原油蒸餾課件

原油蒸餾

第一節原油蒸餾原理

根據組成石油的各種烴類等化合物沸點不同，利用換熱器、加熱爐等設備，把原油加熱后，在蒸餾塔中進行多次部分汽化和部分冷凝，使氣液兩相進行反復充分的物質交換和熱交換，從而達到將原油分離成不同沸程的汽油、柴油、蠟油或各種二次加工原料及渣油的加工過程。●基本概念◆相是指在體系內部物理和化學性質完全相同均勻的一部分，在特定條件下相與相之間有明顯的界面。◆氣化現象在一定的溫度和壓力下，部分液體分子的動能超過相鄰間分子吸引力時，就會逸出，進入液面上方空間，成為氣體分子。

◆冷凝現象進入空間的氣體分子，因相互碰撞或與器壁碰撞而部分返回液體。◆蒸發在同一時間內，從液體表面氣化的分子數多于由液面外進入液體（冷凝）的分子數。發生在液體表面的氣化現象叫蒸發。

◆氣液相平衡是指在一定條件下，從氣相冷凝返回液相的分子數與從液相蒸發到氣相的分子數達動態平衡時的狀態。（氣相與液相溫度相等）

◆處于氣液相平衡狀態

氣體---飽和蒸氣

液體---飽和液體

蒸氣壓---飽和蒸氣壓飽和蒸氣壓表明了液體的蒸發能力，只與組分的液體性質和外界條件有關，與液體數量無關。

◆沸點

當飽和蒸氣壓升高到與外界壓力相等時的溫度就是該液態純物質的在該壓力下的沸點。純物質在一定的壓力下，有一固定沸點，壓力變化，沸點變化在沸點，加熱汽化液體溫度不升高，直到全部氣化。

◆沸點范圍

原油或餾分油是有多個不同沸點組分組成的，在一定壓力下加熱，沸點低的輕組分先汽化，隨汽化數量增加，溫度也升高，而液相組成中的高沸點組分濃度增大，直到全部汽化完畢。在整個過程中，溫度都在不斷升高。原油或餾分油沒有固定沸點，表現為沸點范圍。◆原油的氣-液相平衡

在一定的溫度和壓力下，保持原油氣-液兩相共存，此時氣液兩相的相對量（氣化率）和兩相中各組分中的濃度分布都不再變化，這時原油達到氣-

液相平衡狀態。◆泡點在一定壓力下加熱原油，當原油加熱至剛剛出現第一個氣泡并保持相平衡狀態時的溫度，稱泡點溫度。◆飽和液體處于泡點狀態的液體◆露點

繼續升高溫度使原油不斷汽化，當原油剛剛全部汽化并保持相平衡時的溫度，稱謂露點溫度。◆飽和氣體處于露點狀態的氣體◆過熱氣體

溫度高于露點◆過冷液體溫度低于泡點 石油餾分泡點溫度低于露點溫度

蒸餾是將液體混合物加熱,使其部分氣化,然后將蒸氣引出冷凝為凝液,使液體混合物得到分離。

1、閃蒸----平衡汽化（平衡蒸餾）

2、簡單蒸餾----漸次汽化

3、精餾●原油蒸餾的方法◆閃蒸----平衡氣化進料以某種方式加熱到部分氣化，經減壓設施進入一容器，在一定溫度和壓力下，使氣、液兩相迅速分離的過程。◆平衡冷凝平衡氣化的逆過程◆簡單蒸餾---漸次氣化將液體混合物置于蒸餾釜中，在一定壓力下，當溫度達到泡點溫度時，液體開始氣化，生成微量蒸氣。此時，將蒸氣立即引出釜外，經冷凝得到產品。同時液體繼續加熱，生成的氣體不斷被引出和冷凝。◆漸次冷凝

漸次氣化逆過程◆精餾在精餾塔中，液體混合物連續多次進行部分氣化和部分冷凝，不平衡的氣、液兩相，通過多次逆流接觸，進行熱交換和物質交換，最后達到有效分離混合物的過程，可以連續有效地分離液體混合物，得到純度和收率較高產品。連續精餾和間歇精餾◆精餾塔構成

精餾段、提餾段、塔頂回流、塔底再沸器◆精餾的特點

在提供回流的條件下，氣液兩相多次逆流接觸，進行相間的傳質傳熱，使液態混合物得到有效分離。

●實現精餾的方法

（1）氣液兩相充分接觸的設備---精餾塔（2）塔頂提供自上而下的液相回流，塔底提供自下而上的氣相回流。（3）沿塔高存在自下而上逐漸下降的溫度梯度（4）沿塔高存在輕組分濃度自下而上逐漸增加的濃度梯度

◆實現精餾的必要條件

水在油中溶解度小,液相不互溶體系,氣相互溶體系，過熱蒸氣降低油氣分壓◆過熱水蒸氣存在下油的汽化水蒸氣存在使油的沸點降低了,即過熱水蒸氣幫助油品在較地低的溫度下氣化

●水蒸氣蒸餾◆石油餾分---過熱水蒸氣體系壓力★氣相中

P=Ps+Po

P—體系（塔內）總壓，Ps—過熱水蒸汽分壓Po—油氣分壓★液相中

Po=P0o

P0o—純油的飽和蒸汽壓★氣相中沒有水蒸氣

Ps=0，P0o=P油沸騰★氣相中有水蒸氣

P0o=P-Ps油沸騰水蒸氣的存在使油的沸點降低了

●原油蒸餾工藝流程第二節原油常壓蒸餾●原油常壓蒸餾—復合塔根據精餾原理，欲將原料分成n個產品，必須有n-1個精餾塔，每個精餾塔應具備精餾段、提留段、提供塔頂液相回流的冷凝冷卻器和塔底氣相回流的再沸器。將幾個精餾塔的精餾段重疊起來成為一個塔的精餾段，下段相當于一個提餾段。這種塔稱為復合塔或精餾塔。●原油常壓蒸餾—汽提塔和汽提段在常壓蒸餾塔中，汽油、煤油、輕柴油和重柴油餾分的抽出板之間，只有精餾段而沒有提餾段，這將大大影響側線產品的數量和質量。側線產品中會有很多輕組分，柴油閃點降低，輕餾分產率下降。在常壓塔的外側，為各個側線產品設置相應的提餾段，這些提餾段重疊起來，形成獨立小塔----汽提塔。◆常壓塔和側線提餾塔底部不設再沸器，而是從塔底部注入過熱水蒸汽，降低塔內油氣分壓，使常壓塔底部重油中的輕組分和各側線的輕組分返回常壓塔。

常壓塔---汽提段，側線提餾段---汽提塔常壓塔：1-32塔板，精餾段

32-33塔板，氣化段

33-36塔板，汽提段

采用各種回流方式，目的是為了取走并充分利用塔內剩余熱量，以確保熱量平衡

塔頂冷回流，塔頂熱回流，塔頂二級冷凝冷卻，塔頂循環回流，中段循環回流，塔底循環回流（蒸餾裝置沒有，催化分餾塔有）●原油蒸餾的回流方式原油蒸餾1、操作溫度

根據原油和產品性質，由分段熱量衡算確定

塔頂溫度：指塔頂產品在塔頂油氣分壓下的露點

側線溫度：指側線產品在油氣分壓下的泡點

氣化段溫度：指絕熱閃蒸溫度塔底溫度一般比氣化段溫度低5-10℃，側線汽提塔溫度一般比側線抽出口溫度低8-10℃●常壓塔的主要操作條件2、操作壓力

塔頂壓力受制約于產品罐溫度下塔頂產品的泡點壓力，一般為0.13MPa-0.16MPa3、回流比

調節回流比大小可取走塔內剩余熱量●原油常壓蒸餾產品汽油餾分（石腦油）：重整原料，精制后裂解料煤油餾分：精制后做航空煤油輕柴油餾分：精制后做柴油重柴油餾分：加氫裂化，催化裂化原料常壓渣油：減壓塔進料，重油催化裂化進料第四節原油減壓蒸餾●減壓蒸餾的必要性提高拔出率，并要避免或減少高溫裂解損失●減壓塔工藝特征(1)減少塔板數并采用低壓降塔板或填料,降低氣化段到塔頂壓降(2)塔頂不出產品---只供抽真空(3)塔底采用大蒸氣用量,降低塔中油氣分壓,提高拔出率

(4)嚴格控制爐出口溫度，避免過多的裂解反應潤滑油型≦395℃,燃料型≦420℃(5)塔底縮徑，減少渣油停留時間(6)采用多個循環回流來減小塔徑；(7)板間距較大，增加破沫網以減少泡沫攜帶量(8)提高塔底標高，給渣油泵提供足夠的灌注頭；(9)塔頂縮徑，便于抽真空；塔頂采用循環回流，而不用冷回流

●原油減壓蒸餾產品減一線蠟油：催化裂化、加氫裂化原料減二線蠟油：催化裂化、加氫裂化原料糠醛精制-酮苯脫蠟-精制-潤滑油基礎油減三線蠟油：催化裂化、加氫裂化、重油加氫

糠醛精制-酮苯脫蠟-精制-潤滑油基礎油減壓渣油：焦化、重油加氫、溶劑脫瀝青第五節常減壓蒸餾裝置的換熱流程●最優換熱方案的判斷標準

能最大限度節約設備投資和操作費用的換熱方案●選擇換熱方案的原則