330万吨年胜利原油常压蒸馏塔工艺设计

2020-01-1502:31:02 发表评论
摘要330万吨年胜利原油常压蒸馏塔工艺设计rn330万吨年胜利原油常压蒸馏塔工艺设计__摘要__本次设计主要是对每年生产300万吨的胜利原油的常压塔设计。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,计算产品的各物性数据确定切割方案、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,在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:第二中段回流取热为5:2:3,最后校核各主要部位温度都在允许的误差范围内。塔板形式选用浮阀塔板,依据常压塔内26层塔板汽、液相负荷处算得塔径为48m,塔高32m。__关键词:常压塔,设计,浮阀塔板____AtmosphericDistillationUnitDesignforthe300万__tonsaofShengliCrudeOil__Abstract__Theatmosphericdistillationcolumn_whichisabletotreatcrudeoil3Mtperyear_isdesignedmainlyThedesignoftheatmosphericdistillationcolumnisbasedonthedatumoftruepointdistillationofthecrudeoilandofEnglerdistillationoftheproductsThecalculationofproductsphysicalpropertyparametersandthecutconceptualandproductsyieldsarealsobasedonthedatumThetraynumber_thefeedtrayandthesidestreamwithdrawaltrayaredeterminedbyreferringtothesamekindunitThefollowingworkistoassumetheoperatingtemperatureandpressureofalltheimportantpointsofcolumnandtomaketheenergybalancecalculationforthewholecolumn,Atwo-gradecondenserisbeusedontheoverheadofthecolumn,andtwomidpumparound,onthebody,therateoftheenergytakenbycondensersfromtoptobottomis523Finally,thetemperatureassumedshouldbecheckedupItisveryimportantAtypeofF1ValvetrayisbechosenItisoutsidediameterdeterminedbythevaporloadofthecolumnis44m,theheightis28m__keywordsAtmosphericdistillationcolumn,design_valuetray____目录__摘要IAbstractII__1文献综述1__11常减压蒸馏装置扩能改造【1】1__12扩能改造内容1__121初馏塔1__122常压塔1__123常二线、常四线汽提塔2__124减压塔2__125抽真空系统3__126加热炉3__127电脱盐4__128换热流程及冷换设备4__129机泵5__2设计说明书6__21原油性质及评价6__22产品性质6__23常压塔设计的参数确定6__231操作压力的确定6__232操作温度的确定7__24常压塔设计中的一些经验数据8__3常压塔的工艺计算9__31设计任务9__32基础数据9__33油品性质参数10__34实沸点切割点和产品收率15__35汽提蒸汽用量16__36塔板型式和塔板数17__37精馏塔计算草图17__38操作压力18__39汽化段温度19__310塔底温度22__311塔顶及侧线温度的假设与回流热分配22__312侧线及塔顶温度的校核23__4.塔径和塔高的计算31__参考文献33__致谢34__330万吨年胜利原油常压塔工艺计算__1文献综述__11常减压蒸馏装置扩能改造【1】__大连西太平洋石油化工有限公司常减压蒸馏装置设计能力5Mt/a,以加工中东高硫原油为主。装置于1996年1O月投产后,通过增设闪蒸塔,使装置加工能力达到6Mt/a。2001年3月,将闪蒸塔改为初馏塔,同时调整局部换热流程,增加部分机泵和空冷,进一步扩能至7Mt/a。2004年3月按照洛阳石油化工工程公司的设计,装置进行扩能改造使处理能力达到10Mt/a。目前,装置运行正常,各项经济技术指标达到设计要求改造效果良好。__12扩能改造内容__121初馏塔__初馏塔塔体、内件利用旧塔,将初馏塔进料口直径由原来500mm扩至700mm,同时,塔顶油气由一级冷凝改为二级冷凝,增加二级冷凝罐1台,塔顶操作压力由原来的0.15MPa提至0.26MPa,实现无压缩机回收轻烃。__122常压塔__1原常压塔__原常压塔塔径6600mm,塔高64430mm,塔盘51层精馏段45层,提馏段6层,其中1~2O层为双溢流塔盘,21~35层为四溢流塔盘,36~51层为双溢流塔盘,塔盘型式为JF条形浮阀塔盘。常压塔设有4个侧线、1段顶循环回流、2段中段回流。4个侧线分别生产喷气燃料、轻柴油、重柴油和蜡油。__2.改造内容__利用原常压塔壳体,将51层JF浮阀塔盘改为5O层ADV微分浮阀塔盘,其中,1~2O层为双溢流塔盘,21层为集油箱型式塔盘,22~35层为四溢流塔盘,36~51层为双溢流塔盘。同时将双溢流塔盘的降液管面积由5扩大到8,使塔板上的液体流动状况明显改善。__常压塔进料分配器:由于常压塔拔出率较高,处理量较大,转油线入塔处气液__相比改造前增加多,为避免雾沫夹带将重组分携带到洗涤段降低分离效果,本次改造新增流线型气体进料分布器,很好地预防和消除了雾沫夹带,提高了分离效率。__常压塔汽提段:该段是一个体系非常特殊的分离系统,主要表现为气体流量过小,而液体流大。旧塔汽提段的塔板开孔率只有3~4%,在降液管面积较小的情况下,这样小的塔板开孔率会导致浮阀之间的距离造成塔板效率的降低。因此本次改造将降液管面积加到2O以降低塔板鼓泡区的面积,使浮阀的排列得到合理配置。汽提段降液管面积提高到2O以后,塔板鼓泡区的形状__接近矩形,这样的鼓泡区形状非常有利于液体的均匀流动。同时由于塔径大,鼓泡区的液体流程足够长,可保证气液接触时间足够长,从而保证塔板效率。__同时由于第6块塔板的鼓泡区要受到来自闪蒸段液体的直接冲击,在下落液体的冲击下,部分浮阀可能无法打开。本次改造在第6块塔板上方采用收集配塔,而不采用浮阀塔板,这样,浮阀不会因液体的冲击而闭合,有利于气体均匀通过塔板。__常压塔过渡板:由于常压塔既有双溢流塔板又有四溢流塔板,两者之间的过渡板应尽量避免对其相邻塔板的影响,因此,使过渡板直接将上层液体引进下层降液槽中。关于四溢流塔板过渡至双溢流塔板则将该层塔板改成集油箱形式,解决了该层塔板提前液泛的问题,从而提高了常压塔的分离效率。常三线抽出口上移2层塔盘,增加常三线、常四线之间的塔盘数,保证常三线、常四线的分馏精度。__123常二线、常四线汽提塔__将常二线、常四线汽提塔塔径分别由1550mm改为2200mm,全塔共设12层塔盘,其中常二线、常四线各6层,塔盘采用箭型浮阀塔盘,塔盘间距为600mm。__124减压塔__1.原减压塔__原减压塔分4次变径,自上而下分别为4SX570mm,6092mm,4570mm,2000mm,塔高为37800mm,共设15层塔盘及一段4m填料,其中提馏段为4层大固舌塔盘,精馏段下部为11层波纹板塔盘,上部为4m规整填料。减压塔设有3个侧线,3段中段回流。3个侧线均生产蜡油,为催化裂化提供原料。__2改造内容__利用原减压塔壳体,进料段上采用天津大学专利产品双向金属折峰式ZUPAC系__列规整填料,全塔填料共分为4段:一中换热段床层I采用ZUPAC2型填料1.7rn;二中换热段床层Ⅱ采用ZUPAC1.5型填料1.8m;三中床层Ⅲ换热段采用ZUPAC1.5型填料1.8m洗涤段床层Ⅳ需要较高的理论板,洗涤段填料上段采用1.8m高ZUPAC2填料,保证了本段传质、洗涤所需要的理论板数,其下加0.6m高ZUPAC1.O型填料。这样既保证了减三线油的产品质量,又可避免积炭堆积堵塞填料。__液体分布器:该减压塔采用三级导板式液体分布器,全连通式一级槽使液体真正能够均匀分布到二极槽中,而导流板的加设使液体分布更为均匀。加设了导流的槽式液体分布器分布槽结构示意图见图1,可以保证在液位只有50mm高时,单孑L液体能被均匀分布为150mm宽的一条线,真正实现由点分布变为线分布。进料分布器:采用具有捕液吸能功能的双切向环流进料分布器,这是在双切向挡板式进料分布器的基础上,另外加设了捕液吸能器。这样基本上消除了液相的夹带,在减少减四线残炭的同时,也使进入塔内的气体上返后更加均匀。增设减四线过气化油:增设的减四线油抽出直接进入常底油,这样在保证侧线产品作为加氢裂化原料的同时又可满足塔底渣油生产高等级道路沥青的要求。同时,塔底设置急冷油线,防止塔底油大量裂化和结焦。__125抽真空系统__本次改造采用带增压器的三级抽真空系统,以保证夏季生产高等级道路沥青时对减压塔真空度的要求,同时增压器后采用直径1300mm的折流板式高效冷凝器4台,以保证冷凝效果。__126加热炉__1常压炉__原常压炉的负荷为64.5MW,4路进料,为立管双辐射室箱式炉。该炉最大只能满足加工7Mt/a原油的需要,因此新建1座能满足加工3Mt/a原油的新常压炉,设计负荷为44.5MW,为立管单辐射室箱式炉,2路进料,2次扩径,分别为219mm和273mm。原常压炉与新常压炉并联操作,共6路进料,总设计负荷为109MW。__2减压炉__由于本次改造考虑了两种工况,一种是正常工况,一种是加工冷常压渣油工况。正常工况时的有效负荷为18.1Mw,加工冷常压渣油工况时的有效负荷为27.0Mw。__原减压炉的负荷为14.0Mw,因此该炉无法利用原减压炉。为降低减压炉的设计负荷,减少投资,减压炉的设计负荷以加工最大2.5Mt/a冷常压渣油为基准进行设计。综合考虑两种工况,新减压炉的设计负荷为25.6MW。新减压炉采用辐射管分区,多室立管立式加热炉,共6路进料,5次扩径,分别为q152mm,168mm,219mm,273mm和326mm同时将原DN1500mm减压转油线扩径至DN1800mm。__3余热回收__原常压炉、减压炉余热回收为单独的热管空气预热器,排烟温度197℃,热效率87。本次改造采用3座加热炉联合回收余热的方式。空气预热器设置于地面,设1台鼓风机和1台引风机,落地独立烟囱,烟气经空气预热器由引风机排至烟囱。排烟温度170℃,热空气温度190℃,加热炉热效率可达91以上。而且3台加热炉炉顶各自设置烟囱,并设置有密封挡板,在引风机出现故障时自动打开各自的烟囱密封挡板,烟气直接放空。鼓风机排出的空气经空气预热器预热,送人联合风道向3台加热炉供风。__127电脱盐__原装置2个直径为4230mm、长29550mm的低速电脱盐罐最大只能满足7Mt/a的处理量,远达不到10Mt/a处理能力的要求。本次改造采用PETRECO公司的__Bilectric高速电脱盐技术,原电脱盐罐壳体利用原电脱盐罐,内件全部更换,采用交流电供电,每罐设3个100kVA变压器,罐内设3层水平极板,形成2个强电场。进料采用高效专利喷头,进料位置设在2层电极板之间,其它设备变压器、电极板、油水界位仪、低液位开关以及混合阀等均由专利商提供。__128换热流程及冷换设备__装置原有换热流程为4-2-2换热流程,不能满足10Mt/a原油的处理量,装置改造后同时考虑加工冷常压渣油及单开常压塔的工况,采用4—4—3换热流程。同时大量使用波纹管、双弓板、螺旋折流板等具有强化传热措施的冷换设备,提高换热终温。改造后换热器总计162台,其中新增、更换64台,利用旧的98台;空冷器总计39片,其中新增5片,利用旧的34片。__129机泵__对于原油进料泵、电脱盐后接力泵、初馏塔底泵、常压塔底泵采用2开1备的形式,并在泵出口使用电动阀。改造后装置共有机泵95台,其中新增31台,利用旧的64台;电机新增24台,利用旧的71台。____2设计说明书__本次设计以大庆原油为进料设计常压塔及塔板,下面对设计过程中的一些参数的确定加以说明。__21原油性质及评价__按照关键馏分特性分类方法,胜利原油属于含硫中间基原油,其主要特点是密度较大、胶质沥青质含量大、含硫较多,325℃馏分含蜡多,凝点高,325℃馏分含蜡少,凝点低。__22产品性质__(1)胜利原油的直馏汽油馏分含量较少。汽油馏分烷烃含量比大庆原油低,芳烃含量比大庆原油高,辛烷值为47,是催化重整良好原料。__(2)喷气燃料馏分的密度大,结晶点低,可以生产1号喷气燃料。__(3)直馏柴油馏分的柴油指数高、凝点不高,可以生产-20号、-10号、0号柴油和舰艇用柴油。由于含硫及酸值超过标准指标,产品须适当精致。__(4)减压渣油的硫、氮、金属含量高,粘温性质不好,不宜用来生产润滑油。胶质沥青质含量473,可以生产沥青产品。由于残炭值和重金属含量较高,只能少量参入减压润滑油中作为催化裂化原料,最好是先加氢处理后再送去催化裂化。渣油加氢处理投资高,一般多用作延迟焦化的原料。胜利减压渣油由于含硫较高,所得石油焦的品级不高。__23常压塔设计的参数确定__231操作压力的确定__确定操作温度和压力条件的主要手段是热平衡和相平衡计算。原油常压精馏塔的最低操作压力最终是受制于塔顶产品接受罐的温度下塔顶产品的泡点压力。常压塔顶产品接受罐在01~025MPa的压力操作时,塔顶产品能基本上全部冷凝,不凝气很少。常压塔顶的压力应稍高于产品接受罐的压力。__在确定塔顶产品接受罐或回流罐的操作压力后,加上塔顶馏出物流径管线、管__

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