第五章原油蒸馏过程

（1）一级脱盐罐脱盐率在90%-95%之间。 （2）一级注水的目的：为了溶解悬浮的盐粒 二级注水的目的：为了增大原油中的水量，来 增大水滴的偶极聚结力。
（三）、原油脱盐脱水的影响因素
1.温度 ：温度升高可降低原油的黏度和密度以及乳化 液的稳定性，水的沉降 速度增加。若温度过高（＞ 140℃），油与水的密度差反而减小，同样不利于脱水。 原油脱盐温度一般选在105～140℃。 2.压力 ：脱盐罐需在一定压力下进行，以避免原油中 的轻组分汽化，引起油层搅动，影响水的沉降分离。 一般为0.8～2MPa
冷凝器
2.简单蒸馏的特点
在混合物的泡点温度时，开始汽化。这是 由于混合物的泡点温度是不断变化的，随着 轻组分的汽化移出，泡点温度逐渐增高。 每一瞬间形成的蒸汽都与残存液相处于平 衡状态。由于形成的蒸汽不断被引出，因此 在整个蒸馏过程中，所产生的一系列微量蒸 汽的组成是不断变化的。 最初得到的汽相轻组分多，随着加热温度 的升高，相继形成的蒸汽中轻组分的浓度逐 渐降低，而残液中的重组分逐渐增多。 对每一个瞬间所产生的微量蒸气来说，其 中轻组分的浓度总是要高于与之平衡的残存 液体中的轻组分浓度。
三、蒸馏曲线的相互换算
• （一）常压蒸馏曲线的相互换算
• 1、常压恩氏蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的换算 • 2、常压恩氏蒸馏曲线和平衡气化曲线的换算 • 3、实沸点蒸馏曲线和平衡气化曲线的换算
• （二）减压蒸馏曲线的相互换算 • （三）减压蒸馏曲线和常压的相互换算
• 1、减压实沸点蒸馏曲线和常压实沸点蒸馏曲线 • 2、减压恩氏蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的换算 • 3、减压恩氏蒸馏曲线和常压恩氏蒸馏曲线的换算
5. 电场梯度 ：电场梯度有一定限度，当大于或等于 电场临界分散梯度时，水滴受电分散作用，使已经聚 集的较大水滴又开始分散，脱水、脱盐效果下降。我 国现在各炼油厂采用的实际强电场梯度为500～l000V ／cm，弱电场梯度为150～300V／cm。 6. 停留时间：
二、原油脱酸
• （一）、加工含酸原油面临的问题 • （二）、原油脱酸的机理 • （三）、影响因素
4.精馏过程能够进行的必备条件
精馏塔内必须要有填料或塔板，提 供气液两相充分接触的场所
精馏塔内提供气液相回流，保证精 馏过程传热、传质
5. 石油精馏塔 由于石油是一个烃类的混合物，它的产品仍然是 一个混合物，所以对它的分离精度要求不高。一般 石油精馏塔除塔顶和塔底有产品外，还有侧线产品， 这样的塔我们把它叫复合塔。 原油精馏塔，塔底没有重沸器。它是通入水蒸汽， 通过降低油气分压，使一部分带下来的轻馏分蒸发， 回到精馏段。 原因：石油是烃类和非烃类的复杂混合物，石油 精馏是典型的复杂系精馏；炼油厂的处理量大，规 模大。
（二）实沸点蒸馏曲线
实沸点蒸馏是一种 实验室间歇精馏。
油品的实沸点曲线 只是一根大体反映 各组分沸点变迁情 况的连续曲线 实沸点蒸馏主要用 于原油评价。
（三）平衡汽化曲线
根据平衡汽化曲线， 可以确定油品在不 同汽化率时的温度、
泡点温度、露点温
度等。
二、三种蒸馏曲线的比较
就曲线的斜率而言，平 衡汽化最平缓，恩氏蒸 馏曲线斜率较大，实沸 点蒸馏曲线斜率最大； 平衡汽化的初馏点和终 馏点之差最小，恩氏蒸 馏次之，实沸点蒸馏曲 线的初馏点和终馏点之 差最大。说明三种蒸馏 方法中，实沸点蒸馏的 分馏精度最高，恩氏蒸 馏次之，平衡汽化效果 最差。 为了获得相同的汽化率， 实沸点蒸馏要求达到的 液相温度最高，恩氏蒸 馏次之，而平衡汽化则 最低。
3. 注水量及注水的水质 ：注入一定量的水与原油混 合，将增加水滴的密度使之更易聚结，同时注水还可 以破坏原油乳化液的稳定性，对脱盐有利。注水量一 般为5％～7％
4. 破乳剂和脱金属剂：
破乳剂是影响脱盐率的最关键的因素之一，一般都是 二元以上组分构成的复合型破乳剂，用量10-30ug/g . 脱金属剂进入原油后，能与某些金属离子发生螯合作 用，使其从油相转入水相。
三、简单蒸馏----渐次汽化
简单蒸馏是实验室或小型装置上常用于浓缩物料或粗略分 割油料的一种蒸馏方法。
1.简单蒸馏----又称为微分蒸 馏，液体混合物在蒸馏釜中被 加热，在一定压力下，当温度 到达混合物的泡点温度时，液 体开始汽化，生成微量蒸气。 生成的蒸气当即被引出并经冷 凝冷却后收集起来，同时液体 继续加热，继续生成蒸气被引 出，这种蒸馏方式称为简单蒸 馏
（二）、原油脱盐脱水的原理
1.原理 原油中的盐大部分能溶于水，为了能脱除悬 浮在原油中的盐细粒，在脱盐、脱水之前向 原油中注入一定量不含盐的清水，充分混合， 然后在破乳剂和高压电场的作用下，使微小 水滴聚集成较大水滴，借助重力从原油中分 离，达到脱盐、脱水的目的，这称为电化学 脱盐、脱水过程
2.我国各炼厂大都采用两级脱盐脱水流程。
四、精馏
1.精馏
将由挥发度不同的组分所组成的混 合液，在精馏塔中同时多次进行部分 气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯 态组分的过程。
精馏是分离液相混合物很有效的手 段。
精馏有连续式和间歇式两种。大型 的工业装置一般都采用连续性处理， 这样的处理量较大。间歇精馏是不稳 定的过程，处理量较小。
2. 精馏塔的组成
进料段、精馏段、提馏段、塔顶冷回流、 塔底重沸器、塔内有汽液接触措施：塔板 或填料
进料塔以上是精馏段，进料塔以下 是提馏段 塔顶回流：塔顶送入轻组分浓度很 高的液体，称塔顶回流 塔底气相回流：塔底有一再沸器， 加热塔底流出的液体产生一定量的气 相回流，是轻组分含量很低而温度较 高的蒸气
3. 精馏的原理
石油及石油馏分的蒸馏曲线 原油的预处理
第四节
原油蒸馏的工艺流程
第一节
石油及其馏分蒸馏类型
• 原油蒸馏时石油加工中的第一道不可少的 工序，因此叫一次加工，其他的加工工序 叫二次加工。 • 原油蒸馏能力常被视为一个国家炼油工业 发展水平的标志。
一、蒸馏操作概述
1.蒸馏操作的基本原理
利用液体混合物中各组分挥发性差异，以热能为媒 介使其部分汽化从而在汽相富集轻组分,液相富集 重组分而分离的方法。 2.基本类型
第三节
原油的预处理
原油的常减压蒸馏是石油加工的第一道工 序，是依次使用常压和减压的方法，将原油 按照沸程范围切割成汽油、煤油、柴油、润 滑油原料、裂化原料和渣油。在进行常减压 蒸馏时，必须进行原油的预处理
（一）、原油的预处理的目的
1.原油的预处理是指对原油进行脱盐脱水的过程，部 分需要脱酸。 2.原油含盐含水的危害 （1）增加能量消耗 增加储运、加工设备（如油罐、油罐车或者输油管 线、蒸馏塔、加热炉等）的负荷 增加动力、热能和冷却水的消耗。含水多增加了热 能消耗，增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。 例如：一座年处理量为250万吨的常减压装置，若 含水量增加1%，热能耗将增加7000MJ/h （2）干扰蒸馏塔的平稳操作 含水过多的原油，水分气化，气相体积大增，造成 蒸馏塔内内压降增加，气速过大，造成冲塔等事故。
（1）闪蒸----平衡汽化---平衡汽化曲线
（2）简单蒸馏-----渐次气化---恩氏蒸馏曲线
（3）精馏----连续式和间歇式---实沸点蒸馏曲线
3.蒸馏操作的用途
许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物的分离问题，如 石油炼制品的切割，有机合成产品的提纯，溶剂回收和废 液排放前的达标处理等等。分离的方法有多种，工业上最 常用的是蒸馏或精馏。 蒸馏操作实例：石油炼制中使用的 250 万吨常减压装置
③循环回流：从塔内抽出经冷却到某个温度再送回 塔中，物流在整个过程中都是处于液相，而且在塔 内流动时一般不发生相变化，只是在塔内塔外循环 回流，借助于换热器取走回流热
第二节 石油及石油馏分的蒸馏曲线
一、石油及其馏分蒸馏曲线
（一）恩氏蒸馏曲线
恩氏蒸馏是一种简单蒸 馏，本质是渐次汽化，基 本上没有精馏作用 不能显示油品中各组分 的实际沸点，但它能反映 油品在一定条件下的汽化 性能 恩氏蒸馏简便易行，所 以广泛用作反映油品汽化 性能的一种规格试验，同 时是油品的最基本的物性 数据之一
由于组分相对挥发度的不同，可以将不同的 组分进行分离。塔顶和塔底液相回流和汽相 回流的作用，沿精馏塔建立了两个梯度。 温度梯度：沿着塔高由塔底至塔顶温度降 低。 浓度梯度：汽液相物流的轻组分浓度从塔 底至塔顶逐渐增大。
两个梯度的作用：由于温度和浓度梯度的 存在，在每一个气液接触级内（一层塔板）， 由下而上的较高温度和较低轻组分浓度的气 相，与由上而下的较低温度和较高轻组分含 量的液相相互传质和传热，达到平衡而产生 新的平衡的汽液两相。
第五章
原油蒸馏过程
原油是极其复杂的混合物，通过原油的蒸 馏可以按所制定的产品方案将其分割成直 馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分以及 各种润滑油馏分和渣油等。
原油蒸馏是石油加工中第一道不可少的工 序，所以通常称原油蒸馏为一次加工，其 它加工工序为二次加工。
主要内容
第一节
第二节 第三节
石油及其馏分蒸馏类型
在实际生产中，并不存在真正的平衡汽化，但是在适当的 条件下可以接近平衡，因此在工程上近似地按平衡汽化处理。
平衡冷凝 -----平衡汽化的逆过程。将气相馏出物经过部分 冷凝冷却后进入接受罐中进行汽液分离，这种情况下，重组 分冷凝为液相，而轻组分则仍为气相，从而实现轻重组分的 分离。
5.平衡汽化和平衡冷凝的作用 它们都可以将混合物得到分离， 气相中含有较多的轻组分（因轻组分 的沸点低）； 液相中含有较多的重组分（因重组分 的沸点高）；
3.简单蒸馏与闪蒸的区别 简单蒸馏是由无数闪蒸组成的，是渐次汽化； 简单蒸馏需要从外界不断的加热，而闪蒸是一次 加热到一定的温度； 简单蒸馏所剩下的残液是与最后一个轻组分含量不 同的微量蒸气相平衡的液相；而平衡蒸馏时剩下的 残液则是与全部气相处于平衡状态。因此简单蒸馏 所得到的液体中的轻组分含量低于平衡汽化所得的 液体中轻组分含量。 简单蒸馏的分离效率优于平衡汽化，但是简单蒸馏 的分离精度也不高。简单蒸馏是一种间歇过程，分 离精度不高，一般只在实验室中使用。
（3）影响传热、堵塞管路 原油中的盐类一般溶解在水中，这些盐类的存在对加工过 程危害很大, 随着水分的蒸发，盐类沉积在换热器和加热 炉管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动压降，严重 时甚至会堵塞管路，烧穿管壁，造成事故 （4）腐蚀设备 氯化钙、氯化镁能水解生成强酸性的HCl,有水分存在时形 成盐酸，腐蚀更为严重。 （5）影响二次加工原料的质量 原油中的盐类在蒸馏时，大多残留在渣油和重馏分中，将 会影响石油产品的质量。 所以要求在加工前，原油含水量小于0.3%，含盐量小于5 毫克/升。
6.回流的作用和方式 （1）作用 提供塔板上的液相回流，造成气液相充分 接触，达到传热、传质的目的 取走塔内多余的热量，维持全塔热平衡， 控制、调节产品质量
（2）方式 ①冷回流：是塔顶气相馏出物以过冷液体状态打 入塔内。冷回流入塔后，吸热升温气化，再从塔 顶引出。一般汽油的冷回流温度为30-45℃ ②热回流：在塔顶装入部分冷凝器，将塔顶蒸气 部分冷凝成液体作回流，回流温度与塔顶温度相 同
闪 蒸 罐
塔底产品
3.特点
气相产物中含有较多的低沸点轻组分
液相产物中含有较多的高沸点重组分 在平衡状态下，所有组分同时存在于气液两 相中Βιβλιοθήκη 因此，这种分离是比较粗略的
4.关于闪蒸的说明
在实际的生产中，闪蒸主要发生在闪蒸罐、蒸发塔的汽化 段。平衡汽化必须有气液两相足够的接触空间和时间，这种 情况的平衡汽化是一种理想状态。
4.实验室蒸馏石油
二、闪蒸----平衡汽化
1.平衡汽化------液体混合物加热， 气液两相有足够 的时间密切接触， 达到平衡状态，气液两相才一次 分离，此分离过程称为平衡汽化， 又称一次气化。 原料液
塔顶产品
加热器
减压阀
2.闪蒸-----指进料以某种方式被 加热到部分汽化，经过减压设施， 在一个容器的空间（如闪蒸罐、 蒸发塔、蒸馏塔的汽化段等）内， 在一定的温度和压力下，气液两 相迅速分离，得到相应的气相和 液相产物的过程