350万吨年辽河原油掺炼凝析油蒸馏装置工艺设计毕业论文.doc

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1、 350万吨/年辽河原油掺炼凝析油蒸馏装置工艺设计摘 要本设计为350万吨/年辽河原油掺炼凝析油加工方案。本方案只对常压蒸馏部分进行工艺计算。辽河油田地质构造复杂，重质低凝环烷基原油储量丰富，可以生产各种优质沥青。凝析油是一种主要成分为石脑油的超轻质原油，一般含石脑油馏分在55左右，其主要成分是C5至C11+烃类的混合物，是生产溶剂油的优质原料。本设计计算部分包括常压塔参数的确定，塔板的设计，塔板水力学计算。常压塔共设40层塔板，设第9层，第20层，第29层三个抽出侧线，产品分别为煤油，轻柴油，重柴油。设两个中段循环回流，分别位于11-13，22-24层塔板处。回流热分配比为塔顶回流取热50%

2、，常一中回流取热20%，常二中回流取热30%。经过计算得塔高为26.83米，塔径为4.2米。经过校核，塔顶温度为132，常一线抽出温度为230，常二线抽出温度为290，常三线抽出温度为340 ，误差符合要求。经过塔板水力学计算，绘出塔板负荷性能图，计算得操作弹性为3.42。设计根据常压蒸馏的基本理论和工艺计算方法，借鉴现有工业装置的操作数据，得到的设计结果能够满足工艺要求。关键词：辽河原油，凝析油，常压蒸馏，工艺计算3.5 million tons / year Liaohe crude oil blending condensate distillation unit process des

3、ignABSTRACTThis design is a 3.5 million tons / year Liaohe crude oil blending condensate processing program. This design only contains process calculation of the atmospheric distillation section. .Liaohe Oilfield has a complex geological structure, it has abundant reserves of heavy low condensate na

4、phthenic base crude oil and it can product all kinds of high quality asphalt. Condensate is a kind of the super-light crude oil, whose major component is naphtha. It usually contains the naphtha fraction of about 55%, and its main ingredient is a mixture of C5 to C11+ hydrocarbons, high-quality raw

5、materials for production of solvent oil.Computational part of this design includes the parameters of the atmospheric tower design of the tray, tray hydraulics calculation. The atmospheric tower has 40 trays. Three side lines are located on the 9th floor, 20th floor and 29th floor. Their products are

6、 kerosene, light diesel oil and heavy diesel oil. The atmospheric tower has two intermediate circulating refluxes which are located on 11-13th and 22-24th floor. The top of the tower takes 50% of the reflux heat, the atmospheric towers first intermediate circulating reflux takes 20% and the second t

7、akes 30%. After calculation, the height of the tower is 26.33 meters and the diameter of the tower is 4.2meters. After checking, the temperature of the tower top is 132, the temperature of the first sideline is 230, the temperature of the second sideline is 290, and the temperature of third sideline

8、 is 340. The error meets the requirements. After tray hydraulics calculation, the plate load characteristic diagram is drawn and calculates the operating flexibility is 3.42.The result of the design can meet the technical requirements according to the atmospheric distillation of the basic theory and

9、 process calculation methods and drawing on the existing operation data.KEY WORDS: Liaohe Oil, Condensate Oil, Atmospheric Distillation, Process Calculation目录1 文献综述11.1 原油蒸馏11.1.1 蒸馏的目的及原理11.1.2 原油蒸馏的目的及重要意义11.1.3 常减压蒸馏流程21.2 辽河原油性质31.3 凝析油51.3.1 凝析油性质及特点51.3.2 凝析油脱汞61.4 原油掺炼71.4.1 原油掺炼的原理71.4.2 掺炼比

10、的研究与应用71.5 新技术在常减压蒸馏装置中的应用81.5.1 液体抽空器81.5.2 板式换热器91.6 蒸馏塔的腐蚀与防护111.6.1 常压塔的腐蚀状况111.6.2 腐蚀类型及机理111.6.3 腐蚀的防护122 毕业设计说明书152.1 题目152.2 基础数据152.2.1 产品性质152.2.2 原油实沸点馏程152.2.3 设计加工量152.3 装置生产方案的确定152.4 流程的确定及特点162.5 内容要求162.5.1 说明部分162.5.2 计算部分172.5.3 绘图部分173 设计计算183.1 常压塔参数的确定183.1.1 原油物性参数的计算183.1.2 相

11、关操作参数的确定293.2 塔板的设计633.2.1 基础数据633.2.2 塔板间距633.2.3 塔径初算643.2.4 溢流装置643.2.5 浮阀塔板布置653.2.6 塔高的计算663.3 塔板水力学计算663.3.1 流体力学特性663.3.2 塔板负荷性能图683.4 总结讨论71参考文献72致 谢746辽宁石油化工大学毕业设计（论文）用纸350万吨/年辽河原油掺炼凝析油蒸馏装置工艺设计1 文献综述1.1 原油蒸馏1.1.1 蒸馏的目的及原理在工业生产中，为了加工和回收的需要，常常需对液体混合物进行分离。对于混合物的分离，总是利用其中各组分某种性质的差异。而用蒸馏来分离混合液的原

12、理是利用各液体组分挥发性能的不同，虽然各液体组分都能挥发，但有难有易，于是在受热而部分汽化时，气相中所含的易挥发组分将比液相中的多，使原来的混合液达到某种程度的分离；同理，当混合蒸汽部分冷凝时，冷凝液中所含的难挥发组分将比气相中的多，也能进行一定程度的分离1。这种通过加热造成气液两相物系，利用物系中各组分挥发度不同的特性以实现分离的操作称为蒸馏2。1.1.2 原油蒸馏的目的及重要意义 原油是极其复杂的混合物，通过原油的蒸馏可以按所制定的产品方案将其分割成直馏汽油，煤油，轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分和渣油等。原油蒸馏是石油加工中第一道不可少的工序，故通常称原油蒸馏为一次加工，其他加工工序则

13、称为二次加工。蒸馏过程的到得这些半成品经过适当的精制和调和便成为合格的产品，也可以按不同的生产方案分割出一些二次加工工程所用的原料，如重整原料，催化裂化原料，加氢裂化原料等，以便进一步提高轻质油的产率或改变产品质量3。原油的一次加工能力即原油蒸馏装置的处理能力，常被视为一个国家炼油工业发展水平的标志。2009年，世界原油蒸馏装置加工能力为4361.17 Mt/a，比2008年增加1.9 %，中国原油蒸馏装置加工能力约达375Mt/a。预计2015年，我国的原油蒸馏能力将达到560 Mt/a。新建和扩建的炼油能力2/3将分布在华东和华南地区。表1-1 2009年世界原油蒸馏能力地区分布4 Mt/

14、a地区炼厂数常压蒸馏非洲亚太东欧及前苏联中东北美南美西欧世界合计45161894415466102661163.921176.38517.18362.271067.14328.56745.734361.171.1.3 常减压蒸馏流程所谓工艺流程，就是一个生产装置的设备、机泵、工艺管线和控制仪表按生产的内在联系而形成的有机组合。经过脱盐脱水的原油由泵输送，流经一系列换热器，与温度较高的蒸馏产品换热，再经管式加热炉被加热至370左右，此时原油的一部分已汽化， 油气和未汽化的油一起经过转油线进入一个精馏塔。此塔在接近大气压力之下操作，故称常压(精馏)塔，相应的加热炉就称作常压(加热)炉。原油在常压塔

15、里进行精馏，从塔顶馏出汽油馏分或重整原料油，从塔侧线引出煤油和轻重柴油等侧线馏分。塔底产物称常压重油，一般是原油中沸点高于350的重组分，原油中的胶质，沥青质等也都集中在其中。为了取得润滑油料和催化裂化原料，需要把沸点高于350的馏分从重油中分离出来。如果继续在常压下进行分离，则必须将重油加热至四五百度以上，从而导致重油，特别是其中的胶质、沥青质等不安定组分发生较严重的分解、缩合等化学反应。这不仅会降低产品的质量，而且会加剧设备的结焦而缩短生产周期。为此，将常压重油在减压条件下进行蒸馏，温度限制在420以下。从减压塔顶逸出的主要是裂化气、水蒸气以及少量的油气，馏分油则从侧线抽出。减压塔底产品是

16、沸点很高(约500以上)的减压渣油，原油中绝大部分的胶质、沥青质都集中在其中。减压渣油可作锅炉燃料、焦化原料，也可以进一步加工成高粘度润滑油、沥青或催化裂化原料5。一般的石油馏分沸点范围见下表1-2表1-2 一般石油馏分的沸点范围6馏分沸点轻石脑油汽油重石脑油煤油轻柴油重柴油润滑油减压蜡油渣油-1-150-1-180150-205205-260260-315315-425400425-60060030-30030-335300-400400-500500-600600-800750800-100010001.2 辽河原油性质辽河油区位于辽宁省南部，是我国第三大油区。1994年原油产量1420l

17、04t7，近几年来，原油产量呈下降趋势，2004年原油产量已降为l296l04t，这主要是由于老油井已进入高含水期采油阶段、稳产技术难度加大、钻新调整井和外围开发井所增加的可采储量不能与当年预期产油量相平衡等原因造成的。辽河原油是我国原油性质较差的一种原油，近年来，随着油田的不断开采及稠油资源的不断开发，辽河原油有逐年变重的趋势，其轻馏分油减少，重馏分油增加，重油加工难度进一步增大。由以下两表可以看出，辽河原油具有密度大，黏度高，残炭，酸值，氮含量及金属镍含量都较高的特点，金属镍钒含量也是国产原油中较高的；轻质油收率低，渣油产率高，到500及到640的总拔出率都不高，分别为49.13%和64.

18、53%，渣油含量高8。表1-3 辽河原油的一般性质8项目数据密度(20)kgm-3947.5粘度(50)mm2 s-1472.9凝点+2闪点(开口)96盐含量mgNaClL-15.02残炭()8.93蜡含量()7.75胶质、沥青质()21.22水分()0.6s()0.25N()0.56Ni55.8V0.8Fe13.2Pb0.8表1-4 辽河原油深度蒸馏结果8沸点范围/收率（占原油）/（%）每馏分累计IBP2002003503504004004504505004.1616.304.0214.939.7220.4624.4839.4149.135005353.3952.525355704.6357

19、.155706053.9161.066056403.4764.5364034.7499.27损失0.73100.001.3 凝析油1.3.1 凝析油性质及特点凝析油是一种主要成分为石脑油的超轻质原油，一般含石脑油馏分在55左右，其主要成分是C5至C11+烃类的混合物，并含有少量大于C8的烃类及二氧化硫、噻吩类、硫醇类、硫醚类和多硫化物等杂质，其馏分多在20-200之间，挥发性好，是生产溶剂油的优质原料。凝析油的特点是在地下以气相存在，采出到地面后则呈液态。凝析油到了地面是液态的油，在地层中却是气体，叫凝析气。凝析气是石油在高温高压条件下溶解在天然气中形成的混合物。凝析气藏位于地下数千米深的岩石

20、中，开发得到的主要产品是凝析油和天然气。目前,我国没有专门用于加工凝析油的炼油装置，一般采取掺炼的方式进行加工；石蜡基凝析油一般用作乙烯裂解料，中间基、环烷基凝析油可作为芳烃重整料9。1.3.2 凝析油脱汞很多国家和地区的凝析油中都含有汞及其化合物。凝析油中的汞含量一般为10-3000g/L10 。汞可分为单质汞、离子态汞及有机汞。通常来说凝析油中既可能含有单质汞(Hg0)，也可能含有机汞Hg(CXHY)2。造成凝析油污染的是单质汞(Hg0)和二烃基汞化合物，主要指二甲基(CH3)2Hg汞或二乙基汞(C2H6)2Hg11,12传统的凝析油脱汞工艺均是基于化学吸附原理的单一接触反应。脱汞剂中的反

21、应物质和汞生成化合物从而将其脱除。由于凝析油自身物化性质的局限性及其液体性质与脱汞剂有限的接触面积，难以达到更进一步的脱汞要求和最佳的脱汞效率。目前，国外开发了新型的凝析油脱汞工艺，如汽提吸收吸附脱汞工艺和加氢分解吸附脱汞工艺。(1)气体汽提吸附脱汞工艺 气体汽提吸附脱汞工艺过程使用的反应物为汽提气(天然气、空气等)+银、硫或金属硫化物，载体为氧化铝或活性炭。脱汞过程分为两个阶段，第一阶段是在汽提塔中填料的作用下，凝析油中的汞进入汽提气；第二阶段是携带汞的汽提气通过汞吸收装置脱汞。(2)有机汞氢解吸附脱汞工艺 有机汞氢解一吸附两步脱汞工艺使用的脱汞剂反应物为氢气+镍/钯+金属硫化物，载体为二氧

22、化硅、氧化铝或活性炭等。该工艺能同时脱除单质态汞及有机汞化合物，脱汞过程分为两个阶段：第一阶段是在通入氢气的条件下，有机汞在催化剂(一般为钯或镍)的作用下发生加氢催化分解反应，分解为单质汞溶解于凝析油中；第二阶段是在一定温度下(环境温度，操作温度通常不超过100)，使用金属硫化物脱汞剂吸附凝析油中大量溶解态单质汞13。1.4 原油掺炼 随着市场对石油产品需求的不断增长和国内原油资源的不足，炼油厂正在加工越来越多的进口原油和海洋原油，且加工的品种不断增多，由于油种多，进厂批量少，因此原油掺炼的情况普遍存在。原油的合理掺炼，不仅可以提高拔出率，还可以减轻对装置的腐蚀，延长开工周期；使常压和减压装置

23、负荷均衡，提高处理量；改善产品质量；降低能耗。而且，当一种原油的性质不适应设备的时候，可以通过原油的掺炼来改善。因此石油的掺炼对于石油工业是个十分重要的环节。石油掺炼的研究也相应得到了重视。1.4.1 原油掺炼的原理混合原油蒸馏能提高拔出率是以前苏联学者提出的“原油的复杂结构单元”理论14为基础的。“原油的复杂结构单元”理论认为，由于分子间有范德华力，石油中的一部分高分子化合物相互缔合，形成一些分子集团(即超分子结构)，这些超分子结构外表面有过剩的能，会形成一个附加的引力场，使介质中一部分分子量较小的异构化程度很低的烃类吸附或溶解在超分子结构的周围，形成以超分子为核心(半径R)有吸附层或溶剂化

24、外壳(厚度为H)的复杂结构单元。在蒸馏时，一部分存在于溶剂化外壳中的低分子烃类由于受到核的附加引力的作用而会在达到其正常沸点时难以转入气相，使蒸馏时的拔出率降低。在和其他油品混合后，分散介质的溶解力发生变化，从而改变R和H的大小，在最佳条件下能使溶剂化外壳中的低分子烃类释放出来，转移到分散介质中，从而增加流出物的数量，使拔出率提高。该理论有一特性，即两种油品按不同比例调配，当混合油品的粘度最低时，混合油品的蒸馏拔出率最高，此时的混合比例即是最佳比例15。1.4.2 掺炼比的研究与应用对生产数据的分析结果表明，选择合适的掺炼比例，可以使常减压装置总拔增加1%5%；掺炼比例不合适，则会使总拔降低1

25、%3% 。因此，开展原油的优化掺炼工作显得尤为迫切和必要。1990年中石化总公司第二届常减压年会也把“优化掺炼比提高拔出率”作为攻关项目，国内对此已经开展了一些研究工作，取得了一定的成果。选择合适的掺炼比，优化原油加工，对提高炼厂的经济效益具有非常重要的意义，同时也为控制产品的结构和提高产品的质量提供了新的途径16。 原油的合理掺炼，不仅可以提高拔出率，还可以减轻对装置的腐蚀，延长开工周期；使常压和减压装置负荷均衡，提高处理量；改善产品质量；降低能耗。因此，原油的最佳掺炼比应包括以上诸方面，是一个整体的优化。经过实验得出结论：(1)两种原油按不同比例掺炼，可能会使总收率增加，也可能减少，因此选

26、择合适的掺炼比例很重要。(2)轻质和中质、重质原油混合，一般趋势都能提高收率，其混合比例一般以轻质原油2030，中质、重质原油70%80%为最佳掺炼比，可以提高总拔1%5%，通常柴油和蜡油馏分收率增加，汽油馏分收率减少。轻质原油间的混合，其收率大都降低，应避免掺炼。(3)可以通过调整合适的掺炼比来达到增加某一特定馏分收率的目的，且馏分油收率的增加不会改变其产品特性。(4)原油掺炼总收率的增加，与混合原油的粘度和凝固点有很强的关联性，一般粘度和凝固点降低收率增加，反之亦然。(5)原油掺炼提高收率，对设备和操作不需作大的变动，投资也不大，在我国原油日益变重和原油掺炼日益普遍的今天，有很大的现实意义

27、。掺炼日益普遍的今天，有很大的现实意义。(6)由于原油最佳掺炼比的范围较窄，因此常减压装置要有较精确的控制掺炼比设施，才能保证收率最大化17。1.5 新技术在常减压蒸馏装置中的应用 1.5.1 液体抽空器伴随着原油价格的不断提高，以及原油重质化和劣质化日趋严重，炼油企业如何保持自身的盈利性就成为一个越来越严峻的问题。为了提高盈利性和满足环保标准，炼厂节能减排已经成为首要之举。对常减压装置而言，蒸汽是除燃料油或燃料气之外最大的能耗，而减顶抽真空系统是减压蒸馏过程中蒸汽耗量最大的设备，降低这部分消耗，意义重大。新型液体喷射技术的核心喷射器用可备选的各种液体作动力介质，能稳定可靠地提供系统真空，并可

28、大幅度节省操作费用，而且几乎没有酸性水排放。在青海油田格尔木炼油厂改造项目中，减压塔抽空系统采用了Hi-jet液体喷射技术，以文丘里原理为设计基础，高速循环液体从喷嘴处高速喷出，高分散液体向气体传递，形成超声速的气液两相流，在喷嘴下方形成负压区域，将减压塔顶气体抽入喷射器的混合室，继而达到抽真空目的，在整个过程中，液体的动能转化为压缩气体的势能。循环液从分离器的底部用泵抽出，经冷却后输送到喷射器的喷嘴，形成喷射循环。在液体循环和气体升压过程产生的热量以及气体带入的热量被循环溶液携带，通过冷却器移出系统。液体喷射器的优点：（1）能耗大幅度降低。通过对比，在达到相同减压塔真空度前提下，采用蒸汽喷射

29、抽真空系统时，蒸汽消耗为3.85 t/h。而采用液体喷射器系统时，两级循环泵的电力消耗总和为671 kW/h，能耗降低42%左右。如果考虑冷却系统的能耗，总能耗降低47%左右。（2）操作灵活。单开一级抽空器可以实现减压塔顶真空度40mmHg(a)，开两级抽空器时，减压塔顶真空度达15mmHg(a)。（3）环境友好。由于格尔木炼厂减压塔采用干式操作，而抽空介质是常二线或常三线油，使得抽真空系统没有任何污水排放，也没有减顶柴油的乳化问题。相比减压塔顶采用蒸汽的抽空系统，污水排放量大大降低，柴油乳化问题也迎刃而解。18-211.5.2 板式换热器(1) 板式换热器结构 管壳式换热器中，冷流体和热流体

30、分别在管程或壳程中流动实现传热。板式换热器与其类似，也是间壁式换热器，主要有框架和板片两大部分组成。板片由各种材料制成，由各种不同形式的模具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封或焊接。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。冷热流体在板片间也是逆流换热，与管壳式换热器相同，可根据需要，实现单流程及多流程换热。金属片的材质一般是不锈钢，其厚度随操作介质腐蚀成分及含量的差异而变化。板式换热器的原理示意图如图1-125所示。 (2) 板式换热器特点 传热系数高。板式换热器传热系数更高，一般在30004500(kcal/m2)h

31、，比管壳式提高35倍。回收更多热能。在热流温度一定情况下，板式换热器能回收更多热能。由于流体在板式换热器换热板组内呈错流和逆流换热以及其良好的传热性能，使得冷介质能够加热到非常接近热介质的进口温度(称为温度端差)，这对于热回收工作非常重要。在单台板式换热器中，液液工况下可以实现3的温度端差，而两相工况下温度端差最小可达5。这就可以使原油达到更高的换热终温22,23。可显著降低设备投资，缩短投资回收期。随着加工原油硫含量和酸值提高，换热器材质升级极大提高了设备投资，在换热网络中某些台位采用板式换热器，可以显著降低投资。可显著降低设备安装面积。板式换热器比列管式换热器更紧凑，在相同体积下，板式换热

32、器换热面积是列管式数倍，列管式换热器紧凑度一般是78 m2/m3，板式换热器一般是220 m2/m3。这就使得在相同换热面积前提下，板式换热器金属耗量大大降低24,25。1.6 蒸馏塔的腐蚀与防护1.6.1 常压塔的腐蚀状况 目前，国内大部分石化厂常压塔装置均存在着不同程度的腐蚀现象。胜利炼油厂第二常减压装置常压塔在运行过程中顶部塔壁多处出现腐蚀穿孔，底部进料段塔壁出现壁厚减薄和凸凹变形。洛阳石化总厂催化裂化常压塔频频出现结盐现象，在短短10个周期240天的时间里结盐次数达l2次之多。安庆炼油厂常压塔顶部油气冷却器出口管线仅一年就发生6次穿孔26。1.6.2 腐蚀类型及机理（1）低温HClH2

33、SH2O腐蚀。此腐蚀主要发生在常压塔的上部，如：塔盘、塔体及部分挥发线、冷凝冷却器、油水分离器、放水管及转油线等部位。引起HClH2SH2O腐蚀的主要原因是原油中含有盐27 。在原油加工过程中，原油中含有的MgCl2 、CaCl2：因加热水解生成腐蚀介质HC1，其反应式为：MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HClCaCl2+2H2OCa(OH) 2+2HCl水解生成的HCl和硫化物遇热分解生成的H2S，并随挥发油气一起进入塔顶及冷凝冷却系统。系统处于干态时，由于HCl和H2S几乎都呈分子结构，其腐蚀性较弱，而系统含水时(当温度低于水的露点，冷凝冷却系统冷凝结露出现水滴)，HCl即溶于水形成

34、腐蚀性十分强烈的稀盐酸腐蚀环境，再加上H2S就会构成循环腐蚀28 。（2）硫及硫化合物腐蚀原油中存在的各种硫化物，如：硫化氢、硫醇、单质硫、硫醚等只有活性硫化物才能发生腐蚀。活性硫化物是非活性硫化物在高温受热分解产生的，温度在350400时腐蚀最为严重。常压塔中硫含量在0.67%(质量)左右，操作温度在350左右，当温度在240425是就会出现高温硫的均匀腐蚀，而在350425时会产生严重腐蚀，同时出现Fe+SFeS反应，FeS对碳钢起到保护膜的作用，若生成的腐蚀产物薄膜能覆盖住金属表面而且具有一定的完整性及紧密性之后，就阻止了高温硫的继续腐蚀。因此高温硫的腐蚀开始时速度很快，一定时间后腐蚀速

35、度就会恒定下来，因此高温硫及硫化物的腐蚀对常压塔的腐蚀不是特别严重。（3）环烷酸是原油中主要的有机酸之一，环烷酸腐蚀受温度影响很大，在低温时腐蚀不太严重，但处于沸腾时，特别是在高温无水环境中腐蚀最为强烈。由于腐蚀是在高温无水环境下进行，高温环烷酸及硫对钢铁的腐蚀为化学腐蚀，其化学反应式如下：Fe+2RCOOHFe(RCOO)2+H2Fe+SFeSFe+H2SFeS+H2Fe+2RCOOHFe(RCOO)2+H2S所形成的腐蚀产物硫化亚铁保护膜会与环烷酸反应，生成的Fe(RCOO)2，是油溶性化合物，他能够溶于油气中而不能形成紧密的、完整的腐蚀产物保护膜。因此高温环烷酸对常压塔的腐蚀最为严重29

36、。1.6.3 腐蚀的防护(1) 加强“一脱三注”工艺对于低温HC1H2SH2O腐蚀，目前国内主要采用“一脱三注”的方法，就是原油深度脱盐、脱后原油注碱、塔顶挥发线注氨(或胺)，注缓蚀剂30。这种方法主要除去原油中的杂质，中和已生成的酸性腐蚀介质，使设备表面形成防护层。常压塔的腐蚀速率主要取决于冷凝水中HC1浓度，而HCl浓度又主要取决于原油中MgCl2和CaC12的含量。 提高电脱盐技术 电脱盐是原油加工的第1个环节，其运行的好坏关系到后续装置的操作剂防腐蚀效果。搞好电脱盐操作，是控制常压装置腐蚀的根本的手段。采用电化学脱盐技术及先进的配套设备，如新型极板结构、原油含盐分析仪、微差压电容式水界

37、面控制系统、球形混合阀和静态混合器、破乳剂评选仪以及新型防爆阻抗变压器等。适当提高电脱盐罐直径，这样可以保证在一定的原油处理量下，有足够的停留时间进行脱盐脱水。同时要特别考虑电场强度、极板结构、通电层数和原油破乳剂，提高脱盐率，从根本上减轻设备腐蚀严重的状况 注氨水 注碱不能完全抑制HCl气体，用氨水来中和HCl，NH3与HCl生成NH4Cl，氨还能保持塔顶冷却系统呈碱性，使缓蚀剂较好地发挥作用。 注缓蚀剂 缓蚀剂能吸附在金属表面上，形成单分子层的抗水性保护膜，使腐蚀介质不能与金属表面接触，从而保护金属表面不受腐蚀。 注碱水 将冷凝水的酸性降低，降低腐蚀速度，注碱效果十分显著，通常可使HCl发

38、生量减少90% 左右。（2）设备方面 选材 合理选材是防止设备腐蚀的有效途径31。对于塔顶水冷却器，管束材料不宜选用碳钢和奥氏体不锈钢，因为有HCl-H2S-H2O腐蚀，同时氨化物对奥氏体不锈钢造成应力腐蚀开裂。故根据常压塔体不同部位腐蚀机理不同，应采用不同的防腐蚀材料。 结构。改变结构对设备的冲蚀破坏，避免高温油气直接冲击管束产生冲蚀及对外表面镀层的冲刷破坏32。在转油线虾米弯处，尽可能采用整体冲压弯管结构，并合理选用焊接工艺和焊条材料，进行必要的热处理。在塔进料段采用切向进料，避免对塔盘和防冲板的剧烈冲蚀。还可以在冷却器给水线上设置磁力除垢器，利用磁场磁化水达到除垢效果，不但可以节约化学除

39、垢的药剂费用，更重要的是有利于环境保护。 维护。常压塔的腐蚀主要集中在塔顶的HCl-H2S-H2O型化学和电化学腐蚀、柴油及蜡油部分的环烷酸化学腐蚀、进料段及塔底的高温硫化学腐蚀及冲蚀。针对不同部位的腐蚀情况，从电化学方法和设备两个方面人手，采用不同的防腐方法以达到较好的防腐效果。2 毕业设计说明书2.1 题目350万吨/年辽河原油掺炼凝析油蒸馏装置工艺设计2.2 基础数据2.2.1 产品性质表2-1 常压蒸馏产品性质馏分d4200%10%30%50%70%90%100%常顶0.748876108128140149163187常一0.8568213225240257272289302常二0.8

40、959286301310316321327334常三0.9377332348362374398422439常底0.99262724002.2.2 原油实沸点馏程d420=0.9730,凝析油0.78，掺炼10%表2-2 原油实沸点馏程馏分0-200200-300300-350350-400400-450450-500500收率v%2.428.899.105.3213.5815.7445.952.2.3 设计加工量350万吨/年2.3 装置生产方案的确定本设计所用原油为辽河油田原油。辽河油田地质构造复杂，重质低凝环烷基原油储量较为丰富，这种重质低凝环烷基原油具有密度大、粘度高的特点，往往含有大量

41、的胶质、沥青质，所以又称沥青基原油，可以生产各种优质沥青。通常还含有大量的环状烃和较多的芳烃，含蜡低，甚至不含蜡，是生产某些特种润滑油的良好原料，用它生产的低凝环烷基润滑油可以作为电气绝缘油、冷冻机油、橡胶工艺用油、润滑脂的基础油等。本设计为350万吨/年辽河原油掺炼凝析油加工方案，由于只对常压蒸馏部分进行工艺计算，故确定的方案如下：从初馏点至190.5可作为汽油馏分。190.5292.5可作为煤油馏分。292.5329.5可作为轻柴油馏分329.5350可作为重柴油馏分。2.4 流程的确定及特点装置加工辽河低凝环烷基原油，生产润滑油基础原料和优质的道路沥青原料，流程的特点是燃料润滑油型装置，

42、工艺路线为原油进装置换热电脱盐常压炉常压塔减压炉减压塔。装置未设初馏塔（闪蒸塔）是因为所加的原油属重质原油，轻组分较少的缘故。常压塔设三条侧线，二个中循环回流。常顶油作为汽油的调合组分（汽油产品升级后可作为化工裂解原料），常一线作为煤油的调合组分，常二线作为轻柴油的基础原料，常三线作为重柴油的基础原料。设计中预留了增设塔顶循环回流的换热塔板。本设计只是对常减压蒸馏装置的常压塔进行设计，其余部分包括减压塔、加热炉、抽真空系统、换热网络、机泵、容器等不在本设计的范围内。2.5 内容要求 2.5.1 说明部分（1）蒸馏过程的目的（2）装置生产方案的确定（3）流程的确定和特点 2.5.2 计算部分（1

43、）常压塔参数的确定（2）塔板的设计（3）塔板水力学计算 2.5.3 绘图部分（1）常压塔设备图（2）常减压装置工艺流程图3 设计计算3.1 常压塔参数的确定3.1.1 原油物性参数的计算(1) 体积平均沸点由公式tv=(t10+t30+t50+t70+t90)/5得：常顶 tv=(108+128+140+149+163)/5=137.6常一 tv=(225+240+257+272+289)/5=256.6常二 tv=(301+310+316+321+327)/5=315常三 tv=(348+362+374+398+422)/5=380.8(2) 恩氏蒸馏曲线斜率由公式 S =（t90- t10

44、）/（90-10）得：常顶 S =（163-108）/（90-10）=0.6875/%常一 S =（289-225）/（90-10）=0.8000/%常二 S =（327-301）/（90-10）=0.3250/%常三 S =（422-348）/（90-10）=0.9250/%(3) 立方平均沸点查石油炼制工艺学P29图2-9：常顶 3=1.55 tcu=137.6-1.5=136.1常一 3=1.0 tcu=256.6-1.0=255.6常二 3= 0.2 tcu=315-0.2=314.8常三 3=1.0 tcu=380.8-1.0=379.8(4) 中平均沸点查石油炼制工艺学P29图2-

45、9：常顶 4=2.5 tmc=137.6-2.5=135.1常一 4=3.8 tmc=256.6-3.8=252.8常二 4= 0.4 tmc=315-0.4=314.6常三 4=4.0 tmc=380.8-4.0=376.8(5) 特性因数K 查石油化工工艺计算图表P57图2-1-2常顶 K=11.9常一 K=11.4常二 K=11.3常三 K=11.2(6) 比重指数API由公式API=141.5/d15.6-131.5得: 常顶 API=56.2常一 API=32.8常二 API=25.7常三 API=18.8(7) 各馏分分子量 查石油化工工艺计算图表P57图2-1-2常顶 M=117常一 M=194常二 M=247常三 M=303(8) 平衡汽化温度 常顶：1)换算50%点温度恩式蒸馏10%-70%斜率=（149-108）/（70-10）=0.68 /