G06 石油蒸馏过程-1

蒸馏概述一、石油加工基本途径首先将原油分割为不同沸程的馏分，然后按照油品的使用要求，除去其中的非理想组分，或是经化学转化得到所需的组成，进而获得合格的产品。炼油厂必须解决加工过程的分离问题！蒸馏是一种最经济、最容易实现的分离手段，它能够将液体产物按所含组分的沸点或蒸汽压的差别分离成轻重不同的馏分或近似纯的产物。二、蒸馏过程重要性所有炼厂第一个加工装置就是蒸馏装置。原油蒸馏又称炼厂“龙头”。所谓一次加工，就是指原油蒸馏。在二次加工过程中，蒸馏仍然是不可缺少的组成部分。在天然气或炼厂气加工过程中，通常要把烃类逐个或按窄馏分予以分离，这也常常借助蒸馏过程来实现。除了工业应用以外，蒸馏也是实验室常用的方法，如原油评价中的实沸点蒸馏，油品质量控制中的恩氏蒸馏等。蒸馏概述三、蒸馏的基本类型闪蒸——平衡汽化简单蒸馏——渐次汽化精馏——气液平衡蒸馏概述

进料以某种方法被加热至部分汽化，经过减压设施，在一个容器中（如闪蒸罐、蒸发塔、蒸馏塔的汽化段等），在一定温度和压力下，汽液两相迅即分离，得到相应的汽相和液相产物，此过程即成为闪蒸。闪蒸1、闪蒸——平衡汽化

如果汽液两相有足够的时间密切接触，达到了平衡状态，则这种方式成为平衡汽化。1、闪蒸——平衡汽化平衡冷凝平衡汽化的逆过程是平衡冷凝。平衡汽化/冷凝：混合物得到一定程度分离，汽相产物含较多轻组分，液相产物含较多重组分。平衡状态下：所有组分都同时存在于汽液两相中，因此这种分离是比较粗略的。2、简单蒸馏——渐次汽化

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，液体即开始汽化，生成微量蒸汽。如果生成的蒸汽当即被引出并经冷凝冷却后收集起来，同时液体继续加热，继续生成蒸汽并被引出，这种方式称之为简单蒸馏。简单蒸馏实验室或小型装置常用于浓缩物料或粗略分离油料的一种蒸馏方法。2、简单蒸馏——渐次汽化简单蒸馏从本质上讲，简单蒸馏是由无穷多次平衡汽化组成的渐次汽化过程。与平衡汽化相比，简单蒸馏的分离效果要好，但分离程度还是不高。实验室恩氏蒸馏可以近似看作是简单蒸馏。3、精馏——分离液相混合物有效手段类型：间歇式连续式（1）间歇式间歇精馏是不稳定的过程，处理量小，只用于小型装置和实验室，如实沸点蒸馏；在现代炼厂中都使用连续精馏。3、精馏——分离液相混合物有效手段（2）连续式连续精馏塔精馏段、进料段、提馏段塔板或填料（供汽液两相接触）结构：原理：由塔顶回流和塔底再沸器，沿塔高建立两个梯度：（1）温度梯度：自上而下逐级下降；

（2）浓度梯度：汽液两相中轻组分浓度自塔底至顶逐级增大。正是由于这两个梯度存在，通过汽液相接触进行传热、传质，经过多次汽液相逆流接触，使汽相中轻组分和液相中重组分分别得到提浓；塔顶得到较纯的轻组分，塔底得到较纯的重组分，而且能保证较高的收率，其分离效果远优于平衡汽化和简单蒸馏。原油蒸馏塔的操作特征一、概述

经过TBP切割或假组分处理，原油体系的加工过程可以按多组分明确体系处理。原油蒸馏按常规精馏的基本原理和规律设计和分析。但石油蒸馏有其显著的特点：1、石油是烃/非烃复杂混合物，蒸馏产品为一个沸程范围，对分馏精确度要求不如化工产品高。2、原油体系沸程及宽，含有大量不能汽化的重组分，应防止结焦。采用加热炉、一次汽化、减压操作等措施。3、常压、减压两部分：常减压蒸馏4、炼油工业是大规模生产的工业，其大的处理量会反映到石油蒸馏在工艺、设备、成本、安全等方面的要求。规模大，精度低。原油常减压蒸馏原理流程图一、概述1．一次汽化过程常压重油易发生热裂化，产生焦炭。二、原油常压塔的工艺特征采用无再沸器和无提馏段的加热炉一次汽化工艺仅有精馏段和塔顶冷凝系统的不完整精馏塔常压塔减压塔常压加热炉减压加热炉低裂化程度足够气化率，保障产品收率360-370℃410-420℃生产方案制定多元精馏N个产品，需要N-1个塔。石油产品分离精度不高，只需要几块塔板，为了节省投资几个塔合起来。——复合塔2．多侧线精馏段二、原油常压塔的工艺特征

1个提馏段分离精度不高

（柴油侧线抽出板上有汽油和煤油馏分）二、原油常压塔的工艺特征2．多侧线精馏段复合塔（产品之间无提馏段）分离精度不高各侧线含轻组分：

质量/收率设置侧线产品汽提塔：过热水蒸气汽提，2-3%重叠但分开3．汽提塔和汽提段二、原油常压塔的工艺特征不用水蒸汽而用再沸器情况产品质量：如航煤的冰点；汽相负荷：水蒸气分子量低，体积流率大，使体积负荷大；冷凝负荷：水蒸气冷潜热大，塔顶冷凝器负荷大；含油污水：多综合考虑！设置塔底汽提段：代替再沸器二、原油常压塔的工艺特征3．汽提塔和汽提段

由于常压塔底不用再沸器，整个塔的热量由进料带入。这种情况使全塔热平衡具有如下特征：进料气化率至少等于塔顶和侧线产品产率之和，以保证要求的拔出率和轻质油收率。与二/多元精馏塔对比进料e可0-1之间任意变化而仍能保证产品产率。为了最低侧线以下塔板有足够的液相回流，保持进料的过汽化度2-4%只要产品质量能保证，过汽化度越低越好！二、原油常压塔的工艺特征4．全塔热平衡

由于常压塔底不用再沸器，整个塔的热量由进料带入。这种情况使全塔热平衡具有如下特征：常压塔回流比由全塔热平衡决定，变化的余地不大。回流比过大，塔内各点温度降低，馏出产品变轻，拔出率下降与二/多元精馏塔对比进料回流比是由分离精确度要求决定的。全塔热平衡由再沸器供热调节。二、原油常压塔的工艺特征4．全塔热平衡

由于常压塔底不用再沸器，整个塔的热量由进料带入。这种情况使全塔热平衡具有如下特征：恒分子回流的假定完全不适用与二/多元精馏塔对比

为简化计算，对性质及沸点相近的组分所组成的体系做恒分子回流假设，汽液相摩尔流量不变。

因石油组成复杂、性质不同、摩尔汽化潜热相差很大，塔上下温差大，即非恒分子流。二、原油常压塔的工艺特征4．全塔热平衡三、气、液相负荷分布规律常压塔精馏段气、液负荷分布图从下而上：温度降低、气液负荷增大第1、2板：气液负荷最大侧线抽出：液相负荷突变，抽出量汽化段：液相负荷为零注意：每层塔板上有热、质传递！处理量大回流比由全塔热平衡决定，而非分离精确度塔内汽液相负荷沿塔高变化沿塔高温差比较大常压塔特点塔顶冷回流/热回流塔顶油气二级冷凝冷却塔顶循环回流中段循环回流特殊回流方式四、回流方式四、回流方式1、塔顶冷回流塔顶冷回流的温度低于泡点温度！四、回流方式2、塔顶油气二级冷凝冷却250万吨/年常压塔顶馏出物冷凝冷却面积：2~3km2负荷大、传热温差小原因：二级冷凝冷却：一级：从105℃

55~90℃【冷凝】二级：冷却到40℃优点：提高冷凝温差，减小传热面积回流量增大、流程设备复杂缺点：四、回流方式3、塔顶循环回流塔顶回流热较大，回收高温位热量塔顶不凝气量大，传热系数低，可减少塔顶冷凝器负荷减少塔顶流动压降适用情况：四、回流方式4、中段循环回流（1）回收高温位热量（2）使气、液相负荷均匀【塔设计】原因：（1）中段回流数目：1～2个（2）回流进出口温差：60℃～80℃

80～120℃（3）回流进出口位置：抽出口不能太靠近下一个侧线，进口能太靠近上个侧线（4）取热比例：全塔回流热的50~60%注意：原油中>350℃馏分是润滑油馏分和催化裂化、加氢裂化的原料，高温下会发生分解，所以在常压塔不能获得这些馏分，而只能在减压和较低温度下通过减压蒸馏取得（约550℃前）。减压蒸馏塔抽真空系统意义核心设备五、减压蒸馏塔工艺特征减压下操作，各组分之间的相对挥发度大为提高，比较容易分离；而且减压馏分之间的分馏精确度要求低，因此有可能采用较少的塔板而达到分馏要求，如3－5块塔板。。五、减压蒸馏塔工艺特征在尽量避免油料发生分解反应的条件下尽可能多地拔出减压馏分油。做到这一点的关键在于提高气化段的真空度，因此，除了需要有一套良好的塔顶抽真空系统外，—般还采取一些特殊措施。五、减压蒸馏塔工艺特征基本要求1、降低从汽化段到塔顶的流动压降——主要依靠减少塔板数和降低汽相通过每层塔板的压降；——为了降低每层塔板的压降，减压塔内应采用压降较小的塔板或填料，如舌型塔板、网孔塔板、筛板等。五、减压蒸馏塔工艺特征2、降低塔顶油气馏出管线的流动压降——塔顶不出产品，塔顶管线只供抽出不凝气用，以减少塔顶馏出管线的气体量。3、增大减压塔底汽提蒸汽用量——降低汽化段中的油气分压。4、减压炉出口采用低速转油线——以降低转油线压降，降低加热炉出口压力，保证加热炉出口汽化率。五、减压蒸馏塔工艺特征5、缩短渣油在减压塔底的停留时间分解、缩合反应加剧生成更多不凝气使减压塔真空度降低造成塔内结焦——主要依靠缩小底部直径以缩短渣油在减压塔底停留时间危害6、减压塔直径大——在减压下，油气、水蒸气和不凝气比容大，虽然减压塔内空塔线速是常压塔的两倍，但减压塔直径还是很大。7、减压塔板间距大——目的是减少泡沫携带，减少塔板数。五、减压蒸馏塔工艺特征要求高，与常压塔相近低炉温、高真空馏分要求浅颜色、窄馏分。五、减压蒸馏塔工艺特征【润滑油型】为二次加工提供原理，要求不高；降低馏出油残炭和重金属含量，设洗涤段；允许操作温度高一点，提高拔出率。五、减压蒸馏塔工艺特征【燃料型】六、干式减压蒸馏

使用水蒸气的优势：提高拔出率蒸汽耗量大塔内气相负荷大：水的分子量只有18增大塔顶冷凝负荷含油污水量增大

使用水蒸气的劣势：干式减压蒸馏六、干式减压蒸馏使用三级抽真空降低从汽化段至塔顶的压降降低减压炉出口至减压塔入口间的压降

技术措施：

效益显著：主要目的：生产低含砷量的重整原料抵御原油组成波动和水含量波动对操作影响闪蒸罐和初馏塔设置七、常减压装置的基本流程虽然设置初馏塔会使装置能耗增加，但初馏塔可以稳定换热网络操作，降低加热炉能耗，在现代常减压装置中必须采用。换热网络优化及低温余热利用七、常减压装置的基本流程意义：常减压蒸馏装置能耗占全厂能耗比重较大，其燃料消耗约相当于加工石油量的2%，为全厂消耗自用燃料量最大的生产装置。某250×104t/a石油蒸馏装置所需热量（加工大庆石油）项目初馏塔常压塔减压塔合计拔出率，m%7.9426.723.7进塔温度,℃235365400所需热量，104KJ/h1804214110521337365占总热量比例，%483814100换热网络优化及低温余热利用七、常减压装置的基本流程取热方式：产品需要被冷却至出装置温度（1）被冷却水（或冷却空气）带走（2）与其他油品换热取走：回收约48%热量回收率达60%以上。好处：减少了冷却设备和冷却水用量节约了电能减少了冷却