石油加工概论(第二部分第2章 原油蒸馏)
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石油加工概论
（第二部分）
张 孔 远
第二章
原油蒸馏
第一节 原油蒸馏原理
根据组成石油的各种烃类等化合物沸点不同，利 用换热器、加热炉等设备，把原油加热后，在蒸 馏塔中进行多次部分汽化和部分冷凝，使气液两 相进行反复充分的物质交换和热交换，从而达到 将原油分离成不同沸程的汽油、柴油、蜡油或各 种二次加工原料及渣油的加工过程。
进行相间的传质传热，使液态混合物得到有效分
离。
◆实现精馏的必要条件
（1）气液两相充分接触的设备---精馏塔 （2）塔顶提供自Байду номын сангаас而下的液相回流，塔底提供
自下而上的气相回流。
（3）沿塔高存在自下而上逐渐下降的温度梯度
（4）沿塔高存在轻组分浓度自下而上逐渐增加
的浓度梯度
●水蒸气蒸馏
水在油中溶解度小,液相不互溶体系,气相互溶体 系，过热蒸气降低油气分压 ◆过热水蒸气存在下油的汽化
第四节
●减压蒸馏的必要性
原油减压蒸馏
提高拔出率，并要避免或减少高温裂解损失
●减压塔工艺特征 (1)减少塔板数并采用低压降塔板或填料,降低气化 段到塔顶压降 (2)塔顶不出产品---只供抽真空 (3)塔底采用大蒸气用量,降低塔中油气分压,提高 拔出率
(4)严格控制炉出口温度，避免过多的裂解反应
润滑油型≦395℃,燃料型≦395℃
塔顶二级冷凝冷却，
中段循环回流，
塔顶循环回流，
塔底循环回流（蒸馏装置没有，催化分馏塔有）
原油蒸馏
●常压塔的主要操作条件
1、操作温度 根据原油和产品性质，由分段热量衡算确定
塔顶温度：指塔顶产品在塔顶油气分压下的露点
侧线温度：指侧线产品在油气分压下的泡点
汽化段温度：指绝热闪蒸温度
塔底温度一般比气化段温度低5-10℃，
油沸腾
水蒸气的存在使油的沸点降低了
●原油蒸馏工艺流程
第二节
原油常压蒸馏
●原油常压蒸馏—复合塔 根据精馏原理，欲将原料分成n个产品，必须有
n-1个精馏塔，每个精馏塔应具备精馏段、提留
段、提供塔顶液相回流的冷凝冷却器和塔底气相
回流的再沸器。
将几个精馏塔的精馏段重叠起来成为一个塔的精
馏段，下段相当于一个提馏段。这种塔称为复合
面外进入液体（冷凝）的分子数。发生在液体表面
的气化现象叫蒸发。
◆气液相平衡 是指在一定条件下，从气相冷凝返回液相的分
子数与从液相蒸发到气相的分子数达动态平衡
时的状态。（气相与液相温度相等）
◆处于气液相平衡状态
气体---饱和蒸气
液体---饱和液体
蒸气压---饱和蒸气压
饱和蒸气压表明了液体的蒸发能力，只与组分的液
汽提塔。
◆常压塔和侧线提馏塔底部不设再沸器，而是从 塔底部注入过热水蒸汽，降低塔内油气分压， 使常压塔底部重油中的轻组分和各侧线的轻组 分返回常压塔。 常压塔---汽提段，侧线提馏段---汽提塔
●原油蒸馏的回流方式
采用各种回流方式，目的是为了取走并充分利
用塔内剩余热量，以确保热量平衡
塔顶冷回流， 塔顶热回流，
体性质和外界条件有关，与液体数量无关。
◆沸点
当饱和蒸气压升高到与外界压力相等时的温度就
是该液态纯物质的在该压力下的沸点。
纯物质在一定的压力下，有一固定沸点，
压力变化，沸点变化
在沸点，加热汽化液体温度不升高，直到全部气化。
◆沸点范围
原油或馏分油是有多个不同沸点组分组成的，在一
定压力下加热，沸点低的轻组分先汽化，随汽化数
(5)塔底缩径，减少渣油停留时间
(6)采用多个循环回流来减小塔径；
(7)板间距较大，增加破沫网以减少泡沫携带量
(8)提高塔底标高，给渣油泵提供足够的灌注头；
(9)塔顶缩径，便于抽真空；
塔顶采用循环回流，而不用冷回流
●原油减压蒸馏产品
减一线蜡油：催化裂化、加氢裂化原料
减二线蜡油：催化裂化、加氢裂化原料
侧线汽提塔温度一般比侧线抽出口温度低8-10℃
2、操作压力
塔顶压力受制约于产品罐温度下塔顶产
品
的泡点压力，一般为0.13MPa-0.16MPa
3 、回流比
调节回流比大小可取走塔内剩余热量
●原油常压蒸馏产品
汽油馏分（石脑油）：重整原料 煤油馏分：精制后做航空煤油 轻柴油馏分：精制后做柴油 重柴油馏分：加氢裂化原料 常压渣油：减压塔进料，重油催化裂化进料
分离的过程。
◆平衡冷凝
平衡气化的逆过程
◆简单蒸馏---渐次气化
将液体混合物置于蒸馏釜中，在一定压力下，当温 度达到泡点温度时，液体开始气化，生成微量蒸气。
此时，将蒸气立即引出釜外，经冷凝得到产品。同
时液体继续加热，生成的气体不断被引出和冷凝。
◆渐次冷凝
渐次气化逆过程
◆精
馏
在精馏塔中，液体混合物连续多次进行部分气化
水蒸气存在使油的沸点降低了,即过热水蒸气帮
助油品在较地低的温度下气化
◆石油馏分---过热水蒸气体系压力 ★气相中
P=Ps+Po
P—体系（塔内）总压，Ps—过热水蒸汽分压
Po—油气分压
★液相中
Po=P0o
P0o—纯油的饱和蒸汽压
★气相中没有水蒸气
★气相中有水蒸气
Ps=0，P0o=P
P0o=P-Ps
油沸腾
塔或精馏塔。
●原油常压蒸馏—汽提塔和汽提段 在常压蒸馏塔中，汽油、煤油、轻柴油和重柴油
馏分的抽出板之间，只有精馏段而没有提馏段，
这将大大影响侧线产品的数量和质量。侧线产品
中会有很多轻组分，柴油闪点降低，轻馏分产率
下降。
在常压塔的外侧，为各个侧线产品设置相应的提
馏段，这些提馏段重叠起来，形成独立小塔----
糠醛精制-酮苯脱蜡-精制 减三线蜡油：催化裂化、加氢裂化、重油加氢 糠醛精制-酮苯脱蜡-精制 减压渣油：焦化、重油加氢、溶剂脱沥青
第五节 常减压蒸馏装置的换热流程 ●最优换热方案的判断标准
能最大限度节约设备投资和操作费用的换热方案
●选择换热方案的原则
◆尽可能选用温度高、热量大的油品作热源； ◆注意分析各线产品的换热价值；
液相平衡状态。
◆泡点 在一定压力下加热原油，当原油加热至刚刚出现 第一个气泡并保持相平衡状态时的温度，称泡点 温度。
◆饱和液体
处于泡点状态的液体
◆露点
继续升高温度使原油不断汽化，当原油刚刚全部
汽化并保持相平衡时的温度，称谓露点温度。
◆饱和气体 ◆过热气体 ◆过冷液体
处于露点状态的气体 温度高于露点 温度低于泡点
◆所选的换热流程既能充分回收余热，又能尽量节省
设备费用
●换热流程安排
◆原油先与温度低的油品换热，再与温度较高的油品 换热； ◆原油通过换热器的压降不要太大。如果一个热源需
要通过若干个换热器时，最好采用并联方式，以减
小压降；
◆高温位热源的油品要进行多次换热，以充分回收热
量；
石油馏分泡点温度低于露点温度
●原油蒸馏的方法
蒸馏是将液体混合物加热,使其部分气化,然后将 蒸气引出冷凝为凝液,使液体混合物得到分离。 1、闪蒸 ---- 平衡汽化（平衡蒸馏） 2、简单蒸馏 ---- 渐次汽化 3、精馏
◆闪蒸----平衡气化
进料以某种方式加热到部分气化，经减压设施进入 一容器，在一定温度和压力下，使气、液两相迅速
和部分冷凝，不平衡的气、液两相，通过多次逆
流接触，进行热交换和物质交换，最后达到有效
分离混合物的过程，可以连续有效地分离液体混
合物，得到纯度和收率较高产品。
连续精馏和间歇精馏
●实现精馏的方法
◆精馏塔构成 精馏段、提馏段、塔顶回流、塔底再沸器 ◆精馏的特点
在提供回流的条件下，气液两相多次逆流接触，
量增加，温度也升高，而液相组成中的高沸点组分
浓度增大，直到全部汽化完毕。在整个过程中，温
度都在不断升高。原油或馏分油没有固定沸点，表
现为沸点范围。
◆原油的气-液相平衡 在一定的温度和压力下，保持原油气-液两相共
存，此时气液两相的相对量（气化率）和两相中各
组分中的浓度分布都不再变化，这时原油达到气-
●基本概念
◆相 是指在体系内部物理和化学性质完全相同均匀的一
部分，在特定条件下相与相之间有明显的界面。
◆气化现象
在一定的温度和压力下，部分液体分子的动能超过
相邻间分子吸引力时，就会逸出，进入液面上方空
间，成为气体分子。
◆冷凝现象
进入空间的气体分子，因相互碰撞或与器壁碰撞而
部分返回液体。
◆蒸发
在同一时间内，从液体表面气化的分子数多于由液
（第二部分）
张 孔 远
第二章
原油蒸馏
第一节 原油蒸馏原理
根据组成石油的各种烃类等化合物沸点不同，利 用换热器、加热炉等设备，把原油加热后，在蒸 馏塔中进行多次部分汽化和部分冷凝，使气液两 相进行反复充分的物质交换和热交换，从而达到 将原油分离成不同沸程的汽油、柴油、蜡油或各 种二次加工原料及渣油的加工过程。
进行相间的传质传热，使液态混合物得到有效分
离。
◆实现精馏的必要条件
（1）气液两相充分接触的设备---精馏塔 （2）塔顶提供自Байду номын сангаас而下的液相回流，塔底提供
自下而上的气相回流。
（3）沿塔高存在自下而上逐渐下降的温度梯度
（4）沿塔高存在轻组分浓度自下而上逐渐增加
的浓度梯度
●水蒸气蒸馏
水在油中溶解度小,液相不互溶体系,气相互溶体 系，过热蒸气降低油气分压 ◆过热水蒸气存在下油的汽化
第四节
●减压蒸馏的必要性
原油减压蒸馏
提高拔出率，并要避免或减少高温裂解损失
●减压塔工艺特征 (1)减少塔板数并采用低压降塔板或填料,降低气化 段到塔顶压降 (2)塔顶不出产品---只供抽真空 (3)塔底采用大蒸气用量,降低塔中油气分压,提高 拔出率
(4)严格控制炉出口温度，避免过多的裂解反应
润滑油型≦395℃,燃料型≦395℃
塔顶二级冷凝冷却，
中段循环回流，
塔顶循环回流，
塔底循环回流（蒸馏装置没有，催化分馏塔有）
原油蒸馏
●常压塔的主要操作条件
1、操作温度 根据原油和产品性质，由分段热量衡算确定
塔顶温度：指塔顶产品在塔顶油气分压下的露点
侧线温度：指侧线产品在油气分压下的泡点
汽化段温度：指绝热闪蒸温度
塔底温度一般比气化段温度低5-10℃，
油沸腾
水蒸气的存在使油的沸点降低了
●原油蒸馏工艺流程
第二节
原油常压蒸馏
●原油常压蒸馏—复合塔 根据精馏原理，欲将原料分成n个产品，必须有
n-1个精馏塔，每个精馏塔应具备精馏段、提留
段、提供塔顶液相回流的冷凝冷却器和塔底气相
回流的再沸器。
将几个精馏塔的精馏段重叠起来成为一个塔的精
馏段，下段相当于一个提馏段。这种塔称为复合
面外进入液体（冷凝）的分子数。发生在液体表面
的气化现象叫蒸发。
◆气液相平衡 是指在一定条件下，从气相冷凝返回液相的分
子数与从液相蒸发到气相的分子数达动态平衡
时的状态。（气相与液相温度相等）
◆处于气液相平衡状态
气体---饱和蒸气
液体---饱和液体
蒸气压---饱和蒸气压
饱和蒸气压表明了液体的蒸发能力，只与组分的液
汽提塔。
◆常压塔和侧线提馏塔底部不设再沸器，而是从 塔底部注入过热水蒸汽，降低塔内油气分压， 使常压塔底部重油中的轻组分和各侧线的轻组 分返回常压塔。 常压塔---汽提段，侧线提馏段---汽提塔
●原油蒸馏的回流方式
采用各种回流方式，目的是为了取走并充分利
用塔内剩余热量，以确保热量平衡
塔顶冷回流， 塔顶热回流，
体性质和外界条件有关，与液体数量无关。
◆沸点
当饱和蒸气压升高到与外界压力相等时的温度就
是该液态纯物质的在该压力下的沸点。
纯物质在一定的压力下，有一固定沸点，
压力变化，沸点变化
在沸点，加热汽化液体温度不升高，直到全部气化。
◆沸点范围
原油或馏分油是有多个不同沸点组分组成的，在一
定压力下加热，沸点低的轻组分先汽化，随汽化数
(5)塔底缩径，减少渣油停留时间
(6)采用多个循环回流来减小塔径；
(7)板间距较大，增加破沫网以减少泡沫携带量
(8)提高塔底标高，给渣油泵提供足够的灌注头；
(9)塔顶缩径，便于抽真空；
塔顶采用循环回流，而不用冷回流
●原油减压蒸馏产品
减一线蜡油：催化裂化、加氢裂化原料
减二线蜡油：催化裂化、加氢裂化原料
侧线汽提塔温度一般比侧线抽出口温度低8-10℃
2、操作压力
塔顶压力受制约于产品罐温度下塔顶产
品
的泡点压力，一般为0.13MPa-0.16MPa
3 、回流比
调节回流比大小可取走塔内剩余热量
●原油常压蒸馏产品
汽油馏分（石脑油）：重整原料 煤油馏分：精制后做航空煤油 轻柴油馏分：精制后做柴油 重柴油馏分：加氢裂化原料 常压渣油：减压塔进料，重油催化裂化进料
分离的过程。
◆平衡冷凝
平衡气化的逆过程
◆简单蒸馏---渐次气化
将液体混合物置于蒸馏釜中，在一定压力下，当温 度达到泡点温度时，液体开始气化，生成微量蒸气。
此时，将蒸气立即引出釜外，经冷凝得到产品。同
时液体继续加热，生成的气体不断被引出和冷凝。
◆渐次冷凝
渐次气化逆过程
◆精
馏
在精馏塔中，液体混合物连续多次进行部分气化
水蒸气存在使油的沸点降低了,即过热水蒸气帮
助油品在较地低的温度下气化
◆石油馏分---过热水蒸气体系压力 ★气相中
P=Ps+Po
P—体系（塔内）总压，Ps—过热水蒸汽分压
Po—油气分压
★液相中
Po=P0o
P0o—纯油的饱和蒸汽压
★气相中没有水蒸气
★气相中有水蒸气
Ps=0，P0o=P
P0o=P-Ps
油沸腾
塔或精馏塔。
●原油常压蒸馏—汽提塔和汽提段 在常压蒸馏塔中，汽油、煤油、轻柴油和重柴油
馏分的抽出板之间，只有精馏段而没有提馏段，
这将大大影响侧线产品的数量和质量。侧线产品
中会有很多轻组分，柴油闪点降低，轻馏分产率
下降。
在常压塔的外侧，为各个侧线产品设置相应的提
馏段，这些提馏段重叠起来，形成独立小塔----
糠醛精制-酮苯脱蜡-精制 减三线蜡油：催化裂化、加氢裂化、重油加氢 糠醛精制-酮苯脱蜡-精制 减压渣油：焦化、重油加氢、溶剂脱沥青
第五节 常减压蒸馏装置的换热流程 ●最优换热方案的判断标准
能最大限度节约设备投资和操作费用的换热方案
●选择换热方案的原则
◆尽可能选用温度高、热量大的油品作热源； ◆注意分析各线产品的换热价值；
液相平衡状态。
◆泡点 在一定压力下加热原油，当原油加热至刚刚出现 第一个气泡并保持相平衡状态时的温度，称泡点 温度。
◆饱和液体
处于泡点状态的液体
◆露点
继续升高温度使原油不断汽化，当原油刚刚全部
汽化并保持相平衡时的温度，称谓露点温度。
◆饱和气体 ◆过热气体 ◆过冷液体
处于露点状态的气体 温度高于露点 温度低于泡点
◆所选的换热流程既能充分回收余热，又能尽量节省
设备费用
●换热流程安排
◆原油先与温度低的油品换热，再与温度较高的油品 换热； ◆原油通过换热器的压降不要太大。如果一个热源需
要通过若干个换热器时，最好采用并联方式，以减
小压降；
◆高温位热源的油品要进行多次换热，以充分回收热
量；
石油馏分泡点温度低于露点温度
●原油蒸馏的方法
蒸馏是将液体混合物加热,使其部分气化,然后将 蒸气引出冷凝为凝液,使液体混合物得到分离。 1、闪蒸 ---- 平衡汽化（平衡蒸馏） 2、简单蒸馏 ---- 渐次汽化 3、精馏
◆闪蒸----平衡气化
进料以某种方式加热到部分气化，经减压设施进入 一容器，在一定温度和压力下，使气、液两相迅速
和部分冷凝，不平衡的气、液两相，通过多次逆
流接触，进行热交换和物质交换，最后达到有效
分离混合物的过程，可以连续有效地分离液体混
合物，得到纯度和收率较高产品。
连续精馏和间歇精馏
●实现精馏的方法
◆精馏塔构成 精馏段、提馏段、塔顶回流、塔底再沸器 ◆精馏的特点
在提供回流的条件下，气液两相多次逆流接触，
量增加，温度也升高，而液相组成中的高沸点组分
浓度增大，直到全部汽化完毕。在整个过程中，温
度都在不断升高。原油或馏分油没有固定沸点，表
现为沸点范围。
◆原油的气-液相平衡 在一定的温度和压力下，保持原油气-液两相共
存，此时气液两相的相对量（气化率）和两相中各
组分中的浓度分布都不再变化，这时原油达到气-
●基本概念
◆相 是指在体系内部物理和化学性质完全相同均匀的一
部分，在特定条件下相与相之间有明显的界面。
◆气化现象
在一定的温度和压力下，部分液体分子的动能超过
相邻间分子吸引力时，就会逸出，进入液面上方空
间，成为气体分子。
◆冷凝现象
进入空间的气体分子，因相互碰撞或与器壁碰撞而
部分返回液体。
◆蒸发
在同一时间内，从液体表面气化的分子数多于由液