1 设计任务说明书
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。 2.1 原油性质及评价
按照关键馏分特性分类方法，大庆原油属于低硫石蜡基原油，其主要特点是含蜡量高、凝点高、沥青质含量低、重金属含量低、硫含量低。
（1）直馏汽油的辛烷值仅为37，应通过催化重整提高其辛烷值。
（2）直馏航空煤油馏分的密度小，结晶点高，只能符合2#航空煤油的规格标准。
（3）柴油馏分的辛烷值高、具有良好的燃烧性能，但其收率受凝点的限制。
（4）减压渣油的硫含量低、沥青质和重金属含量低、饱和分含量高，可以掺入减压馏分油
作为催化裂化原料，也可以经丙烷脱沥青及精制生产残渣润滑油。但由于渣油含沥青质和胶质较少，而蜡含量较高，难以生产高质量的沥青产品。
2.3 常压塔设计的参数确定
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约于塔顶产品接受罐的温度下塔顶产品的泡点压力。常压塔顶产品接收罐在1.0～2.5MPa的压力操作时，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成回流罐的操作压力后，加上塔顶馏出物流径管线、管件、冷凝冷却设备的压降即可计算得塔顶的操作压力。根据经验，通过冷凝器或换热器壳程的压力降一般约0.2MPa，使用空冷器时的压降可能稍低些。国内多数常压塔压力大约 在1.3～1.6MPa之间。
塔顶操作压力确定后，塔的各部位的操作压力也随之可以计算得。塔的各部位的操作压力与汽油流径塔盘时所造成的压降有关。本次设计选用浮阀塔板，其压力降为400～650MPa
2.3.2 操作温度的确定
确定精馏塔的各部位的操作压力后，就可以求出各点的操作温度。气相温度是该处油气分压下的露点温度，而液相温度则是其泡点温度。设计中按塔板上的气、液两相处于平衡状态计算。
（1）汽化段温度
汽化段温度就是进料的绝热闪蒸温度。已知汽化段和炉出口的操作压力而且产品总收率或常压塔拔出率和过汽化度、汽提蒸汽量等也已确定，就可以算出汽化段油气分压。于是可以作出进料在常压、在汽化段油气分压下以及炉出口压力下的三条平衡汽化曲线，根据预定的汽化段中的总汽化率eF,查得汽化段温度tF。
大灯高度可调
（2）塔底温度
根据经验原油蒸馏专职的初馏塔、常压塔及减压塔的塔底温度一般比汽化段温度低5～10℃。
（3）侧线温度
严格地说，侧线抽出温度应该是未经汽提的侧线产品在该处的油气分压下的泡点温度。然而往往手头有的是经汽提后的侧线产品的平衡汽化数据，为简化起见，通常都是按经汽提后的侧线产品在该处油气分压下的泡点温度来计算。
侧线温度的计算主要用猜测法,首先假设侧线温度tm，作适当的隔离体和热平衡，求出回流量，算得油气分压，再求得该油气分压下的泡点温度为tm′。若tm与tm′相近，认为假设正确，否则，从新假设，直到达至要求。
（4）塔顶温度
塔顶温度是塔顶产品在其本身有其分压下的露点温度。原油管压塔顶部凝气量很少，可忽略不计，忽略不凝气之后求得的塔顶温度较实际塔顶温度约高出3%可将计算结果乘以0.97作为采用的塔顶温度。
（5）侧线汽提塔底温度
当用水蒸气汽提时，汽提塔塔底温度比侧线抽出温度约低8—10℃。
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2.4常压塔设计中的一些经验数据
（1） 汽提蒸汽用量
参考《石油炼制工程》书中图7-52和7-12，取汽提水蒸汽量,如下表。
表2.1 汽提蒸汽用量
产品 | 蒸汽用量（质量分数），%（对产品） |
煤油 | 2～3 |
轻柴油 | 2～3 |
重柴油 | 2～4 |
塔底重油 | 2～4 |
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从节能角度来看，在可能的条件下，倾向于减少汽提蒸汽用量。
（2） 中段循环回流进出口温度差，国内多用80～120℃。
（3） 常压塔顶操作压力1.3～1.6MPa之间；通过冷凝器或换热器壳程压降一般约为0.2MPa；加热炉出口到精馏塔汽化段的压力降通常为0.34MPa。
（4） 生产航煤时，原油的最高加热温度为360～370℃。
2.5 塔板设计中的一些经验数据
本次设计选用F1型重阀（33克）浮阀塔板，其经验数据为:
（1）压力降400～600MPa；
（2）漏液量10%；
（3压力传感器电路）板间距与塔径之间的关系：
塔 径D/m | 0.3～0.5 | 0.5～0.8 | 0.8～1.6 | 1.6～2.0 | 2.0～2.4 | 〉2.4 |
板间距HT/mm | 200～300 | 300～350 | 350～450 | 450～600 | 500～800 | ≧800 |
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（4）板上液层高度hL,对常压塔一般取0.05～0.1m；
（5）适宜空塔气速与最大空塔气速关系：u=(0.6～0.8)×umax
（6）常用标准塔径为0.6、0.7、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2
…4.2m；
（7）塔板选型：凡直径在2.2m热交换设备以下的浮阀塔，一般采用单溢流，直径大于2.2m的塔可采用双溢流及阶梯流；
（8）堰长lw：对单溢流，一般取lw为（0.6～0.8）D;对双溢流，取（0.5～0.6保安接线排）D, 其中D为塔径；
（9）堰上液层高度how：设计时how应大于6mm，how超过60～70mm用双溢流型；
（10）液体在降液管内的停留时间不应小于3～5s；
（11）降液管底隙高度ho:一般不宜小于20～25mm，否则易于堵塞，或因安装偏差而使液
流不畅，造成液泛。设计时对小塔可取ho为25～30mm，对大塔可取40mm左右，最大可达150mm；
（12）塔板布置：直径800mm以内小塔采用整块式塔板，直径在1200mm以上的大塔，通常采用分块式塔板；直径在800～1200mm之间时，可根据制造与安装具体情况，任选一种结构。
（13）破沫区宽度Ws:当D﹤1.5m时，Ws=60～70mm；
当D﹥1.5m时，Ws=80～110mm；
直径小于1m的塔，Ws可适当减小。
（14）无效区宽度Wc：小塔为30～50mm，大塔可达50～75mm；
（15）动能因数的数值常在9～12之间；
（16）开孔率Φ，对常压塔或减压塔开孔率在10%～14%之间；
（17）充气因数εo:液相为水时εo=0.5；为油时εo=0.2～0.35；为碳氢化合物时εo=0.4～0.5；
（18）是考虑到降液管内充气及操作安全两种因素的校正系数。对于一般物系取0.3～0.4；对不易发泡的物系取0.6～0.7；
（19）物沫夹带量： ev﹤0.1kg；
（20）泛点率 ： 大塔 泛点率﹤80%；
直径0.9m以下的塔 泛点率﹤70%；
