常减压装置简介PPT课件

常减压蒸馏装置简介 讲课人 王武海 目录 一 简介二装置图片三 工艺流程简图四 原油电脱盐简介五 初馏塔六 常压蒸馏七 减压蒸馏八 加热炉简介九 重点内容小结 简介 常减压装置是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称 因为两个装置通常在一起 故称为常减压装置 主要包括三个工序 原油的脱盐 脱水 常压蒸馏 减压蒸馏 实际装置图片 工艺流程简图 电脱盐工艺流程简图 原油电脱盐简介 一 原油电脱盐的工序包括 1 脱盐前水洗 用于除去原油中溶于水的酸 Sour 碱 alkali 盐 salt 等无机物 2 沉淀 Precipitation 某些不溶于水的杂质 可以吸附在固体颗粒表面或聚集在水滴表面 随固体物或水滴一起沉淀 与油分离 3 破乳 Demulsification 通过向原油中加入破乳剂 使水和杂质更有效的分离 原油电脱盐简介 在油中表面活性物质 如环烷酸 胶质 沥青质等 分散在水滴的表面 使水滴稳定地分散在油中 从而阻止了水滴的聚集 因此 脱水的关键是破坏乳化剂的作用 使油水不能形成乳化液 细小的水滴就可以相互聚集成大的颗粒 沉降 最终达到油水分离的目的 原油中的盐类大部分是溶于所含的水中 所以 脱盐脱水是同时进行的 原油电脱盐简介 二 破乳的方法 1 化学破乳法 针对乳状液的性质 加入相应的化学破乳剂 可将稳定的乳状液转化为不稳定的状态 从而达到脱盐脱水的目的 破乳剂本身也是表面活性物质 但它的性质与乳化剂相反 它是水包油型表面活性剂 破乳剂的破乳作用是在油水界面进行的 它能迅速浓集于界面 与乳化剂相竞争 夺取界面位置而被吸附 原有的比较牢固的吸附膜被削弱甚至破坏 小水滴就比较容易聚结 进而沉降分离出来 2 电破乳法 加适当的破乳剂和高压电场联合作用的方法 原油电脱盐简介 三 原油电脱盐的工作原理 在高压交流电场内 原油中的微小水滴受到电场极化作用聚集成大水滴 在油水密度差的作用 水滴在油中沉降分离 原油中的盐溶解于水 随水脱除 沉降到下部水中的固体杂质也随水排出或沉积在罐底部 初馏塔 初馏塔 Primarytower 的作用及时蒸出原油在换热升温过程中已经汽化的汽油 使其不进入常压加热炉 atmosphericheater 以降低炉的热负荷和原油换热系统的操作压力 从而降低装置能耗和操作费用 常压蒸馏原理 精馏又称分馏 它是在精馏塔内同时进行的液体多次部分汽化和汽体多次部分冷凝的过程 原油之所以能够利用分馏的方法进行分离 其根本原因在于原油内部的各组分的沸点不同 在原油加工过程中 把原油加热到360 370 左右进入常压分馏塔 在汽化段进行部分汽化 其中汽油 煤油 轻柴油 重柴油这些较低沸点的馏分优先汽化成为气体 而蜡油 渣油仍为液体 概念 1 概念 蒸馏是利用原油混合物中各个物质沸点的不同 将其分离的方法 由于原油中物质的种类很多 而且很多物质的沸点相差不大 这样就使得原油中各个组分的完全分离十分困难 然而对原油加工来说 并不需要进行精确的分离 因此可以按一定的沸点范围 把原油分离成不同的馏分 再送往二次加工装置进行加工 概念 2 馏分 是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分 石油是一个多组分的复杂混合物 每个组分有其各自不同的沸点用分馏的方法 可以把石油馏分分成不同温度段 如 200 200 350 等 称为石油的一个馏分馏分不等同于石油产品 馏分必须经过进一步加工 达到油品的质量标准 才能称为合格的石油产品3 直馏馏分 从原油直接分馏得到的馏分 它基本保留了石油化学组成的本来面目 如 不含不饱和烃 在化学组成中含有烷烃 环烷烃 芳香烃等 概念 4 石油馏分组成 从常压蒸馏开始馏出的温度 初馏点 到小于200 的馏分为汽油馏分 也称轻油或石脑油馏分 常压蒸馏200 350 的馏分为煤 柴油馏分 也称常压瓦斯油 AGO 由于原油从350 开始有明显的分解现象 所以对于沸点高于350 的馏分 需在减压下进行分馏 在减压下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸点 沸点相当于常压下350 500 的馏分为减压馏分 也称减压瓦斯油 VGO 沸点相当于常压下大于500 的馏分为减渣馏分 VR 蒸馏的形式 蒸馏的形式蒸馏有多种形式 可归纳为闪蒸 平衡气化或一次气化 简单蒸馏 渐次气化 和精馏三种方式 简单蒸馏常用于实验室或小型装置上 如恩氏蒸馏 而闪蒸和精馏是在工业上常用的两种蒸馏方式 前者如闪蒸塔 蒸发塔或精馏塔的气化段等 精馏过程通常是在精馏塔中进行的 蒸馏的形式 1 闪蒸 flashdistillation 加热某一物料至部分气化 经减压设施 在容器 如闪蒸罐 闪蒸塔 蒸馏塔的气化段等 的空间内 于一定温度和压力下 气 液两相分离 得到相应的气相和液相产物 叫做闪蒸 闪蒸只经过一次平衡 其分离能力有限 常用于只需粗略分离的物料 如石油炼制和石油裂解过程中的粗分 蒸馏的形式 2 简单蒸馏 simpledistillation 作为原料的液体混合物被放置在蒸馏釜中加热 在一定的压力下 当被加热到某一温度时 液体开始气化 生成了微量的蒸气 即开始形成第一个汽泡 此时的温度 即为该液相的泡点温度 液体温合物到达了泡点状态 生成的气体当即被引出 随即冷凝 如此不断升温 不断冷凝 直到所需要的程度为止 这种蒸馏方式称为简单蒸馏 蒸馏的形式 3 精馏 rectification 精馏是分离液相混合物的有效手段 它是在多次部分气化和多次部分冷凝过程的基础上发展起来的一种蒸馏方式 炼油厂中大部分的石油精馏塔 如原油精馏塔 催化裂化和焦化产品的分馏塔 催化重整原料的预分馏塔以及一些工艺过程中的溶剂回收塔等 都是通过精馏这种蒸馏方式进行操作的 精馏塔 精馏段 提馏段 塔顶冷凝冷却设备 再沸器 塔板塔顶冷回流 轻组分浓度高 温度低塔底气相回流 轻组分浓度低 温度高 原油常压蒸馏及其特点 所谓原油的常压蒸馏 即为原油在常压 或稍高于常压0 13 0 16MPa 下进行的蒸馏 所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔 或称常压塔atmospherictower 由于原油常压精馏塔的原料和产品不同于一般精馏塔 因此它具有以下工艺特点 其它的石油精馏塔也常常具有与之相似的工艺特点 原油常压蒸馏及其特点 1 常压塔的原料和产品都是组成复杂的混合物2 常压塔是一个复合塔结构 侧线产品 3 常压塔下部设置汽提段 侧线产品设汽提塔为了促使原油中的重质油在较低的温度下沸腾 汽化 除采用减压蒸馏外 还可在蒸馏过程中 向待蒸馏原油通入高温水蒸汽 这叫做汽提 汽提实际上降低了油气的分压 与减压作用相同 而且它操作更简便 因此在原油蒸馏工艺中得到了广泛的应用 但汽提要消耗大量蒸汽 且增加了冷却水的用量 因此与减压配合使用 效果更好 原油常压蒸馏及其特点 对于石油精馏塔 提馏段的底部常常不设再沸器 因为塔底温度较高 一般在350 左右 在这样的高温下 很难找到合适的再沸器热源 因此 通常向底部吹入少量过热水蒸汽 以降低塔内的油汽分压 使混入塔底重油中的轻组分汽化 即汽提 汽提所用的水蒸汽通常是400 450 的过热水蒸汽 原油常压蒸馏及其特点 在复合塔内 汽油 煤油 柴油等产品之间只有精馏段而没有提馏段 这样侧线产品中会含有相当数量的轻馏分 不仅影响本侧线产品的质量 而且降低了较轻馏分的收率 通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔 这些汽提塔重叠起来 但相互之间是隔开的 侧线产品从常压塔中部抽出 送入汽提塔上部 从该塔下注入水蒸汽进行汽提 汽提出的低沸点组分同水蒸汽一道从汽提塔顶部引出返回主塔 侧线产品由汽提塔底部抽出送出装置 原油常压蒸馏及其特点 4 常压塔常设置中段循环回流即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油 或者是侧线产品 经与其它冷流介质换热或冷却后再返回塔中 返回口比抽出口通常高2 3层塔板 作用 在保证各产品分离效果的前提下 取走精馏塔中多余的热量优点 在相同的处理量下可缩小塔径 或者在相同的塔径下可提高塔的处理能力 可回收利用这部分温度较高的热源 常减压蒸馏主要操作条件 常压塔温度 原油经换热后达到300 左右 进入常压加热炉 atmosphericheater 原油被加热到360 380 进入常压塔进行蒸馏 塔顶100 130 常一线 煤油 200 左右 常二线 柴油 280 左右 常三线 重柴油 340 左右 压力 塔顶在0 1 0 16MPa下操作 减压蒸馏原理 液体沸腾的必要条件是蒸汽压必须等于外界压力 降低外界压力就等效于降低液体的沸点 压力愈小 沸点降的愈低 如果蒸馏过程的压力低于大气压以下进行 这种过程称为减压蒸馏 减压蒸馏及其特点 常压蒸馏剩下的重油组分分子量大 沸点高 且在高温下易分解 使馏出的产品变质并生产焦炭 破坏正常生产 因此 为了提取更多的轻质组分 往往通过降低蒸馏压力 使被蒸馏的原料油沸点范围降低 减压蒸馏及其特点 减压蒸馏是在负压状态下进行的蒸馏过程 一般操作压力在2 3KPaA 由于物质的沸点随外压的减小而降低 因此在较低的压力下加热常压重油 上述高沸点馏分就会在较低的温度下气化 从而避免了高沸点馏分的裂解 通过减压精馏塔可得到这些高沸点馏分 而塔底得到的是沸点在500 以上的减压渣油 塔底产品 减压渣油Vacuumresiduum焦化原料 催化原料等二次加工原料经加工后生产重质润滑油生产沥青做燃料油 减压蒸馏及其特点 减压蒸馏的核心设备是减压塔和它的抽真空系统 减压塔的基本要求 尽量提高拔出率 对馏分组成要求不是很严格 提高拔出率的关键 提高减压塔的真空度 减压蒸馏及其特点 减压蒸馏的原理与常压蒸馏相同 关键是减压塔顶采用了抽真空设备 使塔顶的压力降到几千帕 绝对压力 抽真空设备的作用是将塔内产生的不凝气 主要是裂解气和漏入的空气 和吹入的水蒸气连续地抽走以保证减压塔的真空度要求 减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器 steamejector 也称蒸汽吸射泵 或机械真空泵 mechanicalvacuumpump 其中机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中采用 而广泛应用的是蒸汽喷射器 减压蒸馏及其特点 与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比 减压精馏塔具有如下特点 1 减压精馏塔分燃料型和润滑油型两种2 减压精馏塔的塔径大 板数少 压降小 真空度高3 减小塔径缩短渣油在减压塔内的停留时间由于上述各项工艺特征 从外形来看 减压塔比常压塔显得粗而短 减压塔操作条件 减压塔温度 常压塔底油350 左右进入减压加热炉 vacuumheater 被加热到380 400 进入减压塔进行蒸馏 压力 减压塔顶残压一般在20 60mmHg 加热炉 塔 塔盘 加热炉简介 工艺加热炉一般由辐射室 对流室 燃烧器 余热回收系统以及通风系统组成 辐射室也称为炉膛 包括燃烧器和风道 炉管和炉管支撑 耐火衬里等 传热方式主要是热辐射 全炉热负荷的70 80 是由辐射室担负的 是全炉最重要的部分 加热炉简介 对流室包括遮蔽管 对流管 耐火衬里 管线支撑和挂钩 主要传热方式是对流 对流室一般担负全炉热负荷的20 30 对流室吸热量的比例越大 全炉的热效率越高 为了尽量提高传热效果 对流室多采用钉头管和翘片管 燃烧器是产生热量部件 是炉子的重要组成部分 要保证火焰不冲刷炉管并实现低氧完全燃烧 加热炉简介 余热回收系统是从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分 回收方法分为两类 一类采用空气预热方式回收热量 另一类是采