常减压技术培训教材.docx

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1、常减压技术培训教案第一章 基础知识第一节 炼油基础知识一、 流体力学基础知识流体是指具有流动性的物体，是气体和液体的总称。流体力学是以力学原理为基础，运用数学和试验的方法，研究流体在静止和运动时的规律。在石油化工生产中有广泛应用。1、 流体静力学流体静力学是研究流体在静止状态或流体在外力作用下达到平衡时，流体内部压力变化的规律。1) 压强流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。国际制单位为帕斯卡（Pa=N/m2），1Mpa=106Pa。现列出一些常见的压力单位及它们的换算关系如下：1atm=101325Pa=101.3kPa（千帕）=0.1013（兆帕） =10330千克（力）/米2 =

2、1.033kgf/cm2 =10.33mH2O =760mmHg压强的表示方法：绝对压强、表压强、真空度。绝对压强是以绝对零压作为起点计算的压强。通常大气压强为0.1Mpa。表压强是以大气压强为起点计算的压强，即用测压仪表所测得的压强。表压强=绝对压强-大气压强。真空度是当被测流体的绝对压强小于外界大气压强时，用真空表测量的。真空度=大气压强-绝对压强。2) 流体静力学基本方程流体静力学方程是研究流体在重力作用下，静止流体内部压强变化的规律。P=P0+gh 称为流体的静力学方程。其中P为流体压强，为流体密度，h为流体的高度。2、 流体动力学1) 流量与流速单位时间内通过管道任一截面的流体量，称

3、为流量。流量通常用体积流量和质量流量来表示。体积流量与质量流量的关系为：m=V，kg/s式中 V体积流量，m3/sm质量流量，kg/s在操作条件下流体的密度，kg/m3单位时间内流过单位截面积的流体量，称为流速。通常用体积流速和质量流速来表示。体积流速用表示（单位：m/s）=V/A式中 A与流体方向相垂直的管道截面积，m2。质量流速用u表示（单位：kg/m2s）u=m/A2) 稳定流动下的物料平衡连续性方程流体在管道中流动时，任一截面处流体的密度、压强、流量和流速等均随位置而变化，不随时间而变化，这种流动称为稳定流动。流体在管道中流动时，任一截面处流体的密度、压强、流量和流速等均随时间而变化，

4、称为不稳定流动。流体在稳定系统中连续流动时，如果管路中没有流体的增加和损失，根据能量守恒定律，每单位时间内通过不同管径的各截面的流体质量应相等。1A11=2A22为流体在管道中作稳定流动时的连续性方程。其中A1 、A2为管道截面积，1、2为流速，1、2为密度。3、 流量测量方法：1) 孔板流量计孔板流量计是根据静压能和动能可以互相转化为原理而设计的。孔板流量计的流量与压强差之间的定量关系，可以由柏努力方程进行分析。工程应用范围较广。2) 转子流量计转子流量计是在一根倒锥形的垂直玻璃管内，装有一个能自由旋转的转子对流体进行测量。它的优点是读取流量方便，能量损失小，测量范围宽、精度高，但操作中流量

5、计玻璃管易破碎。二、 蒸馏原理蒸馏是利用液体混合物中各组分在同一压力下沸点不同，将液体混合物中各组分进行分离的方法。在蒸馏操作中，可归纳为：闪蒸（平衡汽化）、蒸馏、精馏。1、 闪蒸进料以某种方式被加热至部分汽化，经过减压设施，在容器（如闪蒸罐、蒸发塔、蒸馏塔的汽化段等）内，在一定温度和压力的作用下，汽、液两相迅速分离，得到相应的汽相和液相产物，此过程即称为闪蒸。2、 蒸馏蒸馏是液体混合物在蒸馏釜中被加热，在一定压力下，当温度达到混合物的泡点温度时，液体开始汽化，生成微量蒸汽。生成的蒸汽当即被引出并经过冷凝冷却后收集起来，同时液体继续加热，继续生成蒸汽并被引出。这种蒸馏方式称为蒸馏。3、 精馏精

6、馏是分离液相混合物的很有效的手段，精馏有连续式和间歇式两种。现代石油加装置中都采用连续式精馏，而间歇式精馏则由于它是一种不稳定过程，而且处理能力有限，因而只用于小型装置和实验室。精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓度梯度的建立以及接触设施的存在是精馏过程得以进行的必要条件。精馏的基本原理和规律不仅适用于二元或多元系精馏过程，而且也同样适用于石油精馏过程。石油精馏有它自己明显的特点：第一，石油是烃类和非烃类的复杂混合物，石油精馏是典型的复杂系精馏。在实际的石油精馏过程中，不可能按组分要求分离产品，而且石油产品的使用也不需要提出这样的要求。因此，石油精馏时对分馏精确度的要求一般不如化工产品的精馏所要求的那

7、样高。再者，精馏原料的沸程很宽，对原油来说，甚至在真空条件下，还有许多重组分都不能汽化而不发生化学变化。第二，炼油工业是个大规模生产的工业，大型炼厂的年处理量动辄以百万吨乃至千万吨计，即使所谓的小炼厂，其处理量也达几万吨至十数万吨。这个特点必然会反映到对石油精馏在工艺、设备、成本、安全等方面的要求。4、 石油精馏塔的工艺物征1) 复合塔按照一般的多元精馏办法，需要n-1 个精馏塔才能把原料分割成n 个产品。但是在石油精馏中，各种产品本身也是一种复杂的混合物，它们之间的分离精确度并不要求较高，两种产品之间需要的塔板数并不多，因此，可以把几个塔结合成一个塔。这种塔实际上等于把几个塔简单精馏塔重叠起

8、来，它的精馏段相当于原来几个塔的精馏段的组合，下段为第一个塔的提馏段，这样的塔称为复合塔或复杂塔。2) 汽提塔和汽提段在精馏塔内汽油、柴油等产品之间只有精馏段而没有提馏段，侧线产品中必然会含有相当数量的轻馏分，这样不仅影响本侧线产品的质量，而且降低了较轻馏分的产率。为此，常在外侧设提段塔，经常塔底不设重沸器，而只是通入少量过热蒸汽，降低塔内油汽分压，使混入产品中的较轻组分返回分馏塔。3) 全塔热平衡由于塔底不设再沸器，它的热量来源几乎完全取决于加热炉加热的进料。汽提水蒸汽虽也带入一些热量，但由于只放出部分显热，而且水蒸汽量不大，因而这部分热量是不大的。这种全塔热平衡的情况引出以下的结果：第一，

9、塔进料的总热量加上水蒸汽热量应等于各侧线抽出热量之和；第二，在进料状态被规定的情况下，塔内的回流比实际上就被全塔热平衡确定了。三、 传热的基本方式热量的传递是由于物体内或系统内两部分之间的温度不同而引起的，也就是说温度差是传热过程的推动力。根据传热的基本原理不同，热量传递的基本方式分为热传导、对流传热和辐射传热。1、 热传导热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程为热传导，简称导热。在工程中，研究热传导的中心问题是单位时间内通过固体壁所传递的热量，称为传热速率。所谓速率是指物质或能量传递的快慢程度。2、 对流对流是指流体各部分质点发生相对位移而

10、引起的热量传递过程，因而对流只能发生在流体中。3、 辐射辐射是一种以电磁波传播能量的现象。辐射传热不需要任何物质做媒介，可以在真空中进行，不仅有能量的转移，而且伴有能量形式的转化。传导、对流、辐射这三种传热方式往往不是孤立出现的，很多情况下是同时出现的，问题只是哪一种传热占主导地位。例如换热器主要是以对流和热传导结合方式进行传热，而加热炉则以辐射传热方式为主。4、强化传热的途径强化传热就是提高传热效率。这是当前生产中充分利用热源，提高热能回收率的一个关键问题。1) 增大传热面积增大传热面积可以增加传热的热量，但单独增大传热面积并不算强化。改进设备结构，如空冷器在钢管外缠绕翅片，则可显著提高传热

11、效率。目前国内应用的板式、板翅式换热器都能有效地提高传热效率。2) 增加传热温差温差是传热过程中的推动力，温差越大，传热效果越好。但是生产中物料温度往往由工艺条件所决定，不能任意变动。因此温差tm改变是有限的，只能在流程设计时确定合理的换热方案，采用逆流操作，尽可能提高传热温差。3) 提高传热系数提高传热系数a是强化传热的有效途径。根据传热系数计算公式可知，要提高a值，就必须设法减小对流及传导的热阻，也就是说要提高对流给热系数和传导系数。具体可采用下列方法：（a）增加流体流速，增大流体湍流程度，以减小层流边界层厚度，减小热阻，则可以提高传热系数a值。在换热器中安装折流板或折流杆等方法可达到上述

12、目的。（b）增大流体的导热系数，如原子能工业中采用液体金属作热载体，以提高a值。（c）防止换热器管内外结垢和及时除垢是工业生产中提高传热效率的有效办法。换热器使用一段时间后，垢层变厚，影响传热效率。生产实践证明，若管子的两侧各结油垢厚1mm（油垢导热系数为0.58W/（m.C），计算出传热系数a值就能下降25%左右。因此提高传热系数a值，首先要清除换热器内结垢。四、 物料平衡和热量平衡1、物料平衡物料衡算的根据是质量守恒定律：进入任何过程的物料质量，必须等于从该过程离开的物料质量与积存于该过程中的物料质量之和：输入=输出+积存2、热量平衡化工生产中所需的能量以热量为主，用于改变物料的温度与聚集

13、状态，以及提供反应所需热量等。若操作中有几种能量相互转化，则其间的关系可通过能量衡算确定；若只涉及到热能，能量衡算便简化为热量衡算。能量衡算的根据是能量守恒定律。对于稳定过程，有“输入=输出”，这个关系若针对焓来运用，所作的衡算即为热量衡算。热量衡算中需要考虑的项目是进出设备的物料本身的焓与从外界加入或向外界送出的热，有化学反应时则还包括反应所吸收或放出的热。SI制中能量和热量的单位都是J（焦尔）或kJ（千焦尔）。1J=1Nm。工程制的能量单位是千克（力）米，热量单位是千卡。它们之间的换算关系如下： 1千卡=427千克（力）米=4.187kJ作热量衡算时也和物料衡算时一样，要表示清楚衡算范围和

14、衡算基准。此外，由于焓值大小与从哪一温度算起有关，因而热量衡算还要指明基准温度。物料的焓值常从0算起，若以0为基准，亦可不再指明。有时为方便计，以进料温度或以环境温度作为基准温度，或采用数据资料的基温（例如反应热的基温是25），这时就一定要指明。第二节 原油化学组成及产品性质一、 原油的一般性状、元素组成、馏分组成1、 原油的一般性状原油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体，相对密度一般介于0.800.98之间。2、 原油的元素组成原油的元素组成：原油是由烃类及非烃类化合物组成的一种复杂的混合物，除了含有碳、氢之外，还含有硫、氮、氧及微量的金属和非金属元素。原油中碳氢这两种元素含量一

15、般占95%以上。3、 原油的馏分组成原油中从常压蒸馏开始馏出的温度（初馏点）到200（或180）之间的轻馏分称为汽油馏分（也称轻油或石脑油馏分）；常压蒸馏200（或180）350之间的中间馏分称为煤柴油馏分或称常压瓦斯油；将相当于常压下350500的高沸点馏分称为减压馏分或称润滑油馏分或称减压瓦斯油；而减压蒸馏后残留的500的油称为减压渣油；将常压蒸馏后350的油称为常压渣油。二、 原油馏分的烃类组成原油中主要含有烃类和非烃类这两大类。原油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃以及在分子中兼有这三类烃结构的混合烃构成。1、 原油烃类组成表示方法1) 单体烃组成单体烃组成是表明石油及其馏分中每一单体

16、化合物的含量。2) 族组成：以某一馏分中不同族烃含量来表示。煤油、柴油及减压馏分，族组成通常以饱和烃（烷烃和环烷烃）、轻芳香烃（单环芳烃）、中芳香烃（双环芳烃）、重芳香烃（多环芳烃）及非烃组分等含量来表示。对于减压渣油，目前一般还是用溶剂处理及液相色谱法将减压渣油分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质四个组分来表示。3) 结构族组成表示法2、 原油气体及原油馏分的烃类组成原油气体主要由气态烃组成。原油气体因其来源不同，可分为天然气和原油炼厂气两类。1) 天然气的组成天然气是指埋藏于地层中自然形成的气体。2) 炼厂气的组成原油炼厂气的组成因加工条件及原料的不同，可以有很大差别。在高温热解反应的气体中含

17、有烯，而在催化重整反应的气体中其主要是大量的乙烯；在催化裂化反应的气体中含有较大量的异丁烷；在催化裂解反应的气体中含有大量的丙烯和丁成分是氢气。三、 原油中的非烃化合物原油中的非烃化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物以及胶状沥青状物质。1、 原油中的含硫化合物1) 原油及其馏分中硫的分布通常将含硫量高于2.0%的原油称为高硫原油，低于0.5%的称为低硫原油，介于0.5%2.0%之间的称为含硫原油。2) 硫在石油及其馏分中的存在形态硫在石油中的存在形态已经确定的有：元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等类型的有机含硫化合物，此外尚有少量其他类型的含硫化合物。这些硫化物按性质划分时，可分为两

18、大类：活性硫化物和非活性硫化物。活性硫化物主要包括元素硫、硫化氢和硫醇等，它们的共同特点是对金属设备有较强的腐蚀作用；非活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等对金属设备无腐蚀作用的硫化物，经受热分解后一些非活性硫化物将会转变成活性硫化物。元素硫（S）和硫化氢（H2S）多是其他含硫化合物的分解产物，硫和硫化氢又可以互相转变。硫醇（RSH）在石油中含量不多，它的沸点较相应的醇类要低得多，因此硫醇多存于低沸点馏分中。随着馏分沸程升高，硫醇含量急剧降低，在350以上的高沸点馏分中硫醇含量极少。2、 石油中的含氮化合物1) 石油中的氮含量及分布石油中的氮分布也是随着馏分沸点的升高，其氮含量迅速增加，约

19、有80%的氮集中在400以上的重油中。石油中的含氮化合物对石油的催化加工和产品的使用性能都有不利的影响，它往往使催化剂中毒失活，或引起石油产品的不安定性，易生成胶状沉淀，所以必须尽可能加以脱除。2) 石油中含氮化合物的类型石油中的含氮化合物按其酸碱性通常分成两大类：碱性含氮化合物和非碱性含氮化合物。3、 石油中的含氧化合物石油中的氧元素都是以有机含氧化合物的形式存在的。这些含氧化合物大致有两种类型：酸性含氧化合物和中性含氧化合物。4、 渣油以及渣油中的胶质、沥青质减压渣油是原油中沸点最高，相对分子质量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分。1) 减压渣油的性质碳含量一般在85%-87%之间，

20、氢含量一般在11%-12%之间。就氢碳原子比而言，我国多数减压渣油为1.6左右。我国减压渣油中硫含量一般都不高，而氮含量相对较高，而且原油中绝大部分氮是集中在减压渣油中。我国减压渣油的平均相对分子质量大多在1000左右。金属含量一般不高，并且我国绝大多数减压渣油中镍含量远大于钒含量。我国减压渣油的收率偏高，一般占原油的40%-50%。2) 减压渣油的化学组成减压渣油的化学组成，常采用四组分分析法将减压渣油分离成饱和分、芳香分、胶质和沥青质。与国外渣油相比，我国减压渣油中的芳香分含量不太高，一般在30%左右；我国减压渣油中庚烷沥青质的含量普遍较低，大多数小于3%；我国减压渣油中的胶质含量一般较高

21、，大多在40%50%左右，几乎占减压渣油含量的一半。3) 减压渣油中的胶质、沥青质胶质通常为褐色至暗褐色的粘稠且流动性很差的液体或无定形固体，受热时熔融。胶质的相对密度在1.0左右。胶质是石油中相对分子质量及极性仅次于沥青质的大分子非烃化合物。第三节 油品的物理化学性质一、 油品的蒸气压1、蒸气压蒸气压是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压表示该液体在一定温度下的蒸发和气化的能力，蒸气压愈高的液体愈易于气化。2、纯烃的蒸气压 纯烃和其它的液体一样，其蒸气压随液体的温度及摩尔气化潜热的不同而不同。液体的温度越高，摩尔气化热越小，则其蒸气压越高。3、石

22、油馏分的蒸气压 石油馏分蒸气压不仅与温度有关，还与油品的组成有关，而油品的组成是随气化率的不同而改变的，因此，石油馏分的蒸汽压也因气化率的不同而不同，在温度一定时，油品气化率越高，则液相组成就越重，其蒸气压就越小。 石油馏分蒸气压通常有两种表示方法：一种是工艺计算中常用的真实蒸气压，也称为泡点蒸汽压，即气化率为零时的蒸气压。另一种是油品规格中雷德蒸气压，它是在38，气相体积和液相体积比例等于4时测定的条件蒸气压。通常真实蒸气压比雷德蒸气压高。雷德蒸气压较易测定。二、 馏程（沸程）对于石油馏分这类组成复杂的混合物，一般常用沸点范围来表征其蒸发及气化性能。沸点范围又称沸程。恩氏蒸馏测定过程是将10

23、0ml（20下）油品放入标准的蒸馏瓶中按规定的速度进行加热，其馏出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点。随后，其温度逐渐升高而不断地馏出，依次记下馏出液达10ml、20ml、直至90ml时的气相温度，称为10%，20%，90%馏出温度。当气相温度升高到一定数值后，它就不再上升反而回落，这个最高的气相温度称为干点（或终馏点）。油品的馏程大致如下： 汽油40200 煤油200300 航空煤油 130250 柴油250350 润滑油350520 重质燃料油 520 恩氏蒸馏是粗略的蒸馏设备，得到的馏分组成结果是条件性的，它不能代表馏出物的真实沸点范围，所以它只能用于油品的相对比较，或大致判断油品中轻重

24、组分的相对含量。三、 平均沸点馏程在原油的评价和油品规格上虽然用处很大，但在工艺计算上却不能直接应用，因此，工艺计算上为了要表示某一馏分油的特征，需用平均沸点的概念。它在设计计算及其它物理性质的求定上用处很大。平均沸点的表达方法有好几种，意义和用途也不一样，但都是根据恩氏蒸馏体积平均沸点和斜率求得，现叙述如下：1、体积平均沸点（tv） 由恩氏蒸馏测定的10%、30%、50%、70%、90%这五个馏出温度计算得到。2、质量平均沸点（tw） 为各组分质量分数和相应的馏出温度的乘积之和。3、立方平均沸点（tcu） 为各组分体积分数乘以各组分沸点立方根之和再立方。4、分子平均沸点（tm） 为各组分摩尔

25、分数和相应的沸点乘积之和。5、平均沸点（tme） 为立方平均沸点与实分子平均沸点的算术平均值。四、 密度和相对密度单位体积内油品的质量，称为油品的密度，其单位为克/厘米3。若单位体积V内的油品质量为m克，则油品的密度为：=m/v式中-油品的密度，克/厘米3。由于油品的体积是随温度而改变的，在不同温度下同一油品的密度是不相同的。油品在t时的的密度用t来表示。油品在t时的质量与同体积纯水在4时的质量比称为油品的比重。D=m/m1、 油品比重与温度和压力的关系温度升高，油品受热膨胀，体积增大，比重减小，反之则增大。2、 油品比重的测定油品比重的测定方法常用的有三种：比重计法、韦氏天平法和比重瓶法。3

26、、 油品比重与组成的关系油品的比重与化学组成有关。同系物的比重随沸点的升高而增大；油品中含低沸点馏分愈多，其比重愈小；油品中含氧、氮、硫化合物以及胶质、沥青质愈多，其比重愈大；沸点范围相同时，含芳香烃愈多，比重愈大，含烷烃愈多，比重愈小。五、 特性因数特性因素可用下式表示:K=1.216*/ d15.615.6特性因数K是表示石油或石油产品的化学性质的一种指数。六、 粘度和粘温特性（一）粘度的表示方法1、绝对粘度 是单位速度梯度的剪应力。单位为泊，在现用的SI制中，它的单位为Pas，这两者的关系是1Pas=1000Cp2、运动粘度（）在石油产品的质量标准中常用的粘度为运动粘度，它是绝对粘度与相

27、同温度和压力下该液体密度之比。 =/（二）粘度与化学、温度的关系1、粘度与化学组成的关系油品的粘度与烃类的分子量和化学结构有密切的关系。一般情况是：油品粘度随烃类的沸点升高和分子量的增加而增大；在烃类中烷烃的粘度最小，环烷烃和芳香烃的粘度较大；胶质的粘度最大。2、 粘度与温度的关系温度对油品的粘度影响很大：温度升高，粘度减小；相反则粘度增大，油品越粘稠。3、 粘度特性油品的粘度随温度而变化，这种性质称为粘温度特性。七、 低温流动性油品低温流动性的指标有：浊点、结晶点（或冰点）、凝固点等。八、 发热量发热量 1公斤燃料完全燃烧后所产生的热量，称为该燃料的发热量（仟卡），或称为热值。石油及石油产品

28、主要由碳和氢组成，完全燃烧后主要生成物为二氧化碳和水。依照燃烧后水存在的状态不同，发热量的数值不同，故有两种表示方法，即高发热量和低发热量。高发热量 1公斤燃料完全燃烧后，在生成物中所含的水分是液态时，所放出的热量称为高发热量。低发热量 1公斤燃料完全燃烧后，在生成物中所含的水分是气态时，所放出的热量称为低发热量。第二章 加热炉第一节 概述一、 概述管式加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一，它是利用原料在加热炉炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源，将炉管中流动的油品进行加热，使其达到工艺规定的温度，以供给油品在进行分馏、裂解、反应等加工过程中所需要的能量，保证装置生产正常、连续运行。二

29、、 管式加热炉的特征1、 由于被加热介质在炉管内流动，故加热炉仅限于加热气体或液体，且这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质。2、 加热方式为直接受火式。3、 加热炉只烧液体或气体燃料。4、 加热炉长周期连续运转，不间断操作。三、 管式加热炉的结构管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统燃烧器及通风系统五部分组成。1、 辐射室辐射室是加热炉通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。加热炉的炉热负荷7080%由辐射室担负的。2、 对流室 对流室是靠由辐射室出来的烟气进行对流传热的部分，但实际上它也有一部分辐射交换，而且辐射换热还占有较大的比例，一般担负全炉热负荷的2030%。3、 余热回收系统

30、余热回收系统是指从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分，回收方法有两类，一类是靠预热燃烧用的空气来回收热量，这些热量返回到炉中。另一类是采用同炉子完全无关的其它流体回收热量。前者称为空气预热器，后者因为常使用水回收，被称为废热锅炉方式。4、 燃烧器燃烧器产生的热量是加热炉的重要组成部分，由于燃烧火焰猛烈，操作时必须特别重视火焰与炉管间距及燃烧器的间隔，为此要合理选择燃烧器的型号。5、 通风系统通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器，它分为自然通风方式和强制通风方式两种，前者依靠烟囱本身的抽力，不消耗机械功，后者使用风机消耗机械功。四、 管式加热炉的种类1、 加热炉的分类1) 按外型上来分：可

31、分为箱式炉、斜顶炉，圆筒炉，立式炉2) 从工艺用途上分：可分为常压炉，减压炉，催化炉，焦化炉制氢炉，沥青炉3) 除此以外还有按炉室数目分类的如双室炉，三合一炉，多室炉4) 按传热方法分类的纯辐射炉，纯对流炉，对流辐射炉。5) 按受热方法不同而分类的单面辐射炉，双面辐射炉。目前常用的加热炉有圆筒炉，立管立式炉，卧管立式炉。2、 管式加热炉的炉型应符合的原则和要求管式加热炉炉型应根据工艺操作要求，长周期运转，便于检修，投资少的原则，并结合场地条件及余热炉及余热回收系统类别进行选择，并且应符合下列要求：1) 设计负荷小于1MW时，宜采用纯辐射圆筒炉2) 设计负荷为（130）MW时，应优先选用辐射对流

32、型圆筒炉。3) 设计负荷大于30 MW时，应通过对比选用炉膛中间排管的圆筒炉，立式炉箱式炉或其他炉型。4) 被加热介质易结焦时，宜采用水平管立式炉。5) 被加热介质流量小，且要求压降小时宜采用螺旋管圆筒炉。6) 被加热介质流量小，且要求压降小时（如重整炉）宜采用门形管箱式炉。7) 使用材料价格昂贵的炉管，应优先选用双面辐射炉管。第二节 加热炉工艺知识1、 热负荷；它表示加热炉生产能力的大小。2、 炉膛温度：炉膛温度是确保加热炉长周期安全运转的一个重要指标。3、 炉膛热强度（或叫体积热强度）：管式加热炉的炉膛热强度为：在烧油时应小于124kwm3；在烧气时应小于165kWm3。4、 加热炉的热效

33、率：热效率是衡量燃料消耗的指标，也是加热炉操作水平高低的指标之一。热效率越高说明燃料油的有效利用率越高，燃料耗量就越低。 5、 油品在管内的流速及压力降：油品在管内的流速不能太低，否则易使管内油品结焦而烧坏炉管。因为流速太低时，管内边界层厚度大，传热慢，管壁温度升高，而目油品在管内停留时间长。油品在管内的流速也不能太大，因为太大时，压力降也大，而压力降受泵扬程的限制，故流速是根据允许的压力降而确定的。第三节 加热炉的热效率一、 加热炉的热效率加热炉的热效率=（有效吸热量/总放热量）100%有效吸热量即炉子的热负荷，总放热量一般为燃料的发热量。当炉子的热负荷不变时， 热效率越高，则燃料用量越少。

34、二、 影响加热炉的热效率的因素1、 炉子排烟温度越高，热效率越低。2、 过剩空气系数越大，热效率越低3、 化学不完全燃烧损失越大，即排烟中的CO和H2越多，热效率越低。4、 机械不完全燃烧损失越大，即排烟中未烧尽碳粒子含量越多，热效率越低。5、 炉壁散热损失越大，热效率越低。三、 提高加热炉热效率的主要措施1、 减少加热炉热损失：1) 加强管理、制订合理的操作规程。2) 控制“三门一板、降低炉子的过剩空气系数。3) 采用自控系统、计算机操作。4) 采用氧化锆表控制辐射室的氧含量。5) 减少炉壁散热损失。2、 利用对流室多吸收热量1) 对流室采用钉头管或翅片管。2) 设置吹灰器。3) 增加对流管

35、或适当加长对流管。4) 对流室内壁采用折流砖。5) 纯辐射炉加对流室。3、 增设余热回收系统1) 采用回转式空气预热器。2) 对流室采用冷进料。3) 增设固定式空气预热器一钢管、铸铁管或玻璃管。4) 采用热管式空气预热器。5) 采用循环式热载体预热空气。6) 采用废热锅炉。4、 其他方法1) 装设暖风器来预热燃烧空气。2) 采用强制送风或大能量高强度燃烧器。3) 多烧炼厂废气消灭火炬。四、 三门一板“三门一板”是指油门、汽门、风门和烟囱挡板。“三门一板”是一种加热炉操作方法的简称，即适当调节燃料油及雾化蒸汽的阀门，可以使各个燃烧器的火焰基本均匀，雾化良好。燃烧器的风门或燃烧器的风道蝶阀与烟囱挡

36、板的调节要互相配合，烟囱挡板开得太大，燃烧的风门或风道蝶阀关得过小，会使炉内负压过大漏入空气量过多；挡板关得过小，风门或蝶阀开得过大，可能使炉内局部形成正压，使高温烟气漏出炉外。五、 过剩空气系数（一）过剩空气系数定义 实际进入炉内的空气量总是比理论空气量多，前者与后者之比叫做过剩空气系数。过剩空气系数是加热炉的重要指标之一。在加热炉的排烟温度一定时，过剩空气系数大则排烟量大，因而通过烟囱排人大气的热量就多，这样就大大降低了炉子的热效率。过剩空气系数大还会加剧炉管的氧化腐蚀；提高烟气的露点温度，加大低温腐蚀范围；另外，还会促进NOx的形成而加剧环境的污染。（二）减少过剩空气系数的措施：1、 全

37、面堵漏，将没有点火的燃烧器、人孔门、着火门、防爆门、对流及辐射弯头箱等处的不密封处全部堵死，尽量减少炉内的漏风量。2、 控制烟囱挡板使炉内既不出现正压，也不要负压过大。炉内出现正压会使高温烟气漏出加大热损失，还可能使炉外钢结构过热或烧坏引起其他事故。炉内负压越大，空气漏入得越多。3、 改进燃烧器采用加工合格、性能良好的燃烧器，油枪安装的位置上下左右要适中，尽量能使从燃烧器进人的空气与燃料完全混合。采用强制送风燃烧器，提高进风流速，改善进风方式，也可以降低过剩空气系数。4、 保证燃料油的粘度控制在合适的范围内。六、 低温露点腐蚀燃料在燃烧时，含有硫酸的蒸汽在受热面上凝结成含有硫酸的液体，对受热面

38、产生严重腐蚀。因为它是在温度较低的受热面上发生的腐蚀，故称为低温腐蚀。由于只有在受热面上结露后才发生这种腐蚀，所以又称露点腐蚀。露点温度的高低除与燃料中的含硫量有关外，还与过剩空气系数和三氧化硫的生成量等因素有关。为了保证烟气温度余量，一般控制排烟温度在160-180左右。第四节 加热炉的操作一、 加热炉点火程序1、 调整好烟道挡板开度2、 确认炉膛处于负压状态（负压炉）3、 引瓦斯至炉前，赶尽管线内空气，联系分析瓦斯中的氧含量1%。4、 向炉膛内吹蒸汽1520分钟，赶尽炉内残存的瓦斯，炉烟囱见汽。5、 引瓦斯点火，点燃长明灯。6、 引燃瓦斯火嘴。为了防止炉子爆炸事故，必须做到以下几点：1、燃

39、烧器在点火时未点着，但是油或瓦斯进人炉内，这时司炉工必须立即关闭燃料阀，然后往炉膛内吹蒸汽，待烟囱见汽后再重新点火。2、燃烧器在点火时虽点着但又熄火，司炉工应立即关闭燃料阀然后往炉膛内吹蒸汽，待烟囱见汽后再重新点火。3、炉子在运行过程中如发现燃烧器空气不足应立即查明原因，及时处理。首先检查控制空气进炉的蝶阀开度是否合适，如开度太小，应立即开大到合适的程度，使燃烧器的燃料能得到充分的燃烧。二、 加热炉操作好坏的判断加热炉操作的好坏，按照以下几个方面来鉴别；1) 介质总出口温度在工艺指标范围内。2) 各路介质流量及温度必须均匀。3) 各路炉管受热均匀，管内不结焦。4) 燃料耗量低，热效率高。5)

40、炉膛温度在工艺指标范围内。6) 辐射室出口处负压在-20-4OPa之间。 7) 火焰的颜色为桔黄色，火焰成形稳定。炉子烟囱不冒黑烟。三、 加热炉操作需要检查的内容1、 介质总出口温度、各路流量、温差及炉膛温度等是否符合工艺指标。2、 辐射室出口的负压是否-20-40Pa之间。3、 各个燃烧器的燃烧情况。火焰的形状及颜色是否合要求，火焰是否烧着炉管等4、 各个炉管是否有弯曲、脱皮、鼓包、发红、发暗等现象；注意检查回弯头堵头、出人口阀、法兰等处有无泄漏。5、 检查火盆砖、吊钩、拉钩、炉墙、衬里等变化情况。6、 燃料油压力、雾化蒸汽压力、瓦斯压力是否符合要求。7、 高低压瓦斯罐要定时脱液，放空阀在脱

41、完液后应立即关死8、 要经常检查炉膛内各点的温度变化情况，要做到心中有数。9、 炉子的防爆门、通风门、烟囱挡板、蝶阀调风门等不能随便打开，看火门在看完火后，应立即关闭。四、 影响加热炉出口温度变化的因素及解决办法影响炉出口温度变化的因素主要有：1、 燃料油压力变化。2、 燃料油性质变化，如油的轻重不匀及带水等现象3、 瓦斯压力不稳。4、 瓦斯带油。5、 雾化蒸汽压力变化，如压力低，雾化不好，火焰变红发暗喷嘴喷油量增加，炉膛温度上升，烟囱冒黑烟；如压力高火焰颜色发白、火硬、变短，容易缩火、灭火。6、 进料量及进料温度变化。7、 进料性质变化，油轻，吸热量大，炉出口温度下降。8、 仪表失灵，会造成

42、烟囱冒烟，炉温升高或熄火。调节方法：1、 当燃料油、瓦斯及雾化蒸汽压力变化时，应与有关单位联系进行处理。2、 与有关单位联系平稳进料量，保证炉子进料流量、温度、性质稳定。3、 高压瓦斯带油时，要联系有关单位脱油。4、 调火时要小调，以免互相影响。5、 喷嘴结焦要及时处理，喷嘴堵塞要及时修理。6、 与仪表操作人员联系，一旦仪表失灵，应立即改成手动或控制阀走付线。第三章 原油的预处理第一节 原油含水含盐的危害性 原油含水和含盐对原油运输、储运、设备腐蚀、产品质量都带来危害，由于水的汽化潜热很大，增加了燃料和冷却水的消耗量。同时，原油含水使蒸馏塔内蒸汽速度增加，引起塔内超压、冲塔事故。原油含盐，主要

43、是氯化钠、氯化钙、氯化镁等，在原油加工过程中，在加热炉炉管、换热设备中沉积、结垢，降低了传热效率，同时使炉管使用寿命降低，严重时造成炉管或换热器堵塞，造成装置停工。原油加工后，将影响燃料油、石油焦、沥青等产品质量。为消除原油含盐、含水对加工的危害，在原油加工前，含水要求小于0.5%，含盐小于5毫克/升。第二节 电脱盐脱盐、脱水原理电脱盐系统是将原油换热到一定温度，注入适量的破乳剂及新鲜水，在高压电场的作用下，将原油中微小的水滴凝聚成大水滴，依靠油水差将水进行分离，达到脱盐、脱水的目的。第四章 原油精馏及精馏过程第一节 溶液的汽液相平衡在精馏中，气相和液相之间的关系存在着组分浓度处于平衡状态，在

44、一定条件下，当液体中汽化出来的速率与蒸汽返回液相中的速率相等时，汽液两相的组成处于平衡状态。由于分子的运动的结果，在汽液两相间发生物质和热的传递。物质自一相传递到另一相的过程称为“传质”过程。物质的热量自一相传递到另一相的过程称为“传热”过程。在一定的压力和温度下，当系统中这两个方向相反的传热、传质过程以及组分在两相中的浓度分布不再变化，系统也就达到了一个动态平衡状态，称之为相平衡。而处于相平衡的汽体和液体就称为饱合汽体和饱合液体。第二节 泡点和露点在一定的系统压力及液相组成下，该液体加热刚刚开始沸腾时，或者说刚刚开始汽化，出现第一个气泡时保持平衡的温度，称为该液体组成的“泡点”温度，或者叫作

45、平衡汽化分率0%的温度。处于泡点状态的液体和处于露点状态的气体是饱和的。第三节 挥发度与相对挥发度汽相中某一组分的蒸汽分压和它在与汽相平衡的液相中的摩尔分率之比，称为该组分的挥发度。用符号表示，单位Pa，即A= PA/ xA B= PB/ xB式中：A、B组分A和B的挥发度，Pa；PA、PB组分A和B在平衡时的汽相分压，Pa；xA、xB组分A和B在平衡时液相中的摩尔分率。两个组分之间的挥发度之比，称为相对挥发度，用表示。在二元溶液中，组分A对组分B的相对挥发度。当压强不大时，汽相服从道尔顿分压定律时，PA=PyA，PB=PyB则上式能很方便地表示平衡时两组分在汽、液相中的组成关系。对双组分溶液

46、：xB=1-XA yB=1-yA所以上式就是用相对挥发度表示的气液平衡关系式，它和前面介绍的公式相比较，能更加明确而简便地用来判断分离的难易程度。当时，如前所述，这样的溶液无法用普通的蒸馏方法来分离。当时，说明能够分离，而且当越大，汽相中越大，越容易分离。当时，情况和的情况相同，只是两组分互相颠倒，A组分难以汽化，而组分B成了易挥发组分。第四节 精馏过程（一） 塔盘的作用塔盘是汽液两相充分接触与分离提供的必要场所。（二） 塔盘上的汽液接触元件塔盘上按其气液接触元件的不同分成：浮阀、泡罩、舌形等不同种类。（三） 泡罩塔盘的特点i. 塔板效率较高。ii. 操作弹性较大，在负荷变动范围较大时，仍能保持较高的塔板效率。iii. 不易堵塞，适用于多种介质。iv. 操作稳定可靠。泡罩塔盘的缺点是结构复杂、造价较高、安装维修较繁。1. 浮阀塔板的特点：a) 处理能力较舌形、筛孔塔板小些，比泡罩塔板的处理能力约大20-30%。b) 操作弹性较泡罩、舌形、筛板大，在很