石油储量足够开采40年。
我国蒸馏装置规模较小大部分装置处理能力为 2.5Mt/a,仅有几套加工能力超过4.5Mt/a.我国蒸馏装置的总体技术水平与国外水平相比在处理能力产品质量和拔出率方面存在较大差距。新建较大炼油厂镇海、高桥8Mt/a及大连西太平洋10Mt/a等大型化的蒸馏装置,其中高桥为润滑油型大型蒸馏装置,拟建的大型蒸馏装置也基本为燃料型。
我国蒸馏装置侧线产品分离精度差别较大,如中石化有些炼厂的常顶和常一线能够脱空,但尚有40%的装置的常顶与常一线恩氏蒸馏馏程重叠超过10℃,最多重叠度达到86℃,多数装置常二线与常三线恩氏蒸馏馏程重叠在15 ℃以上,实沸点重叠则超出25 ℃.润滑油馏分切割也同国外先进水平存在一定差距,主要表现在轻质润滑油馏分的挥发度及重质润滑油馏分的残炭和安定性等方面存在差距较大。
由于原油进入炼油厂后必须首先进入常减压装置进行一次加工,因此炼油厂的加工能力一般用原油常压蒸馏装置的加工能力来表示,因此世界原油加工的能力基本上就是世界常压蒸馏装置的加工能力。
1.2 设计技术参数
1、处理量：5.8Mt/a
2、开工时间：8000h/a，按开工330d/a计
3、原油性质
