常壓精餾塔蒸發(fā)系統(tǒng)說明書.doc

摘 要 論文主要是從塔的工藝計(jì)算，水力計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核 等4個(gè)方面展開的。在工藝計(jì)算部分對(duì)原料的基本參數(shù)，物料衡算，熱量衡算，塔板數(shù)，塔板結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其重點(diǎn)對(duì)塔板數(shù)、塔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)一些主要尺寸進(jìn)行了明確是設(shè)計(jì)和給定，這方面設(shè)計(jì)的正確與否直接影響到整個(gè)設(shè)計(jì)。在水力計(jì)算部分對(duì)塔盤、浮閥、降液管等零部件的尺寸進(jìn)行了確定，塔的結(jié)構(gòu)及尺寸用插圖來表示。強(qiáng)度校核部分是本次設(shè)計(jì)的重要的一部分，在這部分當(dāng)中對(duì)塔的自振周期、風(fēng)載荷、風(fēng)彎矩、地腳螺栓、進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算，并且對(duì)殼體強(qiáng)度、圓筒應(yīng)力、裙座周向應(yīng)力、防火層和保溫層、吊柱等幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了校核。本次設(shè)計(jì)共用34塊浮閥塔板，塔距0.6m，塔徑3.6m，塔高31.3m. 關(guān)鍵詞：原油；常壓精餾塔；物料衡算；熱量衡算； Abstract The paper mainly from the tower process calculation, hydraulic calculation and structure design, strength check on the four aspects.In the process of calculation for raw materials of basic parameters, and the material balance calculations, heat balance calculations, tower number plate, plate tower structure of the design,Especially focus on tower number, tower board structure plate are analyzed in detail, and some main dimensions of the clear is a design and given, this aspect of the design is correct or not directly affects the whole design.The hydraulic calculation in part of the tray and float valves, such as liquid pipe down the size of the parts were determined, and the structure and size tower with drawings to said.Strength check this design is an important part of the part, in this part of the tower of the natural vibration period, the wind load, wind bending moment, the anchor bolts, to carry on the design and calculation, and for shell strength, cylinder stress, skirt a week to stress, fire protection layer and thermal insulation layer, hanging column several links such as a check on.This design adopts 34 block floating valve trays. Tower distance is 0.6m. Tower diameter is 3.6m.Tower level is31.3m. Key words: Oil; Atmospheric distillation Tower; Material balance; Heat balance; 目錄摘 要IAbstractII第 1 章 緒論1第2章工藝計(jì)算22.1 原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)的計(jì)算22.1.1 體積平均沸點(diǎn)22.1.2 恩氏蒸餾9010%斜率22.1.3 立方平均沸點(diǎn)22.1.4 中平均沸點(diǎn)22.1.5 特性因數(shù)K32.1.6 分子量32.1.7 平均蒸發(fā)溫度32.1.8 臨界溫度42.1.9 臨界壓力，大氣壓52.1.10 焦點(diǎn)壓力，大氣壓52.1.11 焦點(diǎn)溫度52.1.12 實(shí)沸點(diǎn)切割范圍52.2 物料平衡82.3 決定塔板數(shù)、塔頂壓力和塔板壓力降82.3.1選定塔板數(shù)92.3.2決定塔板壓力降92.4 計(jì)算各側(cè)線及塔底的總汽提量92.5 常壓精餾塔計(jì)算草圖102.6 計(jì)算過汽化量122.7 計(jì)算汽化段溫度和估計(jì)塔底溫度122.7.1 計(jì)算汽化段溫度122.7.2 求汽化段油品在353的熱焓122.7.3按上述方法作出爐壓力2.008Pa（絕壓）下的平衡蒸發(fā)曲線并計(jì)算起熱焓132.7.4 取塔底溫度142.8 參考同類裝置的操作數(shù)據(jù)，先假定塔頂及各抽出側(cè)線的溫度142.9 作全塔熱平衡并計(jì)算回流熱142.10 確定流程162.11 校核各側(cè)線及塔頂溫度162.11.1 重柴油抽出層（第27層）溫度校核162.11.2 輕柴油抽出層（第18層）溫度校核182.11.3 煤油抽出層（第9層）溫度校核192.11.4 塔頂溫度212.12 做全塔汽液負(fù)荷分布圖222.12.1 第13層塔板下氣、液相負(fù)荷22212.2 第22層塔板下氣、液相負(fù)荷24212.3 第30層塔板下氣、液相負(fù)荷252.12.4 煤油抽出層塔板下氣、液相負(fù)荷272.12.5 輕柴油抽出層塔板下氣、液相負(fù)荷272.12.6 重柴油抽出層塔板下氣、液相負(fù)荷272.12.7各層塔板汽液負(fù)荷間表28212.8 畫出本塔的氣液負(fù)荷圖（如下圖）29第3章 塔的操作彈性計(jì)算303.1 浮閥類型303.2塔板間距的選擇：303.3 塔徑計(jì)算303.3.1 計(jì)算塔板汽相空間截面積上最大的允許氣體速度303.3.2 適宜的氣體操作速度303.3.3 計(jì)算氣相空間截面面積313.3.4 計(jì)算降液管內(nèi)液體流速Vd313.3.5 計(jì)算降液管面積Fd313.3.6 計(jì)算塔橫截面積和塔徑313.3.7 采用的塔徑及設(shè)計(jì)的空塔氣速323.4浮閥數(shù)及開孔率計(jì)算323.4.1計(jì)算浮閥孔的臨界速度323.4.2計(jì)算塔板開孔率323.4.3 確定浮閥數(shù)333.5溢流堰及降液管的選擇333.5.1 液體在塔板上的流動(dòng)形式333.5.2 決定溢流堰、降液管3335.3 溢流堰高度及塔板上的清液層高度的選擇3335.4 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間及流速3335.5降液管底緣距塔板高度3436水力學(xué)計(jì)算34361 塔板壓降34362 霧沫夾帶量34363 泄露量35364 淹塔情況36365 降液管負(fù)荷3637塔板的適宜操作區(qū)和負(fù)荷的上下限3637.1 霧沫夾帶線3637.2 淹塔線3737.3 降液管超負(fù)荷界線3837.4 泄露線3837.5 做圖匯總?cè)缦马搱D38第4章 強(qiáng)度計(jì)算404.1 塔體壁厚的確定404.2 塔器總高度404.2.1塔的總高度404.2.2封頭高度HT414.2.3 選擇塔體和裙座材料414.2.4水壓試驗(yàn)414.3 人孔選用424.4 塔體重量計(jì)算434.5 自振周期計(jì)算454.6 地震載荷和地震彎矩計(jì)算454.7 風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算454.8 筒體應(yīng)力校核484.9 裙座應(yīng)力校核494.9.1 裙座底截面的組合應(yīng)力494.9.2 裙座檢查孔和較大管線引出孔截面處組合應(yīng)力494.9.3 裙座搭接焊縫處的校核50410 地腳螺栓設(shè)計(jì)514.11.1 基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)、外徑514.11.2基礎(chǔ)環(huán)面積A524.11.3基礎(chǔ)環(huán)的截面系數(shù)Z524-12筋板設(shè)計(jì)與計(jì)算52第五章 側(cè)線管線計(jì)算535.1 重油抽出管535.2重柴油抽出管535.3輕柴油抽出管535.4煤油抽出管545.5汽油抽出管545.6塔頂回流入口管545.7 煤油汽提管545.8 輕柴油汽提管545.9 重柴油汽提管555.10 塔底汽提管555.11 進(jìn)料管直徑55第6章 輔助裝置及附件的選取556.1 除沫器的選取556.1.1絲網(wǎng)氣速的選取556.1.2絲網(wǎng)的使用面積566.1.3絲網(wǎng)層厚度的確定566.1.4絲網(wǎng)除沫器的安裝位置566.2 裙座566.2.1 裙座內(nèi)徑為3.0m,裙座厚度為16mm,基礎(chǔ)環(huán)厚度為18mm566.2.2 裙座人孔直徑為450mm,人孔個(gè)數(shù)為2個(gè)566.2.3采用帶短管地腳螺栓座，地腳螺栓個(gè)數(shù)為24個(gè)，螺栓規(guī)格為M274.5566.2.4 塔體的保溫延伸到裙座與塔釜封頭的連接焊縫以下4倍保溫層厚度的距離為止。566.2.5裙座的內(nèi)外側(cè)均應(yīng)敷設(shè)防火層，防火材料為石棉水泥層，為便于綁扎鐵絲網(wǎng)，可在壁上焊接M10的螺母或小方孔板。其具體結(jié)構(gòu)尺寸見裙座的裝配圖。566.3 防火層與保溫層56結(jié) 論58參 考 文 獻(xiàn)59致 謝60 第 1 章 緒論 石油是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展國家穩(wěn)定的命脈。 在石油、化工生產(chǎn)中，塔設(shè)備是非常重要的設(shè)備之一，塔設(shè)備的性能，對(duì)于整個(gè)化工和煉油裝置的產(chǎn)品質(zhì)量及其生產(chǎn)能力和消耗額等均有較大影響。據(jù)相光關(guān)資料報(bào)道，塔設(shè)備的投資和金屬用量，在整個(gè)工藝裝置中均占較大比例，因此塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和研究，始終受到很大的重視。塔設(shè)備廣泛應(yīng)用于蒸餾、吸收、介吸、萃取、氣體的洗滌、 增濕及冷卻等單元操作中，它的操作性能好壞，對(duì)整個(gè)裝置的生產(chǎn)，產(chǎn)品產(chǎn)量，質(zhì)量，成本以及環(huán)境保護(hù)，“三廢”處理等都有較大的影響。近些年來，國內(nèi)外對(duì)它的研究也比較多，但主要是集中在常壓塔的結(jié)構(gòu)和性能方面，例如：如何提高塔的穩(wěn)定性、如何利用理論曲線解決常壓塔在性能方面存在的問題等。在原油的一次加工過程中，常壓蒸餾裝置是每個(gè)正規(guī)煉廠都必須具備的，而其核心設(shè)備常壓塔的性能狀況將直接影響煉廠的經(jīng)濟(jì)效益，由于在原油加工的第一步中，它可以將原油分割成相應(yīng)的直餾汽油，煤油，輕柴油或重柴油餾分及各種潤滑油餾分等。同時(shí)，也為原油的二次加工提供各種原料.在進(jìn)一步提高輕質(zhì)油的產(chǎn)率或改善產(chǎn)品的質(zhì)量方面，都有著舉足輕重的地位.考慮到常壓塔在實(shí)際應(yīng)用方面的價(jià)值和意義，如何實(shí)現(xiàn)這樣一種最經(jīng)濟(jì)、最容易的分離手段，是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的重要依據(jù)。近年來，由于石油、化工企業(yè)不斷向大型化的生產(chǎn)發(fā)展，因此塔設(shè)備的單臺(tái)規(guī)模也隨之增大。例如：有的板式塔的直徑可達(dá)10m以上，塔的總高度可達(dá)到80m，而填料塔更有直徑為15m ,塔高為100m的大塔已經(jīng)投產(chǎn)。應(yīng)當(dāng)指出，設(shè)備大型化后，必須保證它在全負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，否則經(jīng)濟(jì)損失將是非常巨大的。對(duì)于大型設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、操作和維修等，應(yīng)提出更高、更嚴(yán)格的要求。常壓塔的研究也趨向于結(jié)構(gòu)材料的探索，提高設(shè)備的使用周期，主要體現(xiàn)在所選擇材料的防腐性和一些防腐材料的研究，同時(shí)也著眼于設(shè)備的安去性和環(huán)保性，以上這些都成為了當(dāng)今常壓塔研究的熱門課題。 第2章工藝計(jì)算2.1 原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)的計(jì)算2.1.1 體積平均沸點(diǎn)汽油 =煤油 =輕柴油 =重柴油 =2.1.2 恩氏蒸餾9010%斜率汽油：（144-93）/（90-10）=0.6375煤油：41/80=0.5125輕柴油：（316-256）/80=0.75重柴油：（368-316）/80=0.652.1.3 立方平均沸點(diǎn)查石油化工工藝計(jì)算圖表表2-1-1查得體積平均沸點(diǎn)校正值為 汽油 1.2oC 煤油 -1.1 oC 輕柴油 -0.8 oC 重柴油 -0.6oC 汽油 =121.2-1.2=120煤油 =190.2-1.1=189.1輕柴油=281-0.8=280.2重柴油=340.6-0.6=3402.1.4 中平均沸點(diǎn)查石油化工工藝計(jì)算圖表表2-1-1得體積平均沸點(diǎn)校正值為汽油 2.4oC 煤油 2.1oC 輕柴油 -2.4oC 重柴油 -2.2oC汽油 =121.2-2.4=118煤油 =190.2-2.1=188.1輕柴油 =281-2.4=281.6 重柴油 =340.6-2.2=338.4 2.1.5 特性因數(shù)K查石油化工工藝計(jì)算圖表表2-1-10或2-1-11得汽油 K=12.3煤油 K=12.08輕柴油K=12.24重柴油 K=12.25重油K=11.92.1.6 分子量查石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-1-5或2-1-6得汽油 M=115恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC10%9330%11250%12370%13490%144100%16119 11 11 10 17 11.8 5.1 5.2 4.3 5.7123 8.2 = 114.884.8103.8114.8120124.3130煤油 M=155輕柴油 M=240重柴油 M=2952.1.7 平均蒸發(fā)溫度查石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-3經(jīng)計(jì)算列表如下:表2-1汽油平衡蒸發(fā)溫度 表2-2煤油平衡蒸發(fā)溫度恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC0%15410%17230%18050%18870%19890%213100%232 18 8 8 10 15 19 7.8 3.7 4.1 4.2 6.2 6.0平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC 188 -1.2 = 186.8156.7174.7182.7186.8192.9199.1205.1 表2-3輕柴油平衡蒸發(fā)溫度恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0%24210%25630%26550%27670%29290%316100%337 14 9 11 16 24 21 5.7 4.8 5.3 7.2 11.5 7.0 276+6.2=282.2266.2271.7276.7282.2291.2302.7309.7 表2-4重柴油平衡蒸發(fā)溫度恩氏蒸餾，(體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0%28910%31630%32850%34170%35090%368100%376 27 12 13 9 18 8 12 6.3 6.2 4.0 8.0 2.0 341+18.2=359.2335.1346.8353359.2363.3371.3373.32.1.8 臨界溫度查石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-3-4得汽油 T=173.8+121.2=295 煤油 T=178.8+190.2=369輕柴油 T=181+281=462重柴油 T=173+340.6=513.62.1.9 臨界壓力，大氣壓由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-3-5.查得：汽油 =26.2 Pa煤油 =20.8 Pa輕柴油=17.2 Pa重柴油=17.3 Pa2.1.10 焦點(diǎn)壓力，大氣壓由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-19查得 汽油 13.4+26.2=39.6 煤油 6.4+20.8=27.2 輕柴油3.4+17.2=20.6 重柴油 2.3+17.3=19.62.1.11 焦點(diǎn)溫度由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-19查得 汽油45+295=340煤油23+369=392輕柴油18+462=444 重柴油14+513.6=527.62.1.12 實(shí)沸點(diǎn)切割范圍對(duì)塔頂汽油產(chǎn)品，只需查出實(shí)沸點(diǎn)100%點(diǎn)溫度；塔底重油只須查出實(shí)沸點(diǎn)0%點(diǎn)溫度，但因?yàn)樗字赜秃苤?，很難由恩氏蒸餾數(shù)據(jù)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，所以可由實(shí)驗(yàn)室直接提供，其它各側(cè)線產(chǎn)品均應(yīng)求出其0%及100%點(diǎn)的實(shí)沸點(diǎn)餾出溫度：由石油化工工藝計(jì)算圖表圖2-2-1查得表2-1-5 汽油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC50 12370 13490 144100 161 11 10 17 17.0 13.8 19 123+1.4=124.4 124.4 141.4 155.2 174.2 表2-1-6 煤油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0 154 10 17230 18050 18870 19890 213100 232 18 8 8 10 15 19 32 16 13.8 14.5 19.3 20.3 188+4.3=192.3130.7162.7178.7192.3206.8226.1245.1 表2-1-7 輕柴油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0 242 10 25630 26550 2767029290 316100 337 14 9 11 16 24 21 26.2 21 18.4 23 29.8 22.8 276+12=288228.4252.6270288310.8340.3364.7 表2-1-8 重柴油實(shí)沸點(diǎn)切割范圍恩氏蒸餾， (體) %恩氏蒸餾，oC恩氏蒸餾溫差，oC平衡蒸發(fā)溫差，oC平衡蒸發(fā)50%點(diǎn)溫差，oC平衡蒸發(fā)溫度，oC0 289 10 3163032850 34170 35090 368100376 27 12 13 9 18 8 44 22.3 21 13.7 22.3 9.2 341+21=362274.4318.7341362348.3326316.8 表2-1-9 原料及產(chǎn)品的有關(guān)參數(shù)名稱0%10%30%50%70%90%100%D比重指數(shù)汽油61931121231341441610.72961.3煤油1541721801881982132320.77849.1輕柴油2422562652762923163370.81441.34重柴油2893163283413503683760.83936.2常壓重油0.897原油0.857名稱體積平均沸點(diǎn)恩氏蒸餾9010%斜率立方均沸點(diǎn)，中平均沸點(diǎn)，特性因數(shù)K分子量M汽油121.20.6375120118.812.3115煤油190.20.5125189.1188.112.08155輕柴油281.00.75280.2281.612.24240重柴油340.60.65340338.412.25295常壓重油11.9原料油名稱平衡蒸發(fā)餾出溫度，0% 10% 30% 50% 70% 90% 100%汽油52.884.8103.8114.8120124.3130溫差1411.85.15.24.35.7煤油156.7174.7182.7186.8溫差7.83.74.1輕柴油266.2271.7276.7 282.2溫差 5.6 5 5.5 重柴油335.1346.8353 359.2溫差 11.7 6.2 6.22.2 物料平衡物料平衡可由同一原油，同一產(chǎn)品方案的相同裝置的常壓塔的生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定，確定后列物料平衡表.表2-2-1表2-2-1 物料平衡表（按每年開工300天計(jì)）物料體積產(chǎn)率（體）%重量產(chǎn)率（重）%年處理量萬噸/年日處理量噸/日時(shí)處理量公斤/時(shí)分子流量公斤分子/時(shí)原油1204000166666.67汽油4.63.914.692156.46516.6756.67煤油6.65.997.188239.69983.3364.41輕柴油10.810.2612.312410.41710071.25重柴油87.839.396313.21305044.24重油7072.0186.4122880.4120016.672.3 決定塔板數(shù)、塔頂壓力和塔板壓力降2.3.1選定塔板數(shù)根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-3“國內(nèi)某些煉油廠采用塔板數(shù)”表可決定本常壓石油分餾塔的塔板數(shù)如下：汽油-煤油段： 9層煤油-輕柴油： 6層輕柴油-重柴油： 6層重柴油-汽化段： 3層塔底汽提段： 4層取兩個(gè)中段循環(huán)回流，每個(gè)中段循環(huán)回流用3層換熱塔板，所以全塔的換熱塔板數(shù)共為6層，全塔塔板數(shù)34層。決定塔頂壓力為: 1.5Pa（絕壓），溫度120。2.3.2決定塔板壓力降采用浮閥塔板，根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-8、1-9推薦每塊塔板的壓力降為4毫米汞柱，各側(cè)線抽出層及蒸發(fā)段、爐出口壓力即可決定如下： 塔頂壓力 1.5Pa（絕壓） 一側(cè)線抽出塔板上壓力 1.542Pa（絕壓） 二側(cè)線抽出塔板上壓力 1.59Pa（絕壓） 三側(cè)線抽出塔板上壓力 1.637Pa（絕壓） 汽化段壓力 1.658Pa（絕壓）爐出口壓力 2.008Pa（絕壓）2.4 計(jì)算各側(cè)線及塔底的總汽提量根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-6取定汽提蒸汽量為： 一線煤油 3千克/100千克 （煤油） 二線輕柴油 2.5千克/100千克 （輕柴油） 三線重柴油 2.8千克/100千克 （重柴油） 塔底重油 3千克/100千克 （塔底重油）所以各側(cè)線及塔底的總汽提蒸汽量為： 一線煤油 249.58千克/時(shí) （煤油） 二線輕柴油 365.25千克/時(shí) （輕柴油） 三線重柴油 304.5千克/時(shí) （重柴油） 塔底重油 3000千克/時(shí) （塔底重油）2.5 常壓精餾塔計(jì)算草圖汽油6516.671千克/小時(shí)蒸汽3311千克/小時(shí)壓強(qiáng)1.5千克/平方厘米塔頂回流取熱3875000千卡/小時(shí)第一中段回流1550000千卡/小時(shí)煤油9983.33千克/小時(shí) 壓強(qiáng)1。59千克/平方厘米蒸汽641千克/小時(shí)壓強(qiáng)300000帕輕柴油17100千克/小時(shí) 重柴油13050千克/小時(shí)第二中段回流，取熱2350000千卡/小時(shí)進(jìn)料166666.67千克/小時(shí)過汽化量3333.33千克/時(shí)蒸汽3000千克/小時(shí)蒸塔底重油120016.67千克/小時(shí)1201809，1013182022273034圖1：常壓分餾塔計(jì)算草圖2.6 計(jì)算過汽化量 根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-7，過汽化量選定占進(jìn)料重量的2%（體積為2.03%）即過汽化油量為3333.33千克/時(shí)。其中過汽化油量占進(jìn)料體積占2.03%2.7 計(jì)算汽化段溫度和估計(jì)塔底溫度2.7.1 計(jì)算汽化段溫度汽化段各組分千克分子數(shù)如下：汽油 57千克分子/時(shí)煤油 64千克分子/時(shí)輕柴油 71千克分子/時(shí)重柴油 44千克分子/時(shí)過汽化油 11.11千克分子/時(shí)（假設(shè)過汽化油分子量為300）水蒸氣 156 千克分子/時(shí)汽化段油氣和水蒸氣的總千克分子為：57+64+71+44+11.11+1156=403 千克分子/時(shí)汽化段油氣總千克分子數(shù)為： 57+64+71+44+11.11=247千克分子/時(shí)汽化段油氣分子分?jǐn)?shù)： 247/403=0.613汽化段油氣分壓為： 0. 6131.658=1.016 Pa根據(jù)塔的工藝計(jì)算圖1-13查得在常壓下汽化率31.62%（體）的溫度為348，再按石油化工工藝計(jì)算圖表圖6-1-18換算為汽化段油氣化油氣分壓為1.016Pa（絕）條件下的溫度為353。2.7.2 求汽化段油品在353的熱焓由石油化工工藝計(jì)算圖表圖4-3-57計(jì)算并列表如下：表2-1汽化段油品各餾分熱焓名稱相態(tài)熱焓，千卡/千克熱量，千卡/小時(shí)汽油氣2801.82 煤油氣2722.72輕柴油氣2734.67重柴油氣2703.52過汽化油氣2670.890塔底重油液21225.44由石油化工工藝計(jì)算圖表圖4-3-57求得。=39.06千卡/千克2.7.3按上述方法作出爐壓力2.008Pa（絕壓）下的平衡蒸發(fā)曲線并計(jì)算起熱焓根據(jù)塔的工藝計(jì)算表1-9，確定爐出口的最高溫度為360根據(jù)塔的工藝計(jì)算圖1-13縱坐標(biāo)上找出360的點(diǎn)自此點(diǎn)做縱坐標(biāo)的垂線與曲線 相交，此焦點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)餾出體積為26%。按石油化工工藝計(jì)算圖表圖4-3-57 查得各油品的熱焓，從而可求爐出口的總熱焓 （假設(shè)重柴油在爐出口條件未全部汽化） 表2-2各餾分在爐出口熱焓名稱相態(tài) 360的熱焓，千卡/千克 熱量, 千卡/小時(shí)汽油氣2882.366煤油氣2803.54輕柴油氣2786.03重柴油氣（70%）2733.21液（30%）2321.1765塔底重油液22534.2=33.17千卡/千克 所以在設(shè)計(jì)的汽化段條件下既能保證所需要的抽出率，又能保證爐出口不超溫。2.7.4 取塔底溫度取塔底溫度比進(jìn)料溫度低7既為353-7=3462.8 參考同類裝置的操作數(shù)據(jù)，先假定塔頂及各抽出側(cè)線的溫度塔頂 120 輕柴油抽出層（第18層） 254煤油抽出層（第9層） 180 重柴油抽出層（第27層） 3152.9 作全塔熱平衡并計(jì)算回流熱先判斷是飽和還是過熱水蒸氣。再根據(jù)煉油廠設(shè)備加熱爐設(shè)計(jì)手冊(cè)LY-100-圖2水蒸氣的焓-熵圖茶查水蒸汽的焓值并計(jì)算列表如下： 表2-3全塔熱平衡表名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓 千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料34.82汽提蒸汽33114207913.14總計(jì)37.96出塔熱量汽油6516.670.7291201460.95煤油9983.330.7781801061.06輕柴油171000.8142541552.65重柴油130500.8393151962.56塔底重油120016.670.89734720724.6蒸汽33111206482.12總計(jì)33.93回流熱為（41.68-33.93）=6.522千卡/小時(shí)2.10 確定流程 塔頂使用二段冷凝冷卻回流，塔頂回流油品溫度定為60，使用兩個(gè)中段循環(huán)回流，第一個(gè)在煤油抽出層下，第二個(gè)在輕柴油抽出層下。 回流熱如下分配： 表2-4回流熱如下分配回流熱%熱量，kcal/h塔頂503.875106第一中段回流20 1.55106第二中段回流302.3251062.11 校核各側(cè)線及塔頂溫度2.11.1 重柴油抽出層（第27層）溫度校核 按范圍做27層以下的熱平衡表 表2-5 27層以下的熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓 千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料39.06汽提蒸汽30004207922.376內(nèi)回流 G0.825308.5190190G總計(jì)41.436+190G出塔熱量汽油6516.670.7293152581.681煤油9983.330.7783152522.516輕柴油171000.8143152474.224重柴油130500.8393151962.558塔底重油120016.670.89734721025.2蒸汽30003157422.226內(nèi)回流G0.840315245245G總計(jì)38.404+245G內(nèi)回流 41.436+190G=38.404+245G 計(jì)算得 G=55127 (Kg/h)重柴油抽出層上重柴油內(nèi)回流千克分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=282）55127/282=195 （千克分子/時(shí)）重柴油抽出層上氣體總千克分子數(shù)為：57+64+71+195+156=543 （千克分子/時(shí)）重柴油蒸汽分子分?jǐn)?shù)為： 195/543=0.359重柴油蒸汽分壓為：1.6370.359=0.588千克/平方厘米 (447毫米汞柱)由工藝計(jì)算圖表圖2-2-13查得10毫米汞柱下平衡蒸發(fā)30%的溫度是160 由于5760毫米汞柱范圍不同壓力下的平衡蒸發(fā)各段溫差是相等的，重柴油餾出10-30%、0-10%的平衡蒸發(fā)溫差分別為6.2、11.7， 所以10毫米汞柱下0%點(diǎn)溫度為： 160-6.2-11.7=142.1作減壓條件下餾出0%相圖。重柴油在760毫米汞柱、平衡蒸發(fā)0%的溫度為340，10毫米汞柱平衡蒸發(fā)0%的溫度為142.1，由此可在工藝計(jì)算圖表圖2-28上畫出重柴油在10毫米汞柱到760毫米汞柱平衡蒸發(fā)曲線，在平衡蒸發(fā)曲線坐標(biāo)紙上找到447毫米汞柱壓力下，平衡蒸發(fā)0%的溫度為314，與所假設(shè)的相近，所以認(rèn)為原假設(shè)的抽出溫度正確。2.11.2 輕柴油抽出層（第18層）溫度校核 表2-6輕柴油抽出層熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓千卡/千克 熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料39.06汽提蒸汽3304.54207922.62內(nèi)回流 G0.812257154156G總計(jì)41.68+154G出塔熱量汽油6516.670.7292642241.46 煤油9983.30.7782642212.21 輕柴油171000.8142641652.82重柴油130500.8393151922.51塔底重油120016.670.89734221625.92蒸汽3304.5264715.42.36內(nèi)回流G0.817264217217G總計(jì)37.28+217G41.68+154G=37.28+217G解得 G=69841 Kg/h輕柴油抽出層上輕柴油內(nèi)回流千克分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=222）69841/222=314.6 （千克分子/時(shí)）輕柴油抽出層上氣體總千克分子數(shù)為：57+64+195+156+314.6=786.6 （千克分子/時(shí)）輕柴油蒸汽分子分?jǐn)?shù)為： 314.6/786.6=0.39995輕柴油蒸汽分壓為：1.590.39995=0.634千克/平方厘米 (482毫米汞柱)由工藝計(jì)算圖表圖2-2-13查得10毫米汞柱下平衡蒸發(fā)30%的溫度是116。由于5760毫米汞柱范圍不同壓力下的平衡蒸發(fā)各段溫差是相等的，由此可按2.11.1的求法：在平衡蒸發(fā)曲線坐標(biāo)紙上找到482毫米汞柱壓力下，平衡蒸發(fā)0%的恩度是255，與原假設(shè)的溫度256相近，故原假設(shè)溫度是正確的。2.11.3 煤油抽出層（第9層）溫度校核 表2-7煤油抽出層的熱平衡名稱流量Kg/h比重D溫度熱焓 千卡/千克熱量千卡/小時(shí)氣液進(jìn)塔熱量進(jìn)料39.06 汽提蒸汽3660.74207922.899內(nèi)回流 G0.778175105105G總計(jì)41.959+105G出塔熱量汽油6516.670.7291801771.53 煤油9983.330.778180106.71.07 輕柴油171000.814254166.32.84重柴油130500.8393151942.53塔底重油120016.670.89734721625.92蒸汽3660.71806712.46內(nèi)回流G0.778180175175G一二中段回流 3.08總計(jì)39.43+175G41.959+105G=39.43+175G解得 G=36129 Kg/h煤油抽出層上輕柴油內(nèi)回流公斤分子數(shù)為（取內(nèi)回流的分子量M=154）36129/154=235 （千克分子/時(shí)）煤油抽出層上氣體總千克分子數(shù)為：57+235+44+156=492 （千克分子/時(shí)）煤油蒸汽分子分?jǐn)?shù)為： 235/492=0.4776煤油蒸汽分壓為：1.542 0.4776= 0.7366 千克/平方厘米 (560毫米汞柱)由工藝計(jì)算圖表圖2-13查得10毫米汞柱下平衡蒸發(fā)30%的溫度是50.5，由于5760毫米汞柱范圍內(nèi)不同壓力下的平衡蒸發(fā)各段溫差是相等的，又由于表1-1知煤油餾出1030%，010%的平衡蒸發(fā)溫差4.0，6.5所以10毫米汞柱下0%點(diǎn)溫度為： 50.5-4.0-6.5=40在草圖上作減壓條件下餾出0%相圖。煤油在760毫米汞柱、平衡蒸發(fā)0%的溫度為174.6，10毫米汞柱平衡蒸發(fā)0%的溫度為40，由此可在工藝計(jì)算圖表圖2-28上畫出輕柴油在10毫米汞柱到760毫米汞柱平衡蒸發(fā)曲線，如圖1-4，在此線上找到560毫米汞柱壓力下，平衡蒸發(fā)0%的溫度為176，與所假設(shè)的相近，所以認(rèn)為原假設(shè)的抽出溫度正確。2.11.4 塔頂溫度塔頂冷回流溫度為60，熱焓為41千卡/千克塔頂120時(shí)，汽油蒸汽熱焓為146千卡/千克塔頂冷回流量為： 3.08/（148-41