当前位置：文档库 › 600万吨每年原油蒸馏常压炉工艺设计说明书

600万吨每年原油蒸馏常压炉工艺设计说明书

摘要

管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源，加热在炉管中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，以供给介质在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量，保证生产正常进行。

对原油蒸馏常压炉进行的工艺设计，主要完成对辐射段、对流段以及烟道的工艺尺寸的计算、热量的衡算。设计结果有，其中辐射室工艺尺寸包括炉管的长度1800毫米、炉管根数64根、辐射室高度19米和直径9.4米等；对流室的工艺尺寸包括炉管长度7000毫米、炉管根数72根、对流室高度8米和宽度3.285米等；烟囱高度26米，直径3.27米等。

关键词加热炉炉管辐射对流

Abstract

Tubular-furnace heating equipment is a kind of firepower, which the use of fuel combustion in the furnace when the flame and flue gas temperature as a heat source, heating in the furnace tube in the high-speed flow of medium to reach the process temperature requirements, in order to supply medium during fractionation, decomposition or reaction process, such as the heat required to ensure normal production.

To the process of crude distillation atmospheric furnace design, mainly complete the radiant section and convection section and flue technology size calculation, heat balance.Design result, radiation chamber process size including the length of the furnace tube of 1800 mm, and the furnace pipe number 64, radiation room 19 meters high and 9.4 meters in diameter, etc.;Process of convection chamber dimensions including furnace tube length is 7000 mm, 72 root number of furnace tube, convection chamber height 8 meters and width of 3.285 meters, etc.;Chimney 26 meters high, 3.27 meters in diameter, etc.

Key words Furnace Furnace tube Radiation Convection

摘要 ................................................................................................................................................................. I ABSTRACT .................................................................................................................................................. II 目录 . (1)

第一章总论 (3)

1.1概述 (3)

1.2文献综述 (3)

1.2.1 原油蒸馏加热炉技术现状 (3)

1.2.2 原油蒸馏加热炉发展趋势 (5)

第二章产品方案及工艺流程设计 (7)

2.1原油加工方案 (7)

2.2工艺流程 (8)

2.3炉型的选择 (8)

第三章工艺计算 (10)

3.1基础数据 (10)

3.2热负荷的确定 (10)

3.2.1介质流量 (10)

3.2.2热负荷 (10)

3.3燃料燃烧过程计算 (11)

3.3.1燃烧的发热量 (11)

3.3.2理论空气量 (11)

3.3.3过剩空气系数 (11)

3.3.4炉效率 (11)

3.3.5燃料用量 (12)

3.3.6烟气流量 (12)

3.4辐射段计算 (13)

3.4.1辐射段热负荷 (13)

3.4.2辐射段炉管表面热强度 (13)

3.4.3辐射管内介质平均温度 (14)

3.4.4辐射管加热表面积 (14)

3.4.5辐射管管径 (14)

3.4.6辐射管管心距 (15)

3.4.7辐射段炉体尺寸 (15)

3.4.8对流段长 (16)

3.4.9对流段宽 (16)

3.4.10确定节圆直径、辐射高度和炉膛直径 (17)

3.4.11当量冷平面 (17)

3.4.12求有效暴露砖墙面积与当量冷平面之比 (18)

3.4.13气体辐射率 (18)

3.4.14交换因数 (20)

3.4.15辐射段热平衡 (21)

3.4.16辐射段烟气出口温度 (21)

3.4.17核算辐射段热负荷 (22)

3.4.18 核算辐射段表面热强度 (22)

3.4.19 核算辐射段油料入口温度 (22)

3.5对流段计算 (22)

3.5.1对流段热负荷 (22)

3.5.2对数平均温度差 (22)

3.5.3对流段炉管内膜传热系数 (23)

3.5.4对流段炉管外膜传热系数 (25)

3.5.5对流管表面积及管排数 (27)

3.5.6对流管表面热强度 (27)

3.6加热炉炉管压力降计算 (27)

3.6.1辐射段炉管压力降计算 (28)

3.6.2对流段炉管压力降 (29)

3.6.3加热炉总压力降 (29)

3.7烟囱的设计与计算 (29)

3.7.1烟囱直径 (29)

3.7.2钉头管管排阻力 (29)

3.7.3烟气由辐射段到对流段的阻力 (31)

3.7.4烟气由对流段到烟囱的阻力 (32)

3.7.5烟气阻力 (32)

3.7.6烟囱高度计算 (34)

第四章加热炉钢结构 (35)

4.1辐射室钢结构 (35)

4.2对流室钢结构 (35)

4.3平台梯子 (35)

第五章余热回收系统 (37)

第六章加热炉配件的设计选用 (38)

6.1辐射管的支撑 (38)

6.2看火门 (38)

6.3人孔门 (39)

6.4防爆门 (40)

6.5燃烧器的选择 (41)

6.6清扫门和吹灰器 (42)

第七章设计结果汇总 (43)

参考文献 (44)

致谢 (45)

附录1外文译文

附录2外文原文

附图1工艺流程图

附图2主要设备装配图

第一章总论

1.1概述

近几年来，随着石油化工产业的迅速发展，管式加热炉技术越来越引起人们的重视。

管式加热炉消耗着大量的能量，而在炼油、制造乙烯、氢气和合成氨等的工艺过程中，它已经成为进行裂解和转化反应的心脏设备，并且支配着整个工厂或生产装置的产品质量、收率、能耗和操作周期。因此对管式加热炉的设计就非常必要了。

管式加热炉是炼油生产装置的主要设备之一，是炼油生产装置的耗能大户，约占50%

60%。因为加热炉在燃料燃烧时的噪声和烟气排放也对环境污染造成相当严重的影响。所以提高管式加热炉热效率，减少炼油生产装置加热炉燃料耗量，提高炼油企业经济效益都有一定意义。管式炉在石油化厂具有举足轻重的作用，它在炼油装置中约占总投资的15%左右，高的可达30%。这些因素都必须在加热炉设计时加以考虑。

它的作用是将炉内炉管中通过的油料（或其他介质）加热至所需温度，然后进入下一步工艺设备进行分馏、裂解和反应等。热的来源由燃烧气体或液体燃料而得。

管式加热炉一般由辐射段和对流段组成。在辐射段内，高温烟气主要以辐射的方式

将一定数量的热量传给辐射管。烟气由辐射段上升到对流段；此时烟气温度约700

950

左右，在对流段中烟气以对流、三原子气体（CO

2和H

O）辐射和耐火砖壁辐射的方式将

热量传给对流管。

由于辐射段和对流段传热方式不同，所以其计算方法也不相同[1]。

1.2文献综述

1.2.1 原油蒸馏加热炉技术现状

（1）加热炉的分类[2]

石油化工行业常用的管式加热炉的炉型有几十种，可以按照其结构型式分类，也可以按照工艺过程分类。除石油化工所用的特殊的高温高压炉外，一般可以分为为箱式炉、立式炉、圆筒炉、无焰炉等。

①箱式炉

箱式炉是一种古老的炉型，分为方箱炉和斜顶炉两种。炉管全为水平排列，并用回弯头连接成蛇形管。火嘴水平燃烧，烟囱置于炉外。

箱式炉的特点是长、宽、高大致相近。辐射室和对流室用火墙隔开，火嘴置于侧壁。其缺点是占地面积大，结构复杂，刚才耗用量大，炉管受热很不均匀，尤其是辐射管距离火嘴较远，受热较差，靠火墙顶部的几排炉管由于受到高温烟气的直接冲刷，极易产生局部过热，还有死角处。

②立式炉

立式炉是被广为采用的炉型之一，且分为卧管立式炉和立管立式炉两种，这种炉子，

3倍。整个炉体很长，从外形上看，就是是一个长方体。用型钢其高度通常为宽度的2

立柱支撑，其炉墙用耐火砖砌成，或用耐火混凝土筑成。整个炉分为上、中、下三大部分。上部为烟囱，中部为对流室，下部为辐射室。火嘴在辐射室底部向上燃烧。

在立式炉里，火焰向上，高温烟气自下而上地从辐射室穿过顶部的对流室后，由烟囱排出。因为火焰与烟气的流动方向一致，并连成片状燃烧，因此，同箱式炉比较，其受热比较均匀，炉表面热强度较高，炉子热效率较高。它的辐射室宽度可以变窄，炉膛体积可以缩小，结构紧凑，钢材耗用量少，占地面积也小。且由于烟气上升的特性，烟囱的阻力较小，烟囱的高度可以降低。易结焦的工艺过程，可以用机械清洗焦。

③圆筒炉

圆筒炉是圆形立式炉的简称，是广为采用的炉型之一，这种炉子由圆筒体的辐射室、对流室和烟囱三大部分组成。小型炉不设置对流室，由两部分组成。炉墙外壳由钢板卷制而成，内衬有耐火砖。辐射室沿圆筒体的的炉墙周围排列成一圆圈。火嘴在炉底中央，火焰向上喷射。流向同炉管平行，且火焰与布置在圆周上各炉管是等距离的，所以沿炉管圆周方向的热强度分布是均匀的。且沿炉管长度方向，热强度的分布是不均匀的。由于圆筒炉的炉墙面积与炉管表面积的比例较低，所以炉墙的辐射作用相应减弱，故炉管表面热强度低。一般热负荷<400万千卡/时的圆筒炉，在辐射室上部设一个由高铬镍合金钢做成的辐射锥，因为它的再辐射作用，使炉管不仅沿圆周方向，而且在沿长度方向的受热也比较均匀。因为辐射锥的材质要求高，占炉子建设费用的15%，所以热负荷较大的炉子不宜采用辐射锥。一般在辐射室的中部增设水平燃烧火嘴，来改善炉管沿长度方向的受热均匀性。

对流室置于辐射室之上，对流管为卧排。所以对流管的长度受到限制，从受力上避免头重脚轻，对流室的加热面积不宜过大，一般推荐对流室的高度不大于辐射室高度的1/2。用管板固定在对流室里，一般设有过热蒸汽管。在光管面积既定的条件下，一般采用钉头管或翘片管，并且配备相应的吹灰设施。

圆筒炉的热效率一般都比较低，但结构紧凑、占地面积小、投资省、施工期短、建设速度快。一般适用于中小炉型。

④无焰炉

无焰燃烧炉又称为无焰炉，炉体为长方形，其外形与立式炉相似。炉子的炉膛宽度比立式炉还要窄。对流室在辐射室之上。在炉膛的中间设置双面受热的辐射管。炉墙同辐射管相距很近，炉膛的空间也只是作为高温烟气的通道而已。其两侧炉墙布满小型的燃烧孔道，并且在墙外配备对应数量的小型无焰燃烧器。

燃料气与空气充分混合后，不是在炉膛里燃烧，而是在燃烧道理燃烧。因此，在炉膛里没有火墙。因为燃料与空气混合得很充分，且燃烧道里的耐火砖起了催化作用，所

以燃料的燃烧速度很快，在燃烧道里就完成了全部的燃烧过程。由于火焰和高温烟气与燃烧道充分接触，燃烧放出的热量把炉墙加热到很高温度，形成一个温度很高的辐射墙，向着由炉管组成的温度低的管排冷面辐射。由于无焰炉的火嘴多，所以能灵活的调节各处的受热强度。当在炉管表面积相同时，无焰炉的处理量比一般的炉子大，金属和非金属材料消耗量少。但是，无焰炉只适宜于燃烧气体燃料，并且，燃料气压力要大于4kg/m2。所以在使用上受到一定的限制。

（2）管式加热炉的特征[3]

①被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体。并且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，与锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。

②加热方式为直接受或式。

③只烧液体或气体燃料。

④长周期连续运转，不间断操作。

1.2.2 原油蒸馏加热炉发展趋势

管式加热炉最初是作为取代炼油“釜式蒸锅”这种工艺设备而发明的，在炼油工业的历史中，它的诞生是划时代的事件，从此使炼油工艺从古老的间歇式釜式蒸馏过渡到近代的“连续管式蒸馏”方式，因此开始逐步得到发展。所以管式加热炉也被称做“管式釜”。

在炼油工程上，采用管式加热炉开始于1910年至1911年间，在没有采用管式加热炉之前原油加工方式均为釜式蒸馏，小处理量、且为间歇生产。管式加热炉的使用是炼油工业由小处理量、间歇生产向大处理量、连续生产转变的标志[4]。

常减压蒸馏装置是原油初加工的装置，其处理能力决定了整个炼油厂加工能力或规模。在常减压蒸馏装置中，常压炉的处理能力决定了常减压蒸馏装置的处理能力，如果常压炉的处理能力不够，那整个装置将无法完成预定的任务。

石化工艺中加热炉的能耗约占整个生产装置能耗的50%

60%，它的热效率的高低直接决定着整个生产装置能耗大小，直接影响着生产成本。

由于石油化工工艺管式加热炉的被加热工艺介质通常为易燃、易爆的液体或气体，并且压力较高，一旦发生重大事故，后果将不堪设想。因此，石油化工工艺管式加热炉能否长周期安全、稳定的运行对整个装置乃至全厂实现“长周期安全、稳定运转”有着直接影响。现在几乎每一套炼油和石油化工装置中都有用到管式加热炉，也就是说，管式加热炉几乎参与了炼油和石油化工整个生产过程。管式加热炉是炼油装置中的三大主力设备之一，也是乙烯和化肥等石油化工生产装置的“心脏”设备，所以说没有石油化工工艺管式加热炉，也就没有现代化的炼油和石油化工工业。

石油化工工艺管式加热炉所排放的烟气中NO

x 、SO

、CO

等有害成分含量是否达到国

家标准，对操作工人和周边居民的生活和身体健康都有着直接影响。上述充分说明了管式加热炉在炼油和石油化工生产中占有非常重要的地位，所以搞好石油化工工艺管式加热炉操作、管理工作对炼油和石油化工的生产装置实现高处理量、高质量、高效率、低能耗和长期安全、稳定运转以及减轻对环境的污染有着重大意义。

目前各炼厂所广泛使用的炉型为立式炉和圆筒炉。无焰燃烧炉两侧均为辐射面，双面辐射炉管的有效吸收因数高，但由于结构较复杂，故目前尚未广泛使用。管式加热炉的发展方向是：大型化、高效化、采用废热回收以提高热效率、采用集中的高烟囱以防止公害、采用大能量喷嘴即长周期运转等。

第二章产品方案及工艺流程设计

2.1原油加工方案

[5]

原油加工方案见图2-1，

轻柴油

原油

煤油3#喷气燃料组分

0#轻柴油

与高凝点低硫柴油调合、加氢精制

加氢裂化掺合料

渣油加氢掺合料

乙烯裂解原料焦化原料或渣油加氢掺合料

图2-1 原油加工方案

①HK~145℃馏分

该馏分作汽油调合和重整原料都不理想，具有良好的裂解性能，且正构烷烃含量高，馏程符合乙烯裂解石脑油的规格要求。因此该馏分是理想的乙烯裂解原料，作乙烯裂解原料时与含硫石脑油调合适当提高硫含量。 ②145~230℃馏分

馏程符合3#喷气燃料的规格要求，该馏分适合作喷气燃料组分，经加氢精制后可以作3#喷气燃料组分。 ③230~360℃馏分

馏程符合轻柴油的要求，适合作0#轻柴油组分，必须经加氢精制才能作0#柴油组分。建议与凝固点高的低硫轻柴油组分调合后经加氢精制作0#轻柴油。 ④360~500℃馏分

该馏分的裂解性能中等偏低，重金属含量不高，Na 含量低。因此，该馏分不宜作催化裂化原料。可以作掺合料，或作加氢裂化掺合料，或作渣油加氢掺合料。 ⑤>500℃减压渣油

该渣油密度较大，因此，该馏分不宜作重油催化裂化原料或掺合料，可以作焦化原料，但要考虑劣质的高硫石油焦问题。也可以作渣油加氢掺合料。该渣油沥青质含量过

高，可以考虑根据四组分含量进行调合沥青试验，以便得到生产高等级道路沥青的调合配方，提高加工此油的灵活性。

2.2工艺流程[5]

原油工艺流程图见图2-2，

图2-2原油蒸馏工艺流程图

原油经换热到200℃左右进入脱盐罐进行脱盐脱水等一系列预处理，经过预处理的原油经一系列换热后换热到309℃左右，再经常压炉加热到365℃左右进入常压塔。常压塔侧线分别抽出煤油、轻柴油、馏分油等液相组分，经汽提塔提出轻组分，经泵升压，与原油换热，冷却送出装置。

2.3炉型的选择

一个具体的生产装置究竟选用什么样的炉型，通常认为应从以下几个方面考虑。

（1）要根据具体情况进行具体分析，例如，老装置扩建，新增管式加热炉，施工期和组装的难易程度是要全面考虑的。如果占地面积为主要矛盾时，以选用圆筒加热炉为宜；在天然气资源丰富的地方，就可以考虑选用无焰炉；在使用沥青类地质、高粘度燃料油时，已选择用水平燃烧的双斜顶炉或立式炉为宜。

（2）在满足工艺要求的前提下，从钢材耗用量、造价、占地面积、炉子热效率、燃料消耗等方面进行全面的技术经济指标的比较，对施工期长短、施工难易程度，也要予以考虑，而后选用那炉型。

（3）一般在高温、高压、高流速、易结焦等工艺条件下操作的管式加热炉，如延迟焦化加热炉、热裂化加热炉和裂解炉等，多数采用卧管立式炉，便于清焦。同时，卧管立式炉在沿炉管的长度方向，受热比较均匀，辐射管的表面热强度也比较高。

（4）一般热负荷较小的采用圆筒炉，热负荷＜150万千卡/时者，采用全面辐射式圆筒炉为宜。辐射顶部最好加加挡烟板，烟囱高度不低于4米。

（5）当几种油品或其他介质合用一个加热炉时，可选用多膛立管立式炉。

（6）制氢炉一般采用双面辐射无焰炉，也采用双面辐射附墙火焰炉，如阶梯炉。

第三章工艺计算

3.1基础数据

燃料油的性质见表3-1

表3-1 燃料油性质

化学成分（重量%）重度γ20(kg/m 3

)

粘度(cp) 进料温度℃

压力(Mpa ）

C H S N 930

80℃ 100℃ 160

1.0

表3-2 工艺条件1

入炉温度℃

出炉温度℃ 出炉压力（MPa ）

比重d 420 粘度（mm 2/s ）50℃

出炉汽化率

309 365

1.0

0.8869

13.9

17%

表3-3 工艺条件2

炉工作时间（h/年）

环境温度℃

蒸气压力/Mpa

蒸气温度/ ℃

8000

1.0

210

3.2热负荷的确定[6]

3.2.1介质流量

W =

F (3-1) 式中：W F ——介质流量，kg/h ；

M ——被加热的介质量，吨/年； T ——加热炉一年工作的时间，h 。

kg/h 105.78000

100.659

F ?=?=W

3.2.2热负荷Q

()[]0L v F 1I I e eI W Q --+= （3-2）式中：Q ——热负荷，kJ/h ；

I v ——出炉温度下介质气相热焓，kJ/kg ；

I 0——介质入炉热焓，kJ/kg ； I L ——介质出炉液相热焓，kJ/kg 。

原料入炉温度为309℃，出炉温度为365℃，在此条件下，原油的进、出口液相焓分别为：I l =815.96kJ/kg ，I L =963.01kJ/kg ；介质出炉气相焓I v =1151.43kJ/kg ，则：

()[]kJ/h 134********.81501.96317.0143.115117.0105.75=-?-+???=Q

3.3燃料燃烧过程计算[6]

3.3.1燃烧的发热量

燃烧的发热量是指单位重量或单位体积的燃料完全燃烧时的热效应，即最大反应热。按照燃烧产物中水蒸气所处的相态，有高、低发热量之分。

高发热量是指燃料完全燃烧，并当燃烧产物中的水蒸气凝结为水时的反应热。其值由测量得到。

低发热量是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水仍以气态存在时的反应热。大庆减压渣油的高、低发热量分别为：

)(2630081h O S H C Q -++= （3-3）

)(2624681O S H C Q l -++= （3-4）

则： h /k 49.44946kg /cal 47.1074217.02656.1230065.8681h J Q ==?+?+?=

h /k 75.42071kg /cal 39.1005517.02656.1224665.8681J Q l ==?+?+?=

3.3.2理论空气量

按化学反应的需氧量而供给的空气量，亦即燃料中各组分完全燃烧所需的空气量，叫做理论空气量。

.23867.20O S H C L -++=

(3-5)

293

.10

0L V =

(3-6) 式中：L 0——理论空气量，kg/kg 燃油或kg/m 3燃料气。

则：燃油kg /kg 24.142.23/17.056.12805.8667.20=+?+?=L

V 0=14.24/1.293=11.02

3.3.3过剩空气系数

取辐射段α=1.3，对流段α=1.4

3.3.4炉效率

设离开对流段烟气温度t s 较原料入对流段温度高100℃

t s =309+100=409℃ （3-7）

%q q 100l L ）

（’

‘--=η （3-8）设‘

L q =3%

’l q 即q l /Q n ，当t s =409℃时，查图3-1得q l /Q n =22%,，则：

η=（100-3-22）%=75%

图3-1 烟气带走热量百分率图

3.3.5燃料用量

l Q Q

B (3-9)

式中：B ——燃料用量，kg/h 。

kg/h 6.425675

.075.42071134311050

n =?=?=

l Q Q B 3.3.6烟气流量

()B

W L W ?++=s 0g 1α （3-10）

式中：W g ——烟气流量，kg/h ；

W s ——雾化蒸汽流量，kg/h 。

当烧油时W s =0.5，则：

h 91244.5k g /

4256.65.0124.144.1g =?++?=）（W

3.4辐射段计算[6]

3.4.1辐射段热负荷

根据相关经验，取辐射段热负荷Q R 占总热负荷的75%，则：

kJ/h 5.10073328713431105075.0R =?=Q

3.4.2辐射段炉管表面热强度

参考表3-4，选取辐射段炉管表面热强度

q R =30000kcal/m 2·h =125520kJ/m 2.h 。

表3-4 辐射管表面热强度经验数值

用途

管内流体重量流速 G F 公斤/米2.秒压力降公斤/厘米2

辐射管表面热强度 q R ,千卡/米2.时

一、加热用加热炉

48800箱式 1．常压蒸馏加热炉 1200~1700 21700~39300立式

980~1500 7~15 21700~32500圆筒 2.减压蒸馏加热炉 1200~1700 43400箱式 980~1500 3~6 21700~43400立式

21700~27100圆筒 3.渣油（燃料油循环系统） 1200 21700箱式

加热炉

1200~1500 18~25 21700~27100立式及圆筒 4.催化重整气体预热炉 170~240 21700~32500立式及圆筒催化重整粗汽油预热炉 490~980 21700~32500立式及圆筒催化重整气体及粗汽油预热炉 200~490

21700~38000立式及圆筒 5.富油加热炉 1200~1700 2~4 21700~29800圆筒

1200~1700 21700~32500立式 6.轻馏分重沸炉 1200~1700 3~4 48800箱式

980~1700 21700~38000立式 7.沥青加热炉 1200~1500 16300圆筒 8.润滑油再蒸馏预热炉 1500 32500箱式 980~1500 21700~32500立式

1200~1500 21700圆筒 9.脱蜡溶剂加热炉 1200~1500 21700圆筒 10.粗柴油加热炉 1200~1500 21700~32500圆筒

1200~1500

21700~32500立式

3.4.3辐射管内介质平均温度

辐射管内介质平均温度等于介质进、出辐射段温度的算术平均值：

ττ+=t +(30~60℃) (3-11) ()%)

80~70(122'1

?--=ττττ

(3-12)

式中：t w ——管内介质平均温度，℃； τ1——介质进入对流段温度，℃； 'τ——介质进辐射段温度，℃；

τ2——介质出辐射段温度，℃。

将值代入式(3-11)、(3-12)得：

℃

管内介质平均温度：

C 400562

365

323W ?=++=

t 3.4.4辐射管加热表面积

R R q Q A =

(3-13) 式中：A R ——辐射管加热表面，m 2；

Q R ——辐射段热负荷，kJ/h ；

q R ——辐射管平均表面强度，kJ/m 2.h 。

将值代入式(3-13)得：

2R m 53.805125520

.100733287==

3.4.5辐射管管径

根据表3-4选取管内介质质量流速G F =1500kg/m 2.s ，选用管程数N =4

i 30

1G N W d ??=

π （3-14）

式中：d i ——管内径，m ；

G F ——管内介质质量流速，kg/m 2s ； W F ——管内介质流量，kg/h 。

m 21.01500

414.3105.730

i =???=

()32375.0309365365'1=?--=τ

根据相关规则，选取型号为φ219×10的管作为辐射管。

3.4.6辐射管管心距

选用辐射段管心距为管外径的2倍，即

4382192d 2=?==S

3.4.7辐射段炉体尺寸

（1）高径比

选用辐射管长度与节圆直径比（L/ D '）=2.0 （2）估算辐射管长度L 与节圆直径D ' )

2('''D D L D C

A R πππ

==?

04.92

14.32

53.8022

22'=??=

??=

πR A D （3-15）

辐射管长度

08.1804.92=?=L

根据相关标准，选用辐射段炉管的长度为18000mm （3）炉管管根数

A n πR =

(3-16)

式中：n ——辐射段管根数

.6418

219.014.353

.802=??=

采用的炉管数n 应为炉管程数的倍数，故取n =64根（4）炉膛直径

根据炉管根数n 计算实际节圆直径再加两倍的管子中心与炉壁的距离（通常管子中心与炉壁的距离约为1d ），即为实际炉膛直径。

d D D 2'+= (3-17)

式中：D ——炉膛直径，m ； d ——辐射管外径，m 。

m 478.9219.0204.9=?+=D

3.4.8对流段长

选取对流管为φ219×10标准钉头管

c c

d 4.525.1--=D L (3-18)

式中：L c ——对流段长，m ； D ——辐射段内径，m ； d 2'+≈D D

h c ——对流管外径，m 。

m 0454.7219.04.525.1219.0204.9c =?--?+=）（L

取对流段长L c =7m

根据炉子结构设计对流段高度比炉管长度长1米

H=7+1=8m

3.4.9对流段宽

从表3-5查得φ219标准钉头管，管周边钉数为12，钉头直径为12毫米，钉头高25毫米，纵向钉头间距为15毫米。

表3-5 标准钉头管有关尺寸

管外径，毫米

管周边上的钉头数

标准钉头规格 48 4 钉头直径d s ，12毫米 60 6 钉头高b 25，37毫米 89 8 纵向钉头间距d p 15~16毫米

100 10 127 12 152 14 190 16

2b d d /1000d 1a s p c c ???+?=‘’

‘ （3-19）

式中：a c ——每米钉头管所占的流通面积，m 2； d s ——钉头直径，m ； b ——钉头高度，m 。

则： 2c m 259.02025.0012.015/1000219.01a =???+?=

选取烟气重量流速G g =2.8kg/m 2.s 选用管心距为2d c

.m /kg a n 3600

/2c

c w g g L S W G ）（-= （3-20） w

n 7259.073600

/5.912448.2??-?=

S （3-21）

w c c c w c n d 4.2d 6.0d 4.2)1n d 3+=?-+=（S （3-22）

w n 5256.01314.0+=S 代入式（3-21）得

()[]3600/5.91244n 813.1n 5256.01314.078.2w w =-+?? n w =6根

所以m 285.365256.01314.0=?+=S

3.4.10确定节圆直径'

D 、辐射高度H 和炉膛直径D

根据以上计算得对流管每排6根，每根管长7米，管径φ219。

遮蔽管面积m 88.2814.3219.076d n c c w s =???==πL A （3-23）辐射壁管面积2s w m 65.77388.2853.802=-=-=A A A R （3-24）

炉管根数根

5.6218219.014.365.773d n w =??==L A π （3-25）选用辐射管64根（管程N=4）

节圆直径m 93.8438.014.3/164'

=??=D

根据炉子结构设计辐射段高度比炉管长度长1米

H=18+1=19m

m 4.9m 368.9219.0293.8≈=?+=D

3.4.11当量冷平面

当量冷平面αA cp 等于管排当量平面A cp 乘以有效吸收因数α，即：

d 2a P c ??=L n A (3-26)

式中：A cp ——当量平面，m 2； L a ——辐射管长度，m ；

2d ——辐射炉管管心距m ； n ——辐射炉管数。

辐射管：2cP m 6.504438.01864=??=A 管心距为2d 查图3-2得α=0.88，则：

2cP m 4446.50488.0=?=A α

图3-2 管排的有效吸收因数α

遮蔽管：2cP m 4.18438.076=??=A 遮蔽管α=1，则：

2cP m 4.184.181=?=A α

总2cP m 4.4624.18444=+=A α

3.4.12求有效暴露砖墙面积与当量冷平面之比

cP w A F A ∑-=α （3-27）

式中：A w ——暴露砖墙面积，m 2；

∑F ——炉膛总面积，m 2。

m 7004

.94/14.32194.914.3=??+??=∑F

2w m 6.2374.462700=-=A

514

.04

.4626

.237cP w ==A A α 3.4.13气体辐射率

由图3-3查得当过剩空气系数α=1.3时，atm 225.022=+O H CO P

石油炼化常用的七种工艺流程

石油炼化七种工艺流程从原油到石油要经过多种工艺流程，不同的工艺流程会将同样的原料生产出不同的产品。从原油到石油的基本途径一般为： ①将原油先按不同产品的沸点要求，分割成不同的直馏馏分油，然后按照产品的质量标准要求，除去这些馏分油中的非理想组分； ②通过化学反应转化，生成所需要的组分，进而得到一系列合格的石油产品。石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。（一）常减压蒸馏 1.原料：原油等。 2.产品： 2.石脑油、粗柴油（瓦斯油）、渣油、沥青、减一线。 3.基本概念：常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称，基本属物理过程：原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料。常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序，称为原油的一次加工，包括三个工序：a.原油的脱盐、脱水；b.常压蒸馏；c.减压蒸馏。 4.生产工艺：原油一般是带有盐份和水，能导致设备的腐蚀，因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理，通常是加入破乳剂和水。原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分，一部分形成塔顶油，经过冷却器、流量计，最后进入罐区，这一部分是化工轻油（即所谓的石脑油）；一部分形成塔底油，再经过换热部分，进入常压炉、常压塔，形成三部分，一部分柴油，一部分蜡油，一部分塔底油；剩余的塔底油在经过减压炉，减压塔，进一步加工，生成减一线、蜡油、渣油和沥青。各自的收率：石脑油（轻汽油或化工轻油）占1%左右，柴油占20%左右，蜡油占30%左右，渣油和沥青约占42%左右，减一线约占5%左右。常减压工序是不生产汽油产品的，其中蜡油和渣油进入催化裂化环节，生产汽油、柴油、煤油等成品油；石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工，一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物；减一线可以直接进行调剂润滑油。 5.生产设备：常减压装置是对原油进行一次加工的蒸馏装置，即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置。原油蒸馏一般包括常压蒸馏和减压蒸馏两个部分。 a．常压蒸馏塔所谓原油的常压蒸馏，即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔(或称常压塔)。常压蒸馏剩下的重油组分分子量大、沸点高，且在高温下易分解，使馏出的产品变质并生产焦炭，破坏正常生产。因此，为了提取更多的轻质组分，往往通过降低蒸馏压力，使被蒸馏的原料油沸点范围降低。这一在减压下进行的蒸馏过程叫做减压蒸馏。

580万年原油常减压蒸馏装置工艺设计

580万/年原油常减压蒸馏装置工艺设计 (年处理量250+33*10=580万吨/年) 一．总论 1.1概述石油加工是国民经济的主要产业以及国民经济的支柱产业之一，在国民经济中有着重要的地位。石油产品应用在国民经济中的各行各业，涉及到民用以及军用。石油已是一个国家懒以生存产品，是一个国家能否兴旺发达的有力支柱。目前，国际原油供不应求，价格高居不下，原油供应紧张，并由原油所引发起不少主要产油地区的不稳定。我国是一个人口大国，石油的需求在近年来尤其紧张，并随着经济的发展，市场需求越来越大，石油产品利润很高。本设计是以大港原油为加工原油，采用常减压蒸馏装置蒸馏加工（580万吨/年）原油，而分离出以汽油，煤油，轻柴油，重柴油以及重油为主要产品的各种油产品。本方法简单实用，处理量大，技术成熟，是目前国内外处理原油最主要的方法。 1.2文献综述本设计是以课程设计、化工设计为基础，以课程中指导老师给出的数据为依据，参考《化工原理》、《化工设计》、《石油练制工艺学》、《石油化工工艺计算图表》《工程制图》等资料。采用原油常减压蒸馏装置工艺设计以生产重整原油，煤油，轻柴油，重柴油，重油等产品。所采用的方法是目前国内外最实用，最普遍，最成熟的原油加工方法。适用国内大中小企业等使用。 1.3设计任务依据所设计任务是以指导老师给出的原油数据为依据。所设计的设备参数是以一些权威书籍为参考。 1.4主要原材料本设计主要的原材料主要有大港原油、水、电 1.5其它本设计应设计应用在一些交通运输方便，市场需求大的附近。同时，生产过程中应与环境相给合，注重“三废”的处理，坚持国家可持续发展的战略，坚持和谐发展的道路，与时俱进。同时应注意到，废品只是一种放在待定时间与空间中的原材料，在另一些场所，它们又是一种原材料，因而，在生产过程中，应把“三废”综合利用。

年处理量500万吨原油常压蒸馏工段工艺设计毕业论文

年处理量500万吨原油常压蒸馏工段工艺设计毕业论文目录摘要................................................................... I Abstact................................................................ II 第一章文献综述 (1) 1.1 前言 (1) 1.1.1 石油概述 (1) 1.1.2 石油工业的发展趋势 (1) 1.2原油评价 (2) 1.2.1原油的一般性质 (2) 1.2.2石油的用途 (2) 1.3 原油蒸馏及发展趋势 (3) 1.3.1 原油蒸馏概述 (3) 1.3.2 原油蒸馏的特点及发展趋势 (4) 1.4 预处理及蒸馏工序 (4) 1.4.1 新型电脱盐脱水技术 (5) 1.4.2 常压蒸馏 (7) 1.5 换热系统 (7) 1.5.1 换热的意义 (8)

1.5.2换热流程 (8) 1.6常压装置节能技术 (11) 1.6.1节能降耗的措施 (12) 第二章常压塔工艺设计 (14) 2.1原料及产品有关参数的计算 (14) 2.1.1 基础数据 (14) 2.1.2原油的实沸点及窄馏分数据 (14) 2.1.3原油实沸点蒸馏曲线的绘制 (17) 2.2原油平衡汽化曲线的绘制 (18) 2.3常压塔工艺设计 (21) 2.3.1各产品的恩氏蒸馏数据和实沸点数据的换算 (21) 2.3.2产品的有关数据计算 (23) 2.3.3物料衡算 (25) 2.3.4确定塔板数和汽提蒸馏用量 (26) 2.3.5操作压力 (27) 2.3.6汽化段温度 (27) 2.3.7塔底温度 (28) 2.3.8 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配 (28) 2.3.9 塔顶及侧线温度的假设与回流热的分配 (29) 2.4侧线温度及塔顶温度的校核 (31) 2.4.1柴油抽出板（第22层）温度 (31) 2.4.2煤油抽出板（第10层）温度 (32)

800万吨年大庆原油常减压蒸馏装置的工艺设计—方案设计与流程模拟

辽宁石油化工大学毕业设计（论文）Graduation Project (Thesis) for Undergraduate of LSHU 题目800万吨/年大庆原油常减压蒸馏装置的工艺设计—方案设计与流程模拟 TITLE Process Design of 8 Million t/a Atmospheric and Vacuum Distillation Unit for Daqing Crude Oil—Scheme Design and Process Simulation 学院化学化工与环境学部 School Liaoning Shihua University 专业班级加工1301班（化工1304班）Major&Class Chemical Engineering and Technology 1304 姓名武志涛 Name Zhitao Wu 指导教师刘洁/李文深Supervisor Jie Liu/Wenshen Li 2017年 6 月 3 日

论文独创性声明本人所呈交的论文，是在指导教师指导下，独立进行研究和开发工作所取得的成果。除文中已特别加以注明引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本设计的工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并致谢。本声明的法律结果由本人承担。特此声明。论文作者（签名）：年月日

摘要本次设计主要是对处理量为800万吨/年的大庆原油常减压蒸馏装置的工艺流程设计。运用化工模拟软件Aspen Plus对大庆原油蒸馏装置进行模拟优化，并运用软件Aspen Energy Analyzer 对常减压蒸馏装置的工艺流程进行全面的热集成分析。首先通过查阅文献得到原油的TBP曲线、API重度以及轻端组成等原油性质数据，在模拟计算过程中通过这些数据来生成油品的虚拟组分，从而对原油蒸馏装置进行准确的模拟，包括原油初馏、常压蒸馏、减压蒸馏三个重要过程。软件会得到原油蒸馏过程的运行数据，包括整个设备的物料平衡数据，初馏塔和常压塔的温度分布，压力对比和气液分布等。其次对常减压蒸馏工艺的全流程进行了热集成分析，采用夹点分析对冷、热流股进行匹配，生成初始换热网络，并对其进行改进优化。本次设计模拟结果表明，原油蒸馏装置过程模拟的操作条件能反映常减压蒸馏装置操作的真实状况，设计所建立的工艺流程模拟数据可为实际生产的常减压操作提供理论依据。采用夹点技术通过热集成分析，通过改善夹点附近的流股匹配，减少穿越夹点的热流量，可以减少整个系统的公用工程消耗量，最终可获得最优的换热网络。关键词：常减压蒸馏；流程模拟；夹点技术；换热网络；热集成

常压原油课程设计分解

大连大学课程设计题目：常压原油处理工艺专业班级：过控122 学生姓名：曹桂彬学号：12414027 2015年10月22日

目录一总论 (3) 1.1概述 (3) 1.2世界原油现状 (4) 1.3原油常压蒸馏及其特点 (5) 二常压原油处理工艺 (5) 2.1 常压原油处理流程 (5) 2.2原油的预处理 (7) 2.3原油的常压加热炉 (8) 2.3.1影响加热炉效率的因素 (8) 2.3.2提高加热炉的效率途径 (10) 2.3.3加热炉优化控制技术 (10) 2.4腐蚀的监测和防护方法 (11) 三车间布置设计 (12) 3.1车间平面布置方案 (12) 3.2车间平面布置图图纸说明 (13) 3.2.1设备布置满足工艺流程和工艺条件要求 (13) 3.2.2设备集中布置 (14) 3.2.3安全性 (14) 1

3.2.4经济性 (14) 3.2.5安装与维修 (15) 3.2.6外观 (15) 参考文献 (15) 2

一总论 1.1概述石油是一个国家经济发展国家稳定的命脉。在石油、化工生产中，塔设备是非常重要的设备之一，塔设备的性能，对于整个化工和炼油装置的产品质量及其生产能力和消耗额等均有较大影响。据相光关资料报道，塔设备的投资和金属用量，在整个工艺装置中均占较大比例，因此塔设备的设计和研究，始终受到很大的重视。塔设备广泛应用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置的生产，产品产量，质量，成本以及环境保护，“三废”处理等都有较大的影响。近些年来，国内外对它的研究也比较多，但主要是集中在常压塔的结构和性能方面，例如：如何提高塔的稳定性、如何利用理论曲线解决常压塔在性能方面存在的问题等。在原油的一次加工过程中，常压蒸馏装置是每个正规炼厂都必须具备的，而其核心设备——常压塔的性能状况将直接影响炼厂的经济效益，由于在原油加工的第一步中，它可以将原油分割成相应的直馏汽油，煤油，轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分等。同时，也为原油的二次加工提供各种原料.在进一步提高轻质油的产率或改善产品的质量方面，都有着举足轻重的地位.考虑到常压塔在实际应用方面的价值和意义，如何实现这样一种最经济、最容易的分离手段，是本次毕业设计选题的重要依据。 3

原油蒸馏的工艺流程精编WORD版

原油蒸馏的工艺流程精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

原油蒸馏的工艺流程第一节石油及其产品的组成和性质一、石油的一般性状、元素组成、馏分组成（一）石油的一般性状石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。世界各国所产石油的性质、外观都有不同程度的差异。大部分石油是暗色的，通常呈黑色、褐色或浅黄色。石油在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8～0.98g/cm3之间，个别的如伊朗某石油密度达到1.016，美国加利福尼亚州的石油密度低到0.707。（二）石油的元素组成石油的组成虽然及其复杂，不同地区甚至不同油层不同油井所产石油，在组成和性质上也可能有很大的差别。但分析其元素，基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成。其中碳、氢两中元素占96%～99%，碳占到83%～87%，氢占11%～14%。其余的硫、氧、氮和微量元素含量不超过1%～4%。石油中的微量元素包括氯、碘、磷、砷、硅等非金属元素和铁、钒、镍、铜、铅、钠、镁、钛、钴、锌等微量金属元素。（三）石油的馏分组成石油的沸点范围一般从常温一直到500℃以上，蒸馏也就是根据各组分的沸点差别，将石油切割成不同的馏分。一般把原油从常压蒸馏开始镏出的温度（初馏点）到180℃的轻馏分成为称为汽油馏分，180℃～350℃的中间馏分称为煤柴油馏分，大于350℃的馏分称为常压渣油馏分。二、石油及石油馏分的烃类组成

石油中的烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃。石油中一般不含烯烃和炔烃，二次加工产物中常含有一定数量的烯烃。各种烃类根据不同的沸点范围存在与对应的馏分中。三、石油中的非烃化合物石油的主要组成使烃类，但石油中还含有相当数量的非烃化合物，尤其在重质馏分油中含量更高。石油中的硫、氧、氮等杂元素总量一般占1%～4%，但石油中的硫、氧、氮不是以元素形态存在而是以化合物的形态存在，这些化合物称为非烃化合物，他们在石油中的含量非常可观，高达10%～20%。（一）含硫化合物（石油中的含硫量一般低于0.5%）含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分的沸点升高而增加，其种类和复杂性也随着馏分沸点升高而增加。石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来许多危害。 1、腐蚀设备在石油炼制过程中，含硫化合物受热分解产生H 2 S、硫醇、元素硫等活性硫化物，对金属设备造成严重的腐蚀。石油中通常还含有MgCl 2、CaCl 2 等盐类，含硫含盐化合物相互作用，对金属设备造成的腐蚀将更为严重。石油产品中含有硫化物，在储存和使用过程中同样腐蚀设备。含硫燃料燃烧产生的SO 2、SO 3 遇水后生成H 2 SO 3 、H 2 SO 4 会强烈的腐蚀金属机件。 2、影响产品质量硫化物的存在严重的影响油品的储存安定性，是储存和使用中的油品容易氧化变质，生成胶质，影响发动机的正常工作。

原油常压塔工艺设计计算

设计题目：原油常压塔工艺计算设计任务：根据基础数据，绘制各种曲线根据原料油性质及产品方案确定产品收率作物料平衡根据给定数据进行分馏塔计算，并绘制精馏塔计算草图校核各侧线及塔顶温度设计基础数据：本设计采用某原油问原料进行常压塔工艺计算，原料及产品的基础数据见下表，年开工天数按8000h计算，侧线产品及塔底重油都使用过热水蒸汽汽提，使用的温度为420℃，压力为0.3MPa。设计内容：根据基础数据，绘制各种曲线根据原料油性质及产品方案确定产品收率作物料平衡根据给定数据进行分馏塔计算，并绘制精馏塔计算草图校核各侧线及塔顶温度主要参考文献：[1]、林世雄主编，《石油炼制工程》(第三版)，石油工业出版社，2006年； [2]、李淑培主编，《石油加工工艺学》（第一版），烃加工出版社，1998年； [3]、侯祥麟，《中国炼油技术》（第一版），中国石化出版社，1991年。

一、生产方案经过计算，此次油品是密度较大的油品，根据经验计算，汽油、煤油、轻柴、重柴的总收率大于30%，重油是生产优质沥青的好原料，还可以考虑渣油的轻质化，煤油收率高，适合生产航空煤油，该原油的生产方案是燃料一化型加工方案。二、回流方式的确定本设计的处理量较大，考虑采用塔顶二级冷回流，并采用两个中段回流。三、确定塔板数在原料一定的情况下，塔板的数目越多，精度越好，但压降越大，成本越高，本设计采用41层塔板。四、塔板形式的确定本设计采用操作弹性大，塔板压降小，造价适中的浮阀塔板。设计说明书： 1、根据基础数据绘制各种曲线； 2、根据已知数据，计算并查工艺图表确定产品收率，作物料平衡； 3、确定汽提蒸汽用量； 4、塔板选型和塔板数的确定； 5、确定操作压力； 6、确定汽化段温度： ⑴、汽化段中进料的汽化率与过汽化度； ⑵、汽化段油气分压； ⑶、汽化段温度的初步求定； ⑷、t F的校核。 7、确定塔底温度； 8、塔顶及侧线温度的假定与回流热分配： ⑴、假设塔顶及各侧线温度； ⑵、全塔回流热； ⑶、回流方式及回流热分配。 9、侧线及塔顶温度的校核； 10、精馏塔计算草图。

原油蒸馏工艺流程

原油蒸馏工艺流程原油是一种多种烃的混合物，是粘稠的、深褐色的液体。直接使用原油非常浪费，所以就需要把原油中各组分分离出来，通常是使用精馏的方法，即精确控制温度，使特定沸点的组分挥发出来。工艺过程包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏三部分。原油预处理: 应用电化学分离或加热沉降方法脱除原油所含水、盐和固体杂质的过程。主要目的是防止盐类（钠、钙、镁的氯化物）离解产生氯化氢而腐蚀设备和盐垢在管式炉炉管内沉积。采用电化学分离时，在原油中要加入几到几十ppm破乳剂（离子型破乳剂或非离子型聚醚类破乳剂）和软化水，然后通过高压电场（电场强度1.2～ 1.5kV/cm），使含盐的水滴聚集沉降，从而除去原油中的盐、水和其他杂质。电化学脱盐常以两组设备串联使用（二级脱盐，图1）以提高脱盐效果。常压蒸馏: 预处理后的原油经加热后送入常压蒸馏装置（图2）的初馏塔，蒸馏出大部分轻汽油。初馏塔底原油经加热至360～370℃，进入常压蒸馏塔（塔板数36～48），该塔的塔顶产物为汽油馏分（又称石脑油），与初馏塔顶的轻汽油一起可作为催化重整原料，或作为石油化工原料，或作为汽油调合组分。常压塔侧线出料进入汽提塔，用水蒸气或再沸器加热，蒸发出轻组分，以控制轻组分含量（用产品闪点表示）。通常，侧一线为喷气燃料（即航空煤油）或煤油馏分，侧二线为轻柴油馏分，侧三线为重柴油或变压器油馏分（属润滑油馏分），塔底产物即常压渣油（即重油）。减压蒸馏: 也称真空蒸馏。原油中重馏分沸点约370～535℃，在常压下要蒸馏出这些馏分，需要加热到420℃以上，而在此温度下，重馏分会发生一定程度的裂化。因此，通常在常压蒸馏后再进行减压蒸馏。在约2～8kPa的绝对压力下，使在不发生明显裂化反应的温度下蒸馏出重组分。常压渣油经减压加热炉加热到约380～400℃送入减压蒸馏塔。减压蒸馏可分为润滑油

常减压蒸馏装置研究现状与概述——250万吨年常减压蒸馏装置常压系统工艺设计【文献综述】

文献综述化学工程与工艺常减压蒸馏装置研究现状与概述——250万吨/年常减压蒸馏装置常压系统工艺设计 [前言] 本课题的主要内容是对年处理量250万吨常减压蒸馏装置常压系统进行工艺设计。常减压蒸馏是石油加工的“龙头装置”，后续二次加工装置的原料及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程，在常压和减压的条件下，根据各组分相对挥发度的不同，在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热，经过多次汽化和多次冷凝，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴油及渣油等。石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占三分之一。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的大部分依赖于石油产品，汽车，飞机，轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品，有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业，用于生产有机化工原料也占了小部分。 [主题] 国内外现状石油是重要的能源之一，世界的工业生产和经济运行都离不开石油，但是，石油不能直接作为产品使用，必须经过各种加工过程，炼制成多种在质量上符合使用要求的石油产品。世界炼油厂平均规模不断提高，从1982年的491万吨/年提高到2008年的653万吨/年。全球最大的25家炼油公司合计炼油能力为25.72万吨/年，占世界炼油总能力的60.1%。全球炼油能力大于等于2000万吨/年的炼厂共19座，合计炼油能力达5.13亿吨/年[1]。

660万吨原油常压蒸馏课程设计方案

摘要常压塔是石油加工中重要的流程之一，这次的设计主要就是对660万吨/年处理量的原油常压塔进行设计，其中包括塔板的设计。常压塔的设计主要是依据所给的原油实沸点蒸馏数据及产品的恩氏蒸馏数据，计算产品的相关物性数据从而确定切割方案、计算产品收率。参考同类装置确定塔板数，进料及侧线抽出位置，再假设各主要部位的操作温度及操作压力，进行全塔热平衡计算。采取塔顶二级冷凝冷却和两个中段回流，塔顶取热、第一中段回流取热、第二中段回流取热的比依次为5:2:3。经过校核各主要部位温度都在允许的误差范围内。塔板型式选用F1型重阀浮阀塔板，依据常压塔内最大气、液相负荷算得塔板外径为 5.0m，板间距为0.6m。这部分最主要的是核算塔板流体力学性能及操作性能，使塔板在适宜的操作范围内操作。本次设计的结果表明，参数的校核结果与假设值间的误差在允许范围内，其余均在经验值范围内，因此可以确定，该蒸馏塔的设计是符合要求的。关键词：常压蒸馏；物料衡算；热量衡算

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 (3) 2.1 设计要求 (3) 2.2 设计计划 (4) 2.3 原油的实沸点切割及产品性质计算 (5) 2.4产品收率和物料平衡 (13) 2.5汽提水蒸汽用量 (15) 2.6塔板型式和塔板数 (16) 2.7常压塔计算草图 (17) 2.8 操作压力 (17) 2.9汽化段温度 (18) 3 塔底温度 (20) 4 塔顶及侧线温度的假设与回流分配 (21) 4.1全塔回流热 (21) 4.2侧线及塔顶温度核算 (22) 4.3全塔汽、液相负荷 (27) 4.4全塔汽液相负荷分布 (36) 5 塔的工艺计算 (36)

第三节原油蒸馏工艺流程原

第三节原油蒸馏工艺流程一、原油蒸馏工艺流程的类型原油蒸馏工艺流程，就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。将此种内在的联系用简单的示意图表达出来，即成为原油蒸馏的流程图。现以目前燃料一润滑油型炼油厂应用最为广泛的初馏一常压一减压三段汽化式为例，对原油蒸馏的工艺流程加以说明，装置的工艺原则流程如图2.3.1所示。图2.3.1 三段汽化的常减压蒸馏原理工艺流程图经过严格脱盐脱水的原油换热到230－240℃，进入初馏塔，从初馏塔塔顶分出轻汽油或催化重整原料油，其中一部分返回塔顶作顶回流。初馏塔侧线不出产品，但可抽出组成与重汽油馏分相似的馏分，经换热后，一部分打入常压塔中段回流入口处（常压塔侧一线、侧二线之间），这样，可以减轻常压炉和常压塔的负荷；另一部分则送回初馏塔作循环回流。初馏塔底油称作拔头原油（初底油）经一系列换热后，再经常压炉加热到360－370℃进入常压塔，它是原油的主分馏塔，在塔顶冷回流和中段循环回流作用下，从汽化段至塔顶温度逐渐降低，组分越来越轻，塔顶蒸出汽油。常压塔通常开3－5根侧线，煤油（喷汽燃料与灯煤）、轻柴油、重柴油和变压器原料油等组分则呈液相按轻重依次馏出，这些侧线馏分经汽提塔汽提出轻组分后，经泵抽出，与原油换热，回收一部分热量后经冷却到一定温度才送出装置。常压塔底重油又称常压渣油，用泵抽出送至减压炉，加热至400℃左右进入减压塔。塔顶分出不凝气和水蒸气，进入冷凝器。经冷凝冷却后，用二至三级蒸气抽空器抽出不凝气，维持塔内残压 0.027－0.1MPa，以利于馏分油充分蒸出。减压塔一般设有 4－5根侧线和对应的汽提塔。经汽提后与原油换热并冷却到适当温度送出装置。减压塔底油又称减压渣油，经泵升压后送出与原油换热回收热量，再经适当冷却后送出装置。润滑油型减压塔在塔底吹入过热蒸汽汽提，对侧线馏出油也设置汽提塔，因为塔内有水蒸气而称为湿式操作。对塔底不吹过热蒸汽、侧线油也不设汽提塔的燃料型减压塔，因塔内无水蒸气而称为干式操作。它的优点是降低能耗和减少含油污水量，它的缺点是失去了水蒸气汽提降低油气分压的作用，对减少减压渣油＜500℃馏分含量和提高拔出率不利，对这一点

500万吨年炼油减压蒸馏装置设计书

500万吨/年炼油减压蒸馏装置设计书第一章文献综述 1.1石油工业简介石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95%～99%，含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多，凝固点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1/3。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同，应当物尽其用。石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一，是提供能源，尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计，全世界总能源需求的40％依赖于石油产品，汽车，飞机，轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品，有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业，世界石油总产量的10%用于生产有机化工原料。石油是十分复杂的烃类非烃类化合物的混合物。石油产品种类繁多，市场上各种牌号的石油产品达1000种以上，大体上可分为以下几类： ⑴燃料：如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等； ⑵润滑油：如各种牌号的燃机油、机械油等； ⑶有机化工原料：如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等； ⑷工艺用油：如变压器油、电缆油、液压油等； ⑸沥青：如各种牌号的铺路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等； ⑹蜡：如各种食用、药用化妆品用，包装用的石蜡和地蜡； ⑺石油焦炭：如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。从上述石油产品品种之多和用途之广也可以看到石油炼制工业在国民经济和国防中的重要地位。石油作为一种能流密度高，便于储存、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。按2001年中国各行业石油消费构成看，交通运输业占30%以上，是消费石油最多的行业。在交通运输业中，汽车是最大的石油消费用户。在石油产品中，汽油的85%～90%和柴油的30%被汽车所消耗。面对中国目前汽车的飞速发展，保有量的迅猛增长，不能不未雨绸缪，以防石油短缺制约汽车工业的正常发展。从世界围看，汽车的出现把石油工业推向了快速发展的轨道，加快了石油产品的消费和需求。

年产150万吨常减压蒸馏装置常压系统工艺设计【文献综述】

文献综述化学工程与工艺年产150万吨常减压蒸馏装置常压系统工艺设计 [前言] 石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃的粘稠性液体，主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。由碳和氢化合形成的烃类是石油的主要组成部分，大约占95%～99%，其中含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害的，在石油加工中应该尽量除去。不同产地的原油中，各种烃类所占的比例和结构相差较大，但是基本上为烷烃、环烷烃、芳香烃三类。石蜡基石油通常以烷烃为主的石油；环烃基石油以环烷烃、芳香烃为主；介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较高，凝点较高，庚烷沥青质含量较低，硫含量低，镍氮含量中等，钒含量极少，相对密度大多在0.85~0.95之间，属于偏重的常规原油。个别油田除外，原油中汽油馏分含量较少，渣油占三分之一。组成不同类的石油，加工方法有差别，产品的性能也不同。原油精馏装置是炼油企业的“龙头”装置，在炼油工业中算得上是第一道工序，是原油加工的基础。其拔出率高低和能量的综合利用程度体现在石化企业的效益上，因此，开展常压精馏装置的研究很有意义跟价值的。原油常减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，装置能耗仍然偏高，分馏精度和减压拔出深度偏低，对含硫原油的适应性差等。进一步提高常减压装置的操作水平和运行水平，显著日益重要，对提高炼油企业的经济效益也具有重要意义。[主题] 原油蒸馏一般情况下包括三道工序：①原油预处理：将原油中的水和盐脱出。②常压蒸馏：近似常压下的条件下馏出汽油、煤油(或喷气燃料)、轻柴油、重柴油直馏馏分，塔底剩余的是常压渣油(即重油)。③减压蒸馏：原油中350℃以上的高沸点馏分是润滑油馏分和催化裂化、加氢裂解等的原料，但是由于在高温下会发生分解反应，所以只能在减压和较低温

石油炼化实用工艺流程及其设备

石油炼化常用工艺流程及其设备从原油到石油的基本途径一般为： ①将原油先按不同产品的沸点要求，分割成不同的直馏馏分油，然后按照产品的质量标准要求，除去这些馏分油中的非理想组分； ②通过化学反应转化，生成所需要的组分，进而得到一系列合格的石油产品。石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。（一）常减压蒸馏 1、基本概念：常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称，基本属物理过程：原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料。常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序，称为原油的一次加工，包括三个工序：a.原油的脱盐、脱水；b.常压蒸馏；c.减压蒸馏。 2、生产工艺：原油一般是带有盐份和水，能导致设备的腐蚀，因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理，通常是加入破乳剂和水。原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分，一部分形成塔顶油，经过冷却器、流量计，最后进入罐区，这一部分是化工轻油（即所谓的石脑油）；一部分形成塔底油，再经过换热部分，进入常压炉、常压塔，形成三部分，一部分柴油，一部分蜡油，一部分塔底油；剩余的塔底油在经过减压炉，减压塔，进一步加工，生成减一线、蜡油、渣油和沥青。各自的收率：石脑油（轻汽油或化工轻油）占1%左右，柴油占20%左右，蜡油占30%左右，渣油和沥青约占42%左右，减一线约占5%左右。常减压工序是不生产汽油产品的，其中蜡油和渣油进入催化裂化环节，生产汽油、柴油、煤油等成品油；石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入

400万吨年常减压蒸馏装置工艺设计

400万吨/年常减压蒸馏装置工艺设计摘要随着原油供需矛盾趋紧和原油价格持续走高，中国石化炼油企业原油采购日益重质化，造成部分常减压蒸馏装置的减压系统超负荷，蜡渣油分割不清，蜡油馏分流失到渣油当中，渣油量的增大又造成炼油厂重油装置能力吃紧和不必要的能量消耗，部分企业还不得以出售渣油，削弱了加工重质原油的应有效益。为了缓解加工原油变重对二次加工装置的影响，提高重油加工装置的营运水平，充分发挥原油采购重质化的效益，提高蒸馏装置减压系统的拔出水平显得尤为重要。常压蒸馏是石油加工的“龙头装置”，后续二次加工装置的原料，及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程，在常压和减压的条件下，根据各组分相对挥发度的不同，在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热，经过多次汽化和多次冷凝，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴油及蜡油及渣油等。本文以400万吨/年常减压蒸馏装置为例，着重介绍了大港原油的炼制。以及常减压装置的生产流程和设计计算方法等。关键词：精馏过程；传质传热；汽液两相

ABSTRACT With crude oil, the contradiction between supply and demand and continuing tightening crude oil prices high, China petrochemical refining enterprise crude oil purchasing increasingly heavy qualitative, caused part often vacuum distillation device pressure system overload, wax, residual segmentation is not clear, oil fractions of loss to the residue, residual amount of increase and caused heavy oil refinery capacity and unnecessary device tight energy consumption, part of the enterprise also shall not sell residual, weaken the processing of heavy oil should benefit. In order to alleviate processing crude oil weight to the influence of two processing equipment, improve the service level of heavy oil processing device, give full play to purchase heavy crude oil qualitative benefits, and improve the system of the reduced pressure distillation unit draw level is particularly important. Atmospheric distillation is oil processing "leading device", the subsequent two processing device of raw materials, and products are often provided by vacuum distillation device. Often vacuum distillation is mainly through the distillation process in atmospheric pressure and reduced pressure conditions, according to the various

原油蒸馏地实用工艺流程

原油蒸馏的工艺流程第一节石油及其产品的组成和性质一、石油的一般性状、元素组成、馏分组成（一）石油的一般性状石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。世界各国所产石油的性质、外观都有不同程度的差异。大部分石油是暗色的，通常呈黑色、褐色或浅黄色。石油在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8～0.98g/cm3之间，个别的如伊朗某石油密度达到1.016，美国加利福尼亚州的石油密度低到0.707。（二）石油的元素组成石油的组成虽然及其复杂，不同地区甚至不同油层不同油井所产石油，在组成和性质上也可能有很大的差别。但分析其元素，基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成。其中碳、氢两中元素占96%～99%，碳占到83%～87%，氢占11%～14%。其余的硫、氧、氮和微量元素含量不超过1%～4%。石油中的微量元素包括氯、碘、磷、砷、硅等非金属元素和铁、钒、镍、铜、铅、钠、镁、钛、钴、锌等微量金属元素。（三）石油的馏分组成石油的沸点围一般从常温一直到500℃以上，蒸馏也就是根据各组分的沸点差别，将石油切割成不同的馏分。一般把原油从常压蒸馏开始镏出的温度（初馏点）到180℃的轻馏分成为称为汽油馏分，180℃～350℃的中间馏分称为煤柴油馏分，大于350℃的馏分称为常

压渣油馏分。二、石油及石油馏分的烃类组成石油中的烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃。石油中一般不含烯烃和炔烃，二次加工产物中常含有一定数量的烯烃。各种烃类根据不同的沸点围存在与对应的馏分中。三、石油中的非烃化合物石油的主要组成使烃类，但石油中还含有相当数量的非烃化合物，尤其在重质馏分油中含量更高。石油中的硫、氧、氮等杂元素总量一般占1%～4%，但石油中的硫、氧、氮不是以元素形态存在而是以化合物的形态存在，这些化合物称为非烃化合物，他们在石油中的含量非常可观，高达10%～20%。（一）含硫化合物（石油中的含硫量一般低于0.5%）含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分的沸点升高而增加，其种类和复杂性也随着馏分沸点升高而增加。石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来许多危害。 1、腐蚀设备在石油炼制过程中，含硫化合物受热分解产生H2S、硫醇、元素硫等活性硫化物，对金属设备造成严重的腐蚀。石油常还含有MgCl2、CaCl2等盐类，含硫含盐化合物相互作用，对金属设备造成的腐蚀将更为严重。石油产品中含有硫化物，在储存和使用过程中同样腐蚀设备。含硫燃料燃烧产生的SO2、SO3遇水后生成H2SO3、H2SO4会强烈的腐蚀金属机件。

乙醇-水连续精馏装置的工艺设计

年产4500吨填料塔乙醇连续精馏塔班级：制药工程0901 参与人员：贾红茹、田婧、朱璐莹、杨烽、张彦冰、赵璐菁、陈雯雯、马杰伟、吴涛、曹昱指导教师：韦雄雄时间：2012.5.30至2012.6.15

目录 1.概述 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计任务 (2) 1.3生产流程简介 (2) 2.工艺计算 (4) 2.1全塔物料衡算： (5) 2.2组分的y-x相平衡图: (5) 2.3确定最小回流比Rmin以及实际的R: (5) 2.4确定理论板数 N： (5) T 2.5摩尔流率的计算 (6) 2.6热量衡算 (6) 2.7填料的选择： (8) 2.8塔径的确定： (9) 2.9校核： (11) 2.10填料层高度 (13) 3. 辅助设备的设计 (14) 3.1填料塔的附属元件设计 (14) 3.2塔附属高度 (15) 3.3管道设计（GB/T8163—1999） (16) 3.4贮罐选择 (19) 3.5换热器选型 (20) 3.6泵的选择 (24) 4.数据汇总表 (26) 5.认识与体会 (27)

摘要：乙醇是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势。本文主要介绍了年产4500吨乙醇的生产工艺，通常设置乙醇回流装置，将使用过的和未反应的乙醇予以提纯回收，根据医药工业生产特点和工厂试验经验，设计乙醇连续精馏装置，得乙醇产品。本文主要承担填料塔的设计，根据物料性质采用填料精馏塔。并通过物料衡算和热量衡算，进行设备选型及塔体工艺尺寸的计算，设计出符合要求的填料精馏塔。关键字：乙醇；填料塔；精馏塔

年处理量100万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计本科毕业论文

沈阳化工大学本科毕业论文题目：年处理量100万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计

毕业设计论文任务书院(系):化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工0707 姓名:刘宽毕业设计(论文)题目：年处理量100万吨卡宾达原油常压蒸馏塔设计毕业设计(论文)内容: ①查阅文献②常压塔设计计算 ③翻译英文文献设计(论文)专题部分: ①换热流程设计 ②绘制工艺流程图(一张CAD图) 指导教师：签字年月日教研室主任：签字年月日院长（系主任）：签字年月日