天津大学2010届本科毕业设计（论文）
第二章 原油蒸馏工艺流程
2.1原油蒸馏具体工艺流程
确定原油加工方案是炼厂设计和生产的首要任务。炼厂根据所加工原油的性质、市场需求、加工技术的先进性和可靠性以及经济效益等方面的综合考虑，进行全面的分析、研究对比，才能制定出合理的加工方案。
原有蒸馏具体工艺流程如下：
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原油二级电化学脱盐流程）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常压蒸馏（双塔）流程)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°C，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
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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°C,在常压下要蒸馏出这些馏分,需要加热到420°C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°C送入减压蒸馏塔。减压蒸馏可分为润滑油型（图3 润滑油型减压蒸馏流程）和燃料油型两类。前者各馏分的分离精确度要求较高，塔板数24～26；后者要求不高，塔板数15～17。
2.2原油蒸馏工艺特点
由以上流程分析可知，与一般的蒸馏一样，原油蒸馏也是利用原油中各组分相对挥发度的不同而实现各馏分的分离。但原油是复杂烃类混合物，各种烃（以及烃与烃形成的共沸物）的沸点由低到高几乎是连续分布的，用简单蒸馏方法极难分离出纯化合物，一般是根据产品要求按沸点范围分割成轻重不同的馏分，因此，原油蒸馏塔与分离纯化合物的精馏塔不同，其特点为：① 有多个侧线出料口，原油蒸馏各馏分的分离精确度不要求像纯化合物蒸馏那样高，多个侧口(一般有3～4个)可以同时引出轻重不同的馏分。②提浓段很短。原油蒸馏塔底物料很重，不宜在塔底供热。但通常在塔底通入过热水蒸气，使较轻馏分蒸发，一般提浓段只有3～4块塔板。③中段回流。原油各馏分的平均沸点相差很大，造成原油蒸馏塔内蒸气负荷和液体负荷由下向上递增。为使负荷均匀并回收高温下的热量，采用中段回流取热（即在塔中部抽出液体，经换热冷却回收热量后再送回塔内）。通常采用2～3个中段回流。 。
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第三章 原油减压蒸馏塔的设计
3.1设计基本要求
基本要求如下：
装置处理能力：原油加工量500万吨/年 年开工时间：8000小时 操作弹性：50%～105% 原油品种及掺炼比例：
减压塔设计须满足下列二种工况：
工矿一：大庆原油：阿曼原油：沙特原油＝50：25：25（wt%） 工矿二：大庆原油：俄罗斯原油＝90.48：9.52（wt%）
产品方案：减一线作为柴油产品，ASTM D86 95%≦365摄氏度 减压塔尽可能多抽出催化原料及侧线抽出 主要操作条件：
减压塔顶设计压力：20mmHg
在设计条件和操作弹性范围内保证所提供的产品的机械性能、水力学性能、产品质量和收率
3.2减压塔设计方案
根据减压塔工艺条件所提供的原油性质及产品质量要求，我对常减压蒸馏系统进行了工艺模拟计算，对减压塔进行了流体力学核算，确定了塔径及填料、内件布置方案。
减压塔塔顶至进料段全部采用规整填料，根据工艺要求，填料共分为5段，设计主塔规格为Φ4800/Φ7800/Φ4800mm，塔总高为47576mm。
各段填料及内件设计说明如下：
（1）顶循换热段（床层ⅰ）
顶循换热段填料采用传质、传热效率高的天津大学专利产品双向金属折波式波纹填料ZUPAC1.5型，高度2.0米，设计塔径Φ4.8米。顶循液体分布器采用综合性能优良的倒班连通槽式液体分布器。减一线抽出集油箱采用新型槽盘式集油箱，在保证减一线及顶循液体抽出的同时，可将上升气体分布均匀，集油箱采用可吸收受热膨胀的结构，防止生产过程中由于热膨胀造成的变形或毁坏。 为了改善填料层顶部液体初始分布效果，在填料段顶部设置2层100mm高的填料盘，其下面则为9层200mm高填料盘。
（2）柴油分离段（床层ⅱ）
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按工艺要求，为了使减一线生产合格的柴油产品，在减一线和减二线之间设置柴油分离段，该段要求有较高的理论板数。该段设计塔径。4.8米，填料采用双向金属折峰式波纹填料ZUPAC3型高度2.6米，以保证分离效果。 液体分布器采用综合性能优良的导板连通槽式液体分布器。填料下方设新型槽盘式集油箱，将液体收集后，经降液结构导入下面一中液体分布器的一级槽中。集油箱采用可吸收受热膨胀的结构，防止生产过程中由于热膨胀造成的变形或毁坏。
为了改善填料层顶部液体初始分布效果，在填料段顶部设置2层100mm高填料盘，其下面则为12层200mm高填料盘。
（3）一中换热段（床层ⅲ）
一中换热段填料采用双向金属折峰式波纹填料ZUPACI15 型，高度1.8米，设计塔径Φ7．8米。其中填料段顶部为2层100mm高填料盘，其余为8层200mm高填料盘，以改善初始分布效果。
一中换热段抽出集油箱采用新型槽盘式集油箱，在保证减二线及一中抽出的同时，将上升气体分布均匀。集油箱采用可吸收受热膨胀的结构，防止生产过程中变形或毁坏。
（4）二中换热段（床层ⅳ）
该段设计塔径7.8米。二中换热段填料采用双向金属折峰式波纹填料ZUPACI15型填料2.2米，其中填料段顶部为2层100mm高填料盘，其余为10层200mm高填料盘，以改善初始分布效果。液体分布器采用新型导板连通槽式液体分布器；
二中及减三线抽出集油箱采用新型槽盘式集油箱，可同时保证减三线及二中循环油的抽出和上升气体重新调整、分布。集油精采用可吸收受热膨胀的结构，防止生产过程中变形或毁坏。
（5）洗涤段（床层ⅴ）
洗涤段设计塔径Φ7.8米。填料上段采用双向金属折峰式波纹填料ZUPAC3型2.0米，填料下段采用新型抗堵塞填料TUPACI15型0.6 米。填料盘设置为（从上到下）：100mm高ZUPAC3型2层，200mm高ZUPAC3型9层，200mm高TUPACI．5型3层。
填料上方液体分布器采用新型导板连通槽式液体分布器；过汽化油抽出集油箱采用新型槽盘式集油箱。集油箱设计为热壁式集油箱，结构设计有利于过汽化油的采出，可避免集油箱存液结焦。该段集油箱同时采用可吸收受热膨胀的结构，防止生产过程中因热膨胀问题引起变形或毁坏。
（6）进料段
大型塔器的气体分布也是保证填料性能发挥、关系全塔设计成功与否的关键。进料分布器采用综合性能优良的具有捕液吸能作用的双环流进料分布器。
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