催化裂化和重整

1、石油煉制工程,重慶科技學院 付雪,第一章 緒論一、中國煉油工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,1、中國煉油工業(yè)發(fā)展簡史 中國煉油工業(yè)是從建國以后開始建立的；在此之前僅有幾個很小的煉油廠，而且工藝技術(shù)落后，設(shè)備簡陋，大部分石油產(chǎn)品依靠進口。 1958年，在蘭州建成了中國第一座現(xiàn)代化煉油廠； 1960年，大慶油田的開發(fā)，為我國煉油工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)； 1963年，實現(xiàn)了石油產(chǎn)品基本自給； 1960年代初，開始我國能自行設(shè)計，先后建成常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整等煉油生產(chǎn)裝置，基本掌握了當時世界上的一些主要的煉油工藝技術(shù)。 1978年后，由于先進技術(shù)的引進，使我國的煉油工藝技術(shù)基本或接近世界煉油技術(shù)水平。,2、中國煉

2、油工業(yè)現(xiàn)狀 1）原油產(chǎn)量 1959年建成第一個石油基地大慶油田，年產(chǎn)量140萬噸，占當時產(chǎn)量50%； 1963年生產(chǎn)原油439萬噸，占當時石油產(chǎn)量68%； 1974年大慶生產(chǎn)原油5000萬噸； 1978年我國原油產(chǎn)量突破1億噸，成為世界產(chǎn)油大國； 現(xiàn)在，全國共在陸地、海上建油氣田25個； 1998年生產(chǎn)原油1.6億噸，天然氣217億立方米； 近年來，減小開采量，逐步增加進口量。 發(fā)現(xiàn)全國第二大油田，大北油氣田。 50年來，累計產(chǎn)原油35億噸，4000億立方米天然氣；按當前價則算約合人民幣40000億元；累計出口原油4.61億噸，成品油1.22億噸，創(chuàng)匯851億美元； 目前已探明原油儲量197億

3、噸，天然氣2萬億立方米；,2）原油加工能力 我國第一座煉油廠在蘭州；到1998年全國有大小煉油廠194座，年原油加工能力2.7億噸，生產(chǎn)成品油1億多萬噸，主要油品基本滿足需要。其中，處理能力大于250萬噸/年，占近90%；2001年，原油加工量近2.1億噸，汽油產(chǎn)量4124萬噸，柴油產(chǎn)量7404萬噸，煤油產(chǎn)量789萬噸，液化氣產(chǎn)量1065萬噸，天然氣產(chǎn)量303億立方米。 煉油規(guī)模逐漸加大，節(jié)省能源、人力、設(shè)備資金和占地面積。 國外最大的煉油廠規(guī)模高達4085萬噸/年，平均規(guī)模540萬噸/年，我國最大的煉油廠規(guī)模高達1600萬噸/年，平均規(guī)模378萬噸/年。,國內(nèi)外主要原油的性質(zhì) 特點和加工方案

4、,1、我國主要原油的性質(zhì)和特點 2、主要進口原油的性質(zhì)和特點 3、幾種類型原油加工特點 4、 原油加工方案,1、我國主要原油的性質(zhì)和特點,我國產(chǎn)量較大的原油可分為三種類型： 1）石蠟基原油 2) 中間基與石蠟中間基原油 3) 環(huán)烷和環(huán)烷中間基原油,1）石蠟基原油,油田： 大慶、吉林、中原、青海等。 特點： 含硫低，鎳和釩含量不高，殘?zhí)康?，瀝青質(zhì)低，含蠟高，凝固點高。,2) 中間基與石蠟中間基原油,油田：勝利、遼河、大港等。特點：蠟含量低，鎳含量高,3) 環(huán)烷和環(huán)烷中間基原油,油田：孤島、單家寺、羊三木、 高升等。 特點：密度大，含蠟低，凝點低， 膠質(zhì)、殘?zhí)?、酸值、鎳含量高?2、主要進口原油的

5、性質(zhì)和特點,1） 中東原油： 輕質(zhì)油收率高，氮含量低，硫含量高，蠟含量低，凝點低，金屬含量高，釩高鎳低，膠質(zhì)含量低，殘?zhí)亢蜑r青質(zhì)高。基本屬于：含硫和高硫中間基原油。適于多產(chǎn)柴油和瀝青。 2） 亞太地區(qū)原油： 輕質(zhì)油收率高，硫含量低。 3）西非原油：一般屬于低硫石蠟基原油，輕質(zhì)油收率高，硫含量低。 4）獨聯(lián)體原油：輕質(zhì)油收率高，凝點低。,3、幾種類型原油加工特點,1） 低硫石蠟基原油 以大慶原油為代表，其加工特點： （1）由于原油含硫少，氮含量不高，輕質(zhì)直餾產(chǎn)品基本 不需要精制。 （2）減壓餾分油是催化裂化的好原料，是生產(chǎn)潤滑油好原料。 （3）由于含蠟高，是生產(chǎn)石蠟的好原料。 （4）由于輕餾分油

6、飽和烴含量高，作為裂解原料，乙烯收率高。 （5）由于減壓渣油的殘?zhí)康停s質(zhì)少，可以作為催化裂化原料。,2） 中間基原油,以勝利、遼河等原油代表，其加工特點： （1）直餾汽油芳烴潛含量較高，適于作為催化重整原料。其直餾產(chǎn)品酸度高，一般需要精制。 （2）減壓餾分油中，烷烴含量低，作為催化裂化原料，生焦量大，柴油十六烷值低，需要改質(zhì)，各餾分的芳烴含量都較高，不適合作裂解原料。 （3） 渣油可以生產(chǎn)瀝青。,3） 含硫和高硫原油 以中東原油為代表，其加工特點： （1）產(chǎn)品含硫高，需要精制脫硫。 （2）柴油收率高，凝點低，十六烷指數(shù)高，適合于生產(chǎn)低凝優(yōu)質(zhì)柴油。 （3）減壓渣油蠟含量低，飽和烴含量少，是生產(chǎn)

7、高等級瀝青的優(yōu)質(zhì)原料。,煉油廠的構(gòu)成和工藝流程,一 、 煉油生產(chǎn)裝置 原油分離裝置 重質(zhì)油輕質(zhì)化裝置 油品改質(zhì)及油品精致裝置 油品調(diào)和裝置 氣體加工裝置 制氫裝置 化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置,二 、 輔助設(shè)施 供電系統(tǒng) 供水系統(tǒng) 供水蒸氣系統(tǒng) 供氣系統(tǒng) 原油和產(chǎn)品儲運系統(tǒng) 三廢處理系統(tǒng),催化裂化：以較重原油為原料，用硅酸鋁或在硅酸鋁上加入分子篩為催化劑來生產(chǎn)汽油、柴油和液化氣等輕質(zhì)產(chǎn)品。一般用減壓餾分油、脫瀝青油、焦化蠟油為原料。 催化重整：以石腦油為原料，在催化劑和氫氣作用下進行的重整過程，用于生產(chǎn)芳烴或高辛烷值的汽油。,加氫精制：各種直餾的或二次加工的油，靠加氫方法來脫除硫、氮、氧、金屬等雜質(zhì)，統(tǒng)稱

8、為加氫精制。 加氫裂化：在一定溫度和氫壓下，靠催化劑的作用，使重質(zhì)原料油發(fā)生裂化、加氫、異構(gòu)化等反應(yīng)，生產(chǎn)各種輕質(zhì)油品或潤滑油料的二次加工方法。,加工能力,原油加工能力：常壓蒸餾 重質(zhì)油輕質(zhì)化能力：催化裂化 加氫裂化 焦化過程的處理能力與原油加工能力之比 生產(chǎn)汽油的能力：催化裂化（數(shù)量） 催化重整 烷基化 異構(gòu)（質(zhì)量） 加工含硫原油的能力：加氫能力,第七章 石油蒸餾過程 蒸餾是將液體混合物按其所含組分的沸點或蒸汽壓的不同而分離為輕重不同的各種餾分，或者是分離為近似純的產(chǎn)物。在煉廠中，可以遇到多種形式的蒸餾操作，但可以把它們歸納為三種基本類型。,1、閃蒸平衡汽化 進料以某種方式被加熱至部分汽化，

9、經(jīng)過減壓設(shè)施，在一個容器（如：閃蒸罐、蒸發(fā)塔、蒸餾塔的汽化段等）的空間內(nèi)，在一定的溫度、壓力下，氣液兩相迅即分離，得到相應(yīng)的氣相和液相產(chǎn)物，此過程即為閃蒸。 上述過程中，如果氣、液兩相有足夠的時間密切接觸，達到平衡狀態(tài)，則這種汽化方式稱為平衡汽化。 平衡汽化的逆過程稱為平衡冷凝。,2. 簡單蒸餾漸次汽化 簡單蒸餾是實驗室或小型裝置上常用于濃縮物料或粗略分割油料的一種蒸餾方法。液體混合物在蒸餾釜中被加熱，在一定壓力下，當溫度達到混合物的泡點溫度時，液體即開始汽化，生成微量蒸氣。生成的蒸氣當即被引出并經(jīng)冷凝冷卻后收集起來，同時液體繼續(xù)加熱，繼續(xù)生成蒸氣并被引出。這種蒸餾方式稱為簡單蒸餾或微分蒸餾。

10、 在簡單蒸餾中，每個瞬間形成的蒸氣都與殘存液相處于平衡狀態(tài)，在整個蒸餾過程中，所產(chǎn)生的一系列微量蒸氣的組成是不斷變化的。,3.精餾 精餾有連續(xù)式和間歇式兩種，現(xiàn)代石油加工裝置中都采用連續(xù)式精餾；沿著精餾塔高度建立了兩個梯度： 溫度梯度，即自塔底至塔頂溫度逐級下降。 濃度梯度，即氣、液相物流的輕組分濃度自塔底至塔頂逐級增大。 借助于精餾過程，可以得到一定沸程的餾分，也可以得到純度很高的產(chǎn)品。對于石油精餾，一般只要求其產(chǎn)品是有規(guī)定沸程的餾分，在煉油廠中，常常有些精餾塔在精餾段抽出一個或幾個側(cè)線產(chǎn)品，也有一些精餾塔只有精餾段或提餾段。,第一節(jié) 石油及其餾分的氣一液平衡 一、氣一液相平衡及相平衡常數(shù)

11、當體系中氣、液兩相呈平衡時，整個相平衡體系的溫度和壓力都是均勻的。按熱力學第二定律有：,式中,氣相和液相中組分i的化學位。,對于非理想溶液，則組分的逸度應(yīng)當代以活度來處理相平衡關(guān)系，在氣液傳質(zhì)過程中，氣液平衡時某組分在氣相中的濃度與其在液相中濃度的比值稱為相平衡常數(shù)。,1PTK列線圖法 圖75是輕質(zhì)烴的PTK列線圖，反映了相平衡常數(shù)與壓力和溫度的關(guān)系。此法求得的相平衡常數(shù)值只是溫度和壓力的函數(shù)，而與混合物的組成無關(guān)。顯然，此法只適用于氣相和液相都是理想溶液的體系。此法的精確度雖然不是很高，但是對一般工程計算是適用的，而且方法簡捷。,2會聚壓法 對于非理想溶液，混合物的組成對相平衡常數(shù)有影響。對

12、于這個影響，在用熱力學參數(shù)計算的方法中是借助于活度系數(shù)來進行“校正”的。此外，還有另一種解決辦法，就是引進一個新的參數(shù)會聚壓。,為便于說明什么是體系的會聚壓，以一個由組分A(低沸組分)和B(高沸組分)組成的二元混合物為例。將A和B在恒溫下的相平衡常數(shù)K隨壓力P的變化予以標繪，得到如圖76所示的logKlogP關(guān)系曲線。如果是理想溶液，則A和B是兩條互不相關(guān)的直線(如虛線所示)，它們不會交匯。然而在高壓條件下，實際混合物必然是非理想溶液，表現(xiàn)出與理想溶液有明顯的差別：A、B兩條曲線互相趨近，最后于K=1.0處會聚于一點。對應(yīng)于這個會聚點的壓力就稱為混合物的會聚壓或收斂壓Pcv，如果所選的溫度條件

13、正好是混合物的臨界溫度Tc，則此時的會聚壓就等于體系的臨界壓力PC。只要溫度不高于混合物中最重組分的臨界溫度，就會出現(xiàn)會聚現(xiàn)象，只是溫度不同時，體系的會聚壓數(shù)值也不相同。,3. K值的內(nèi)插和外延 在缺乏所需相平衡常數(shù)資料的情況下，可以考慮根據(jù)已有的數(shù)據(jù)進行內(nèi)插和外延，但應(yīng)注意限度。同樣分子特征的化合物，如同系物，在溫度和壓力一定時，它們的logK與相對分子質(zhì)量M的關(guān)系是一條直線。因此，已知幾個同系物的K值，可以用內(nèi)插法或在不大的范圍內(nèi)外延的辦法來求取其他同類化合物的K值。 在恒溫下，將logK對總壓作圖，也可得一直線，在對比壓力Pr0.4的范圍內(nèi)，可以延長直線以估定其他壓力下的K值。 在恒壓下

14、，將logK對溫度作圖所得的曲線，可外延到對比溫度Tr=0.5處，從而得到其他溫度下的K值。,二、石油及石油餾分的蒸餾曲線 1. 恩氏蒸餾曲線 恩氏蒸餾是一種簡單蒸餾，它是以規(guī)格化的儀器和在規(guī)定的實驗條件下進行的，故是一種提條件性的試驗方法。將餾出溫度（氣相溫度）對餾出量（體積百分率）作圖，得到恩氏蒸餾曲線。 恩氏蒸餾的本質(zhì)是漸次汽化，基本上沒有精餾作用，因而不能顯示油品中各組分的實際沸點，但能反映油品在一定條件下的汽化性能，簡單易行，所以，廣泛用作反映油品汽化性能的一種規(guī)格試驗。,2. 實沸點蒸餾曲線 實沸點蒸餾是一種實驗室間歇蒸餾。油品的實沸點蒸餾曲線大體上反映各組分沸點變遷情況的連續(xù)曲線

15、。,3. 平衡汽化曲線 在實驗室平衡汽化設(shè)備中，將油品加熱汽化，使氣液兩相在恒定的壓力和溫度下密切接觸一段足夠長的時間迅即分離，即可得到油品在該條件下的平衡汽化率。在恒壓下選擇幾個合適的溫度（至少五個）進行試驗，就可得到恒壓下平衡汽化率與溫度的關(guān)系。以汽化溫度對汽化率作圖，即可得油品的平衡汽化曲線。 根據(jù)平衡汽化曲線，可以確定油品在不同汽化率時的溫度（如精餾塔進料段的溫度），泡點溫度（如精餾塔側(cè)線溫度和塔底溫度），露點溫度（精餾塔頂溫度）等。,4. 三種蒸餾曲線的比較 同一種油品的三種蒸餾曲線，就曲線的斜率而言，平衡汽化曲線最平緩，恩氏蒸餾曲線比較陡，而實沸點蒸餾曲線的斜率最大。這種差別正是這

16、三種蒸餾方式分離效率的差別的反映，即實沸點蒸餾的分離精確度最高，恩氏蒸餾次之，而平衡汽化最差。這是由三種蒸餾的本質(zhì)所決定。,5. 蒸餾曲線的相互換算 1）常壓蒸餾曲線的互相換算 a）常壓恩氏蒸餾曲線和實沸點蒸餾曲線的互換 互換時，可利用實沸點蒸餾50%餾出溫度與恩氏蒸餾50%餾出溫度的關(guān)系圖和實沸點蒸餾曲線各段溫差與恩氏蒸餾曲線各段溫差的關(guān)系圖。 這兩張圖適用于特性因素 =11.8，沸點低于427的油品。計算餾出溫度與實驗相差約5.5，偏離規(guī)定條件時可能產(chǎn)生重大誤差。 b）常壓恩氏蒸餾曲線和平衡汽化曲線的互換 互換時，可利用常壓恩氏蒸餾50%點與平衡汽化50%點的換算圖和平衡汽化曲線各段溫差與

17、恩氏蒸餾曲線各段溫差的關(guān)系圖。 這兩張圖適用于特性因素 =11.8，沸點低于427的油品，計算餾出溫度與實驗偏差在8.3以內(nèi)。,c）常壓實沸點蒸餾曲線和平衡汽化曲線的互換 互換時，可利用經(jīng)驗圖表常壓實沸點蒸餾曲線與平衡汽化曲線的換算。該圖引進了參考線的概念，所謂參考線是指通過實沸點蒸餾或平衡汽化曲線的10%點與70%點的直線。,2）減壓1.33 kPa（殘壓10 mmHg）蒸餾曲線的互換 殘壓1.33 kPa（10 mmHg）的各種蒸餾曲線的互相換算可以采用經(jīng)驗圖表： 3）減壓1.33 kPa（殘壓10 mmHg）蒸餾曲線換算為常壓蒸餾曲線 4）常壓平衡汽化曲線換算為壓力下平衡汽化曲線 5）常

18、壓與減壓平衡汽化曲線的換算,三、復雜體系汽液平衡的“假多元組分”處理方法 假多元系法：把石油或石油餾分按沸程分為一系列窄餾分，每個窄餾分都被看作一個組分，稱為假組分或虛擬組分，同時以窄組分的平均沸點、密度、平均相對分子質(zhì)量等表征各假組分的性質(zhì)。這樣，石油餾分這一復雜混合物就可以看成是由一定數(shù)量假組分構(gòu)成的假多元系混合物，然后按多元系氣液平衡的處理方法進行計算。這種處理方法稱為假組分法或假多元系法。,四、油一水不互溶體系的氣一液平衡 水在油中的溶解度很微小，一般情況下都把水和油的混合物看作是不互溶體系。至于氣相，則任何氣體都能均勻混合。因此，所謂不互溶只是指液相而言。 在石油蒸餾塔中，常常吹入一

19、定量的過熱水蒸氣以降低油氣分壓而幫助它汽化；塔頂?shù)臍庀囵s出物往往在水蒸氣的存在下冷凝冷卻等等。這些情況司以歸納成三種類型，即：過熱水蒸氣存在下油的汽化；飽和水蒸氣存在下油的汽化；油氣水蒸氣混合物的冷凝。,1.過熱水蒸氣存在下油的汽化 在這種情況下，水蒸氣始終處于過熱狀態(tài)，即沒有液相水的存在。 在氣相中 (7-50) 式中P 體系總壓； PA A蒸氣的分壓； PS 水蒸氣的分壓。 由于只有A一個液相，而且與汽相呈平衡， 故 式中為純A的飽和蒸氣壓。,當體系總壓一定時，而且沒有水蒸氣存在，則液體A要在時才能沸騰。可是在水蒸氣存在時，只要，A就能沸騰。或者說，過熱水蒸氣的存在使A的沸點下降了。 下面

20、再分析一下過熱水蒸氣的數(shù)量的影響。根據(jù)分壓定律，在氣相中，,式中，NS和NA分別為水蒸氣和A蒸氣的摩爾數(shù)。,當P一定、要求A的汽化量NA一定，則NS增大時，PA0可降低，換言之，增加NS可以在更低的溫度下得到相同數(shù)量的NA。 當P和T都一定時，方程式的右方為一常數(shù)，則增大NS時，NA會按比例增大。 如果體系中的物料不是純物質(zhì)A而是石油餾分O，上述的基本原理仍然適用，但是由于石油餾分不是純物質(zhì)而是一種混合物，在具體計算中會帶來一些重要的差別。,2.飽和水蒸氣存在下油的汽化 對于這種情況，在氣相中是水蒸氣和油氣組成的均勻相，在液相中則有不互溶的兩相水相和油相。在平衡時，,3油氣一水蒸氣混合物的冷凝

21、 油氣一水蒸氣混合物的冷凝實際上就是前邊兩種情況的逆過程。在實際過程中，油氣一水汽混合物是在流動中被冷凝冷卻，在流動中會有流動壓降，因此，混合物的冷凝過程也不是一個恒壓過程。但是，此過程的基本原理仍然是一樣的，只是問題變得稍為復雜一些罷了。在系統(tǒng)壓降不太大時，為方便起見，常可把它當作恒壓過程來對待。,第二節(jié) 原油精餾塔 一、常減壓蒸餾流程 一個生產(chǎn)裝置的設(shè)備、機泵、工藝管線和控制儀表按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機組合稱為工藝流程。在圖中只列出主要設(shè)備、機泵和主要的工藝管線，稱為原理流程圖。 圖733是典型的原油常減壓蒸餾原理流程圖。它是以精餾塔和加熱爐為主體而組成蒸餾裝置。,原油在蒸餾前必須進行

22、嚴格的脫鹽、脫水，脫鹽后原油換熱到230240進初餾塔（又稱預(yù)汽化塔），塔頂出輕汽油餾分或重整原料。塔底為拔頭原油經(jīng)常壓爐加熱至360370進入常壓分餾塔，塔項出汽油。側(cè)線自上而下分別采出煤油、柴油以及其它油料，常壓塔底油經(jīng)減壓爐加熱到405410送入減壓塔，為了減少管路壓力降和提高減壓塔頂真空度，減壓塔項一般不出產(chǎn)品而直接與抽空設(shè)備聯(lián)接，并采用塔頂循環(huán)回流方武。減壓塔開有34個側(cè)線，根據(jù)煉油廠的加工類型（燃料型或潤滑油型）不同可生產(chǎn)催化裂化原料或潤滑油料。從原油的處理過程來看，上述常減壓蒸餾裝置分為原油初餾（預(yù)汽化）、常壓蒸餾和減壓蒸餾三部分，油料在每一部分都經(jīng)歷了一次加熱汽化冷凝過程，故稱

23、之為“三段汽化”,采用初餾塔的好處是： （l）可顯著減小換熱系統(tǒng)壓力降，避免原油泵出口壓力過高，減少動力消耗和設(shè)備泄漏的可能性。 （2）可避兔或減小當原油脫鹽脫水不好時引起的流動阻力增大及系統(tǒng)操作不穩(wěn)。 （3）減輕主塔（常壓塔）塔項系統(tǒng)腐蝕，初餾塔可得到含砷量低的重整原料。 此外，設(shè)置初餾塔有利于裝置處理能力的提高。 一段汽化：指的是原油經(jīng)過一次的加熱一汽化一冷凝完成了將原油分割為符合一定要求餾出物的加工過程。 二段汽化：常壓蒸餾減壓蒸餾 三段汽化：預(yù)汽化常壓蒸餾減壓蒸餾,一脫四注,一、一脫 原油中含有鹽類，與水發(fā)生水解反應(yīng)生成鹽酸，有腐蝕性。 煉油廠采用電脫鹽的方法，鹽類溶解在水中，脫鹽和脫

24、水是同時進行的。,二、四注 注氨：中和鹽酸和硫化氫，增強緩蝕劑的作用。 注緩蝕劑：使金屬不被腐蝕。 注水：增加水滴的密度使使水滴更易聚結(jié)，溶解溶解懸浮在油中的鹽。 注堿：把油中的鹽轉(zhuǎn)化為不易水解的氯化鈉。,二、原油常壓精餾塔的工藝特征 1. 復合塔 原油通過常壓蒸餾要切割成汽油、煤油、輕柴油、重柴油和重油等四五種產(chǎn)品。在石油精餾中，各產(chǎn)品本身是一種復雜混合物，產(chǎn)品的分離精度并不要求很高，若采用多塔串聯(lián)，太不經(jīng)濟。實際上把幾個簡單精餾塔重疊起來，它的精餾段相當于原來四個簡單塔的四個精餾段的組合，而其下段則相當于第一個塔的提餾段，這樣的塔稱為復合塔或復雜塔。,2. 汽提塔和汽提段 在復合塔內(nèi)，在汽

25、油、煤油、柴油等產(chǎn)品之間只有精餾段而沒有提餾段，側(cè)線產(chǎn)品中必然含有相當數(shù)量的輕餾分，這樣不僅影響側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量（如輕柴油的閃點等），而且降低了較輕餾分的產(chǎn)率。為此，在常壓塔的外側(cè)，為側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔，在汽提塔低部吹入少量過熱水蒸氣以降低側(cè)線產(chǎn)品的油氣分壓，使混入產(chǎn)品中的較輕餾分汽化而返回常壓塔。這種汽提塔和精餾塔的提餾段在本質(zhì)上是不同的。,有些情況側(cè)線的汽提塔不采用水蒸氣，而使用再沸器，原因是： 產(chǎn)品中會溶解微量水分，對有些要求低凝點或低冰點的產(chǎn)品，有影響。 水的用量增加了塔內(nèi)的氣相負荷。 水蒸氣的冷凝潛熱很大，采用再沸器的能降低塔頂冷凝器的負荷。 有助于減少裝置的含油污水量。,3. 全塔熱平

26、衡 常壓塔塔底不設(shè)再沸器，熱量來源幾乎完全靠原油本身帶入，全塔熱平衡引出的結(jié)果如下： （1）常壓塔進料應(yīng)有適當?shù)倪^汽化率 （2）常壓塔的回流比是由全塔熱平衡決定的，變化的余地不大。 多元系精餾與原油精餾不同： 多元系精餾的回流比是由分離精確度要求決定，全塔熱平衡是通過調(diào)節(jié)再沸器負荷來達到。常壓塔產(chǎn)品要求的分離精確度不高，只要塔板數(shù)選擇適當，在一般情況下，由全塔熱平衡所確定的回流比已完全能滿足精餾的要求；操作中，如回流比過大，則必然會引起塔的各點溫度下降，餾出產(chǎn)品變輕，拔出率降低。,4. 恒分子流的假定完全不適用 石油是復雜的混合物，各組分之間的性質(zhì)有很大差別，它們的摩爾汽化潛熱相差很遠，沸點之

27、間的差別甚至可相差幾百度，如常壓塔塔頂和塔底之間溫差可達250左右。顯然，以精餾塔上下溫差不大、塔內(nèi)各組分的摩爾汽化潛熱相近為基礎(chǔ)所作出的恒摩爾流假設(shè)對常壓塔完全不適用。,三、分餾精確度 1.分餾精確度的表示方法 對于石油精餾塔中相鄰兩個餾分之間的分餾精確度，則通常用該兩個餾分的餾分組成或蒸餾曲線(一般是恩氏蒸餾曲線)的相互關(guān)系來表示 恩氏蒸餾（0100）間隙=t0Ht100L 在實際應(yīng)用中，恩氏蒸餾的t0%和t100%不易得到準確數(shù)值，通常是用較重餾分的5點t5H與較輕餾分的95點t95L之間的差值來表示分餾精確度，即， 恩氏蒸餾（595）間隙=t5Ht95L 上式結(jié)果為負值時表示重疊。,2

28、.分餾精確度與回流比、塔板數(shù)的關(guān)系 影響分餾精確度的主要因素是物系中組分之間分離的難易程度、回流比和塔板數(shù)。對二元和多元物系，分離的難易程度可以組分之間的相對揮發(fā)度來表示；對于石油餾分則可以用兩餾分的恩氏蒸餾50點溫度之差t50來表示。 石油精餾塔的塔板數(shù)主要靠經(jīng)驗選用，表77、表78是常壓塔板數(shù)的參考值。,3實沸點切割點和產(chǎn)品收率 在實際工作中，已知各產(chǎn)品所要求的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，要求確定實沸點切割點和產(chǎn)品收率。此時可以用下述的方法。 將產(chǎn)品的恩氏蒸餾初餾點和終餾點換算為實沸點蒸餾初餾點和終餾點。這個換算可以采用本章第一節(jié)介紹的方法，也可以用圖741作近似換算。取 為實沸點切割溫度,四、石油精餾

29、塔的氣、液相負荷分布規(guī)律 精餾塔中的氣、液相負荷是設(shè)計塔徑和塔板水力學計算的依據(jù)。我們所用的分析工具就是熱平衡。 為了分析石油精餾塔內(nèi)氣、液相負荷沿塔高的分布規(guī)律，可以選擇幾個有代表性的截面，作適當?shù)母綦x體系，然后分別作熱平衡計算，求出它們的氣、液負荷，從而了解它們的沿塔高的分布規(guī)律。下面我們以常壓精餾塔為例進行分析。,1塔頂氣、液相負荷 對常壓精餾塔作熱平衡。為簡化計，側(cè)線汽提蒸汽量暫不計入。先不考慮塔頂回流， 則進入該隔離體系的熱量，,離開隔離體系的熱量，,=,Q是為了達到全塔熱平衡必須由塔頂回流取走的熱量，亦即全塔回流熱。所以， 塔頂回流量， 塔頂氣相負荷 (kmolh)=Lo+D+S,

30、2汽化段氣、液相負荷 如果將過汽化度忽略，則汽化段液相負荷(亦即從精餾段最低一層塔板n流下的液相回流量)為,實際計算中應(yīng)將過汽化量計入，此時不等于零。,氣相負荷(亦即從汽化段進入精餾段的氣相流量)為，,3最低側(cè)線抽出板下方的氣、液相負荷 作隔離體系I，并對隔離體系I作熱平衡。 暫不計液相回流在n板上汽化時焓的變化，則進出隔離體系I的熱量，,在精餾過程中，沿塔高自下而上有一個溫度 梯度，故,，因此，,可見，即使在汽化段處沒有 液相回流的情況下，汽化段 上方的塔板上已有回流出現(xiàn)，,就是第n-1板下的液相負荷。,第n板上的氣相負荷， Vn(kmolh)=D+M+G+S+,現(xiàn)在考察柴油抽出板(第m1板

31、)下的 ，,在圖744作隔離體系，并作體系的熱平衡。 進出隔離體系的熱量如下,令m板上的回流熱為,從第m1板流至第m板的液相回流量為,前面提到：,即自汽化段以上，沿塔高上行，須由塔板上取走 的回流熱逐板增大。由此可得出結(jié)論：沿著石油 精餾塔自下而上，各層塔板上的油料愈來愈輕， 平均相對分子質(zhì)量愈來愈小，其摩爾汽化潛熱也 不斷減小，但是每層板上的回流熱卻愈來愈大。 由此可以判斷：以摩爾表示的液相回流量沿塔高 自下而上是逐漸增大的即,現(xiàn)再分析氣相負荷，自第n板上升的氣相負荷應(yīng)為， (kmolh)=D+M+G+S+ 自第m板上升的汽相負荷應(yīng)為， (kmolh)=D+M+G+S+ 既然,和液相回流的變

32、化規(guī)律相同，以摩爾流量表示 的氣相負荷也是沿塔的高度自下而上地增加的。,顯然 VmVn,4經(jīng)過側(cè)線抽出板時氣、液相負荷的變化 以柴油側(cè)線抽出板m1板為例。仍用圖744對隔離體系作熱平衡。先不計回流 則：,第m1板上的回流熱，,故由第m2板流至第m1板的液相回流量為，,由此又可得一結(jié)論：沿塔高自下而上，每經(jīng)過一個側(cè)線抽出塔板，液相回流量除由于塔板溫降所造成的少量增加外，另有一個突然的增加。這個突增量可以認為等于側(cè)線抽出量。 至于側(cè)線抽出板上的氣相負荷，則情況與液相負荷有所不同。柴油抽出板上的氣相負荷為,相比較，,中減少了G，但是,比,卻除了因塔板溫降而引的少量增加外，還增加了一個突增量，這個突增

33、量正好相當于式(766)中的G。因此，在經(jīng)過側(cè)線抽出板時，雖然液相負荷有一個突然的增量，而氣相負荷卻仍然只是平緩地增大。,5塔頂?shù)谝?、二層塔板之間的汽、液相負荷 前面討論的從汽化段往上的液相回流分布情況所涉及的回流都是熱回流。到了塔頂?shù)谝话迳?，情況發(fā)生了變化，進入塔頂?shù)谝话迳系囊合嗷亓鞑皇菬峄亓鞫抢浠亓?，即是溫度低于泡點的液體。因此，在第一板上的回流量的變化不同于其下面各板上回流變化的規(guī)律。下面我們分析一下回流量在一、二層板之間的變化情況。 令 為第2板上的回流熱， 為第1板上的回流熱。在不設(shè)循環(huán)回流時， 也就是全塔回流熱。從第一板流至第二板的回流量為，,塔頂冷回流量為,由于相鄰兩板的溫差不

34、大，為方便比較，可近似 地認為,，,又因相鄰兩板上液體的組成和性質(zhì)，相近，因而 又可以簡化地認為,即，沿塔高自下而上，液相回流逐板增大， 至第二板上達到最大，而到第一板上則有 一明顯的突降。,精餾塔內(nèi)的氣、液相負荷分布規(guī)律可歸納如下(不考慮汽提水蒸氣)： 原油進入汽化段后，其氣相部分進入精餾段。自下而上，由于溫度逐板下降引起液相回流量(kmolh)逐漸增大，因而氣相負荷(kmolh)也不斷增大。到塔頂?shù)谝弧⒍铀逯g，氣相負荷達到最大值。經(jīng)過第一板后，氣相負荷顯著減小。從塔頂送入的冷回流，經(jīng)第一板后變成了熱回流(即處于飽和狀態(tài))，液相回流量有較大幅度的增加，達到最大值。在這以后自上而下，液相

35、回流量逐板減小。每經(jīng)過一層側(cè)線抽出板，液相負荷均有突然的下降，其減少的量相當于側(cè)線抽出量。到了汽化段，如果進料沒有過汽化量，則從精餾段末層塔板流向汽化段的液相回流量等于零。通常原油入精餾塔時都有一定的過汽化度，則在汽化段會有少量液相回流，其數(shù)量與過汽化量相等。 進料的液相部分向下流入汽提段。如果進料有過汽化度，則相當于過汽化量的液相回流也一齊流入汽提段。由塔底吹入水蒸氣，自下而上地與下流的液相接觸，通過降低油汽分壓的作用，使液相中所攜帶的輕質(zhì)油料汽化。因此，在汽提段，由上而下，液相和氣相負荷愈來愈小，其變化大小視流入的液相攜帶的輕組分的多寡而定。輕質(zhì)油料汽化所需的潛熱主要靠液相本身來提供，因此

36、液體向下流動時溫度逐板有所下降。,2塔頂循環(huán)回流 塔頂循環(huán)回流從塔內(nèi)抽出經(jīng)冷卻至某個溫度再送回塔中，物流在整個過程中都是處于液相，而且在塔內(nèi)流動時一般也不發(fā)生相變化，它只是在塔里塔外循環(huán)流動，借助于換熱器取走回流熱。 循環(huán)回流的量可由下式計算：,為了保證塔內(nèi)精餾過程的正常進行，在采用 循環(huán)回流時必須在循環(huán)回流的出入口之間增 設(shè)23塊換熱塔板，以保證其在流入下一層 塔板時能達到要求的相應(yīng)的溫度。,塔頂循環(huán)回流主要是用在以下幾種情況： 塔頂回流熱較大，考慮回收這部分熱量以降低裝置能耗。 塔頂餾出物中含有較多的不凝氣(例如催化裂化主分餾塔) 要求盡量降低塔頂餾出線及冷凝冷卻系統(tǒng)的流動壓降，以保證塔頂

37、壓力不致過高(如催化裂化主分餾塔)，或保證塔內(nèi)有盡可能高的真空度(例如減壓精餾塔)。,3中段循環(huán)回流 循環(huán)回流如果設(shè)在精餾塔的中部，就稱為中段循環(huán)回流。石油精餾塔采用中段循環(huán)回流主要是出于以下兩點考慮： 在塔的中部取走一部分回流熱，從而使全塔沿塔高的氣、液相負荷分布比較均勻。 石油精餾塔的回流熱數(shù)量很大，合理回收利用. 對常壓塔，中段回流取熱量一般以占全塔回流熱的4060為宜。,設(shè)置中段循環(huán)回流時，還須考慮以下幾個具體問題： 中段循環(huán)回流的數(shù)目：對有三、四個側(cè)線的精餾塔，用兩個中段回流；對只有一、二個側(cè)線的塔，以采用一個中段回流為宜。塔頂和一線之間，一般不設(shè)中段回流。 中段循環(huán)回流進出口的溫差

38、：國外采用的溫差常在6080上下，國內(nèi)則多用80120。 中段循環(huán)回流的進出口位置。中段回流的進塔口一般設(shè)在抽出口的上部。在兩個側(cè)線之間。,六、操作條件的確定 操作壓力 原油常壓精餾塔的最低操作壓力最終是受制于塔頂產(chǎn)品接受罐的溫度下的塔頂產(chǎn)品的泡點壓力。為了克服塔頂流出物流經(jīng)管線和設(shè)備的流動阻力，常壓塔頂?shù)膲毫?yīng)稍高于產(chǎn)品接受罐的壓力。 在確定塔頂產(chǎn)品接受罐或回流罐的操作壓力后，加上塔頂流出物流經(jīng)管線、管件和冷凝冷卻設(shè)備的壓降即可計算得塔頂?shù)牟僮鲏毫?。根?jù)經(jīng)驗，通過冷凝器或換熱器殼程包括連接管線在內(nèi)的壓降一般約為0.02MPa，使用空冷器時的壓降可能稍低些國內(nèi)多數(shù)常壓塔得塔頂操作壓力大約在0.

39、130.16MPa之間。 塔頂操作壓力確定后，塔的各部位的操作壓力也隨之可以計算的。塔的各部位的操作壓力與油氣流經(jīng)塔板時所造成的壓降有關(guān)。油氣由上而下流動，故塔內(nèi)壓力又下而上逐漸降低。 由加熱爐出口經(jīng)轉(zhuǎn)油線到精餾塔汽化段的壓力降通常為0.034MPa，因此，由汽化段的壓力即可推算出爐出口壓力。,操作溫度 先假設(shè)某處溫度為t，做熱平衡以求得該處的回流量和油氣分壓，再利用相平衡關(guān)系平衡汽化曲線，求得相應(yīng)的溫度(泡點、露點或一定氣化率的溫度)。與t的誤差應(yīng)小于1%，否則須另設(shè)溫度t ，重新計算直至達到要求的精度為止。 假設(shè)溫度的初值： 在塔內(nèi)有水蒸氣存在的情況下，常壓塔頂汽油蒸氣的溫度可以大致定為該

40、油品的恩氏蒸餾60%點溫度。 當全塔汽提水蒸氣用量不超過進料量的12%時，側(cè)線抽出板溫度大致相當于該油品的恩氏蒸餾5%點溫度。,各部位操作溫度 汽化段溫度 汽化段溫度就是進料的絕熱閃蒸溫度。已知汽化段和爐出口的操作壓力，而且產(chǎn)品總收率或常壓塔拔出率和過汽化度、汽提蒸氣量等也已確定，就可以算出汽化段的油氣分壓。進而可以作出進料（在常壓塔的情況下即為原油）在常壓下的、在汽化段油氣分壓下的以及爐出口壓力下的三條平衡汽化曲線，如圖715。根據(jù)預(yù)定的汽化段中的總汽化率，由該圖查得汽化段溫度，由和可算出汽化段內(nèi)進料的焓值。 在汽化段內(nèi)發(fā)生的是絕熱閃蒸過程。如果忽略轉(zhuǎn)油線的熱損失，則加熱爐出口處進料的焓應(yīng)等

41、于汽化段內(nèi)進料的焓。加熱爐出口溫度必定高于汽化段溫度，而爐出口處汽化率則必然低于汽化段的汽化率。,塔底溫度 一般均采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)。原油蒸餾裝置的初餾塔、常壓塔及減壓塔的塔底溫度一般比汽化段溫度低510 側(cè)線溫度 側(cè)線抽出溫度應(yīng)該是未經(jīng)汽提的側(cè)線產(chǎn)品在該處的油氣分壓下的泡點溫度。 側(cè)線溫度的計算要用猜算法。先假設(shè)側(cè)線溫度，作適當?shù)母綦x體和熱平衡，求出回流量，算得油氣分壓，再求得該油氣分壓下的泡點溫度。應(yīng)與假設(shè)的相符，否則重新假設(shè)，直至達到要求的精度為止。這里要說明兩點： 計算側(cè)線溫度時，最好從最低的側(cè)線開始，這樣計算比較方便。 為了計算油氣分壓，所謂的側(cè)線產(chǎn)品的油氣分壓即是指該處內(nèi)回流蒸氣的分壓。

42、,塔頂溫度 塔頂溫度是塔頂產(chǎn)品在其本身油氣分壓下的露點溫度。算出油氣分壓后，求出塔頂產(chǎn)品在此油氣分壓下的露點溫度，以此校核所假設(shè)的塔頂溫度。 原油初餾塔、常壓塔的塔頂不凝氣量很少，可忽略不計。忽略不凝氣以后求得的塔頂溫度較實際塔頂溫度約高出3，可將計算所得的塔頂溫度乘以系數(shù)0.97作為采用的塔頂溫度。 在確定塔頂溫度時，應(yīng)同時校核水蒸氣在塔頂是否會冷凝。若水蒸氣的分壓高于塔頂溫度下水的飽和蒸氣壓，則水蒸氣就會冷凝。,側(cè)線汽提塔塔底溫度 當用水蒸氣汽提時，汽提塔塔底溫度比側(cè)線抽出溫度約低810C，有的也可能低得更多些。當需要嚴格計算時，可以根據(jù)汽提出的輕組分的量通過熱平衡計算求取。 當用再沸提餾

43、時，其溫度為該處壓力下側(cè)線產(chǎn)品的泡點溫度，此溫度有時可高出該側(cè)線抽出板溫度十幾度。,3汽提水蒸氣用量 石油精餾塔的汽提蒸汽一般都是用溫度為400450的過熱水蒸氣(壓力約為03MPa)，用過熱蒸氣的主要原因是防止冷凝水帶入塔內(nèi)。側(cè)線產(chǎn)品汽提的目的主要是驅(qū)除其中的低沸組分，從而提高產(chǎn)品的閃點和改善分餾精確度；常壓塔底汽提主要是為了降低塔底重油中350以前餾分的含量以提高直餾輕質(zhì)油品的收率，同時也減輕了減壓塔的負荷，減壓塔底汽提的目的則主要是降低汽化段的油氣分壓，從而在所能達到的最高溫度和真空度之下盡量提高減壓塔的拔出率。,第四章 減壓蒸餾塔 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的不同，減壓塔可分為潤滑油性和燃料型兩種。

44、在一般情況下，無論是哪種類型的減壓塔，都要求有盡可能高的拔出率。減壓蒸餾的核心設(shè)備是減壓精餾塔和它的抽真空系統(tǒng)。,一、減壓精餾塔的工藝特征 減壓精餾塔的一般工藝特征 對減壓塔的基本要求是在盡量避免油料發(fā)生分解反應(yīng)的條件下盡可能多地拔出減壓餾分油。做到這一點的關(guān)鍵在于提高汽化段的真空度，為了提高汽化段的真空度，除了需要有一套良好的塔頂抽真空系統(tǒng)外，一般還采取以下幾種措施：,降低從汽化段到塔頂?shù)牧鲃訅航?。這一點主要依靠減少塔板數(shù)和降低氣相通過每層塔板的壓降。 降低塔頂油氣流出管線的流動壓降?，F(xiàn)代減壓塔塔頂都不出產(chǎn)品，塔頂管線只供抽真空設(shè)備抽出不凝氣之用，采用塔頂循環(huán)回流而不采用塔頂冷回流。 一般的

45、減壓塔塔底汽提蒸汽用量比常壓塔大，其主要目的是降低汽化段中的油氣分壓。當汽化段的真空度比較低時，要求塔底汽提蒸汽量較大。近年來，少用或不用汽提蒸汽的干式減壓蒸餾技術(shù)有較大的發(fā)展。,減壓塔汽化段溫度并不是常壓重油在減壓蒸餾系統(tǒng)中所經(jīng)受的最高溫度，此最高溫度的部位是在減壓爐出口。為了避免油品分解，對減壓爐出口溫度要加以限制，在生產(chǎn)潤滑油是不得超過395，在生產(chǎn)裂化原料是不超過400420，同時在高溫爐管內(nèi)采用較高的油氣流速以減少停留時間。 縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時間。塔底減壓渣油是最重的物料，如果在高溫下停留時間過長，則其分解、縮合等反應(yīng)會進行的比較顯著。其結(jié)果，一方面生成較多的不凝氣使減壓塔的

46、真空度下降；另一方面會造成塔內(nèi)結(jié)焦。因此，減壓塔底部的直徑常常縮小以縮短渣油在塔內(nèi)的停留時間。,除了上述為滿足“避免分解、提高拔出率”這一基本要求而引出的工藝特征外，減壓塔還由于其中的油、氣的物性特點而反映出另一些特征。 在減壓下，油氣、水蒸氣、不凝氣的比容大，比常壓塔中油氣的比容要高出十余倍。盡管減壓蒸餾時允許采用比常壓塔高的多（通常約兩倍）的空塔線速，減壓塔的直徑還是很大。為此，減壓塔一般采用多個中段循環(huán)回流，常常是在每兩個側(cè)線之間都設(shè)中段循環(huán)回流。這樣做也有利于回收利用回流熱。,減壓塔處理的油料比較重、粘度比較高，而且還可能含有一些表面活性物質(zhì)。加之塔內(nèi)的蒸氣速度又相當高，因此蒸氣穿過塔

47、板上的液層時形成泡沫的傾向比較嚴重。為了減少攜帶泡沫，減壓塔內(nèi)的板間距比常壓塔大。加大板間距同時也是為了減少塔板數(shù)。此外，在塔的進料段和塔頂都涉及了很大的氣相破沫空間，并設(shè)有破沫網(wǎng)等設(shè)施。 由于上述各項工藝特征，從外形來看，減壓塔比常壓塔顯得粗而短。此外，減壓塔的底座較高，塔底液面與塔底油抽出泵入口之間的高差在10m左右，這主要是為了給熱油泵提供足夠的灌注頭。,潤滑油型減壓塔的工藝特征 潤滑油型減壓塔為后續(xù)的加工過程提供潤滑油料，對潤滑油型減壓塔的分餾精確度的要求與原油常壓分餾塔差不多，故它的設(shè)計計算也與常壓塔大致相同。 由于減壓下餾分之間的相對揮發(fā)度較大，而且減壓塔內(nèi)采用較大的板間距，故兩個

48、側(cè)線餾分之間的塔板數(shù)比常壓塔少，一般35塊塔板即能滿足要求。 有的減壓塔的側(cè)線抽出板采用升氣管式（或稱煙囪形）抽出板。這種抽出板形式對于集油和抽油操作比較好，但是它沒有精餾作用，其壓降約為0.130.26kPa。,中段回流可以采用圖758的形式，也可以采用圖759的形式，后者是把中段回流抽出與側(cè)線抽出結(jié)合在一起，這樣可使塔板效率受循環(huán)回流的影響小些，以減少由于中段回流而加設(shè)的塔板的數(shù)目，有利于降低精餾段的總壓降。 對減壓塔的溫度條件常按如下經(jīng)驗來求定： 側(cè)線溫度：取抽出板上總壓的3050%作為油氣分壓計算側(cè)線油品的泡點： 塔頂溫度：一般比塔頂循環(huán)回流進塔溫度高出2840； 塔底溫度通常比汽化段

49、溫度低510，也有多達攝氏十幾度者。,燃料型減壓塔的工藝特征 燃料型減壓塔的主要任務(wù)是為催化裂化和加氫裂化提供原料。對燃料型減壓塔的基本要求是在控制餾出油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和重金屬含量的前提下盡可能提高餾出油的拔出率。為達到這個基本要求，燃料型減壓塔具有以下的特點。,可以大幅度地減少塔板數(shù)以降低從汽化段至塔頂?shù)膲航怠?可以大大減少內(nèi)回流量，在某些塔段，甚至可使內(nèi)回流量減少到零。這可以通過塔頂循環(huán)回流和中段循環(huán)回流做到。 為了降低餾出油的殘?zhí)贾岛椭亟饘俸?，在汽化段上面設(shè)有洗滌段。洗滌段中設(shè)有塔板和破沫網(wǎng)。所用的回流油可以是最下一個側(cè)線餾出油，也可以設(shè)循環(huán)回流。為了保證最低側(cè)線抽出板下有一定的回流

50、量，通常應(yīng)用1%2%的過汽化度。對裂化原料要求嚴格時，過汽化度可高達4%。一般來說，過汽化度不要過高。 燃料型減壓塔的氣、液相負荷分布與常壓塔或潤滑油型減壓塔有很大的不同。在燃料型減壓塔內(nèi)，除了汽化段上面的幾層板上有內(nèi)回流以外，其余塔段里基本上沒有內(nèi)回流。因此，它的氣、液相負荷分布無須借助于熱平衡和猜算而可以通過分析直接算出。,除了上述特點外，燃料型減壓塔的側(cè)線產(chǎn)品對閃點沒有要求，可以不設(shè)側(cè)線氣提。 燃料型減壓塔的溫度條件的確定方法如下： 因為對油品的分解反應(yīng)的限制不如對潤滑油料那樣嚴格，故進料的加熱最高允許溫度可提高至410420。 塔底溫度比汽化段溫度一般低510。 側(cè)線溫度是該處油氣分壓

51、下側(cè)線產(chǎn)品的泡點溫度。由于在洗滌段以上的塔段中沒有內(nèi)回流，因此，側(cè)線抽出板上的油氣分壓的計算時將所有油料蒸氣計算在內(nèi)，只將水蒸氣和不凝氣看作是惰性氣。在計算油氣分壓時，有時也可以根據(jù)經(jīng)驗，取抽出板上總壓的30%50%近似地作為該處的油氣分壓。 近年來，對燃料型減壓塔傾向于用填料取代塔板并采用干式減壓蒸餾技術(shù)。,二、減壓蒸餾的抽真空系統(tǒng) 減壓精餾塔的抽真空設(shè)備可以用蒸汽噴射器（也稱蒸汽噴射泵或抽空器）或機械真空泵。蒸汽噴射器的結(jié)構(gòu)簡單，沒有運轉(zhuǎn)部件，使用可靠而無需動力機械，而且水蒸氣在煉廠中也是既安全又容易得到的。因此，煉油廠中的減壓塔廣泛地采用蒸汽噴射器來產(chǎn)生真空。,常減壓蒸餾裝置常用的抽真空

52、系統(tǒng)的流程 減壓塔頂出來的不凝氣、水蒸氣和由它們帶出的少量油氣首先進入一個管殼式冷凝器。水蒸氣和油氣被冷凝后排入水封池，不凝氣則由噴射器抽出從而在冷凝器中形成真空。由一級噴射器抽來的不凝氣再排入一個中間冷凝器，將一級噴射器排出的水蒸氣冷凝。不凝氣再由二級噴射器抽走而排入大氣。為了消除因排放二級噴射的蒸汽所產(chǎn)生的噪音以及避免排出的蒸汽的凝結(jié)水灑落在裝置平臺上，常常再設(shè)一個后冷器將水蒸氣冷凝而排入水阱，而不凝氣則排入大氣。圖762中的冷凝器是采用間接冷凝的管殼式冷凝器，故通常稱為間接冷凝式二級抽真空系統(tǒng)。,常減壓蒸餾在煉油工業(yè)中的重要作用與地位,它的加工能力代表煉油廠的加工能力。 是原油的第一道加

53、工過程，也叫做一次加工。 它是用物理方法蒸餾，將原油按不同的沸點范圍分離成不同的餾分。 煉油其他裝置的原料均由蒸餾提供原料。,石油精餾的特點,石油是烴類和非烴類的復雜混合物，石油精餾是復雜系精餾，分餾精度要求不高。 煉油工業(yè)是大規(guī)模的工業(yè)，處理量大，對精餾在工藝、設(shè)備、成本、安全等方面有一定要求。,常減壓蒸餾工藝流程,采用初餾塔的因素,原油的含砷量，使鉑重整催化劑中毒。 原油的輕餾分含量，減小通過換熱器和管路的阻力。 原油脫水效果。 原油的含硫量和含鹽量，減少對常壓塔的腐蝕。,原油蒸餾塔的工藝特征,1、復合塔 2、汽提塔和汽提段（在沸器） 3、全塔熱平衡 4、恒分子回流的假定完全不適用,原油蒸

54、餾工藝流程的類型,我國原油蒸餾工藝流程按煉油廠類型不同，可大致分為三大類。 （一）燃料型 （二）燃料-潤滑油型 （三）燃料-化工型,常減壓蒸餾原料及產(chǎn)品特點,原油在進入常減壓蒸餾裝置前，首先進行脫鹽脫水。 在常壓塔得到： 常壓塔頂：石腦油（汽油餾分）： 因為辛烷值低可以作為溶劑油；催化重整原料； 常一線：航空煤油（煤油）： 根據(jù)原油性質(zhì)不同，生產(chǎn)不同的煤油。 常二線：柴油 一般生產(chǎn)0#柴油 常三線：重柴油：20#重柴油,在減壓塔得到： 餾分范圍為（350500）的蠟油 1、在不同的側(cè)線得到各個餾分，作為生產(chǎn)潤滑油原料?；?qū)⒏鱾€餾分混合，特點：凝固點高，分子量大，作為：催化裂化原料，加氫裂化原料

55、。 2、在減壓塔底得到渣油，根據(jù)原油的性質(zhì)可以作為：燃料油，延遲焦化原料，生產(chǎn)瀝青的原料。,常減壓蒸餾主要操作條件,常壓塔 溫度：原油經(jīng)換熱后達到300左右，進入常壓加熱爐，原油被加熱到360380進入常壓塔進行蒸餾。塔頂100130 ，常一線（煤油）200 左右，常二線（柴油）280 左右，常三線（重柴油）340 左右。 壓力：塔頂在0.10.16Mpa下操作。,減壓塔 溫度：常壓塔底油 350左右進入減壓加熱爐，被加熱到380400進入減壓塔進行蒸餾。 壓力：減壓塔頂殘壓一般在2060mmHg。,減壓塔的工藝特點,塔頂和塔底縮徑 塔底縮徑：縮短渣油在塔內(nèi)的停留時間 塔頂縮徑：使塔內(nèi)氣相負荷

56、均勻 一般使用填料 燃料型減壓塔有23個側(cè)線 潤滑油型減壓塔有45個側(cè)線,減壓精餾塔的一般工藝特征 1.降低從汽化段到塔頂?shù)牧鲃訅航?2.降低塔頂油氣流出管線的流動壓降 3.控制減壓爐出口溫度 4.減壓塔的塔底氣提量比常壓塔大 5.縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時間,“干式”減壓特點,塔頂殘壓在1020mmHg 一般在塔底不注水蒸汽 塔用填料 爐管擴徑 大直徑低速轉(zhuǎn)油線 燃料型減壓塔使用該技術(shù),催化裂化分餾塔 分餾塔底部設(shè)有脫過熱段，使上升至上部的油氣溫度降低到飽和溫度，以便進行精餾，同時避免高沸點的油漿使塔板結(jié)焦。,焦化分餾塔,分餾精確度要求不高。,第八章 熱加工過程,焦炭化過程 減粘裂化 熱裂化

57、 臨氫熱轉(zhuǎn)化,石油烴類的熱反應(yīng) 渣油熱加工過程的反應(yīng)溫度一般在400550 之間，主要有兩類反應(yīng)：裂解反應(yīng)（吸熱），縮合反應(yīng)（放熱反應(yīng)）。 烷烴：C-C鍵斷裂生成較小分子的烷烴和烯烴。C-H鍵斷裂生成碳原子數(shù)保持不變的烯烴和氫。 環(huán)烷烴：烷基側(cè)鏈的斷裂和環(huán)烷環(huán)的斷裂。 芳香烴：脫氫縮合反應(yīng)，生成環(huán)數(shù)較多的芳烴，直至生成焦炭。,環(huán)烷芳香烴：環(huán)烯烴，芳香烴，高分子的多環(huán)芳香烴。 烯烴：與其他烴類交叉反應(yīng)。 膠質(zhì)和瀝青質(zhì)：主要發(fā)生縮合反應(yīng)生成焦炭。 烴類的熱反應(yīng)是一種復雜的平行順序反應(yīng)，這些平行的反應(yīng)不會停留在某一階段上，而是繼續(xù)不斷地進行下去，隨著反應(yīng)時間的延長，一方面，由于裂解反應(yīng)生成分子越來越

58、小，沸點越來越低的烴類，另一方面，由于縮合反應(yīng)生成分子越來越大的稠環(huán)芳香烴。高度縮合的結(jié)果就產(chǎn)生膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，最后生成碳氫比很高的焦炭。,渣油熱反應(yīng)的特點： 渣油熱反應(yīng)比單體烴更能能反映出平行順序反應(yīng)的特征。 渣油熱反應(yīng)時容易生焦，除了由于渣油自身含有較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)外，還因為不同族的烴類之間的相互作用促進了生焦反應(yīng)。 渣油在熱分解過程中的相分離問題。 熱反應(yīng)通常表現(xiàn)為吸熱。（分解反應(yīng)占主導） 反應(yīng)深度小時，為一級反應(yīng)，反應(yīng)深度較大時，不再符合一級反應(yīng)規(guī)律。,焦炭化過程 焦炭化過程是以渣油為原料，在高溫（500550 ）下進行深度熱裂化反應(yīng)的一種熱加工過程。反應(yīng)產(chǎn)物有，氣體、汽油、柴油、蠟油

59、和焦炭。 減壓渣油經(jīng)焦化過程可以得到7080的餾分油，焦化汽油和焦化柴油中不飽和烴含量高，而且含硫、含氮等非烴類化合物的含量也高，因此，安定性差，必須經(jīng)過加氫精制才能作為發(fā)動機燃料。焦化蠟油主要是作為加氫裂化或催化裂化的原料，有時也用于調(diào)和燃料油，焦炭除作為燃料外，還可用作高爐煉鋼用。焦化氣體作燃料或石油化工原料。,特點：是渣油輕質(zhì)化過程，可以加工殘?zhí)恐导爸亟饘俸亢芨叩母鞣N劣質(zhì)渣油，過程簡單、投資和操作費用低。但焦炭產(chǎn)率高、液體產(chǎn)物的質(zhì)量差。 主要工業(yè)形式有延遲焦化和流化焦化。 延遲焦化的工藝流程：,減粘裂化 是一種以渣油為原料的淺度熱裂化過程。把重質(zhì)高粘度渣油通過淺度熱裂化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為較低粘度和較低傾點的燃料油。 工藝流程：,渣油減粘過程的反應(yīng)深度： 液相條件下進行反應(yīng)，容易產(chǎn)生縮合產(chǎn)物。 渣油是膠質(zhì)分散體系，熱轉(zhuǎn)化過程中會導致分散相和分散介質(zhì)間的相容性變差。是減粘裂化反應(yīng)深度的主要限制因素。 采用芳香性強的催化裂化柴油或澄清油作為稀釋劑。 在減粘裂化初期，渣油的粘度隨著轉(zhuǎn)化率的增大而逐漸降低，當