精馏过程及常减压装置解析.ppt

常减压装置及精馏 09级认识实习教学内容 刘艳升 一、石油体系 石油(习惯上称为原油)是沸程极宽的复杂烃类混合物 石油体系不同于化工明确体系，其组成和组分是不断变化的。 低沸点有机化合物：是该沸点范围一切可能的烃类组分； 高沸点有机化合物：极为复杂，一切可能的C-H化合物、有机烃类、焦质、沥青质、杂环等。 石油体系不能采用现有的明确组分进行描述！ 一、石油体系 要从石油提炼出多种多样的燃料、溶剂油、润滑油和其它石油化工产品，须将石油分割为不同沸程的馏分； 然后按照油品的使用要求，脱除这些馏分中的非理想组分，或者是经由化学转化形成所需要的组成，进而获得合格的石油产品。因此，炼油厂必须解决石油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。 一、石油体系 蒸馏分离技术是石油表征和石油加工过程最适宜的分离方法，也是一种最经济、最容易实现的分离手段。 石油表征：采用条件性的蒸馏实验来表征组成 实沸点蒸馏（TBP）：用于表征不同沸点原油的构成，藉此进行加工方案的制定和产品切割； 恩氏蒸馏（ASTM D86）：用于表征产品的馏分； 平衡汽化（EVP）：用于表征石油馏分的汽化特性； TBP~D86~EVP之间可以相互转换！ 一、石油体系 炼油生产过程第一套加工装置就是蒸馏装置，即常减压蒸馏，将石油分割成一次加工产品和二次加工原料。 按所制定的石油加工方案，将石油分割成相应的直馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分等，经过适当的精制和调配便成为合格的石油产品，也可以分割出二次加工过程原料，如重整原料、催化裂化原料、加氢裂化原料等，进一步提高轻质油的产率和产品质量。 常减压蒸馏决定着整个炼油过程的物料平衡，被誉为炼油加工的“龙头”。 二、常减压蒸馏 由于原油中含有盐、水、污泥等，会造成设备腐蚀、引起后续催化剂中毒、堵塞管线和设备，因此原油在进行常减压蒸馏之前，须进行脱盐、脱水预处理。－原油电脱盐； 由于原油中含有的重质馏分油在高温时易于发生分解反应，产生焦炭、焦质等固相物质而堵塞设备，原油蒸馏采用一次加热汽化工艺。 二、常减压蒸馏 沸点在350℃以前的馏分的分离，采用常压操作； 沸点在350℃~640℃之间的馏分油采用深度减压操作。 由于原油产品分离要求不高，因此在单一塔中可同时生产多个不同馏分段的产品。因此，原油蒸馏过程一般由初馏塔、常压塔和减压塔构成。 原油电脱盐 三、分离过程 化学工程 化学反应工程：决定最终产品的组分； 化学分离工程：不能改变产品的组分，但为反应过程进行， 原料的预处理：适应反应条件的要求 中间产物的提纯：适应反应条件的要求 最终产品的分离：决定产品的构成 因此，分离过程的应用数量远远多于反应过程！ 三、分离过程 分离过程的热力学特性 分离的逆过程是混合，是一个热力学熵减小的过程。是一个反自发过程。因此，分离过程的实现需要外界提供热力学功。 分离要求越高，所需要提供的热力学功越大！ 在炼油和石油化学加工过程中，由于分离过程应用数量巨大，因此能耗巨大！ 据95年统计，茂名分公司炼油厂塔设备的应用数量为167座，而反应器的应用数量不超过10套。 三、分离过程 分离过程的分类 非均相体系的分离 均相体系的分离 非均相体系的分离是一种两相或多相分离的过程，这类过程通常机械力场、过滤、筛分等设备进行，因此通常称为机械分离。 均相体系的分离一般需要外界添加第二相（吸收、萃取）和/或体系自身产生第二相（精馏），使得相际发生传质过程，最后采用机械分离的方法使两相分开而实现。 均相体系的分离是分离过程的主体，应用更为广泛，采用的分离设备组为塔设备。 三、分离过程 精馏、吸收/解吸、萃取过程是工业中最常用的过程均相体系的分离技术。这些技术的技术基础均为热力学相平衡。 精馏：利用组分间沸点（蒸气压）的差异实现的分离技术，气、液体系； 当原料为气相时，通过加压、冷凝，产生组成更重的液相； 当原料为液相时，通过加热汽化，产生组成更轻的气相 有时，为了强化气液相平衡，体系中也加入溶剂，即萃取蒸馏。 三、分离过程 精馏、吸收/解吸、萃取过程是工业中最常用的过程均相体系的分离技术。这些技术的基础均为热力学相平衡，都属于相际传质过程。 吸收：利用气相组分在溶剂中溶解度的差异，实现的分离技术，气、液体系；加入液相溶剂，适于低温、高压操作； 解吸：吸收过程的逆过程，常用于溶剂回收和物料脱出轻组分。适于高温、低压操作。体系内常常通入惰性气（与溶剂溶解度极低）进行，有时也采用加热的方式。 萃取：利用液相体系组分在溶剂中溶解度的差异，实现的分离技术，液、液体系；加入液相溶剂。 三、分离过程 相际传质过程受传质系数和相界面积的控制。 其中体系不同，传质系数不同！ 相际面积由传质设备中的两相分散过程来提供。传质设备通常为塔设备。 气液传质过程 对于给定体系在分