原油蒸馏课件

原油蒸馏

第一节原油蒸馏原理

根据组成石油的各种烃类等化合物沸点不同，利用换热器、加热炉等设备，把原油加热后，在蒸馏塔中进行多次部分汽化和部分冷凝，使气液两相进行反复充分的物质交换和热交换，从而达到将原油分离成不同沸程的汽油、柴油、蜡油或各种二次加工原料及渣油的加工过程。●基本概念◆相是指在体系内部物理和化学性质完全相同均匀的一部分，在特定条件下相与相之间有明显的界面。◆气化现象在一定的温度和压力下，部分液体分子的动能超过相邻间分子吸引力时，就会逸出，进入液面上方空间，成为气体分子。

◆冷凝现象进入空间的气体分子，因相互碰撞或与器壁碰撞而部分返回液体。◆蒸发在同一时间内，从液体表面气化的分子数多于由液面外进入液体（冷凝）的分子数。发生在液体表面的气化现象叫蒸发。

◆气液相平衡是指在一定条件下，从气相冷凝返回液相的分子数与从液相蒸发到气相的分子数达动态平衡时的状态。（气相与液相温度相等）

◆处于气液相平衡状态

气体---饱和蒸气

液体---饱和液体

蒸气压---饱和蒸气压饱和蒸气压表明了液体的蒸发能力，只与组分的液体性质和外界条件有关，与液体数量无关。

◆沸点

当饱和蒸气压升高到与外界压力相等时的温度就是该液态纯物质的在该压力下的沸点。纯物质在一定的压力下，有一固定沸点，压力变化，沸点变化在沸点，加热汽化液体温度不升高，直到全部气化。

◆沸点范围

原油或馏分油是有多个不同沸点组分组成的，在一定压力下加热，沸点低的轻组分先汽化，随汽化数量增加，温度也升高，而液相组成中的高沸点组分浓度增大，直到全部汽化完毕。在整个过程中，温度都在不断升高。原油或馏分油没有固定沸点，表现为沸点范围。◆原油的气-液相平衡

在一定的温度和压力下，保持原油气-液两相共存，此时气液两相的相对量（气化率）和两相中各组分中的浓度分布都不再变化，这时原油达到气-

液相平衡状态。◆泡点在一定压力下加热原油，当原油加热至刚刚出现第一个气泡并保持相平衡状态时的温度，称泡点温度。◆饱和液体处于泡点状态的液体◆露点

继续升高温度使原油不断汽化，当原油刚刚全部汽化并保持相平衡时的温度，称谓露点温度。◆饱和气体处于露点状态的气体◆过热气体

温度高于露点◆过冷液体温度低于泡点 石油馏分泡点温度低于露点温度

蒸馏是将液体混合物加热,使其部分气化,然后将蒸气引出冷凝为凝液,使液体混合物得到分离。

1、闪蒸----平衡汽化（平衡蒸馏）

2、简单蒸馏----渐次汽化

3、精馏●原油蒸馏的方法◆闪蒸----平衡气化进料以某种方式加热到部分气化，经减压设施进入一容器，在一定温度和压力下，使气、液两相迅速分离的过程。◆平衡冷凝平衡气化的逆过程◆简单蒸馏---渐次气化将液体混合物置于蒸馏釜中，在一定压力下，当温度达到泡点温度时，液体开始气化，生成微量蒸气。此时，将蒸气立即引出釜外，经冷凝得到产品。同时液体继续加热，生成的气体不断被引出和冷凝。◆渐次冷凝

渐次气化逆过程◆精馏在精馏塔中，液体混合物连续多次进行部分气化和部分冷凝，不平衡的气、液两相，通过多次逆流接触，进行热交换和物质交换，最后达到有效分离混合物的过程，可以连续有效地分离液体混合物，得到纯度和收率较高产品。连续精馏和间歇精馏◆精馏塔构成

精馏段、提馏段、塔顶回流、塔底再沸器◆精馏的特点

在提供回流的条件下，气液两相多次逆流接触，进行相间的传质传热，使液态混合物得到有效分离。

●实现精馏的方法

（1）气液两相充分接触的设备---精馏塔（2）塔顶提供自上而下的液相回流，塔底提供自下而上的气相回流。（3）沿塔高存在自下而上逐渐下降的温度梯度（4）沿塔高存在轻组分浓度自下而上逐渐增加的浓度梯度

◆实现精馏的必要条件

水在油中溶解度小,液相不互溶体系,气相互溶体系，过热蒸气降低油气分压◆过热水蒸气存在下油的汽化水蒸气存在使油的沸点降低了,即过热水蒸气帮助油品在较地低的温度下气化

●水蒸气蒸馏◆石油馏分---过热水蒸气体系压力★气相中

P=Ps+Po

P—体系（塔内）总压，Ps—过热水蒸汽分压Po—油气分压★液相中

Po=P0o

P0o—纯油的饱和蒸汽压★气相中没有水蒸气

Ps=0，P0o=P油沸腾★气相中有水蒸气

P0o=P-Ps油沸腾水蒸气的存在使油的沸点降低了

●原油蒸馏工艺流程第二节原油常压蒸馏●原油常压蒸馏—复合塔根据精馏原理，欲将原料分成n个产品，必须有n-1个精馏塔，每个精馏塔应具备精馏段、提留段、提供塔顶液相回流的冷凝冷却器和塔底气相回流的再沸器。将几个精馏塔的精馏段重叠起来成为一个塔的精馏段，下段相当于一个提馏段。这种塔称为复合塔或精馏塔。●原油常压蒸馏—汽提塔和汽提段在常压蒸馏塔中，汽油、煤油、轻柴油和重柴油馏分的抽出板之间，只有精馏段而没有提馏段，这将大大影响侧线产品的数量和质量。侧线产品中会有很多轻组分，柴油闪点降低，轻馏分产率下降。在常压塔的外侧，为各个侧线产品设置相应的提馏段，这些提馏段重叠起来，形成独立小塔----汽提塔。◆常压塔和侧线提馏塔底部不设再沸器，而是从塔底部注入过热水蒸汽，降低塔内油气分压，使常压塔底部重油中的轻组分和各侧线的轻组分返回常压塔。

常压塔---汽提段，侧线提馏段---汽提塔常压塔：1-32塔板，精馏段

32-33塔板，气化段

33-36塔板，汽提段

采用各种回流方式，目的是为了取走并充分利用塔内剩余热量，以确保热量平衡

塔顶冷回流，塔顶热回流，塔顶二级冷凝冷却，塔顶循环回流，中段循环回流，塔底循环回流（蒸馏装置没有，催化分馏塔有）●原油蒸馏的回流方式原油蒸馏1、操作温度

根据原油和产品性质，由分段热量衡算确定

塔顶温度：指塔顶产品在塔顶油气分压下的露点

侧线温度：指侧线产品在油气分压下的泡点

气化段温度：指绝热闪蒸温度塔底温度一般比气化段温度低5-10℃，侧线汽提塔温度一般比侧线抽出口温度低8-10℃●常压塔的主要操作条件2、操作压力

塔顶压力受制约于产品罐温度下塔顶产品的泡点压力，一般为0.13MPa-0.16MPa3、回流比

调节回流比大小可取走塔内剩余热量●原油常压蒸馏产品汽油馏分（石脑油）：重整原料，精制后裂解料煤油馏分：精制后做航空煤油轻柴油馏分：精制后做柴油重柴油馏分：加氢裂化，催化裂化原料常压渣油：减压塔进料，重油催化裂化进料第四节原油减压蒸馏●减压蒸馏的必要性提高拔出率，并要避免或减少高温裂解损失●减压塔工艺特征(1)减少塔板数并采用低压降塔板或填料,降低气化段到塔顶压降(2)塔顶不出产品---只供抽真空(3)塔底采用大蒸气用量,降低塔中油气分压,提高拔出率

(4)严格控制炉出口温度，避免过多的裂解反应润滑油型≦395℃,燃料型≦420℃(5)塔底缩径，减少渣油停留时间(6)采用多个循环回流来减小塔径；(7)板间距较大，增加破沫网以减少泡沫携带量(8)提高塔底标高，给渣油泵提供足够的灌注头；(9)塔顶缩径，便于抽真空；塔顶采用循环回流，而不用冷回流

●原油减压蒸馏产品减一线蜡油：催化裂化、加氢裂化原料减二线蜡油：催化裂化、加氢裂化原料糠醛精制-酮苯脱蜡-精制-润滑油基础油减三线蜡油：催化裂化、加氢裂化、重油加氢

糠醛精制-酮苯脱蜡-精制-润滑油基础油减压渣油：焦化、重油加氢、溶剂脱沥青第五节常减压蒸馏装置的换热流程●最优换热方案的判断标准

能最大限度节约设备投资和操作费用的换热方案●选择换热方案的原则