分馏塔的标定计算.docx
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分馏塔的标定计算
分馏塔的标定计算
为做到心中有数，炼油生产的关键在于分馏的精确度，就要对一些炼油生产过程进行一些基本的数量的分析：
核算可以是全装置的，即对所有的动设备（泵、压缩机、电动机）和静设备（炉、塔、换热器）进行核算。
也可以是局部的，对一个塔、一台换热器、或一座加热炉进行核算。
对一个分馏塔来说，要想挖掘他的潜力，就需要对塔现有生产情况有一个基本了解，了解它是否还有潜力，潜力有多大，当提高处理量后又会出现什麽矛盾等等。
要比较确切地解决这些问题，就必须在塔现有操作条件下，有一基本数量的分析，作为指导我们进一步改进的依据。
同时装置的标定核算是管好生产的重要手段。
一、核算前的准备工作
1、集核算所需要的数据，无论是全装置的核算还是局部的核算，都要根据核算的目的、任务，收集核算所必须的原始数据，如流量、温度、压力、密度、油品的馏分性质和有关物理性质、组成等。
必须注意的是，为使核算具有代表性，收集数据必须是在生产稳定，处理量较大的情况下同时进行，否则将会产生物料不平衡，热量不平衡，给核算增加麻烦。
2、整理、处理数据
从仪表、罐区和化验室所得到的各种数据，不可能完全准确，有些数据可能出现矛盾，这时，就需要反复校核，综合分析去伪存真，使核算建立在比较可靠的基础上。
二、核算的步骤
分馏塔标定时，设备的尺寸，操作条件是已知的，标定的主要目的是检查分馏塔处理量还能提高多少？
汽液负荷沿塔高分布是否均匀。
核算的关键是计算塔内各截面的汽液负荷。
简要步骤如下：
1、列全塔物料平衡，确定各物料的流量。
2、列全塔热平衡及各回流热分配的计算。
3、通过热平衡计算，求出最大内回流量和蒸汽量的截面。
4、核算最大汽相负荷的有关指标。
5、核算结果汇总及分析。
三、常压塔标定计算示例[原始测定数据]
1、塔结构尺寸：
塔径Φ3.8米；塔高40.6米；塔板数48块；塔板型式：
浮阀；板间距600毫米；塔板开孔率12%；降液管面积占塔截面积10%；溢流堰长中间3588毫米；两侧2034毫米。
表—1油品性质
油品
比重
运动黏度（厘沱）
恩氏蒸馏℃
20℃
50℃
初馏
10%
50%
90%
干点
原油
0.9074
350℃，32%
常顶
0.6986
37
58
88
114
120
常一线
0.7940
1.47
141
156
181
215
224
常二线
0.8208
2.61
245
256
273
299
313
常三线
0.8485
6.64
253
315
347
350℃，55%
常一中回流
0.8153
182
207
220
299
338
常二中回流
0.8317
7.85
3.66
247
281
299
319
339
常底重油
0.9334
292
335
350℃，17%
Ⅰ94℃
Ⅳ常顶11×103公斤/时
58℃
顶回流37.5×103公斤/时
115℃433℃
水蒸气0.5×103公斤/时
常一中回流常一线
52.7×103公斤/时148℃18.5×103公斤/时
206℃
Ⅲ
121℃433℃水蒸气0.55×103公斤/时
244℃常二线
常二中回流26×103公斤/时
44.8×103公斤/时
291℃
Ⅱ
未吹气
314℃常三线
28×103公斤/时
361℃
原油
337.5×103公斤/时
433℃
水蒸气4.0×103公斤/时
表压
0.65公斤/厘米2
357℃常底重油
252.7×103公斤/时
图—1分馏塔测定数据（压力值为表压）
二、测定数据：
各点温度、压力及流量数据见图—1。
外压为700毫米汞柱。
（1）、物料平衡见表—2
常压塔物料平衡表
表—2
入方
出方
物料
流量公斤/时
%
物料
流量公斤/时
%
原油
337.5×103
100
常顶
11.0×103
3.2
常一线
18.5×103
5.5
常二线
26.0×103
7.7
常三线
28.0×103
8.3
重油
252.7×103
74.9
损失
1.3×103
0.4
总计
337.5×103
100
总计
337.5×103
100
（2）、油品性质有关数据计算见表—3
油品性质数据表
表—3
物料
体积平均沸点（体）℃
恩氏蒸馏线斜率
℃/%
中平均
沸点
℃
立方平
均沸点
℃
比重指数
API
特性因数
K
分子量
M
常顶
87
0.7
83
85
70
12.3
93
常一线
183
0.74
179
181
45.6
11.7
142
常二线
275
0.53
273
274
40
12.0
222
常三线
347
0.8
342
345
34.5
12.15
297
一中回流
219
0.28
218
218
41.1
11.7
170
二中回流
300
0.5
297
299
37.7
12.0
244
常底重油
19.5
1、算步骤以常顶为例如下：
体积平均沸点t体===87℃
恩氏蒸馏曲线斜率N===0.7（℃/%）
查计算图表得：
中平均沸点t中=87–4=83℃
立方平均沸点t立=87–2=85℃
比重指数API=-131.5=-131.5=70
（常顶比重t=0.6986换算为t=0.7037）
查计算图表得特性因数K=12.3
平均分子量M=93
其它油品的物理性数据的计算方法与上同，计算结果列入表—3中。
2、作全塔热平衡（封闭圈Ⅰ）同时可校核原始数据是否准确，（见表—4）
3、回流热的分配情况：
（1）、塔顶回流热Q顶=G顶（gv94–gL58）
=37.5×103（137–31）
=368×104[千卡/小时]
（2）、一中回流热Q一中=G一中（gv206–gL115）
=52.7×103（121–67）
=285×104[千卡/时]
（3）、二中回流热Q二中=G二中（gv290–gL121）
=44.8×103（180–68）
=503×104[千卡/时]
总回流热Q顶+Q一中+Q二中
=（368+285+503）×104
=1178×104[千卡/时]
顶回流热%===31.8%
常一中回流取热%===24.7%
常二中回流取热%===43.5%
4、二中抽出板下气相负荷：
C
（1）、热平衡：
（封闭圈Ⅱ）表—4
入方
项目
温度
℃
相
态
热焓
千卡/公斤
流量
公斤/时
热量
千卡/时
常顶
300
气
253
110×103
278×104
常一线
300
气
240
18.5×103
444×104
常二线
300
气
237
26.0×103
616×104
内回流蒸汽
300
气
235
L
235L
水蒸气（塔底）
300
气
735
4.0×103
294×104
水蒸气（常一、二线）
433
气
800
1.05×103
84×104
总计
1716×104+235L
出方
项目
温度
℃
相
态
热焓
千卡/公斤
流量
公斤/时
热量
千卡/时
常顶
94
气
139
11.0×103
153×104
常一线
148
液
87
18.5×103
161×104
常二线
244
液
148
26.0×103
385×104
内回流
290
液
180
L
180L
水蒸气
94
气
640
5.05×103
323×104
回流取出热
1156×104
总计
2178×104+180L
由热平衡计算：
入方=出方
1716×104+235L=2178×104+180L
求出内回流是：
L=
2178×104-1716×104
=83.9×103[公斤/时]
235–180
（2）、气相总重量：
Gv=内回流量+常顶量+常一量+常二量+塔底水蒸气量
=83.4×103+11.0×103+18.5×103+26.0×103+4.0×103
=143.4×103[公斤/时]
（3）、气相总分子量：
ηv=
=
=931[公斤/时]
（4）、气体体积流量：
根据气相方程式PV=nRT
V=ηv×22.4××
=931×22.4××
=27800米3/时
=7.74米3/秒
压力P值1.573系由塔顶及汽化段压力测定值用内插法估算而得：
P=1.65-×15=1.573公斤/厘米2
（5）、二中回流抽出板下空塔气速：
塔截面积：
F=*D2=0.785×3.82=11.33米2
空塔线速：
W实=
（6）、二中回流抽出板下允许空塔气速：
液体重度γL=605公斤/米3
气体重度γV==5.16公斤/米3
二中回流API=37.3，γ=0.832查计算图表得：
当ｔ=300℃时γL=605[公斤/米3]
当板间距为600毫米时，查计算图表得：
K=345
允许空塔气速：
W=
（7）、泛点百分数：
=66%
（8）、动能因数：
阀孔气速（二中回流抽出板开孔率为12%）
ｗ0==5.69（米/秒）
空塔及阀孔动能因数分别为：
F
F
5、二中回流抽出板上液相负荷：
液体总流量：
G液=内回流量+二中回流量
=83.9*103+44.8*103
=128.7*103公斤/米3
液体体积流量：
V液=
降液管流速：
W液=
溢流强度：
L溢=
常一中抽出板及塔顶气、液相负荷的计算与此相同，不在重复。
计算结果汇总；
气相及液相负荷列表如下
项目
单位
塔顶
一中抽
出板下
二中抽
出板下
汽化段
气相负荷
流量
公斤/时
58.15*103
91.35*103
143.4*103
90.0*103
公斤分子/时
845.8
838.6
431
690.8
米3/时
18.5*103
22.0*103
27.8*103
20.8*103
重度
公斤/米3
3.14
4.15
5.16
4.32
空塔气速
米/秒
0.452
0.538
0.682
0.508
允许空塔气速
米/秒
1.25
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