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1、原油蒸馏,Crude oil Distillation,原油 产品,炼油厂首先必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。蒸馏正是一种常用的最经济和最容易实现的分离手段。,1. 蒸馏与精馏原理,将液体混合物加热，使其部分气化，然后将蒸气引出冷凝为冷凝液，这样就可以使液体混合物得到分离的过程称为蒸馏。蒸馏是炼油工业中最常用和最基本的一种分离混合物的方法，也是实验室常用方法。根据所用设备和操作方法的不同，蒸馏方式可分为以下几类：,闪蒸平衡汽化 简单蒸馏渐次汽化 精馏：连续式和间歇式,由于塔顶液相回流和塔底气相回流的作用，沿精馏塔高度建立了两个梯度： (1) 自塔底至塔顶逐级下降的温度梯
2、度 ；(2) 气、液相中轻组分自塔底至塔顶逐级增大的 浓度梯度。 精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓度梯度的建立及接触设施的存在是精馏过程得以进行的必要条件,由于两个梯度的存在，在塔中每一个气、液两相的接触级中，由下而上的较高温度和较低轻组分浓度的气相与由上而下的较低温度和较高轻组分部的液相存在相间差别，因此气、液两相在接触前处于不平衡状态，形成相间推动力，使气、液两相在接触过程中进行相间的传热和扩散传质，最终使气相中的轻组分和液相中的重组分分别得到提纯。经过多次气、液相逆流接触，最后在塔顶得到较纯的轻组分，在塔底得到较纯的重组分。 精馏的实质气、液两相进行连续多次的平衡汽化和平衡冷凝精馏的分离效果
3、要远远优于平衡汽化和简单蒸馏。,2.原油蒸馏工艺流程,一、典型的三段原油常减压蒸馏工艺流程,汽化段数： 在原油蒸馏流程中，原油经历的加热汽化蒸馏的次数,原油的脱盐脱水系统 原油的精馏系统，如初馏塔、常压塔、汽提塔等 加热、换热系统，如换热器、加热炉等 产品的冷凝冷却系统 自动检测和控制系统,1、汽化段数的确定 一段蒸馏： 原油蒸馏流程是拔头蒸馏，只有一个精馏塔，仅经过一次汽化，则就是一段蒸馏； 二段蒸馏： 原油的蒸馏流程是常减压蒸馏，有两个精馏塔，经过了两次汽化，就称为二段精馏； 三段蒸馏： 在常减压蒸馏塔的最前面再设一个初馏塔，原油加工流程方案中就有了三个精馏塔，则称为三段蒸馏,2、原油加工
4、方案中设初馏塔的情况 原油中轻馏分多，一般轻馏分20%时，设初馏塔 原油乳化现象比较严重，脱盐、脱水都不充分时 原油的含砷量高，又要出重整原料时 适应原油性质变化需要 原油含硫量高 Fe+H2SFeS+H2 FeS+2HClFeCl2+H2S,拔头原油,280,370,常压渣油，AR,400,减压渣油，VR,3、炼厂蒸馏装置的工艺流程 燃料型, 燃料-润滑油型, 燃料-化工型,3.原油常压精馏塔,一、原油常压精馏塔的工艺特征,1原料和产品都是复杂的混合物,不能采用单组分的百分数表示进料组成和控制产品质量，而只能控制馏程、抽出温度等,产品都满足一定的质量指标，但不能像二元或多元精馏塔一样得到较纯
5、的化合物 当产品多于两个时，如出汽油、煤油、柴油等时，要用复合塔，且往往是半截塔，也就是说这个塔没有提馏段，但为了保证分馏的精确度，采用汽提段弥补,2石油精馏塔是复合塔和不完全塔,侧线产品设汽提塔或再沸器用汽提段代替提留段（用过热蒸汽代替再沸器）汽提蒸汽的作用 由塔底通入少量的过热水蒸气，以降低油气分压，有利于轻组分的汽化；侧线汽提的目的是使混入产品中的较轻组分汽化再返回常压塔，即保证了轻质产品的收率，又保证了本产品的质量,侧线采用再沸器的原因：侧线油品汽提时，产品中会溶解微量水分，影响产品质量，尤其是要求低凝点低结晶点的产品，如航煤等汽提水蒸气的质量分数虽小（2%3%），但体积流量大使塔内汽
6、相负荷增加水蒸气的冷凝潜热很大，采用再沸器可以降低塔顶冷凝冷却器的负荷采用再沸器提馏有利于减少蒸馏装置的含油污水量,3恒摩尔（分子）回流的假定不成立 各组分之间的汽化潜热和沸点相差很大4原油进塔进料要有适量的过汽化度 使进料段上最低一个测线下几层塔板上有足够的液相 回流以保证最低侧线产品的质量 过汽化度一般为24% 5 热量基本上全靠进料带入，回流比是由全塔热平衡决定的，调节余地很小,6. 常压塔中，进料段温度最高，塔顶最低7沿塔高自下而上，液相负荷先缓慢增加，到抽出板，有一个突增，然后再缓慢增加，到抽出板又突增至塔顶第二块板达最大，到第一块板又突然减小；而汽相负荷一直是缓慢增加的，到第二块板
7、达最大，到第一块板又突然减小,二、回流方式采用各种回流的目的 保证精馏塔具有精馏的作用 取走塔内剩余热量 控制和调节塔内各点温度 保证塔内汽液相负荷分布均匀 保证各产品质量,1、塔顶冷回流,部分过冷液体从塔顶返回塔内，用于控制塔顶温度，提供塔内精馏所需回流，并从塔顶取走剩余热量；当只采用塔顶冷回流时，冷回流的取热量应等于全塔总剩余热量；当回流热量一定时，冷回流的温度越低，冷回流的流量就越低；一般常压塔的汽油冷回流温度为3040,2塔顶油气二级冷凝冷却 冷却时分两次，它首先将塔顶油气冷到基本冷凝，仅把回流部分用泵送回塔顶，而降剩下的产品部分送到下一个冷却器冷却到所需的安全温度,塔顶馏出物温度低，
8、带出的热量很难回收利 用，但却需要很大的冷凝冷却设备（如空冷、水冷等）造成塔内上下汽液相负荷分布不均匀，影响了塔的处理量采用循环回流与塔顶回流相结合可以上述不足,上述两种回流方式都是从塔顶取走回流热量，仅用这种回流取热方式的不利因素：,循环回流：是从塔内某个位置抽出部分液体，经换热冷却到一定温度后再返回塔内，物流在整个过程中处于液相，只是在塔内外循环流动，借助于换热器取走部分剩余热量,3塔顶循环回流,塔顶循环回流主要应用于以下情况：塔顶回流热量大，考虑回收这部分热量，以降低装置能耗 塔顶馏出物中含有较多的不凝气，使搭顶冷凝冷却器的传热系数降低 要求尽量降低塔顶馏出线及冷却系统的流动压力降，以保
9、证塔顶压力不致过高，或保证塔内有尽可能高的真空度,4中段循环回流优点：使塔内汽、液相负荷分布均匀可以更加合理地利用回流热量 不足： 打入冷回流，需增加换热板 循环回流段以上内回流减少了，塔板效率降低 投资高，制造工艺复杂,设计塔：可以减小塔径正在生产的塔：可以提高处理量,是原油换热的主要热源,数量： 34个侧线：采用2个循环回流 12个侧线：采用1个循环回流 进出塔温差： 80120 取热比例： 40%60% （占全塔回流热）,三、操作条件的确定1操作压力(1)回流罐压力P,回流罐的压力至少要大于产品在该温度下的泡点压力，即PP泡，一般P0.10.25MPa,压力,(2)塔顶压力塔顶压力在数值
10、上等于回流罐的压力再加上塔顶流出物流经管线的压降和冷凝冷却设备的压降 P顶=P回流罐+P管线+P冷在我国，塔顶压力一般在1.31.6 atm之间 (3)塔内各点的压力 塔内各点的压力可以由塔顶压力和塔板压降来确定,2操作温度塔顶温度为塔顶油气分压下产品的露点温度 各侧线抽出板温度为侧线板油气分压下产品的泡点温度汽化段温度为在汽化段油气分压下，汽化率为eF时的温度 塔底温度为在塔底油气分压下塔顶产品的泡点温度 计算各点温度需综合运用热平和相平两个工具采用试差法, 塔顶温度塔顶温度是塔顶产品在其油气分压下的露点温度 在确定塔顶温度时，应同时校核水蒸气在塔顶是否会冷凝 侧线温度通常是按经汽提后的侧线
11、产品在该处油气分压下的泡点温度来计算 汽化段温度汽化段温度是指进料的绝热闪蒸温度, 塔底温度轻馏分气化所需的热量，绝大部分由液相油料本身的显热提供，油料的温度由上而下逐板下降，塔底温度比汽化段温度低不少 原油常、减压塔的塔底温度一般比汽化段温度低510 侧线汽提塔底温度当用水蒸气汽提时，汽提塔底温度比侧线抽出温度约低810或更低 当用再沸器提馏时，温度为塔底压力下侧线产品的泡点温度，此温度可高出侧线抽出温度十几度,3汽提蒸汽用量 汽提蒸汽一般都是用温度为400450的过热水蒸气 目的侧线汽提：驱除低沸点组分，提高产品闪点，改善分馏精确度；常压塔底汽提：降低塔底重油中350的馏分含量，以提高轻质油收率，同时也减轻了塔的负荷；减压塔底汽提：降低汽化段的油气分压，尽量提高减压塔的拔出率 用量 汽提蒸汽一般要占汽提油品重量的24%,
