万吨年炼油减压蒸馏装置设计毕业设计

毕业设计（论文）任务书

题目：500万吨/年炼油减压蒸馏装置设计

学生姓名 学院名称 化工学院 专 业 过程装备与控制工程 学 号 指导教师 职 称 教授

一、原始依据

随着工业的兴旺发展，我国对于石油的需求缺口越来越大。所以，石油的制备与储备也重要万分，炼油装置的高产高效也日益重要。

原油蒸馏是原油加工的第一道工序，它是先将原油进行加热，使其全部或部分气化，再将生成的气化物按照不同的温度，分段进行冷凝和冷却，得到不同要求的各种产品。这种气化与冷却冷凝的方式可以重复进行多次。原油通过蒸馏可分割成汽油、煤油、柴油等轻质馏分油，各种润滑油馏分、裂化原料(即减压馏分油或蜡油)等重质馏分油及减压渣油。

从常压塔底抽出的塔底油经减压炉加热至370—410 ℃左右后进入减压塔。由于原油在常压下加热至400 ℃以上时会产生裂化，引起加热炉炉管结焦，并影响产品质量，因此加热温度不宜再高，采用在负压下进行蒸馏，可获得更多的馏出油，以提供更多的二次加工原料。为了降低塔顶冷却器的阻力降，减少塔顶抽真空设备的负荷，减压塔馏出的产品基本上全部从侧线抽出，塔顶一般不出产品，直接与抽真空设备连接，一般塔顶压力为40 mmHg以下。抽真空设备的作用是将塔内产生的不凝气(主要是裂解气和漏入的空气)和吹入的水蒸汽连续地抽走以保证减压塔的真空度要求。根据生产要求，减压塔常开3—5个侧线，可用来制造润滑油或作催化裂化的原料。如对最下一个侧线产品的残炭值和重金属含量有较高要求，则需在塔进口与最下一个侧线抽出口之间设1—2个洗涤段。塔底渣油可以送至焦化或氧化沥青装置或其它渣油深度加工装置。为了充分回收热量，在装置流程中，将原油与减压塔各种经加工的馏分油在一系列换热器中进行换热。

减压精馏塔一般要求有尽可能高的拔出率，为此除了选用适当的真空泵使塔顶保持较高真空度外，应采用低阻力的塔内件。本课题主要是根据工艺数据进行设计原油减压蒸馏内件的结构，使得全塔压降降低，提高拔出率。通过对流程的分析和塔的设计，了解目前国内外该类设备的发展现状，思考对其有何改进，对蒸馏减压塔设备的研究可以提高学生的专业知识水平，对将来工作、科研打下良好的基础。

二、参考文献

[1] 廖芝文.常减压装置减压深拔模拟与实践.石化技术与应用,2008,26(2): 172-176

[2] 刘海燕,于建宁,鲍晓军.世界石油炼制技术现状及未来发展趋势.过程工程学

报,2007,7(1):176-185

[3] 赵建明．简述炼油技术的现状及发展[J]．中国科技财富，2008，10. [4] 王松汉主编，石油化工设计手册[M]．北京，化学工业出版社，2001年 [5] 罗资琴.论原油蒸馏技术的发展方向.兰州石化职业技术学院学报,2003,3 (1):1-3

[6] 汤湘华，丁少恒．2008年我国成品油市场半年回顾与展望．国际石油经济，2008，8：

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[7] 于长青．加氢裂化装置能耗分析及降耗措施[J]．广石化科技，2008，9(3)：17-21. [8] 陈士军，黄费喜．常减压蒸馏装置扩能改造新途径[J]．石油炼制与化工，2004，35(7)：

27-30.

[9] 兰州石油机械研究所主编．现代塔器技术[M]．北京，中国石化出版社，2005

三、设计（研究）内容和要求

设计目标：根据已有的工艺模拟计算和塔内件水力学计算结果，完成500万吨/

年减压塔内件的设计，掌握常规塔的设计方法，并熟练设计软件的应用。

设计内容：减压塔设计规格为φ4800/φ7800。总图和支承；DN4800管子、槽式

液体分布器、压圈、塔盘、集油箱(不考虑热膨胀结构，全连通设计)、填料支撑（云梯梁支承）；DN7800管子、槽式液体分布器、压圈、集油箱(考虑热膨胀结构，底部集油箱高度为250~300mm)、双切向和能量吸收器；双列叶片气体分布器

设计要求：(1) 各段填料、集油箱等支撑件需采用轻型结构，尽量减少占塔截面

积比例，尽可能避免填料段产生气液接触“死区”。

(2) 集油箱、液体分布器的设计要结构简单、易于制造安装，其高度

能满足上限操作即可。

(3) 液体分配器等在设计时应考虑塔内安装过程中能进行水平调节。 (4) 汽提段塔盘怕吹翻需考虑加强，辅梁用槽钢梁采用冲阀结构。

指导教师（签字）

年 月 日

审题小组组长（签字）

年 月 日

天津大学本科生毕业设计（论文）开题报告

课题名称 学院名称 学生姓名 500万吨/年炼油减压蒸馏装置设计 化工学院 专业名称 指导教师 过程装备与控制工程 一、课题的来源及意义 随着国民经济的快速发展，世界上对能源的需求量迅速上升，我国原油一次加工能力达到3.28亿吨/年，居世界第二位。我国的炼油技术主要借鉴国外，整体工艺流程多从国外引进，长期以来缺乏自主知识产权的技术，流程改进甚微，与发达国家有一定的差距，特别是我国炼油技术的能耗远远高于国外能耗水平，是制约我国原油加工技术发展的瓶颈。为了减少对国外的依赖，需要独立自主地解决重大工程技术难题。目前，由于原油价格体系与国际接轨，生产操作成本不断提高，石油化工行业面临着严峻的挑战。因此，必须提高炼油厂的应变能力，降低生产成本，以保持企业的竞争力。 常减压蒸馏装置是原油深加工的基础，蒸馏过程的方案和设计是否合理、生产操作是否稳定优化、产品质量是否良好等，直接影响各个后续加工过程的处理量、收率和全厂的生产均衡性、能耗及经济效益。 500万吨/年炼油减压装置设计工作的参与和完成将会对我的专业素养有一个质的提升，比如对化工设备内件的设计标准的熟悉，化工设备设计思路的开拓，设备设计方面经验的养成以及CAD制图能力。另外，从这次毕业设计中我也能学到设计工作的流程与分工，以及了解化工设备设计领域的情况。这一切无疑对我日后的发展有着举足轻重的作用。 二、国内外发展状况 原油预处理工艺， ? 某新粘稠原油预处理的方法：先将稠油用煤油馏分稀释，然后将脱钙剂与稀释后的稠油混合、沉降，再将脱酸剂与脱钙后的稠油混合、萃取，最后将脱钙剂和脱酸剂中的溶剂回收后返回脱钙段和脱酸段循环使用。该方法流程简单，能同时有效脱除粘稠原油中的钙、酸、盐等杂质。 ? 破乳剂价格的昂贵和极大短缺导致了必须寻找提高破乳剂再次使用效果的有效措施。研究表明可以通过正确计算相位间分配的数据来提高破乳剂再次使用的效果，通常是指进入原油预处理工艺流程选择投药点时的非离子表面活性剂。用这种方法已经解决了提高破乳剂再次使用的部分问题，它的关键在于乳化剂破坏后确定破乳剂输入的最佳位置，并且必须在破乳剂转换为水相指标的最大值和最小值相应的条件下确定。 ? 中国石化金陵公司研究院孙晓霞进行了关于乳化原油声--化学法脱水研究，认为可为炼油厂原油预处理提供一条新途径，有其重要的现实意义 减压塔设计 ? 使用链系统控制方法对常减压装置减压塔进行质量控制。通过对复杂的减压塔系统模型动态分段，控制作用逐级传递到受控输出，使整个减压塔的质量控制体系更加具有适应性和稳定性，进而对提高产品的质量产生重大的意义。整个系统在设计时由于预估和控制仅依赖局部信息，当局部发生故障时，不至于过多地降低全局性能，从而使整个减压塔质量控制自动化设备有了更高的可靠性。 ? 传统的湿式减压蒸馏技术，能耗较高，并产生大量含油污水。采用“微湿式”减压蒸馏技术(即装置工艺流程只在减压炉对流段与辐射段炉管之间注入少量中压蒸汽，减压塔不设汽提部分)，有利于提高减压拔出率，同时有效地降低了塔底汽提蒸汽量，减少了减顶冷凝器冷却水用量，降低了能耗。 ? 由于国内外原油日益变重，因此如何采用新技术来提高拔出率，得到较多的直馏馏分油已受到国内外炼油工作者的重视。国外一些公司对减压深拔技术进行了较为深入的研究并拥有专利技术或专有技术。近年来我国在常减压蒸馏装置的设计和改造工程中，都尽可能采用减压深拔技术以提高常减压蒸馏的总拔出率，使原油得到更充分、更有效的利用以增加经济效益。 三、 设计内容及研究方法 设计目标：根据已有的工艺模拟计算和塔内件水力学计算结果，完成500万吨/年减压塔内件的设计，掌握常规塔的设计方法，并熟练设计软件的应用。 设计内容：减压塔设计规格为φ4800/φ7800。总图和支承；DN4800管子、槽式液体分布器、压圈、塔盘、集油箱(不考虑热膨胀结构，全连通设计)、填料支撑（云梯梁支承）；DN7800管子、槽式液体分布器、压圈、集油箱(考虑热膨胀结构，底部集油箱高度为250~300mm)、双切向和能量吸收器；双列叶片气体分布器 设计原则：设计文件中的计量单位制采用SI单位制，温度单位采用摄氏度。在设计条件和操作弹性范围内保证所提供产品的机械性能、水力学性能、产品质量和收率。 四、进度安排 2009.12.24~2010.01.20 接收毕业设计书，查阅资料； 2010.03.01~2010.03.12 开题阶段，撰写开题报告；

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