掌握原油常减压蒸馏的生产过程.doc

课题：掌握原油常减压蒸馏的生产过程陕西省靖边职教中心 王桥一、知识目标： 了解原油常减压蒸馏的目的； 熟悉原油常减压蒸馏工艺流程； 了解石油精馏塔的特点；二、调动你的知识和智慧，你能做到！ 掌握常减压蒸馏原理； 掌握原油进行常减压蒸馏的工艺流程； 明白石油产品的生产过程。三、教学重点 掌握常减压蒸馏原理；掌握原油进行常减压蒸馏的工艺流程；四、教学对象分析学生理论基础差；未去过生产现场，缺乏想象依据。五、教学方法任务驱动法通过生活中常用的石油产品及用途引入其重要性，如何生产？；多媒体教学法针对专业课特点和教学对象的认知规律采取相对直观的教学方法，更多采用图片等素材增加学生感性认识。六、课时：学时七、教学过程任务导入任务分析完成任务所用的方法完成任务的过程完成任务八、教学内容任务 掌握精馏原理和流程一、精馏原理 精馏：多次而且同时运用部分气化和部分冷凝的方法，使混合液得到较完全分离，以分别获得接近纯组分的操作。理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，但因产生中间组分而使产品量极少，且设备庞大。工业生产中的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作。原理如图-。二、精馏装置流程1 精馏装置流程典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、冷凝器、再沸器等，如图-所示。用于精馏的塔设备有两种，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。连续精馏操作中，原料液连续送入精馏塔内，同时从塔顶和塔底连续得到产品（馏出液、釜残液），所以是一种定态操作过程。2 精馏装置的作用精馏塔以加料板为界分为两段，精馏段和提馏段。1）精馏段的作用：加料板以上的塔段为精馏段，其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。2）提馏段的作用：包括加料板在内的以下塔板为提馏段，其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。3）塔板的作用：塔板是供气液两相进行传质和传热的场所。每一块塔板上气液两相进行双向传质，只要有足够的塔板数，就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。4）再沸器的作用：其作用是提供一定流量的上升蒸气流。5）冷凝器的作用：其作用是提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。6）回流作用：提供塔板上的液相回流，使气液充分接触，达到传热、传质的目的；取走进塔多余热量，维持全塔热平衡，以控制、调节产品质量。精馏是一种利用回流使混合液得到高纯度分离的蒸馏方法。图精馏原理流程易挥发组份由液相向汽相传递，难挥发组份由汽相向液相传递 、为什么要回流？、为什么要再沸？、为什么称精馏？、为什么称提馏？、塔内温度如何变化？任务 了解原油的常减压蒸馏的产品图2-1 石油产品及用途任务 掌握原油的常减压蒸馏工艺流程？所谓工艺流程，就是一个生产装置的设备（如塔、反应器、加热炉）、机泵、工艺管线按生产的内在联系而形成的有机组合。在原油蒸馏装置中，都有一个高瘦和一个矮胖，这样的两个直立着的设备，这就叫蒸馏塔。高瘦者叫常压分馏塔(简称常压塔)；矮胖者叫减压分馏塔(简称减压塔)。石油经过加热炉加热后，先送到常压塔，再将常压塔塔底的产物，经加热炉再加热后送入减压塔。这个过程在炼油厂就叫蒸馏过程。从图31得知，从蒸馏过程得到的产物，通常称做直馏产品，这是人们促使石油“大家庭”在第一次“分家”中所获得的第一代产品。这些产品的数量有限。从我国的石油组分来说，一般可获得2540的直馏轻质油品和2030的蜡油。也就是说炼制100吨石油，只能拿到2540吨的轻质油品和2030吨的蜡油。蒸馏剩下的渣油，虽然可供锅炉、电站等当燃料，但显然没有合理充分地利用宝贵的石油资源。图1 石油家族树目前，炼厂最常采用的原油蒸馏流程是两段汽化流程和三段汽化流程。两段汽化流程包括两个部分：常压蒸馏和减压蒸馏。三段汽化流程包括三个部分：原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。常压蒸馏是否要采用两段汽化流程应根据具体条件对有关因素进行综合分析而定，如果原油所含的轻馏分多，则原油经过一系列热交换后，温度升高，轻馏分汽化，会造成管路巨大的压力降，其结果是原油泵的出口压力升高，换热器的耐压能力也应增加。另外，如果原油脱盐脱水不好，进入换热系统后，尽管原油中轻馏分含量不高，水分的汽化也会造成管路中相当可观的压力降。当加工含硫原油时，在温度超过160180的条件下，某些含硫化合物会分解而释放出H2S，原油中的盐分则可能水解而析出HCl，造成蒸馏塔顶部、汽相馏出管线与冷凝冷却系统等低温位的严重腐蚀。采用两段汽化蒸馏流程时，这些现象都会出现，给操作带来困难，影响产品质量和收率，大型炼厂的原油蒸馏装置多采用三段汽化流程。通过对照原油三段汽化常减压蒸馏现场图，见图，就可以很清楚地掌握原油的常减压蒸馏工艺流框程，如图 -所示。石油经预热至200240后，进入初馏塔。轻汽油和水蒸汽由塔顶蒸出，冷却到常温后，入分离器分离掉水和不凝气体，得轻汽油（国外称“石脑油”）。不凝气体称为“原油拔顶气”，占原油重量的0.15%0.4%，其中乙烷2%4%，丙烷约30%，丁烷约50%，其余为C5及C5以上组分，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。初馏塔底油料，经常压加热炉加热至360370，进入常压塔，塔顶出汽油，第一侧线出煤油，第二侧线出柴油。为了与油品的二次加工所得汽油、煤油和柴油区分开来，在它们前面冠以“直馏”两字，以表示它们是由原油直接蒸馏得到的。将常压塔釜重油在加热炉中加热至380400，进入减压蒸馏塔。采用减压操作是为了避免在高温下重组分的分解（裂解）。减压塔侧线油和常压塔三、四线油,总称“常减压馏分油” ，用作炼油厂的催化裂化等装置的原料。图 某炼油厂常减压蒸馏装置图原油脱盐脱水初馏加热常压蒸馏加热减压蒸馏精制水加热破乳剂瓦斯轻汽油瓦斯、汽油、煤油轻柴油、重柴油减压渣油减压各种馏分油图 三段汽化常减压蒸馏工艺流程方框图图 原油的常减压蒸馏工艺流程图原油的常减压蒸馏工艺流程，如图 -所示。石油经预热至200240后，进入初馏塔。轻汽油和水蒸汽由塔顶蒸出，冷却到常温后，入分离器分离掉水和不凝气体，得轻汽油（国外称“石脑油”）。不凝气体称为“原油拔顶气”，占原油重量的0.15%0.4%，其中乙烷2%4%，丙烷约30%，丁烷约50%，其余为C5及C5以上组分，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。初馏塔底油料，经常压加热炉加热至360370，进入常压塔，塔顶出汽油，第一侧线出煤油，第二侧线出柴油。为了与油品的二次加工所得汽油、煤油和柴油区分开来，在它们前面冠以“直馏”两字，以表示它们是由原油直接蒸馏得到的。将常压塔釜重油在加热炉中加热至380400，进入减压蒸馏塔。采用减压操作是为了避免在高温下重组分的分解（裂解）。减压塔侧线油和常压塔三、四线油,总称“常减压馏分油” ，用作炼油厂的催化裂化等装置的原料。任务 了解原油的常压蒸馏工艺的特点原油的常压蒸馏就是原油在常压（或稍高于常压）下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔，它具有以下工艺特点：1 常压塔是一个复合塔原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油等四、五种产品馏分。按照一般的多元精馏办法，需要有n1个精馏塔才能把原料分割成n个馏分。而原油常压精馏塔却是在塔的侧部开若干侧线以得到如上所述的多个产品馏分，就像n个塔叠在一起一样，故称为复合塔，见图。2常压塔的原料和产品都是组成复杂的混合物原油经过常压蒸馏可得到沸点范围不同的馏分，如汽油、煤油、柴油等轻质馏分油和常压重油，这些产品仍然是复杂的混合物（其质量是靠一些质量标准来控制的，如汽油馏程的干点不能高于205）。35150是石脑油或催化重整的原料，130250是煤油馏分，250300是柴油馏分，300350是重柴油馏分，可作催化裂化的原料。350是常压重油。3汽提段和汽提塔对石油精馏塔，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，这种方法称为汽提。汽提所用的水蒸汽通常是400450，约为3MPa的过热水蒸汽。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，侧线产品中会含有相当数图 常压蒸馏塔(复合塔) 量的轻馏分，这样不仅影响本侧线产品的质量，而且降低了较轻馏分的收率。所以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，但相互之间是分隔开的，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起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。4中段循环回流在原油精馏塔中，除了采用塔顶回流外，通常还设置23个中段循环回流，即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油，经与其它冷流换热或冷却后再返回塔中，返回口比抽出口通常高23层塔板。中段循环回流的作用是，在保证产品分离效果的前提下，取走精馏塔中多余的热量，这些热量因温位较高，因而是价值很高的可利用热源。采用中段循环回流的好处是，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。小结：本部分主要介绍利用精