原油蒸馏操作过程分析
特点: 1、气相产物中含有较多的低沸点轻
组分; 2、 液相产物中含有较多的高沸点重
组分; 3、在平衡状态下,所有组分同时存
在于气液两相中; 4、这种分离是比较粗略的。
三、简单蒸馏----渐次汽化
简单蒸馏是实验室或小型装置上常用于浓缩物料
或粗略分割油料的一种蒸馏方法。
1.简单蒸馏----又称为微分
1.蒸馏操作的基本原理 利用液体混合物中各组分挥发性差异,以热
能为媒介使其部分汽化从而在汽相富集轻组分, 液相富集重组分而分离的方法。 2.基本类型 (1)闪蒸→平衡汽化→平衡汽化曲线 (2)简单蒸馏→渐次汽化→恩氏蒸馏曲线 (3)精馏→连续式和间歇式→实沸点蒸馏曲线
二、闪蒸----平衡汽化
1、闪蒸-----指进料以某种方式被加热到部分 汽化,经过减压设施,在一个容器的空间(如 闪蒸罐、蒸发塔、蒸馏塔的汽化段等)内,在 一定的温度和压力下,气液两相迅速分离,得 到相应的气相和液相产物的过程
塔内的汽液相负荷分布是不均匀的,即上大下小, 而塔径设计是以最大汽液相负荷来考虑的,对一定 直径的塔,处理量受到最大蒸汽负荷的限制,因此, 经济性差。同时,全塔的过剩热全靠塔顶冷凝器取 走,一方面要庞大的冷凝设备与大量的冷却水,投 资、操作费用高。另一方面低温位的热量不易回收 和利用。因此采用了中段回流来解决以上的问题。
顶冷回流、塔底重沸器、塔内有 汽液接触措施:塔板或填料;
进料塔以上是精馏段,进料塔 以下是提馏段;
塔顶回流:塔顶送入轻组分浓 度很高的液体,称塔顶回流;
塔底气相回流:塔底有一再沸 器,加热塔底流出的液体产生一 定量的气相回流,是轻组分含量 很低而温度较高的蒸气。
3. 精馏的原理 由于组分相对挥发度的不同,可以将不同的组分
4、影响原油脱盐脱水的因素: 1.温度 2.压力 3. 注水量及注水的水质 4. 破乳剂和脱金属剂
5. 电场梯度 6. 停留时间
二、原油脱酸
1、加工含酸原油面临的问题 酸值在0.5mgKOH/g就会产生强烈腐蚀
2、原油脱酸的机理 由于原油中的环烷酸为油溶性,用一般方法难以脱除,通过向 原油中加入适当的中和剂是原油中的环烷酸和其他酸与中和剂 反应,将其先转化为水溶性酸或亲水的化合物即生成盐进入溶 剂相及水相,在一定电场强度和温度下将原油中的环烷酸除去。 3、影响因素
蒸馏,液体混合物在蒸馏釜
中被加热,在一定压力下,
冷凝器
当温度到达混合物的泡点温
度时,液体开始汽化,生成
微量蒸气。生成的蒸气当即
被引出并经冷凝冷却后收集
起来,同时液体继续加热,
继续生成蒸气被引出,这种
蒸馏方式称为简单蒸馏。
2.简单蒸馏的特点 在混合物的泡点温度时,开始汽化。这是由于
混合物的泡点温度是不断变化的,随着轻组分的 汽化移出,泡点温度逐渐增高。
(1)减压抽真空流程 抽真空系统的作用是将塔内产生的不凝气和
吹入的水蒸汽连续的抽走以保证减压塔的真空 度的要求。
减压抽真空的方法 ①蒸汽喷射器(也称蒸汽喷射泵或抽空): 特点:结构简单,没有运转部件,使用可
靠而无需动力机械,且水蒸汽易得到,但能 量利用率低。
②机械真空泵: 特点:能量利用率高,减少水污染。
(1)、中和剂的用量 (2)、破乳剂 (3)、增溶剂的用量 (4)、原油脱酸电场强度 (5)、原油脱酸温度 (6)、注水量
三、三段汽化蒸馏的工艺流程
1、原油蒸馏流程,就是用于原油蒸馏生产的炉、 塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按照 原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形 成的有机组合。将此种内在的联系用简单的示意 图表达出来,称为原油蒸馏的流程图。
进行分离。塔顶和塔底液相回流和汽相回流的作用, 沿精馏塔建立了两个梯度。
温度梯度:沿着塔高由塔底至塔顶温度降低。 浓度梯度:汽液相物流的轻组分浓度从塔底至塔顶 逐渐增大。
两个梯度的作用:由于温度和浓度梯度的存在, 在每一个气液接触级内(一层塔板),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含量的液相相互传质和传热, 达到平衡而产生新的平衡的汽液两相。
原油精馏塔的气液负荷
原油蒸馏塔内上下的平均相对物流分子质量较大, 因此,塔内的气液相摩尔流量在每层塔板上是不相 同的。
1、塔顶汽液相负荷
塔顶气相负荷:V1=L0+D+S,kmol/h
2、气化段汽液相负荷
气相负荷(从汽化段进入精馏段的气相流量) 为:VF=D+M+G+S+Ln
原油精馏塔内的汽液相负荷分布规律:
三段汽化的常减压蒸馏工艺流程
四、减压蒸馏塔的工艺特征
原油中350°C以上的高沸点馏分是馏分润滑油和 催化裂化、加氢裂化的原料,但是由于在高温下会 发生分解反应,所以在常压塔的操作条件下不能获 得这些馏分而只能在减压和较低的温度下通过减压 蒸馏取得。
根据生产任务的不同,减压塔可分为润滑油型和 燃料型两种。
基本上没有精馏作用; 不能显示油品中各组分的实际沸点,但它能反
映油品在一定条件下的汽化性能; 恩氏蒸馏简便易行,所以
广泛用作反映油品汽化性能 的一种规格试验,同时是油 品的最基本的物性数据之一 。
2、实沸点蒸馏曲线
实沸点蒸馏是一种实验室 间歇精馏。
油品的实沸点曲线只是一 根大体反映各组分沸点变迁 情况的连续曲线
2、汽化段数:原油蒸馏过程中,在一个塔内分 离一次称一段汽化。原油经过加热汽化的次数, 称为汽化段数。
3.汽化段数的分类 汽化段数一般取决于原油性质、产品方案和处理量等。 一段汽化式:常压 二段汽化式:初馏(闪蒸)---常压 (两者主要适用于中、小型炼油厂,只生产轻、重燃料 或较为单一的化工原料) 二段汽化式:常压---减压 三段汽化式:初馏---常压---减压 (两者主要用于大型炼油厂的燃料型、燃料-润滑油性 和燃料-化工型) 三段汽化式:常压---一级减压---二级减压 四段汽化式:初馏---常压---一级减压---二级减压 (两者主要用于燃料-润滑油型和较重质的原油,提高拔 出深度或制取高年度润滑油料)
原油蒸馏操作过程分析
原油是极其复杂的混合物,通过原油的 蒸馏可以按所制定的产品方案将其分割成 直馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分以 及各种润滑油馏分和渣油等。
原油蒸馏是石油加工中第一道不可少的 工序,所以通常称原油蒸馏为一次加工, 其它加工工序为二次加工。
原油及其馏分蒸馏类型
一、石油及其馏分的蒸馏方式
为了获得相同的汽化 率,实沸点蒸馏要求达到 的液相温度最高,恩氏蒸 馏次之,而平衡汽化则最 低。
5、蒸馏曲线的相互换算
(一)常压蒸馏曲线的相互换算 1、常压恩氏蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的换算 2、常压恩氏蒸馏曲线和平衡气化曲线的换算 3、实沸点蒸馏曲线和平衡气化曲线的换算
(二)减压1.33kpa蒸馏曲线的相互换算 (三)常压平衡汽化曲线换算为高压平衡汽化曲线
减压塔的工艺特征: 1、降低汽化段到塔顶的压降; 2、降低塔顶油气馏出管线的压降; 3、减少蒸汽用量; 4、缩短渣油在减压塔内的停留时间。
2.减压塔的抽真空系统 减压塔之所以能在减压下操作,是因为在塔顶设
置了一个抽空真空系统,将塔内不凝气、注入的水 蒸气和极少量的油气连续不断地抽走,从而形成塔 内真空。
每一瞬间形成的蒸汽都与残存液相处于平衡状 态。由于形成的蒸汽不断被引出,因此在整个蒸 馏过程中,所产生的一系列微量蒸汽的组成是不 断变化的。
最初得到的汽相轻组分多,随着加热温度的升 高,相继形成的蒸汽中轻组分的浓度逐渐降低, 而残液中的重组分逐渐增多。
对每一个瞬间所产生的微量蒸气来说,其中轻 组分的浓度总是要高于与之平衡的残存液体中的 轻组分浓度。
4.精馏过程能够进行的必备条件 精馏塔内必须要有塔板或填料,提供气液两相充分
接触的场所。气液两相在塔板上达到分离的极限是两 相达到平衡,分离精确度越高,所需塔板数越多;
精馏塔内提供气液相回流,保证精馏过程传热、传 质。
原油及原油馏分的蒸馏曲线
1、恩氏蒸馏曲线 恩氏蒸馏是一种简单蒸馏,本质是渐次汽化,
2、平衡汽化------液体混合物加热,气液两 相有足够 的时间密切接触,达到平衡状态, 气液两相才一次分离,此分离过程称为平衡汽 化,又称一次汽化。
原料液
加热器 减压阀
闪蒸过程
塔顶产品
闪 蒸 罐
塔底产品
在实际生产过程中, 并不存在真正的平 衡汽化,因为真正 的平衡汽化需要气、 液两相有无限长的 接触时间。然而在 适当的条件下,气 液两相可以接近平 衡,因而可以近似 地按平衡汽化来处 理。
原油蒸馏的工艺流程
原油的常减压蒸馏是石油加工的第一道工 序,是依次使用常压和减压的方法,将原油 按照沸程范围切割成汽油、煤油、柴油、润 滑油原料、裂化原料和渣油。在进行常减压 蒸馏时,必须进行原油的预处理 。
一、原油脱盐脱水
1、原油含盐含水的危害 (1)增加能量消耗; (2)干扰蒸馏塔的平稳操作; (3)影响传热、堵塞管路; (4)腐蚀设备; (5)影响二次加工原料的质量。
2、原理 原油中的盐大部分能溶于水,为了能脱除悬
浮在原油中的盐细粒,在脱盐、脱水之前向原 油中注入一定量不含盐的清水,充分混合,然 后在破乳剂和高压电场的作用下,使微小水滴 聚集成较大水滴,借助重力从原油中分离,达 到脱盐、脱水的目的,这称为电化学脱盐、脱 水过程。
3、原油电脱盐工艺流程 (1)一级脱盐罐脱盐率在90%-95%之间。 (2)一级注水的目的:为了溶解悬浮的盐粒 二级注水的目的:为了增大原油中的水量,来 增大水滴的偶极聚结力。
燃的一般工艺特征 对减压塔的基本要求是在尽量避免油料发生分解
反应的条件下尽可能多地得到减压馏分油。做到 这一点的关键在于提高汽化段的真空度,需要有 一套良好的塔顶抽真空系统
润滑油型减压塔是为了提供粘度合适、残炭值低、 色度好喝馏程较窄的润滑油