1、1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 2一、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
2、常压塔底抽出的塔底油经减压炉加热至 370410 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 35 个侧线，可用来制造润滑油或作催化裂化的原
3、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 12 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
4、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): 172-1762 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):176-1853 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):1-336 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，2008，8：55-60.7 于长青加氢裂化装置能耗分析及降
5、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 4800/7800。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
6、、压圈、集油箱(考虑热膨胀结构，底部集油箱高度为 250300mm)、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4天津大学本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称 500 万吨/年炼油减压蒸馏装置设计学院名称 化工学院
7、 专业名称 过程装备与控制工程学生姓名 指导教师一、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
8、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。2、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
9、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5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-
10、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
11、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。3、 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
12、计规格为 4800/7800。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 250300mm)、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。4、进度安排2009.12.242010.01.20 接收毕业设计书，查阅资料；62010.03.012010.03.12 开题阶段，撰写开题报
13、告；2010.03.142010.03.21 参观工程和熟悉资料等内容；2010.03.212010.06.13 开展设计工作，编写设计说明书，整理计算书并完成论文；2010.06.142010.06.20 准备与参加毕业答辩。 5、可行性分析本课题通过资料的收集，以工艺模拟计算和塔内件水力学计算各项数据为基础，完成减压塔内件的设计。在设计过程中，本课题组良好的设计基础和指导老师的精心指导，学生专业知识的学习及对 AutoCAD 和 ProE 等设计软件的熟练掌握都为本课题的研究完成提供了条件。由设计内容与过程可知，本设计内容可以有天津大学过程装备与控制工程专业四年学制的本科生参与。同时时间安
14、排合理，可行性较高。6、具备的试验条件天津大学精馏技术国家工程研究中心拥有各类先进的软件系统，广泛应用于工艺模拟，流体力学计算、塔内件设计、强度校核计算等，具备本课题研究所需的全部硬件条件。精馏中心具有一流的设计人员，丰富的工程设计经验及良好的设计条件，完成了单套年处理能力突破 500 万吨、800 万吨直至 1000 万吨的炼油减压蒸馏装置技术创新，同时多次创造国内最大直径塔器的研制记录，且本课题研究的 500 万吨/年炼油装置前期工艺计算和设计基本完成。七、主要参考文献10 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): 172-17611 刘海燕,于建宁,鲍
15、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):176-18512 赵建明简述炼油技术的现状及发展J中国科技财富， 2008，10.13 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14 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):1-315 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，2008，8：55-60.16 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) ：17-21.17 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(
16、7) ：27-30.18 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， 200519 姜 斌，林志伟，毛福忠，陈开辈，池 琳，严 谆特大型减压深拔的减压塔石油化工设备技术 北京, 2009720 娄世松，张鸿勋江汉原油预处理技术研究M北京，石油化工腐蚀与防护， 199821 聂德清化工设备设计 EM北京，化学工业出版社，199122 张远声腐蚀破坏事故 100 例 EM北京，化学工业出版社，2001选题是否合适： 是 否课题能否实现： 能 不能指导教师（签字）年 月 日选题是否合适： 是 否课题能否实现： 能 不能审题小组组长（签字）年 月 日8摘 要本文介绍了原油蒸馏生产工艺，
17、具体分析了原油蒸馏生产的工艺流程，结合工艺流程设计了原油减压蒸馏塔的内件装配图。原油蒸馏生产工艺具体分为原油预处理，常压蒸馏，减压蒸馏三个工序。本文结合实际生产要求分析了原油减压蒸馏的工艺流程和特点，详细介绍了这套年处理能力 500 万吨的原油减压蒸馏装置的内件设计。主要介绍了槽式液体分布器，洗涤油分布管，回流分布管的具体设计过程以及结构特点分析。对集油箱进行了相关的流体力学分析与强度校核。填料塔内件主要有填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集装置和其他分布装置等。合理的选择和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。 关键词：原油蒸馏；减压蒸馏；填料塔；液体分布
18、器；集油箱； 9ABSTRACTIn this paper,auther introduced the production methods of crude oil distillation.This article analysed the process of crude oil distillation and designed the assembly drawing of vacuum crude distillation columns according to the process.the process of crude oil distillation classify
19、into three sections which are specific pretreatment, atmospheric distillation and vacuum distillation. In this paper,auther analyzed the process and feature of crude oil distillation Combined with practical production requirements. This article specifically analyzed the design of inner parts of the
20、vacuum crude distillation columns which can process 500 ton annually. Author mainly introduces the design process and structural characteristics of trough liquid distributors, Washing oil distribution pipe and reflux distribution pipe. Analysis of hydrodynamics and strength check of oil sump tank we
21、re discussed also.The packed distillation mainly contents the padding blocking, the padding contract- ing, and the liquid distribution installment and so on. Choice and design the reasonable and distillation contents to guarantee the absorption chamber the normal work, Operation and performance.Key
22、word : crude oil distillation ;vacuum distillation;packed ;columns; liquid distributors; oil sump tank 10目 录第一章 文献综述 11.1 石油工业简介 11.2 石油蒸馏工艺 21.3 塔设备及原油减压塔 31.4 小结 6第二章 原油蒸馏工艺流程 82.1 原油蒸馏具体工艺流程 82.2 原油蒸馏工艺特点 9第三章 原油减压蒸馏塔的设计 103.1 原油减压蒸馏塔基本设计要求103.2 原油减压蒸馏塔设计方案103.3 原油减压蒸馏塔内件设计143.4 原油减压蒸馏塔内件应力分析20参考文献 附录 外文资料中文译文
