第三章 石油蒸馏过程

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1、第三章石油蒸馏过程CrudeoilDistillation7/11/20211炼油工艺学原油产品？基本途径一般为：将原油先按不同产品的沸点要求，分割成不同的直馏馏分油，然后按照产品的质量标准要求，除去这些馏分油中的非理想组分；或者通过化学反应转化，生成所需要的组分，进而得到一系列合格的石油产品。炼油厂首先必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。蒸馏正是一种常用的最经济和最容易实现的分离手段。几乎所有炼油厂中原油的第一个加工过程就是蒸馏（俗称为龙头），例如拔顶蒸馏和常减压蒸馏等。所谓原油一次加工，即指原油蒸馏而言。7/11/20212炼油工艺学常减压装置7/11/20213炼油

2、工艺学蒸馏原理：按其组分沸点的不同而达到分离的目的蒸馏操作的三种基本类型:闪蒸——平衡汽化简单蒸馏——渐次汽化精馏：连续式和间歇式蒸馏和精馏的理论基础：相平衡原理、相律、拉乌尔定律和道尔顿分压定律。7/11/20214炼油工艺学相平衡：置于密闭容器中的液体，在一定温度下，蒸发和冷凝同时存在，开始时蒸发速度大于冷凝速度，随着蒸发出的分子数增加，冷凝速度相应也增大，此过程进行到最后，蒸发速度等于冷凝速度，达到动态平衡，此状态即为气-液相平衡状态。气液相平衡的特征：气相和液相温度相等。处于气-液相平衡状态的气体和液体分别称为饱和蒸气和饱和液体。饱和蒸气具有的压力称为饱和蒸气压。气相和液相中的组成保

3、持稳定，不再变化。混合物各组成同时存在于气-液两相中，每一组分都处于平衡状态不同的外界条件，可以建立不同的相平衡状态7/11/20215炼油工艺学汽液平衡关系式的表示方法汽液两相平衡组成常用相平衡常数或相对挥发的关系式来表达。相平衡常数（distributioncoefficient）Ki表示i组分的相平衡常数，其定义为式中：yi和xi分别表示i组分在互为平衡的汽、液两相中的摩尔分数。对于易挥发组分，Ki>1，即yi>xi。Ki值越大，组分在汽、液两相中的摩尔分数相差越大，分离也越容易。7/11/20216炼油工艺学7/11/20217炼油工艺学7/11/20218炼油工艺学7/11/20

4、219炼油工艺学7/11/202110炼油工艺学7/11/202111炼油工艺学7/11/202112炼油工艺学7/11/202113炼油工艺学7/11/202114炼油工艺学7/11/202115炼油工艺学泡点和露点：在一定压力下，加热原油，使其温度升高到某一数值时，原油刚刚开始气化，即原油刚刚出现第一个气泡并保持相平衡状态，此时的温度，称为泡点温度，或称为平衡气化0%温度继续升高温度使原油不断气化，当原油刚刚全部气化并保持相平衡时的温度，称为露点温度，也称为平衡气化100%的温度。处于泡点状态时的液体是饱和液体，而处于露点状态时的气体是饱和气体。纯物质，在一定压力下，其泡点温度与露点温度

5、相等，也就是它的沸点。对于混合物，混合物的泡点温度低于露点温度。高于露点温度的气体为过热气体，低于其泡点温度，称为过冷液体7/11/202116炼油工艺学将液体混合物加热，使其部分气化，然后将蒸气引出冷凝为冷凝液，这样就可以使液体混合物得到分离的过程称为蒸馏。蒸馏是炼油工业中最常用和最基本的一种分离混合物的方法，也是实验室常用方法。根据所用设备和操作方法的不同，蒸馏方式可分为以下几类：闪蒸——平衡汽化简单蒸馏——渐次汽化精馏：连续式和间歇式7/11/202117炼油工艺学1．闪蒸—平衡气化在闪蒸过程中，气、液两相有足够的时间密切接触，达到了平衡状态，则称为平衡汽化气相产物中含较多的低沸点组分

6、，液相产物中含较多的高沸点组分。但所有组分都同时存在于气、液相中7/11/202118炼油工艺学闪蒸操作流程：一定组成的料液被加热后经节流阀减压进入闪蒸罐，液体因沸点下降变为过热而骤然汽化，汽化耗热使得液体温度下降，汽、液两相温度趋于一致，两相组成趋于平衡。由闪蒸室塔顶和塔底引出的汽、液两相即为闪蒸产品。闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀7/11/202119炼油工艺学在平衡汽化过程中，汽液两相总是处于平衡状态，因此可以利用相图或相平衡关系，依据相律，求定温度、压力、汽相组成、液相组成及气化率等参数中的未知量。7/11/202120炼油工艺学平衡气化的逆过程称为平衡冷凝平衡气

7、化和平衡冷凝时，气相产物中含有较多低沸组分，液相产物中含有较多高沸组分，因此都能使液体混合物得到一定程度的分离在平衡状态下，所有组分都同时存在于气、液两相中，而两相中的每一个组分都处于平衡状态，因此这种分离是比较粗略的7/11/202121炼油工艺学2．简单蒸馏—渐次气化液体混合物在蒸馏釜中被加热，在一定压力下，当温度达到混合物的泡点温度时，液体开始气化，生成微量蒸气。生成的蒸气当即被引出并冷凝冷却后收集起来