第七章 石油蒸馏过程分析
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气、液两相进行连续多次的平衡汽化和平衡冷凝
精馏的分离效果要远远优于平衡汽化和简单蒸馏
2020/10/19
石油加工工程
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2பைடு நூலகம்20/10/19
石油加工工程
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一、恩石氏油蒸及馏石(A油ST馏M)分实的沸蒸点馏蒸曲馏线(TBP) 平衡气化(EFV)
本质 简单蒸馏
间歇精馏
平衡气化
测定 条件
规格化的仪器和 在规定的实验条 件下
重温几个概念：
相平衡、泡点和露点
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石油加工工程
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置于密闭容器中的液体，在一定温度下，蒸发和冷凝同 时存在对，于开石始油时馏蒸分发，速在度一大定的于温冷度凝和速压度力，下随，着保蒸持发石出油的馏分分子 数气增、加液，两冷相凝共速存度，相而应且也气增、大液，两此相的过相程对进量行（到汽最化后率，）蒸和发两速 度相等中于的冷各凝组速分度都不，再达发到生动变态化平，衡这，时此该状石态油即馏为分气达-到液了相气平、衡 状液态平。衡状态
冷凝
平衡气化和平衡冷凝时，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
石油加工工程
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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，同时液体继续加热，继 续生成蒸气并被引出。这种 蒸馏方式称作简单蒸馏或微 分蒸馏
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泡点和露点 ：
在一定压力下，加热油品，当其温度升高到某一数值时， 油品开始气化，油品刚刚出现第一个气泡并保持相平衡状 态时的温度，称为泡点温度，或称为平衡气化0%温度
继续升高温度使油品不断气化，当油品刚刚全部气化并保 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。
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。
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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
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在整个简单蒸馏过程中，所产生的一系列微量蒸气的组成是
不断变化的
从本质上看，简单蒸馏过程是由无数次平衡汽化所组成的，
是渐次气化过程
简单蒸馏所剩下的残液是与最后一个轻组分含量不高的微量
蒸气相平衡的液相，所得的液体中的轻组分含量会低于平衡
汽化所得的液体的轻组分含量
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持稳定，每一组分在汽液相中的化
学位相等，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
规格化蒸馏设备 在一定压力、温 (17块理论板)中和 度下 规定条件下
分离 效果
基本无精馏作用， 分离效果好，可
不能显示各组分 大体反映各组分
的沸点
沸点的变化
反映油品的汽化 用途 性能，用于计算
其它物性参数
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主要用于原油评 价
石油加工工程
受气液相平衡限 制,分离效果差,仅 相当于一块塔板 的分离能力
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1．闪蒸—平衡气化
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➢ 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，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
石油加工工程
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平衡气化的逆过程称为平衡
简单蒸馏的分离精确度要高于平衡汽化
简单蒸馏是一种间歇过程，基本上无精馏效果，分离程度也
还不高，一般只是在实验室中使用
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3．精馏
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➢ 精馏可分为连续式和间歇式两种 ➢ 沿精馏塔高度建立了两个梯度：
★ 自塔底至塔顶逐级下降的温
度梯度
★ 气、液相中轻组分自塔底至
塔顶逐级增大的浓度梯度 ➢ 精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓
度梯度的建立及接触设施的存在 是精馏过程得以进行的必要条件
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由于两个梯度的存在，在塔中每一个气、液两 相的接触级中，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部 的液相存在相间差别，因此气、液两相在接触前处 于不平衡状态，形成相间推动力，使气、液两相在 接触过程中进行相间的传热和扩散传质，最终使气 相中的轻组分和液相中的重组分分别得到提纯。经 过精多馏次的实气质、：液相逆流接触，最后在塔顶得到较纯的 气相轻组分，在塔底得到较纯的液相重组分。
可以确定在不同 汽化率的温度或 某温度的汽化率
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TBP曲线 ASTM曲线
EFV曲线
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三种蒸馏曲线的比较
三种方法的分离效果是
TBP>ASTM>EFV
恩式蒸馏：反映在一定条
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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
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，泡点温度与露点温度相等，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
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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。
精馏的分离效果要远远优于平衡汽化和简单蒸馏
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一、恩石氏油蒸及馏石(A油ST馏M)分实的沸蒸点馏蒸曲馏线(TBP) 平衡气化(EFV)
本质 简单蒸馏
间歇精馏
平衡气化
测定 条件
规格化的仪器和 在规定的实验条 件下
重温几个概念：
相平衡、泡点和露点
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置于密闭容器中的液体，在一定温度下，蒸发和冷凝同 时存在对，于开石始油时馏蒸分发，速在度一大定的于温冷度凝和速压度力，下随，着保蒸持发石出油的馏分分子 数气增、加液，两冷相凝共速存度，相而应且也气增、大液，两此相的过相程对进量行（到汽最化后率，）蒸和发两速 度相等中于的冷各凝组速分度都不，再达发到生动变态化平，衡这，时此该状石态油即馏为分气达-到液了相气平、衡 状液态平。衡状态
冷凝
平衡气化和平衡冷凝时，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
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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，同时液体继续加热，继 续生成蒸气并被引出。这种 蒸馏方式称作简单蒸馏或微 分蒸馏
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泡点和露点 ：
在一定压力下，加热油品，当其温度升高到某一数值时， 油品开始气化，油品刚刚出现第一个气泡并保持相平衡状 态时的温度，称为泡点温度，或称为平衡气化0%温度
继续升高温度使油品不断气化，当油品刚刚全部气化并保 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。
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。
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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
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在整个简单蒸馏过程中，所产生的一系列微量蒸气的组成是
不断变化的
从本质上看，简单蒸馏过程是由无数次平衡汽化所组成的，
是渐次气化过程
简单蒸馏所剩下的残液是与最后一个轻组分含量不高的微量
蒸气相平衡的液相，所得的液体中的轻组分含量会低于平衡
汽化所得的液体的轻组分含量
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持稳定，每一组分在汽液相中的化
学位相等，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
规格化蒸馏设备 在一定压力、温 (17块理论板)中和 度下 规定条件下
分离 效果
基本无精馏作用， 分离效果好，可
不能显示各组分 大体反映各组分
的沸点
沸点的变化
反映油品的汽化 用途 性能，用于计算
其它物性参数
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主要用于原油评 价
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受气液相平衡限 制,分离效果差,仅 相当于一块塔板 的分离能力
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1．闪蒸—平衡气化
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➢ 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，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
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平衡气化的逆过程称为平衡
简单蒸馏的分离精确度要高于平衡汽化
简单蒸馏是一种间歇过程，基本上无精馏效果，分离程度也
还不高，一般只是在实验室中使用
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3．精馏
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➢ 精馏可分为连续式和间歇式两种 ➢ 沿精馏塔高度建立了两个梯度：
★ 自塔底至塔顶逐级下降的温
度梯度
★ 气、液相中轻组分自塔底至
塔顶逐级增大的浓度梯度 ➢ 精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓
度梯度的建立及接触设施的存在 是精馏过程得以进行的必要条件
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由于两个梯度的存在，在塔中每一个气、液两 相的接触级中，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部 的液相存在相间差别，因此气、液两相在接触前处 于不平衡状态，形成相间推动力，使气、液两相在 接触过程中进行相间的传热和扩散传质，最终使气 相中的轻组分和液相中的重组分分别得到提纯。经 过精多馏次的实气质、：液相逆流接触，最后在塔顶得到较纯的 气相轻组分，在塔底得到较纯的液相重组分。
可以确定在不同 汽化率的温度或 某温度的汽化率
15
TBP曲线 ASTM曲线
EFV曲线
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三种蒸馏曲线的比较
三种方法的分离效果是
TBP>ASTM>EFV
恩式蒸馏：反映在一定条
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石油加工工程
1
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
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，泡点温度与露点温度相等，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
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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。