精馏过程及常减压装置ppt课件

1、常减压安装及精馏常减压安装及精馏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：是该沸点范围一切能够的烃类组分； 高沸点有机化合物：极为复杂，一切能够的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展描画！一、石油体系 要从石油提炼出多种多样的燃料、溶剂油、光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； 然后按照油品的运用要求，脱除这些馏分中的非理想组分，或者是经由化学转化构成所需求的组成，进而获得合格的石油产品。因此，炼油厂必需处理

2、石油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分别问题。一、石油体系 蒸馏分别技术是石油表征和石油加工过程最适宜的分别方法，也是一种最经济、最容易实现的分别手段。 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，藉此进展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； TBPD86EVP之间可以相互转换！一、石油体系 炼油消费过程第一套加工安装就是蒸馏安装，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

3、种光滑油馏分等，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质量量。 常减压蒸馏决议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，会呵斥设备腐蚀、引起后续催化剂中毒、堵塞管线和设备，因此原油在进展常减压蒸馏之前，须进展脱盐、脱水预处置。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响，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以前的馏分的分别，采用常压操作； 沸点在350640之间的

4、馏分油采用深度减压操作。 由于原油产品分别要求不高，因此在单一塔中可同时消费多个不同馏分段的产品。因此，原油蒸馏过程普通由初馏塔、常压塔和减压塔构成。原油电脱盐三、分别过程 化学工程 化学反响工程：决议最终产品的组分； 化学分别工程：不能改动产品的组分，但为反响过程进展， 原料的预处置：顺应反响条件的要求 中间产物的提纯：顺应反响条件的要求 最终产品的分别：决议产品的构成 因此，分别过程的运用数量远远多于反响过程！三、分别过程 分别过程的热力学特性 分别的逆过程是混合，是一个热力学熵减小的过程。是一个反自发过程。因此，分别过程的实现需求外界提供热力学功。 分别要求越高，所需求提供的热力学功越大

5、！ 在炼油和石油化学加工过程中，由于分别过程运用数量宏大，因此能耗宏大！ 据95年统计，茂名分公司炼油厂塔设备的运用数量为167座，而反响器的运用数量不超越10套。三、分别过程分别过程的分类非均相体系的分别均相体系的分别非均相体系的分别是一种两相或多相分别的过程，这类过程通常机械力场、过滤、筛分等设备进展，因此通常称为机械分别。均相体系的分别普通需求外界添加第二相吸收、萃取和/或体系本身产生第二相精馏，使得相际发生传质过程，最后采用机械分别的方法使两相分开而实现。均相体系的分别是分别过程的主体，运用更为广泛，采用的分别设备组为塔设备。三、分别过程 精馏、吸收/解吸、萃取过程是工业中最常用的过程

6、均相体系的分别技术。这些技术的技术根底均为热力学相平衡。 精馏：利用组分间沸点蒸气压的差别实现的分别技术，气、液体系； 当原料为气相时，经过加压、冷凝，产生组成更重的液相； 当原料为液相时，经过加热汽化，产生组成更轻的气相 有时，为了强化气液相平衡，体系中也参与溶剂，即萃取蒸馏。三、分别过程 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别技术。这些技术的根底均为热力学相平衡，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别，实现的分别技术，气、液体系；参与液相溶剂，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

7、经常通入惰性气与溶剂溶解度极低进展，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别，实现的分别技术，液、液体系；参与液相溶剂。三、分别过程 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 对于给定体系在分别义务确定的条件下，传质速率与分别设备以及设备内部动量传送相关。 气液传质设备的作用： 在两相延续流动操作的条件下，为相际传质过程提供气液相界面积！ 相界面积越大，传质速率越高在一样停留气液接触时间下，传质效率越高！气液传质过程 相际传质过程的根底是汽液相平衡。 相平衡最大

8、传质才干为y*x气液传质过程 效率的概念 延续操作停留时间有限、传质不能到达相平衡； 可以到达相平衡独一的方法是 设备直径 处置量0 实践塔达不到相平衡。 产生了效率问题！气液传质过程经过数学上都可以证明：均匀分布较非均匀分布效果更佳。气液传质过程 由以上简单分析可知 停留时间 随着加工量添加而降低； 在同样加工才干下，随操作压力而添加； 相界面积 气液均匀分布产生的气液相界面积最大； 气液相界面积随着分散数目而添加； 按照传质速率方程可知 随着安装处置量，传质通量降低，效率降低 传质设备均匀分布，效率提高！相界面产生的方式 相界面产生的普通方式！ 液滴 气泡 液膜 特殊思索？气液密度差101

9、03倍 气柱？ 小直径的气柱，被液体剪切成气泡 大直径的气柱，被液体冲击而分散而产生液滴和气泡 气膜？ 液体与机械外表具有更强的粘附才干！相界面产生的方式相界面产生的方式 液滴和气泡方式： 气液直接接触、相互分散的方式。 分散结果是液滴，还是气泡，取决于液气体积比： 高液气比气泡，液体延续，气体分散； 低液气比液滴，气体延续，液体分散； 无论产生液滴，还是气泡，都需求耗费抑制外表能而耗费能量！ 由该类方式可以构造出板式塔。相界面产生的方式 为了产生液滴、气泡类的相界面积，气相须以相对高的速度与液体接触，并需求液体床层的支撑，因此这类传质机制需求开孔的平板支撑，因此称为板式塔。 为了产生更高的气

10、速与液体分散，支撑板上的开孔面积必需远远小于支撑板面积。因此气体经过支撑板需求耗费较大的动能。相界面产生的方式 液膜的产生方式 要产生液膜，必需添加液体可润湿的固体支撑界面填料，固体支撑界面大小决议了相界面的大小； 为了到达更高的固体支撑界面，经常添加多层并行设置的机械界面，并构成延续的气相通道。 此时气体是延续相，液体是分散相；因此实践操作需求依托自然重力的作用，将液体分布到这些固体支撑界面上，并作流动。因此这类传质机理的两相分散无需耗费能量。 这类传质机制的气体动能耗费仅仅是气体经过流动通道的粘滞阻力。 所添加的机械界面不能被液体润湿，导致导致传质相界面损失！ 这类传质机理称为填料塔相界面

11、产生的方式相际传质过程的步骤 相分散 相分散是两相混合，产生相界面的过程，决议着传质过程的压降 相际传质 在相界面发生气液传质 传质速率、传质时间、相界面大小决议了传质效果 有限气液接触时间和有限相界面不能到达气液平衡操作，传质过程受传质动力学限制； 相分别 气液两相分别是传质过程最关键的步骤。决议着传质过程的处置才干，相分别不完全 气体中夹带液体雾沫夹带； 液体中夹带气体气体夹带； 降低传质的效果！相际传质过程的步骤板式塔与填料塔的对比项目板式塔填料塔相界面的产生特点消耗气体动能（液滴、气泡、气泡团）人为提供机械界面（液膜为主，液滴、气泡）气液流动方向错流、逆流并流逆流单床层浓度梯度方向液相

12、：水平方向（可能）液相：垂直方向气相：垂直方向气相：垂直方向全塔浓度分布特点级梯变化连续变化主要性能特点高效率高效率高处理能力高处理能力高压降（相对于填料）低压降（相对于塔板）操作稳定性高低（相对于塔板）造价低高适用范围气泡体系适用不适用耐腐蚀性高低使用周期长短抗污能力高低操作压力板式塔与填料塔的对比板式塔与填料塔的对比四、塔设备 塔设备是均相体系分别过程常用的设备，具有以下特性： 构造简单； 易于实现多级操作了，实现高纯分别； 塔体经常为圆形无应力集中问题； 便于工程实现。 塔设备主要有板式塔和填料塔两大类。五、塔设备中的传质过程 塔设备：在流动的条件下为传质过程实现提供气液相界面积a！ a

13、的大小主要受塔类型和气液负荷大小的限制： 板式塔a有很大变化； 填料塔a变化较小！ 高效塔设备的设计需求控制塔内的返混，维持高的传质效率！ 塔设备的开发、选型和设计的中心问题是维持塔设备目的的平衡传质效率、处置才干和压降等 五、塔设备中的传质过程五、塔设备中的传质过程1 1、构造：、构造： 塔板：塔板：traytray，plateplate板上有鼓泡元件，提供汽液板上有鼓泡元件，提供汽液相接触相接触 的场所。的场所。 降液管：降液管：downcomerdowncomer将上层塔板流下的液体导入将上层塔板流下的液体导入下层下层 塔板，本身无分别才干，但决议了塔的液相塔板，本身无分别才干，但决议了

14、塔的液相处置才干。处置才干。 溢流堰：溢流堰：outlet weiroutlet weir出口堰，坚持塔板上的液出口堰，坚持塔板上的液层高度。层高度。 入口堰：入口堰：inlet weirinlet weir可以不设，作用密封、缓可以不设，作用密封、缓冲、分布。冲、分布。 受液盘：受液盘：seal panseal pan接受降液管来的液体。接受降液管来的液体。 五、塔设备中的传质过程六、板式塔2 2、任务情况：、任务情况： 液体由上层塔板的降液管流下，进入塔板，然后横向液体由上层塔板的降液管流下，进入塔板，然后横向流至出口堰，再经该层板的降液管流到下层塔板。汽相由流至出口堰，再经该层板的降液管

15、流到下层塔板。汽相由塔板下方上升，穿过鼓泡元件如：筛孔、阀孔以鼓泡塔板下方上升，穿过鼓泡元件如：筛孔、阀孔以鼓泡方式或放射方式与塔板上流动的液体接触。方式或放射方式与塔板上流动的液体接触。 塔板上的液层厚度高于出口堰，超越的部分称作堰上塔板上的液层厚度高于出口堰，超越的部分称作堰上液头高度，并且塔板入口的液面要高于出口的液面，液面液头高度，并且塔板入口的液面要高于出口的液面，液面差称为液面落差，用以抑制塔板、鼓泡元件和塔壁的阻力。差称为液面落差，用以抑制塔板、鼓泡元件和塔壁的阻力。 塔板上的气泡经过液层后在外表迸裂时会夹带出一部塔板上的气泡经过液层后在外表迸裂时会夹带出一部分液滴，其中较大的还

16、回落到塔板上，但较细小的被带到分液滴，其中较大的还回落到塔板上，但较细小的被带到上层塔板，这部分液滴叫做雾沫夹带上层塔板，这部分液滴叫做雾沫夹带EntrainmentEntrainment。 六、板式塔 由于塔板上有液层，所以有液领会从鼓泡元件漏到下层塔板由于塔板上有液层，所以有液领会从鼓泡元件漏到下层塔板上，称作走漏上，称作走漏WeepWeep。 气体由下层塔板进入上层板时要抑制一定阻力，可以为包括：气体由下层塔板进入上层板时要抑制一定阻力，可以为包括：经过板的阻力，经过板上液层的阻力，穿破液层时抑制外表张力经过板的阻力，经过板上液层的阻力，穿破液层时抑制外表张力的阻力。这些阻力称为塔板压降

17、的阻力。这些阻力称为塔板压降Press DropPress Drop 。降液管中的。降液管中的液体是从低压区进入高压区，除了抑制塔板压降外，还包括板上液体是从低压区进入高压区，除了抑制塔板压降外，还包括板上液层厚和流动摩擦阻力，所以降液管中的液面要高于板上液面高。液层厚和流动摩擦阻力，所以降液管中的液面要高于板上液面高。 当降液管中的液面超越上层板时板间距堰高，或板上当降液管中的液面超越上层板时板间距堰高，或板上的雾沫夹带过大以致于板上的液体几乎全被夹带到上层板时，液的雾沫夹带过大以致于板上的液体几乎全被夹带到上层板时，液体不能正常下流，称为液泛或淹塔体不能正常下流，称为液泛或淹塔Floodi

18、ngFlooding 。六、板式塔 录像片六、板式塔1 1、泡罩塔板、泡罩塔板最早出现的塔板类型最早出现的塔板类型优点：无走漏、效率高、设计阅历成熟优点：无走漏、效率高、设计阅历成熟缺陷：造价高相当于筛板的两倍，构造复杂，缺陷：造价高相当于筛板的两倍，构造复杂，压降高，有逐渐被筛板和浮阀塔板取代的趋势。压降高，有逐渐被筛板和浮阀塔板取代的趋势。六、板式塔2 2、筛孔塔板、筛孔塔板在美国主要运用筛在美国主要运用筛板，我国也用得板，我国也用得越来越多。越来越多。优点：构造简单、优点：构造简单、造价低，压降低，造价低，压降低，非专利塔板非专利塔板缺陷：操作弹性小缺陷：操作弹性小六、板式塔3 3、浮阀

19、塔板、浮阀塔板在我国目前运用最为广泛，特别是在我国目前运用最为广泛，特别是F-1F-1型圆阀。型圆阀。特点：操作弹性大、效率高特点：操作弹性大、效率高六、板式塔 分类：分类： 1 1圆形浮阀塔板：圆形浮阀塔板：F-1F-1型是由石油大学沈复型是由石油大学沈复教授和北京设计院等单位推行，最早在抚顺石油二教授和北京设计院等单位推行，最早在抚顺石油二厂试车胜利，随后在全国范围内推行运用，大连石厂试车胜利，随后在全国范围内推行运用，大连石油七厂、独山子炼厂等；油七厂、独山子炼厂等； 2 2条形浮阀塔板：条形浮阀塔板：SVSV系列由石油大学精馏工程系列由石油大学精馏工程研讨室开发，与圆阀相比，条阀不旋转

20、，不易零落，研讨室开发，与圆阀相比，条阀不旋转，不易零落，流体不易返混。流体不易返混。 六、板式塔4、舌形塔板、舌形塔板ligulate tray、浮舌塔板：、浮舌塔板： 六、板式塔受液盘受液盘六、板式塔mmWmmWCF908011080 填料塔内装有一定高度的填料，填料堆放在支撑板填料塔内装有一定高度的填料，填料堆放在支撑板上，液体由塔顶参与，由液体分布器均匀分散到填料层上，液体由塔顶参与，由液体分布器均匀分散到填料层外表，液体在填料外表构成液膜，这层润湿的外表就成外表，液体在填料外表构成液膜，这层润湿的外表就成为气液接触的传质外表。气体混合物从塔底通入，经过为气液接触的传质外表。气体混合物

21、从塔底通入，经过填料支撑板也起气体分布作用进入填料层，沿填料填料支撑板也起气体分布作用进入填料层，沿填料空隙上升，气液两相呈逆流延续接触，这与板式塔内逐空隙上升，气液两相呈逆流延续接触，这与板式塔内逐级接触有所不同。由于液体有沿着塔壁流动的倾向，每级接触有所不同。由于液体有沿着塔壁流动的倾向，每隔一定的填料层高就要设一个液体再分布器。为防止气隔一定的填料层高就要设一个液体再分布器。为防止气体将填料吹走，填料层上设填料压板。体将填料吹走，填料层上设填料压板。七、填料塔一、填料塔的构造和任务情况一、填料塔的构造和任务情况1 1、比外表积：单位体积的填料所具有的外表积、比外表积：单位体积的填料所具有的外表积2 2、空隙率：单位体积填料所具有的空隙体积、空隙率：单位体积填料所具有的空隙体积3 3、填料因子：、填料因子： 干填料因子：干填料因子： 湿填料因子：液体喷淋条件下湿填料因子：液体喷淋条件下4 4、单位体积内的填料数目：、单位体积内的填料数目：过多：尺寸小，比外表积添加，空隙率减小，气流阻力过多：尺寸小，比外表积添加，空隙率减小，气流阻力添加；过少，尺寸大，空隙率大，塔壁气体容易短路。添加；过少，尺寸大，空隙率大，塔壁气体容易短路。3/七、填料塔七、填料塔1 1、个体填料：、个体填料：乱堆填料：塑料填料普通采用干装，防止浮在水面上。乱堆填料：塑料填料普通采用干装，防止