常減壓蒸餾課件

常減壓蒸餾基礎(chǔ)知識(shí)一、前言原料：原油產(chǎn)品：汽油、柴油、蠟油、渣油常減壓蒸餾：將原油按其各組分的沸點(diǎn)和飽和蒸汽壓的不同而進(jìn)行分離的一種加工手段。這是一個(gè)物理變化過程，分為常壓過程和減壓過程。一、前言精餾過程的必要條件：1）主要是依靠多次氣化及多次冷凝的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合物的分離。因此，液體混合物中各組分的相對(duì)揮發(fā)度有明顯差異是實(shí)現(xiàn)精餾過程的首要條件。2）塔頂加入輕組分濃度很高的回流液體，塔底用加熱或汽提的方法產(chǎn)生熱的蒸汽。3）塔內(nèi)要裝設(shè)有塔板或者填料，使下部上升的溫度較高、重組分含量較多的蒸氣與上部下降的溫度較低、輕組分含量較多的液體相接處，同時(shí)進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)過程。

二、主要內(nèi)容1、原油的性質(zhì)2、常減壓蒸餾-名詞解釋3、原油的預(yù)處理-電脫鹽4、原油常壓蒸餾及其特點(diǎn)5、原油減壓蒸餾及其特點(diǎn)6、常減壓裝置的用能7、常減壓蒸餾裝置的基本加工流程1、原油的性質(zhì)1）表面性狀

石油通常是一種流動(dòng)或半流動(dòng)的粘稠液體。世界各地所產(chǎn)的石油在外觀性質(zhì)上油不同程度的差別。從顏色看，大部分石油是黑色，也有暗綠或暗褐色，少數(shù)顯赤褐、淺黃色，甚至無色。相對(duì)密度一般都小于1，絕大多數(shù)石油的相對(duì)密度在0.80—0.98之間，但也有個(gè)別的高達(dá)1.02和低到0.71。我國(guó)主要油田的原油相對(duì)密度都在0.85以上。不同石油的流動(dòng)性質(zhì)差別也很大，有的石油其50℃運(yùn)動(dòng)粘度為1.46mm2/s,有的卻高達(dá)20000mm2/s。

許多石油都有程度不同的臭味，這是因?yàn)楹辛蚧锏木壒省?）元素組成

石油主要由C和H兩種元素組成，其中C含量為83%-87%，H含量為11%-14%，兩者合計(jì)為95%-99%。由C和H兩種元素組成的碳?xì)浠衔锓Q為烴，在石油煉制過程中它們是加工和利用的主要對(duì)象。

石油中除含有C、H、S、O、N五種主要元素外，還含有許多微量的金屬元素和其他非金屬元素，如Ni、V、Fe、Cu、Ga、Cl、P、Si等，他們的含量非常少。1、原油的性質(zhì)3）化合物組成石油中的烴類主要是由烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴這三種烴類組成。天然的石油中一般不含有烯烴、炔烴等不飽和烴，只有在石油的二次加工產(chǎn)物中含有不同數(shù)量的烯烴。烴類：烷烴，環(huán)烷烴，笨。非烴類：含硫化合物：硫化氫，硫醚，硫醇，二硫化物含氮化合物：噻吩含氧化合物：環(huán)烷酸空氣氧化后變色鹽類：NaCl，F(xiàn)eCl34）餾分組成C5-C10：汽油成分C10-C20：柴油（煤油）成分C20-C35：蠟油（潤(rùn)滑油）成分C35以上：渣油（瀝青）成分2、名詞解釋一次加工：指原油的常壓蒸餾和減壓蒸餾過程，所得的產(chǎn)品叫直餾產(chǎn)品，一次加工的能力代表原油的加工能力以及煉廠的規(guī)模。蒸餾：通過加熱汽化、分餾、冷凝等過程將液體混合物分離成一定純度的組分的方法。按液體混合物的沸點(diǎn)和飽和蒸汽壓的不同而實(shí)現(xiàn)分離的一種加工手段。精餾：原料經(jīng)過多次部分汽化，部分冷凝使氣液兩相進(jìn)行充分的熱量和質(zhì)量交換，使沸點(diǎn)不同的組分得以充分分離。常減壓蒸餾裝置：利用精餾原理，使原油進(jìn)行分離，得到產(chǎn)品的裝置。原油蒸餾是原油加工的第一道工序，通過蒸餾將原油分成汽油、煤油、柴油等各種油品和后續(xù)加工過程的原料，因此又叫原油的初餾。原油蒸餾裝置在煉化企業(yè)中占有重要的地位，被稱為煉化企業(yè)的“龍頭”。3、原油的預(yù)處理-電脫鹽

電脫鹽的原因：由于原油中含有水分、鹽類和泥沙等雜質(zhì)，在蒸餾前需要進(jìn)行原油的預(yù)處理。1）原油含水對(duì)蒸餾裝置的影響在油田脫過水后的原油，仍然含有一定量的鹽和水。所含鹽類除一小部分以結(jié)晶狀態(tài)懸浮于油中外，絕大部分溶于水中，并以微粒狀態(tài)分散在油中，形成較穩(wěn)定的油包水型乳化液。首先，由于水的汽化潛熱很大，原油含水就會(huì)增加燃料的消耗和蒸餾塔頂冷凝設(shè)備的負(fù)荷，如一個(gè)250Wt/a的常減壓蒸餾裝置，原油含水量增加1%，蒸餾過程增加熱能消耗約7*106kJ/h。其次，由于水的相對(duì)分子質(zhì)量比油品的平均相對(duì)分子質(zhì)量小很多，原油中少量水汽化后，使塔內(nèi)氣相體積急劇增加，導(dǎo)致蒸餾過程波動(dòng)，影響正常操作，系統(tǒng)壓力降增大，動(dòng)力消耗增加，嚴(yán)重時(shí)引起蒸餾塔超壓或出現(xiàn)沖塔事故。2）原油含鹽對(duì)蒸餾裝置的影響原油中所含的無機(jī)鹽主要有氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等，其中以氯化鈉的含量為最多，約占75%左右。這些物質(zhì)受熱后易水解，生成鹽酸，腐蝕設(shè)備；其次，在換熱器和加熱爐中，隨著水分的蒸發(fā)，鹽類沉積在管壁上形成鹽垢，降低傳熱速率，增大流動(dòng)壓降，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)t管或堵塞管路；再次，由于原油中的鹽類大多殘留在重餾分油和渣油中，所以還會(huì)影響二次加工過程及其產(chǎn)品的質(zhì)量。

3）電脫鹽的要求：含鹽量小于3mg/L；含水量小于0.2%。3、原油的預(yù)處理-電脫鹽原油電脫鹽的過程利用高壓電場(chǎng)的作用，在原油中注入一定量含氯低的新鮮水或常壓塔塔頂冷凝水，經(jīng)充分混合溶解殘留在原油中的鹽類。同時(shí)稀釋原有的油水，形成新的乳化液，然后在破乳劑的作用下使水逐漸從這些乳化液中分離出來，由小水滴逐漸聚集成大水滴，通過水的重力作用使水沉淀分離出，由于大部分鹽是溶解在水中的，所以脫水的同時(shí)也脫除了鹽分，從而達(dá)到脫鹽脫水的目的。3、原油的預(yù)處理-電脫鹽4、原油常壓蒸餾及其特點(diǎn)原油蒸餾一般包括常壓蒸餾和減壓蒸餾兩個(gè)部分。所謂原油的常壓蒸餾，即為原油在常壓（或稍高于常壓）下進(jìn)行的蒸餾，所用的蒸餾設(shè)備叫做原油常壓精餾塔（簡(jiǎn)稱常壓塔）。由于原油常壓精餾塔的原料和產(chǎn)品不同于一般精餾塔，因此，它具有以下工藝特點(diǎn)：a）常壓塔的原料和產(chǎn)品都是組成復(fù)雜的混合物

原油經(jīng)過常壓蒸餾得到的是汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)餾分油和常壓重油，這些產(chǎn)品不同于一般精餾塔的產(chǎn)品，他們也是復(fù)雜的混合物，其質(zhì)量是靠一些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來控制的，如汽油餾程的干點(diǎn)不能高于205℃，柴油餾程的95%餾出溫度不高于365℃等，所以對(duì)產(chǎn)品的分餾精確度要求不是很高，即不能把原油這一復(fù)雜的混合物精確分開。b）常壓塔是一個(gè)復(fù)合塔結(jié)構(gòu)

一般的精餾塔，通常一個(gè)塔只能得到塔頂和塔底兩個(gè)產(chǎn)品。而原油常壓精餾塔卻是在塔的側(cè)部開若干側(cè)線以得到如上所述的多個(gè)產(chǎn)品，就像幾個(gè)塔疊置在一起一樣，故稱之為復(fù)合塔或復(fù)雜塔。4、原油常壓蒸餾及其特點(diǎn)c）常壓塔下部設(shè)置汽提段，側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔

一般的精餾塔，汽化段以上稱為精餾段，塔頂產(chǎn)品冷凝冷卻后，一部分返回塔頂作為塔頂液相回流；進(jìn)料段以下稱為提餾段，塔底產(chǎn)品一部分經(jīng)再沸器加熱氣化后返回塔底作為塔底氣相回流。d）常壓塔設(shè)置中段循環(huán)回流

在原油精餾塔中，除了采用塔頂回流外，通常還設(shè)置1-2個(gè)中段循環(huán)回流，即從精餾塔上部的精餾段引出部分液相熱油（或者是側(cè)線產(chǎn)品），經(jīng)與其它冷流體換熱或冷卻后再返回塔內(nèi)，返回口比抽出口通常高2-3層塔板。

中段循環(huán)回流的作用：在保證各產(chǎn)品分離效果的前提下，取走精餾塔中多余的熱量。采用中段循環(huán)回流的好處是：在相同的處理量下可縮小塔徑，或者在相同的塔徑下可提高塔的處理能力；可回收利用這部分溫度較高的熱源。5、原油減壓蒸餾及其特點(diǎn)原油在常壓蒸餾的條件下，只能夠得到各種輕質(zhì)餾分，而各種高沸點(diǎn)餾分，如裂化原料和潤(rùn)滑油餾分等都存在于常壓塔底重油之中。要想從重油中分出這些餾分，在常壓條件下必須將重油加熱到較高溫度。因?yàn)檫@些餾分中所含的大分子烴類在450℃時(shí)就可以發(fā)生較嚴(yán)重的熱裂解反應(yīng)，生成較多的烯烴使餾出油品變質(zhì)，同時(shí)伴隨著縮合反應(yīng)生成一些焦炭，影響正常生產(chǎn)。減壓蒸餾是在壓力低于100kPa的負(fù)壓下進(jìn)行的蒸餾過程。由于物質(zhì)的沸點(diǎn)隨外壓的減小而降低，因此在較低的壓力下加熱常壓重油，上述高沸點(diǎn)餾分就會(huì)在較低的溫度下氣化，從而避免了高沸點(diǎn)餾分的裂解。通過減壓精餾塔可得到這些高沸點(diǎn)餾分，而塔底得到的是沸點(diǎn)在500℃以上的減壓重油。減壓蒸餾所依據(jù)的原理與常壓蒸餾相同，關(guān)鍵是減壓塔頂采用了抽真空設(shè)備，是塔頂?shù)膲毫档偷綆浊?。減壓塔的抽真空設(shè)備常用的是蒸汽噴射器或者機(jī)械真空泵，其中機(jī)械真空泵只在一些干式減壓蒸餾塔和小煉油廠的減壓塔中采用，廣泛應(yīng)用的是蒸汽噴射器。抽真空設(shè)備的作用是將塔內(nèi)產(chǎn)生的不凝氣（主要是裂解氣和漏入的空氣）和吹入的水蒸氣連續(xù)的抽走以保證減壓塔的真空度要求5、原油減壓蒸餾及其特點(diǎn)與一般的精餾塔和原油常壓精餾塔相比，減壓精餾塔具有如下特點(diǎn)：a）減壓精餾塔分燃料型和潤(rùn)滑油型兩種

燃料型減壓塔主要生產(chǎn)二次加工如催化裂化、加氫裂化的原料，它對(duì)分離精確度要求不高，希望在控制雜質(zhì)含量的前提下，如殘?zhí)恐档?、重金屬含量少等，盡可能提高餾分油拔出率。

潤(rùn)滑油型減壓塔以生產(chǎn)潤(rùn)滑油餾分為主，希望得到顏色淺、殘?zhí)恐档?、餾程較窄、安定性好的減壓餾分油，因此不僅要求拔出率高，而且具有較高的分離精確度。b）減壓精餾塔的塔徑大、板數(shù)少、壓降小、真空度高

由于對(duì)減壓塔的基本要求是在盡量減少原料發(fā)生熱裂解反應(yīng)的條件下盡可能地拔出餾分油，因此要求盡可能提高塔頂?shù)恼婵斩?，降低塔的壓降，進(jìn)而提高氣化段的真空度。塔內(nèi)的壓力低，一方面使氣體體積增大，塔徑變大；另一方面由于低壓下各組分之間的相對(duì)揮發(fā)度變大，易于分離，所以與常壓塔相比，減壓塔的塔板數(shù)有所減少。如前所述，燃料型減壓塔的塔板數(shù)可進(jìn)一步減少，易利于減少壓降。5、原油減壓蒸餾及其特點(diǎn)c）縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時(shí)間

減壓塔底的溫度一般在390℃左右，減壓渣油在這樣高的溫度下如果停留時(shí)間過長(zhǎng)，其分解和縮合反應(yīng)會(huì)顯著增加，導(dǎo)致不凝氣增加，使塔內(nèi)的真空度下降，塔底部結(jié)焦，影響塔的正常操作。為此，減壓塔底采用減小塔徑（即縮徑）的辦法，以縮短渣油在塔底的停留時(shí)間。另外，由于在減壓蒸餾的條件下，各餾分之間比較容易分離或分離精確度要求不高，加之一般情況下塔頂不出產(chǎn)品，所以中段循環(huán)回流取熱量較多，減壓塔的上部氣相負(fù)荷較小，通常也采用縮徑的辦法，使減壓塔成為一個(gè)中間粗、兩頭細(xì)的精餾塔。6、常減壓裝置的用能常減壓蒸餾裝置的用能

我們知道原油的分離是一個(gè)物理過程，通過加熱、氣化、冷凝、冷卻的傳質(zhì)傳熱過程將原油分離成我們所需要的各種餾分，這是一個(gè)能量的傳遞與消耗的過程。

因此，常減壓蒸餾裝置完成生產(chǎn)目