石油的分离
龙俊禧 江金璋 姚尹超 陈晓睿
CONTENTS
1、研究背景 2、精密分馏及分子蒸馏 3、膜分离、微生物、萃 取
研究背景
石油的组成及应用
研究背景
主要产品
研究背景
石油的分离工艺
精密分馏及分子蒸馏
精密分馏
当需要将原油分摘取为更窄的馏分及将沸点差 很小的混合物进行分离时，则要用分馏效率很 高的精密分馏。
膜分离、微生物、萃取 渗透汽化膜分离
在石油产品生产加工过程中，应用较为成熟的是渗透 汽化膜分离技术。渗透汽化膜主要指的是针对具体液体混 合物的基本成分以及其扩散性、溶解性的区别，通过膜对 此类混合物质加以分离的全过程。渗透汽化膜通常分为三 种，即有机膜、无机膜以及有机与无机复合膜。
膜分离、微生物、萃取 渗透汽化膜分离
一般情况下，石油化工会出现许多的有机混合物，在 具体的工作中必须将其分离开来才能完成全部的工作项目， 比如在汽油中将混合的芳香烃的整体含量降低、从石脑油 当中对于苯乙烯、甲苯等有关芳香烃加以回收等。对一些 同分异构体、近沸物以及恒沸物可以渗透蒸发的方式进行， 通过膜对相关物质的选择分离出各种有机混合物，与以往 所采用的精馏法相比，其效果更加显著。
膜分离、微生物、萃取 膜分离技术的特点
5）采用膜分离技术，可以完成对病毒、细菌的分离，适 用于非常多的有机物以及无机物质分离。同时，也可以应 用在分离特殊的溶液体系过程中，例如，分离共沸物质时， 可以采用膜分离技术完成。 6）分离时采用的膜所具有的性能能够根据所使用的场合 而适当的调整。 7）膜分离技术相对来说较为简单，能够进行连续操作， 可以和一些反应过程更好的耦合在一起。
膜分离、微生物、萃取
微生物降解石油的途径
苯是芳烃的代表，微生物对苯的氧化，首先是在氧化 酶系的作用下，将氧的分子加到苯环上形成邻苯二酚，然
后经一系列酶促反应，相继生成顺-顺粘糠酸、β-酮基己
二酸、琥珀酸等。烃类被微生物氧化后，约有20～70％的 组分转化为微生物细胞的组分。 微生物对石油烃的降解取决于： ①原油的组分、数量、物理特性和油污方式； ②微生物的种类、数量及生理特性； ③海域的温度、氧含量、营养盐、盐度、海流和pH等。环 境因素，既影响微生物的生长和代谢活动，也影响石油入 海后的理化特性。
精密分馏及分子蒸馏
分子蒸馏
原油中重质组分的沸点很高， 在一般能达到的减压条件下进行 蒸馏（0.1KPa），也只能蒸馏出 相当于常压沸点为530℃以下的 馏分。如果再继续提高蒸馏温度 ，油样就会发生分散。这时需 要用到分子蒸馏。
精密分馏及分子蒸馏
分子蒸馏原理
根据气体分子运动论，气体分子在两次连续 碰撞间所行经的距离称为自由程。由于分子的 混乱运动，所以自由程也是不断地无规则地变 化，其平均值则称为平均自由程。
膜分离、微生物、萃取 膜分离技术的特点
1）绝大部分的膜分离技术不涉及物质的相变过程，一般 仅需要消耗非常少的能源。 2）采用膜分离技术，通常是不需要另外再加入其他物质， 更加的利于资源节约与环境的保护。 3）膜分离技术能够实现物质的分离和浓缩、分离和反应 等同时进行，使得整个过程更加的具有高效性。 4）采用膜分离技术一般是在温和条件下完成的。所以， 尤其适宜应用在热敏物质分离、浓缩的工艺之中。
的基础。
膜分离、微生物、萃取
微生物降解石油途径
石油是多种烃类组成的混合物，包括烷烃、环烷烃和 芳烃等。在石油烃类中，以直链的烃类最易被氧化，芳烃 和环烷烃的氧化较难。微生物对直链烃的氧化有多种方式： 单末端氧化、双末端氧化和次末端氧化等。其中单末端氧 化是最主要的方式。如微生物对正链烷的氧化，首先是在 单氧化酶系的酶促下，将氧分子的一个氧原子加入到烃中 去，使其形成相应的醇，另一个氧原子与烃类脱下的氢结 合形成水。正链烷被氧化成相应的醇后,在脱氢酶的作用 下,接着被氧化成相应的醛和酸。脂肪酸再通过β氧化和三 羧酸循环进一步氧化成二氧化碳和水。
精密分馏
其组成如下： 回流头
接受器
分馏柱பைடு நூலகம்蒸馏瓶
加热电炉
精密分馏及分子蒸馏
精密分馏
其精馏装置具备以下特点：
高效的分馏柱填料 较高的回流比 近似于绝热的分馏柱
精密分馏及分子蒸馏
精密分馏
高效的精密分馏柱：精密分馏柱一般采用填料柱，柱子
的分馏效率取决于所用的填料的效率。要使填料达到较高 的分离效率，填料应具有较大的比表面积和较高的空隙率， 以保证填料柱具有足够大的气、液传质面积和较小的气、 液流动阻力。
膜分离、微生物、萃取
石油的萃取
各种石油化学方法可提供大量的芳香烃, 但往往同非 芳香烃混在一起, 它们之间的沸点相差又很小, 或者相互 形成共沸混合物，不能用一般的燕馏方法加以分离来获得 各种芳香烃产品。因此, 人们利用非芳烃类与芳烃物理性 质和反应性能的差别, 研究了各种分离方法, 工业上采用 的有溶剂萃取法、萃取蒸馏法、共沸蒸馏法、吸附分离法 等, 但在大规模工业生产上多数采用溶剂萃取法, 即在芳 烃和非芳烃的混合物中加入溶剂, 利用其对于烃类溶解度 的不同而使芳烃分离。
平均自由程与压力成反比，压力越低时，分 子在单位时间内碰撞次数越少，平均自由程也 越大。
精密分馏及分子蒸馏
分子蒸馏原理
对于原油中较大的分子， 在0.1Pa的高真空下，其平均 自由程可达到10cm左右。在 这样低的压力下加热油样， 其液相表面的分子会蒸发逸出 。如在与液相表面距离小于其 平均自由程处设置一温度较低的表面，则从液
膜分离、微生物、萃取 石油的萃取
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膜分离、微生物、萃取 膜分离在油气回收领域的应用
膜分离、微生物、萃取
微生物分离
石油及其产品带来的水域和土壤污染问题日益引起人们的重视。 在自然状态下,多个种属的微生物都具有分解和转化石油组分的能 力,已报道能够降解石油的菌种有八种:Rhodococcus rhodochrous, Pseudomonas, Alcaligenes, Rhodococcus erythropolis, Acinetobacter, Devouroil等,能够降解芳香烃的菌种有十种: Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Corynebacteria, Flavobacterium , Micrococcus, Mycobacterium , Nocardia , Pseudomonas, Rhodococcus等。这些微生物广泛分布于土壤和水体 中,尤其是受石油污染的环境中。这类菌株对石油具有较强降解能 力,是研究细菌降解石油的机理及对污染水域或土壤进行生物修复
精密分馏及分子蒸馏
精密分馏
较高的回流比：在一定的范围内，回流比越大， 分离效率越高。但是过高的回流比会使流出速度太低， 因此通常的回流比为理论塔板数的2/3
精密分馏及分子蒸馏
精密分馏
分馏柱的保温：最理想的分馏是在绝热的情况下操作， 过多的散热会影响分馏效率，而且易形成液泛。 常用抽空的镀银夹层玻璃柱为绝热分馏柱或用分段电 热保温
相表面逸出的分子会在这个冷表面上冷凝。
精密分馏及分子蒸馏
分子蒸馏原理
分子蒸馏的特点：蒸馏时的温度并没有达到 所分离物质在该压力下沸点，只有依仗液相的 表面蒸发。这样可避免因温度过高而造成的分 解。
膜分离、微生物、萃取
膜分离
膜分离技术是利用气体中不同组分在高分子材料上扩散系数大小 不同达到气体分离的新兴分离技术，该技术是一种物理过程，如表 所示，工业膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透及渗透 汽化。在近十几年得到了快速度发展。因其装置结构简单、维护费 用低、能耗小等特点逐步在石油化工行业推广应用。