本科毕业论文：2.5Mt每年常压炼油生产工艺设计(by 舞阳twl)

目 录

1 前言 ................................................................................................................................... 1 2 选题背景 ........................................................................................................................... 1

2.1 研究目的和意义 ..................................................................................................... 1 2.2 国内外现状、发展趋势及研究的主攻方向 ......................................................... 2 3 方案论证 ........................................................................................................................ 4

3.1 方案选择 ................................................................................................................. 4 3.2 工艺原理 ................................................................................................................. 6 3.3 设计方案的确定 ..................................................................................................... 8 4 原油有关性质参数的计算 ............................................................................................... 8

4.1 常压蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的互换 ............................................................. 8 4.2 恩氏蒸馏数据与平衡汽化温度之间的转换 ....................................................... 10 4.3 平均沸点的计算 ................................................................................................... 11

。4.4 比重系数API ...................................................................................................... 13 4.5 临界温度和临界压力 ........................................................................................... 14 4.6 焦点温度 ............................................................................................................... 14 5 原油常压塔的工艺计算 ................................................................................................. 16

5.1 产品切割方案及有关性质 ................................................................................... 16 5.2 常压塔的物料平衡 ............................................................................................... 16 5.3 汽提蒸汽用量 ....................................................................................................... 17 5.4 塔板板型和塔板数 ............................................................................................... 17 5.5 操作压力的确定 ................................................................................................... 18 5.6 精馏塔计算草图 ................................................................................................... 18 5.7全塔汽液相负荷分布图 ........................................................................................ 27 5.8浮阀数及排列方式 ................................................................................................ 41 5.9塔板流体力验算 .................................................................................................... 42 6 塔的机械设计 ................................................................................................................. 45

6.1 按设计压力计算塔体和封头厚度 ....................................................................... 46

6.2 自振周期计算 ....................................................................................................... 49 6.3 地震载荷及弯矩计算见表 ................................................................................... 49 6.4 风弯矩计算 ........................................................................................................... 53 6.5 各种载荷引起的走向应力 ................................................................................... 53 6.5 筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核 ....................................................... 54 6.6 筒体和去做水压试验校核 ................................................................................... 55 6.7 基础环设计 ........................................................................................................... 57

6.8 基础环厚度 ........................................................................................................... 58 6.9 地脚螺栓设计 ....................................................................................................... 58 6.10 常压塔装配图 ..................................................................................................... 60 7 工艺流程设计 ................................................................................................................. 62

7.1工艺流程简述 ........................................................................................................ 62 7.2工艺流程图 ............................................................................................................ 63 8 总 结 ............................................................................................................................... 66 参考文献 ............................................................................................................................. 66 致 谢 ................................................................................................... 错误！未定义书签。 附 录 ................................................................................................................................. 63

前言

2.5×106t/a常压炼油生产工艺设计

1 前言

石油是极其复杂的化合物。原油是由挥发度不同的多种组分构成的液体混合物目前工业上采用的原油蒸馏技术与普通化工装置中采用的精馏技术不同。要从原油中提炼出多种多样的燃料和润滑油产品，基本的途径是：将原油分割成不同沸程的馏分，然后按油品的使用要求，除去这些馏分中的非理想成分，或者经化学转化形成所需要的组分，从而获得一系列的石油产品。基于这个原因，炼油厂必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工、精制过程中的分离问题。蒸馏正是一种合适的手段。它能将液体混合物按其所含组分的沸点和蒸汽压的不同而分离为轻重不同的各种馏分[16]。

正因为这样，几乎在所有的炼油厂中，原油的第一个加工装置就是蒸馏装置，如常压蒸馏等。所谓原油的一次加工，就是指原油蒸馏。借助蒸馏过程，可以将所处理的原油按所制定的产品方案分割成相应的汽油、煤油、轻重柴油及各种润滑油馏分等。这些半成品经过适当的精制和调配便成为合格的产品。在蒸馏装置中，也可以按不同的生产方案，除生产直馏汽油、煤油、柴油馏分外，再分割出一些二次加工过程的原料，如催化裂化原料、加氢裂解原料等等。由于经过蒸馏取得的各种馏分基本上不含胶质、沥青质和其它杂质，故随后的精制过程比较省事，用作二次加工的原料质量也比较高，为原油的深度加工打好基础[16]。

本设计的目的是核算或设计出一套对石油进行初步分离的常压装置。该装置是炼油厂和许多石油化工企业的龙头装置。它的意义在于，通过常压蒸馏对原油的处理，可以按所指定的产品方案将原油分割得到汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分以重油馏分等。可以减少渣油量，提高原油总拔出率。不仅能获得更多的轻质油品，也可为二次加工、三次加工提供更多的原料油。

2 选题背景

2.1 研究目的和意义

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2.5×106t/a常压炼油生产工艺设计

当今全球的能源危机原油价格飚升的局面严重的冲击着世界范围炼油的石化生产。我国的两大超大型炼油和石化企业（中国石油和中国石化）不仅需要适应这种全球的原油市场形式也必须要应对严重的政策性亏本燃油的升级换代和越来越高的环保要求等巨大的压力节能降能提高经济效益已经成为企业生存发展的重要手段。

常压蒸馏作为原油的一次加工装置在原油加工总流程中占有重要的作用近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新装置节能降耗显著产品质量提高。与国外先进水平相比是仍存在较大的差距装置耗能较大分馏和减压拔出深度偏低对含硫原油的适应性较差等。进一步的提高常减压装置的操作水平和运行水平显得日益重要对提高炼油企业的经济效益也具有非常重要的意义。

2.2国内外现状、发展趋势及研究的主攻方向

国内现状

2008年4季度全球金融动荡可能加剧世界经济增速将进一步放缓行业经济运行的外部环境可能继续恶化但石油和化工行业应对风险的能力明显增强。在目前世界经济不太好2008年前三季度我国石油和化工行业经济运行基本保持平稳态势。全行业预计销售收入4.9万亿元同比的情况下国际原油价格已进入惯性下跌的轨道很可能维持在每桶90美元或以下位置。2008年4季度中国石油和化工行业生产仍将保持较为稳定的增长态势。全行业总产值增速可能减缓全年增幅在28%左右；销售收入增长约27%；进出口贸易将继续保持较快的增长态势增幅约为35%；固定资产投资增幅在27%左右；主要化工产品产量增幅在5-20%之间。

2008年四季度考虑到国家可能继续加大成品油价格接轨力度预计炼油行业利润全年增长6%左右。如果国际油价进入下行轨道炼油行业10月份或能走出困境实现扭亏为盈。当前只要认真落实中央的调控政策采取积极的应对措施我们有理由对前景持审慎乐观。统计显示2008年年底至2009年年初国内将有5400余万吨的新建原油加工能力投产如已投产1000万吨的中石化青岛大炼化以及即将投产的1200万吨的中海油惠州炼厂、中石油1000万吨中石油钦州石化等。保守估计至少将会形成每月200余万吨的汽柴油新增产量而在正常情况下2009年国内汽柴油消费能力不会形成每月200余万吨的新增量。因此汽柴油供不应求的失衡状态将结束并可

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选题背景

能形成一段时期供大于求的局面。国际方面2005年以来宣布、并将在未来2至7年内完工的160个炼油厂建设项目中如今只有30个将继续推进。全球逾五分之四炼油厂建设项目面临下马。

目前我国已成为世界第三大炼油国我国石化工业将面临不可多得的历史发展机遇振兴石油化工建设支柱产业的初步设想是：第一步到2000年原油加工能力超过2亿t/a乙烯生产能力达到500万t/a左右基本形成支柱产业的框架；第二步到2010年原油加工能力达到3亿t/a以上乙烯生产能力达到800～1000万t/a使我国石化工业有一个更大的发展在技术上达到世界水平。

经过近半个世纪的建设和经营特别是进入80年代以来由于发挥了油化纤的联合优势我国石化工业得到了高速发展为国民经济作出了巨大的贡献。

(1)为市场提供了比较充足的石油和石化产品； (2)取得了一批重大科技成果； (3)石化科研和设计水平有很大提高。

我国石化工业在生产和技术上虽然取得了长足的进步但和国民经济的发展需要相比和世界先进水平相比还存在着较大的差距主要表现在8个方面。

(1)产品增长率跟不上需要；

(2)质量品种不能适应国内外市场需要； (3)加工成本高；

(4)生产装置多数没有达到经济规模； (5)原料适应能力差； (6)关键部件可靠性差；

(7)装置加工能力过剩开工率较低； (8)企业特色不鲜明产品雷同。

国民经济的持续、快速、健康发展对石化产品的需求日益增加。可以预计石化工业在本世纪末以至2010年都将保持较快的发展速度。国家已经确定要把石化工业建成为国民经济的支柱产业。

当前我国石油化工既有很好的发展机遇也面临着严峻形势的挑战。形势严峻主

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