1、1石石 油油 炼炼 制制 工工 程程1ppt课件第六章第六章 石油蒸馏过程石油蒸馏过程 原油预处理原油预处理 石油体系的表征及其馏分的气石油体系的表征及其馏分的气-液平衡液平衡 原油蒸馏塔的操作特征原油蒸馏塔的操作特征 常减压蒸馏塔的流程常减压蒸馏塔的流程 原油精馏塔工艺计算原油精馏塔工艺计算 其他石油蒸馏塔其他石油蒸馏塔 必要性：原油中含有杂质必要性：原油中含有杂质少量泥沙、铁锈等固体杂质。少量泥沙、铁锈等固体杂质。含水含水（油田伴生水、开采过程中注水油田伴生水、开采过程中注水）含盐含盐（Na、K、Ca、Mg的氯化物，含量：的氯化物，含量：Na盐盐Ca盐，盐，Mg盐和盐和K盐很少硫。酸盐、碳
2、酸盐和油溶性有机酸盐）盐很少硫。酸盐、碳酸盐和油溶性有机酸盐） 含水、含盐的危害含水、含盐的危害（1）增加能量消耗）增加能量消耗水汽化潜热大（水汽化潜热大（2255 kJ/kg），增加燃料和冷却水消耗；），增加燃料和冷却水消耗；换热器、加热炉中，水蒸发后盐析出形成盐垢。换热器、加热炉中，水蒸发后盐析出形成盐垢。（2 2）干扰常压塔的平稳操作）干扰常压塔的平稳操作水的分子量小，塔内汽相负荷大，导致蒸馏过程波动，影响正常水的分子量小，塔内汽相负荷大，导致蒸馏过程波动，影响正常操作，严重时会引起塔超压或出现冲塔事故。操作，严重时会引起塔超压或出现冲塔事故。 含水、含盐的危害含水、含盐的危害（3 3）
3、腐蚀设备）腐蚀设备（4 4）影响二次加工过程）影响二次加工过程Na+对分子筛催化剂的晶格有破坏作用，造成催化剂永久性失活。对分子筛催化剂的晶格有破坏作用，造成催化剂永久性失活。含盐高的渣油延迟焦化时，加热炉炉管结焦，石油焦中灰分增加。含盐高的渣油延迟焦化时，加热炉炉管结焦，石油焦中灰分增加。 22HFeSSHFeHClOHMgOHMgCl2)(2222HClOHCaOHCaCl2)(2222SHFeClHClFeS222 原油脱盐脱水原理（脱水的同时脱盐）原油脱盐脱水原理（脱水的同时脱盐）18).(2gduw -水滴沉降速度水滴沉降速度,m/s； -水滴直径水滴直径,m -水（盐水）密度水（盐
4、水）密度,kg/m3 ； -油密度油密度,kg/m3 -重力加速度重力加速度,9.81m/s2 ； -油粘度油粘度,Pa.s gudw热脱水热脱水T升高，油品升高，油品粘度粘度下降，水的密度随温度升高而下降的幅度下降，水的密度随温度升高而下降的幅度比原油变化小，故比原油变化小，故油水密度差油水密度差增加。增加。化学脱水化学脱水加入水包油型破乳剂，破坏加入水包油型破乳剂，破坏乳化膜乳化膜，使水滴聚集长大。，使水滴聚集长大。电脱水电脱水采用高压电场使微小水滴合并成大水滴，增加采用高压电场使微小水滴合并成大水滴，增加水滴直径水滴直径。 油田破乳：含水量降到油田破乳：含水量降到0.5%，含盐量降至，含
5、盐量降至50 mg/l由于由于油田脱盐脱水设施不完善或原油输送中混入水分，进入炼油田脱盐脱水设施不完善或原油输送中混入水分，进入炼油厂的原油仍含有不等量的盐和水分。油厂的原油仍含有不等量的盐和水分。炼厂破乳炼厂破乳：使使含水量达含水量达0.1%0.2%，含盐量，含盐量5 mg/l。对于有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，要求对于有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，要求原油深度原油深度脱盐脱盐，即原油含盐量，即原油含盐量3 mg/l或含钠量或含钠量1 mg/l。 电脱盐脱水原理：电脱盐脱水原理：18).(2gduwK-原油介电常数；原油介电常数；E-电场强度；电场强度；R-水滴半径；水滴半径
6、；L-两水滴中心距离两水滴中心距离422)(6LRRKEF Electrical Desalting 操作温度：操作温度：100120 操作压力：操作压力：0.82MPa（视轻组分含量和加（视轻组分含量和加热温度而定）热温度而定）让体系保持液相操作，避免轻组分和水汽化，引起油层搅动，让体系保持液相操作，避免轻组分和水汽化，引起油层搅动，影响水的沉降分离。影响水的沉降分离。 注水量：注水量： 一级：原油一级：原油5%6% 二二级：原油级：原油2%3%溶解悬浮于原油中的部分盐；溶解悬浮于原油中的部分盐；增大含水量很低的原油中的含水量，增大偶极聚结作用力。增大含水量很低的原油中的含水量，增大偶极聚结
7、作用力。 注水水质：注水水质： 氨氮含量氨氮含量40mg/L，氯化物含量，氯化物含量300mg/L，PH恩氏蒸馏恩氏蒸馏平衡汽化平衡汽化斜率，分离精确度大斜率，分离精确度大1.实沸点蒸馏实沸点蒸馏3.平衡汽化平衡汽化2.恩氏蒸馏恩氏蒸馏恩氏蒸馏数据的外插和内推恩氏蒸馏数据的外插和内推概率坐标纸法概率坐标纸法模型法模型法b0Vtta ln(1)101测定蒸馏曲线工作量：测定蒸馏曲线工作量：经验方法经验方法注意适用性！注意适用性！平衡汽化平衡汽化 实沸点蒸馏实沸点蒸馏 恩氏蒸恩氏蒸馏馏当恩氏蒸馏温度超过246 oC，换算时需考虑热裂化影响lgD0.00852t1.691（1 1）恩氏蒸馏曲线和实沸
8、点蒸馏曲线的换算）恩氏蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的换算API 1987API 1987法法btmpD8659ta( t491.67)491.6795体积体积分数分数0%-5%10%30%50%70%90%95-100%a0.9166680.52770.72490.893030.870510.9489750.80079b1.0018681.0900111.0425331.0175601.022591.0109551.03549不需温度修正（2 2）恩氏蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算）恩氏蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算常压恩氏蒸馏常压恩氏蒸馏50%50%点温度与平衡汽化点温度与平衡汽化50%50%点温度
9、换算图点温度换算图常压平衡汽化曲线各段温差与恩氏蒸馏曲线各段温差换算图常压平衡汽化曲线各段温差与恩氏蒸馏曲线各段温差换算图（3 3）实沸点蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算）实沸点蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算常压实沸点蒸馏常压实沸点蒸馏50%50%点温度与平衡汽化点温度与平衡汽化50%50%点温度换算图点温度换算图常压实沸点蒸馏曲线各段温差与平衡汽化曲线各段温差换算图常压实沸点蒸馏曲线各段温差与平衡汽化曲线各段温差换算图【例6-1】某轻柴油馏分的常压恩氏蒸馏数据如下：1）换算为实沸点蒸馏曲线2）换算为平衡汽化曲线3）将1）得到的实沸点蒸馏曲线换算为平衡汽化曲线4）假设恩氏蒸馏50%点温度没有得到，用
10、概率坐标纸法和模型法计算并比较结果馏出馏出%V 01030507090100温度温度2392502672742832963061）换算为实沸点蒸馏曲线将表数据代入式btmpD8659ta( t491.67)491.6795馏出馏出%V 01030507090100温度温度202.3238.2251.5278.3292.8309.6320.4得到实沸点蒸馏数据：2）换算为平衡汽化曲线校正恩氏蒸馏曲线： 将温度超过246 oC的数据进行换算， 馏出馏出%V 01030507090100温度温度239252.8 270.8 278.4 288.3 302.8 314.2lgD0.00852t1.69
11、11813.87.69.914.511.4查图得：平衡汽化50%点温度-恩氏蒸馏50%点温度=9.5o288.3252.8=70100.592C / %恩氏蒸馏10%-70%点斜率平衡汽化50%点温度=278.4+9.5=287.9换算50%点温度曲线线段曲线线段恩氏蒸恩氏蒸馏温差馏温差平衡汽平衡汽化温差化温差0%10%13.8510%30%181130%50%7.63.850%70%9.94.570%90%14.56.290%100%11.43.2查平衡汽化曲线各段温差推算平衡汽化曲线各点温度馏出馏出%V01030507090100287.9-5-11-3.8+4.5+6.2+3.2温度温度
12、268.1273.1 284.1 287.9 292.4 298.6 301.83）将1）得到的实沸点蒸馏曲线换算为平衡汽化曲线。馏出馏出%V 01030507090100温度温度268.1273.1 284.1 287.9 292.4 298.6 301.8温度温度259.4268.4 269.4 281.8 286.8 292.6 295.0恩氏蒸馏换算实沸点蒸馏换算4）假设恩氏蒸馏50%点温度没有得到，用概率坐标纸法和模型法计算并比较结果b0Vtta ln(1)101概率坐标纸法：275 模型法：274.8 实测值：274 （1 1）恩氏蒸馏曲线和实沸点蒸馏曲线的换算）恩氏蒸馏曲线和实沸
13、点蒸馏曲线的换算假设二者50%点温度相同（2 2）恩氏蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算）恩氏蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算（2 2）实沸点蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算）实沸点蒸馏曲线和平衡汽化曲线的换算（1 1）减压实沸点蒸馏曲线换算为常压实沸点蒸馏曲线）减压实沸点蒸馏曲线换算为常压实沸点蒸馏曲线（2 2）减压恩氏蒸馏曲线换算为常压实沸点蒸馏曲线）减压恩氏蒸馏曲线换算为常压实沸点蒸馏曲线（3 3）减压恩氏蒸馏曲线换算为常压恩氏蒸馏曲线）减压恩氏蒸馏曲线换算为常压恩氏蒸馏曲线（1 1）常压平衡汽化曲线和压力下平衡汽化曲线）常压平衡汽化曲线和压力下平衡汽化曲线焦点【例6-4】某石油的常压平衡汽化数据如下
14、：其他性质为：相对密度d4200.9459；特性因数K=11.7；体积平均沸点=468.5；恩氏蒸馏曲线 1090的斜率= 6.0；临界温度=638；临界压力=2.72MPa，求该原油在220kPa下的平衡汽化数据。汽化汽化%V 10305070温度温度302.5405.0492.0579.5解：由图6-22和图6-23确定， 焦点温度=63832670（） 焦点压力=2.720.78=3.5（MPa） 在P-T-e相图坐标纸上标出焦点和常压平衡汽化的各点，联成一组直线，得P-T-e相图，见图6-21。 由图得220kPa平衡汽化数据：汽化汽化%V 10305070温度温度3564485156
15、00（2 2）常压与减压平衡汽化曲线换算）常压与减压平衡汽化曲线换算【例6-5】某油料在1.33kPa（10mmHg）残压下的平衡汽化数据如下：确定它在13.33kPa（100mmHg）下的平衡汽化曲线。汽化汽化%V 1030507090温度温度158.3190.2214.2232.7 263.424.031.918.530.7馏出馏出%V1030507090288-31.9-24.0+18.5 30.7温度温度232.1264.0288306.5337.2常减压蒸馏汽油AGOVGOVR窄馏分及性质窄馏分及性质HL0100tt2切割温度=恩氏蒸馏初馏点、终馏点恩氏蒸馏初馏点、终馏点实沸点蒸馏初
16、馏点、终馏点实沸点蒸馏初馏点、终馏点换算切割温度=（150+133）/2=141.5 换算确定切割温度汽油的蒸馏收率：4.2 V相平衡常数KiiiyKx气相中浓度液相中浓度(1)72bcbcKKKptaptatpapapatatataaKcc3827625433221072ln或压力压力0.l1.0MPa，高沸点石油馏分：，高沸点石油馏分：iLiVK0iLiLiVK 非极性组分混合物的计算常压、加压蒸馏塔的计算10lgKlgKlg减压塔、催化分馏塔和焦化分馏塔的计算泡点计算泡点计算露点计算露点计算平衡汽化平衡汽化/冷凝计算冷凝计算FVLiiiFzVyLxiiiyK xnii 1x1nii 1y
17、1FVLFhVhLhVVeFVe0Ve0,1Ve1 nnniiiii 1i 1i 1iV(1K )zf Txy01+(K1)eASpppA0App0SSAA00AAAAANpppppp1Npppp 增加增加NS可以在更低温度下得到相同数量的可以在更低温度下得到相同数量的NA。当当P和和T都一定，增大都一定，增大NS， NA会按比例增大。会按比例增大。0Soo0OooNppppNppP-T-e相图0o,1s,1ppp0ss0ooNpNp00ososppppp0oopp0sspp含水原油加热汽化过程含水原油加热温度与汽化量关系原油电脱盐原油电脱盐1、原油电脱盐、原油电脱盐2、典型的、典型的三段三段
18、原油常减压蒸馏工艺流程原油常减压蒸馏工艺流程q 一段蒸馏：一段蒸馏： 拔头蒸馏，只有拔头蒸馏，只有一个精馏塔一个精馏塔，仅经过一次汽化，仅经过一次汽化q 二段蒸馏：二段蒸馏：常减压蒸馏，有常减压蒸馏，有两个精馏塔两个精馏塔，经过了两次汽化，经过了两次汽化q 三段蒸馏：三段蒸馏：在常减压蒸馏塔前面再设一个在常减压蒸馏塔前面再设一个初馏塔初馏塔，共，共三个三个精馏塔精馏塔2、初馏塔的作用：、初馏塔的作用：q 及时将轻油和水蒸汽蒸出，及时将轻油和水蒸汽蒸出，降低加热炉和常压塔负荷降低加热炉和常压塔负荷；q 降低原油换热系统压力，降低原油换热系统压力，节约装置能耗和操作费用节约装置能耗和操作费用；q
19、利于平稳操作，利于平稳操作，保证产品质量保证产品质量。现代常减压装置中必须采用初馏塔现代常减压装置中必须采用初馏塔280370常压渣油，常压渣油，AR减压渣油，减压渣油，VR400拔头原油拔头原油长50m，直径12m，重680吨原油蒸馏的特点：原油蒸馏的特点：烃类与非烃类复杂混合物，分馏精确度要求低烃类与非烃类复杂混合物，分馏精确度要求低生产规模大，千万吨炼油生产规模大，千万吨炼油常压常压+减压，无再沸器，无提馏段减压，无再沸器，无提馏段一次汽化过程一次汽化过程 无再沸器，无提馏段无再沸器，无提馏段1.1.原油常压塔的工艺特征：原油常压塔的工艺特征：常压炉出口：常压炉出口：360-370减压炉
20、出口：减压炉出口：410-4201.1.原油常压塔的工艺特征：原油常压塔的工艺特征：多侧线精馏段多侧线精馏段 需控制产品质量需控制产品质量汽提段（塔汽提段（塔 ） 侧线汽提侧线汽提过热水蒸气过热水蒸气降低油气分压，使轻组分气化降低油气分压，使轻组分气化2%-3%，4-6层层进料位置和抽出位置的位差进料位置和抽出位置的位差再沸汽提再沸汽提下方侧线油下方侧线油低凝或低冰点产品使用（航煤）低凝或低冰点产品使用（航煤）提高常压塔处理能力提高常压塔处理能力降低塔顶冷凝器负荷降低塔顶冷凝器负荷塔塔 底底 汽汽 提提 段段全塔热平衡全塔热平衡进料汽化率进料汽化率 稍高于稍高于 塔顶塔顶+ +侧线产品产率侧线
21、产品产率高出部分高出部分过汽化度过汽化度过汽化度越高，产品质量越好，热负荷越大过汽化度越高，产品质量越好，热负荷越大过汽化度过汽化度2%-4%常压塔进料状态决定热平衡决定回流比常压塔进料状态决定热平衡决定回流比回流比过大，馏出产品变轻，拔出率降低回流比过大，馏出产品变轻，拔出率降低衡分子流假设完全不适用衡分子流假设完全不适用2.2.分馏精确度分馏精确度相邻馏分蒸馏中出现的“间歇”和“重叠”现象2.2.分馏精确度分馏精确度 恩氏蒸馏（恩氏蒸馏（0100）间隙）间隙=t0H-t100L 间隙的表示：间隙越大，分流精确度越高。重叠越大，分流精确度越差。恩氏蒸馏（恩氏蒸馏（595）间隙）间隙=t5H-
22、t95L实际应用中：1、理想分割两个产品实沸点曲线2、3；实沸点曲线的重叠2、分离精度不高，分割两个产品实沸点曲线4、5；3、分离效果最差的平衡汽化，分割两个产品实沸点曲线6、7。常压蒸馏产品的分馏精确度推荐值馏馏 分分恩氏蒸馏（恩氏蒸馏（5%-95%）间隙，）间隙，轻汽油-重汽油11-16.5汽油-煤油、轻柴油14-28煤油、轻柴油-重柴油1-5.5重柴油-常压瓦斯油0-5.5分馏精确度与回流比、塔板数的关系常压塔塔顶产品与一线产品间分馏精确度图分馏精确度与回流比、塔板数的关系常压塔侧线产品之间分馏精确度图分馏精确度与回流比、塔板数的关系常压塔塔板数国外文献推荐值与国内炼厂值被分离的馏分被分
23、离的馏分推荐板数推荐板数D厂厂N厂厂S厂厂轻汽油-重汽油6-8汽油-煤油6-88109煤油-柴油4-6轻柴油-重柴油4-6746进料-最低侧线3-6444汽提段-侧线汽提4分馏精确度与回流比、塔板数的关系油品蒸馏塔板效率类别类别板效率建议板效率建议说明说明初馏塔，常压塔60%-80%进料波动较大，体系较轻减压塔40%-60%组分较重，液相负荷小水蒸气汽提塔30%-50%效率低，气相负荷小(汽提效率)常压再沸汽提塔60%-70%再沸器增加一个理论板(精馏效率)塔底汽提段30%-50%气相负荷低中段循环塔板33%-40%过冷状态操作，全返混3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液
24、相负荷分布规律1）塔顶气、液相负荷VtSLtFVtFSFFShheFFehQ,)1 (入11MGWVVLD,tS,tM,tLLG,tW,tQDhShMhGhWh出令： QQQ入出10VL +D+S全塔回流热全塔回流热Q0100VL0L ,tL ,tQL (hh)01000VLL ,tL ,tQLhh塔顶回流量塔顶回流量塔顶气相负荷塔顶气相负荷3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律忽略过汽化度：忽略过汽化度：实际过程，考虑过汽化度，实际过程，考虑过汽化度，气相负荷：气相负荷：nL0FnVDM
25、G S L 2）汽化段气、液相负荷3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律对隔离体系对隔离体系I作热平衡：作热平衡：（暂不计液相回流）（暂不计液相回流）FFFFVVVV,nD,tM,tG,tS,tQDhMhGhSh入nnnnVVVV,nD,tM,tG,tS,tQDhMhGhSh出Fnttn,nQQ入，出3）最低侧线抽出板下方气、液相负荷3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律nnnQQQ入，出，则，液相回流量Ln-1n 1nn 1n 1VLn 1nL,tL,tLQ /(hh)n层塔板回流热层塔板回流热Qnn层塔板气相负荷：nn-1
26、VD+M+G+S+L3）最低侧线抽出板下方气、液相负荷3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律对隔离体系对隔离体系II作热平衡：作热平衡：（暂不计液相回流）（暂不计液相回流）FFFFVVVV,mD,tM,tG,tS,t,nQDhMhGhShQ入入mmmmVVVV,mD,tM,tG,tS,tQDhMhGhSh出3）最低侧线抽出板下方气、液相负荷3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律mmmQQQ入，出，液相回流量Lm-1m 1mm 1m 1VLm 1mL,tL,tLQ /(hh)m层塔板回流热层塔板回流热Qmn层塔板气相负荷：mm-
27、1VD+M+G+S+L3）最低侧线抽出板下方气、液相负荷3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律3）最低侧线抽出板下方气、液相负荷mmmQQQ入，出，nQQQ入，n出，nnmQQ入，入，mnttmnQQ出，出，mnQQ自汽化段以上，沿塔高上行，须自汽化段以上，沿塔高上行，须由塔板上取走的由塔板上取走的回流热逐板增大回流热逐板增大3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律3）最低侧线抽出板下方气、液相负荷11nnmmLLLL精馏塔自下而上，各层塔板油料愈精馏塔自下而上，各层塔板油料愈来愈轻，摩尔来愈轻，摩尔液相回流量越来越大液相回流量
28、越来越大，摩尔摩尔气相负荷也越来越大气相负荷也越来越大。m 1mm 1m 1mm 1VLL,tL,tQL(hh)3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律4）经过侧线抽出板时气、液相负荷的变化对隔离体系对隔离体系III作热平衡：作热平衡：（暂不计液相回流）（暂不计液相回流）m 1mnQQQ入，入，入，m 1m 1m 1m 1m 1m 1VVVm 1D,tM,tG,tVVLS,tG,tG,tQDhMhGhShG(hh)出，回流热突增量3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律4）经过侧线抽出板时气、液相负荷的变化m-1层塔板回流热层塔板
29、回流热Qmm 1m 1m 1QQQ入，出，液相回流量Lm-2m 2m 1m 2m 2VLm 2m 1L,tL,tLQ/(hh)m-1层塔板气相负荷：m 1m-2VD+M+S+L3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律4）经过侧线抽出板时气、液相负荷的变化经侧线抽出板时，经侧线抽出板时，液相负荷液相负荷有一有一突然增量突然增量，气相负荷气相负荷仍然仍然平缓增大平缓增大3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律从第一板流至第二板的回流量从第一板流至第二板的回流量L1塔顶回流量L05）塔顶第一、二层塔板之间的汽、液相负荷 1211VL12
30、L ,tL ,tLQ /(hh)0100VL01L ,tL ,tLQ /(hh)12QQ12tt1201VVL ,tL ,thh则，10LL液相回流降低3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律气相负荷5）塔顶第一、二层塔板之间的汽、液相负荷 显然，21VV气相负荷降低10VD+S+L21VD+S+L3.3.石油精馏塔的气、液相负荷分布规律石油精馏塔的气、液相负荷分布规律4.4.回流方式回流方式1）塔顶油气二级冷凝冷却热负荷大，传热温差小二级冷凝冷却：减小传热面积太大一级：将塔顶油气（例105）基本上全部冷凝（5590），将回流部分泵送回塔顶。二级：将出装置的产品
31、部分进一步冷却到安全温度（例 40）以下。4.4.回流方式回流方式2）塔顶循环回流优点：减少塔顶换热设备的负荷；循环回流量循环回流量LC12LLccttLQ /(hh ) 减少塔顶馏出管线流动压降。 有利于热量的回收；4.4.回流方式回流方式使塔的气液相负荷沿塔高均匀分布； 回流热从高温部位取出，充分回收热能；3）中段循环回流缺点：流程复杂，设备投资增加； 降低了塔板效率； 流体输送量大，动力消耗增加。优点：减小塔径，减小塔径，提高处理量提高处理量原油换热原油换热主要热源主要热源液相回流汽相负荷汽（液）相负荷仅有塔顶仅有塔顶冷回流冷回流塔顶冷回流塔顶冷回流+两个中段两个中段循环回流循环回流4.
32、4.回流方式回流方式3）中段循环回流进出口位置进出口的温差：数目：数目：进出口位置：有3、4个侧线的塔，2个中段回流；只有1、2个侧线的塔，以1个中段回流为宜。塔顶和一线间不设中段回流国外6080上下国内则多用80120进塔口在抽出口上部，两个侧线之间5.5.操作条件的确定操作条件的确定1）操作压力P塔顶塔顶=P回流罐回流罐+P管线管线+P冷冷我国，塔顶压力一般在我国，塔顶压力一般在1.31.6 atm之间。之间。P塔内塔内= P塔顶塔顶+P塔板压降塔板压降T产品罐产品罐，P泡点泡点5.5.操作条件的确定操作条件的确定塔板型式塔板型式压力降，压力降，kPa泡罩0.5-0.8浮阀0.4-0.65
33、筛板0.25-0.5舌型0.25-0.4金属破沫网0.1-0.25各种塔板压降1）操作压力5.5.操作条件的确定操作条件的确定2）操作温度1. 常压下常压下3. 炉出口压力下炉出口压力下2. 汽化段油气分压下汽化段油气分压下进料平衡汽化曲线T汽化段汽化段：进料：进料绝热闪蒸温度绝热闪蒸温度炉出口温度to限制：原料油原料油生产方案生产方案适宜温度，适宜温度，原油（常压蒸馏）航煤360-365一般产品365-370重油（减压蒸馏）润滑油型390-400燃料型400-410汽化段温度：5.5.操作条件的确定操作条件的确定2）操作温度T塔底塔底：比：比T汽化段汽化段低低5-10塔底温度：侧线温度： 未
34、经汽提的侧线产品在该侧线处油气分压下平衡汽化泡点温度塔顶温度： 塔顶产品在其油气分压下的露点温度侧线汽提塔塔底温度：比侧线抽出口温度低8-10用再沸提馏时，其温度为该处压力下侧线产品的泡点温度，有时可高出该侧线抽出板温度十几度。 5.5.操作条件的确定操作条件的确定3）汽提水蒸气用量 目的：侧线产品汽提侧线产品汽提常压塔底汽提常压塔底汽提减压塔底汽提减压塔底汽提驱除产品中的低沸点组分，产品的闪点，改善分馏精确度 塔底重油中塔底重油中350以前馏分以前馏分的含量，的含量， 直馏轻质油品的直馏轻质油品的收率，收率， 减压塔的负荷。减压塔的负荷。 汽化段的油汽分压，尽量汽化段的油汽分压，尽量 减压塔
35、的拔出率。减压塔的拔出率。5.5.操作条件的确定操作条件的确定3）汽提水蒸气用量 采用过热水蒸汽：原因：防止冷凝水带入塔内。原因：防止冷凝水带入塔内。 工况条件：工况条件：300400kPa、 400450过热水蒸气。过热水蒸气。 蒸汽用量：与需提馏的轻组分蒸汽用量：与需提馏的轻组分 含量有关含量有关基本要求：基本要求：尽量尽量避免油料发生分解避免油料发生分解的前提下，尽可的前提下，尽可 能地能地提高拔出率提高拔出率提高拔出率的关键：提高拔出率的关键：提高减压塔汽化段的提高减压塔汽化段的真空度真空度核心设备：核心设备：减压塔减压塔及其及其抽真空系统抽真空系统类型类型 q 润滑油型：润滑油型：为
36、后续加工提供为后续加工提供润滑油润滑油原料原料q 燃料油型：燃料油型：为为FCC和和加氢裂化加氢裂化提供原料提供原料侧线产品侧线产品(馏分油馏分油)q 润滑油原料润滑油原料 q 裂化原料裂化原料 塔底产品塔底产品减压渣油减压渣油 (VR)q 焦化、催化和加氢裂化等二次加工原料焦化、催化和加氢裂化等二次加工原料 q 经加工后生产重质润滑油经加工后生产重质润滑油 q 生产沥青生产沥青 q 燃料油燃料油 1 1减压蒸馏塔一般工艺特征：减压蒸馏塔一般工艺特征：避免分解，提高拔出率避免分解，提高拔出率 q塔顶塔顶抽真空系统抽真空系统； q塔顶不出产品：塔顶不出产品：减少管线及冷却系统压降；减少管线及冷却
37、系统压降； q塔板间距大、数量少：塔板间距大、数量少：降低流动压降降低流动压降q塔底大蒸汽量汽提：塔底大蒸汽量汽提：降低汽化段油气分压；降低汽化段油气分压；q控制控制减压炉出口温度：减压炉出口温度：减少裂化反应。减少裂化反应。 q底部缩径：底部缩径：缩短渣油停留时间，防止结焦。缩短渣油停留时间，防止结焦。q其它特征：其它特征： 顶部缩径顶部缩径（气液相负荷小）；（气液相负荷小）； 多个中段循环：多个中段循环：使塔内气相负荷均匀，使塔内气相负荷均匀，减小塔径减小塔径，且利，且利于回收利用回流热；于回收利用回流热； 设设破沫网破沫网 塔底塔底底座较高底座较高2 2润滑油型减压塔的工艺特征润滑油型减
38、压塔的工艺特征(1) 工艺要求工艺要求 q 分离精确度要求高(2) 工艺特征工艺特征q 为后续加工提供润滑油原料； q 侧线产品要求粘度合适，色度好，残炭值低，馏程较窄； q 侧线数量多，有45个侧线，需要汽提； 2 2润滑油型减压塔的工艺特征润滑油型减压塔的工艺特征(1) 工艺要求工艺要求 q 尽量提高拔出率，馏分组成要求不是很严格； (2) 工艺特征工艺特征q 塔板数尽量减少以降低压降； q 可以大大减少内回流量； q 23个侧线，侧线产品不汽提； q 汽化段上方设洗涤段。3 3燃料型减压塔的工艺特征燃料型减压塔的工艺特征4 4减压蒸馏的抽真空系统减压蒸馏的抽真空系统q 抽真空系统抽真空系
39、统 蒸汽喷射器蒸汽喷射器 机械真空泵机械真空泵 q蒸汽喷射器蒸汽喷射器- -机械真空泵组合，具有较好经济效益机械真空泵组合，具有较好经济效益 结构简单，无运结构简单，无运转部件，使用可转部件，使用可靠，水蒸气安全靠，水蒸气安全冷凝器的作用在于使可凝的油气和水蒸气冷凝排出，从而冷凝器的作用在于使可凝的油气和水蒸气冷凝排出，从而减轻喷射器的负荷，其本身并不能形成真空。减轻喷射器的负荷，其本身并不能形成真空。1、抽真空系统流程、抽真空系统流程 上游无冷凝器，上游无冷凝器，使塔顶真空度能摆使塔顶真空度能摆脱水温限制。脱水温限制。2、增压喷射泵、增压喷射泵减压塔残压减压塔残压= =增压喷射器增压喷射器所
40、造成残压所造成残压+ +馏出线压降馏出线压降1、湿式减压蒸馏、湿式减压蒸馏的不足之处：的不足之处：q消耗蒸汽量大消耗蒸汽量大 q塔内汽相负荷大塔内汽相负荷大 q增大了塔顶冷凝冷却器的负荷增大了塔顶冷凝冷却器的负荷 q含油污水量大含油污水量大2、干式减压蒸馏、干式减压蒸馏q 使用使用增压喷射器增压喷射器，提高塔的真空度；，提高塔的真空度；q 利用利用填料代替塔板填料代替塔板，降低汽化段到塔顶压降；，降低汽化段到塔顶压降；q 为减少气相携带杂质，塔内设洗涤段和液体分配器。为减少气相携带杂质，塔内设洗涤段和液体分配器。2、干式减压蒸馏、干式减压蒸馏（2 2）使用干式减压蒸馏的效益：）使用干式减压蒸馏
41、的效益：q 提高了拔出率和处理量提高了拔出率和处理量； q 减压炉减压炉负荷减小，节省燃料负荷减小，节省燃料； q 减少冷凝冷却器的负荷减少冷凝冷却器的负荷，减少含油污水量减少含油污水量； q 能耗下降能耗下降 （炉出口温度降低、冷却负荷小，水蒸气（炉出口温度降低、冷却负荷小，水蒸气用量少等）。用量少等）。1、设计任务、设计任务q 原油的实沸点蒸馏数据原油的实沸点蒸馏数据及平衡汽化数据及平衡汽化数据1、设计任务、设计任务q 产品切割方案及产品性质产品切割方案及产品性质1、设计任务、设计任务q 油品性质油品性质2、产品收率和物料平衡、产品收率和物料平衡q 按年开工按年开工8000h计计3、汽提蒸
42、汽用量、汽提蒸汽用量q 过热水蒸气：过热水蒸气：420 ，0.3 MPaP240 P240 表表6-166-164、塔板型式和塔板数、塔板型式和塔板数q F1浮阀塔板浮阀塔板P227 P227 表表6-10,6-116-10,6-115、精馏塔计算草图、精馏塔计算草图汽油汽油 111000 kg/h煤油煤油 21040 kg/h轻柴油轻柴油 218000 kg/h重柴油重柴油 304000 kg/h塔底重油塔底重油 231360 kg/h塔底汽提蒸气塔底汽提蒸气 4627 kg/h 420 进料进料 315700 kg/h34191822132731煤油汽提蒸气煤油汽提蒸气 631 kg/h,
43、420轻柴油汽提蒸气轻柴油汽提蒸气 654 kg/h,420重柴油汽提蒸气重柴油汽提蒸气 851 kg/h,4206、操作压力、操作压力汽油汽油 111000 kg/h煤油煤油 21040 kg/h轻柴油轻柴油 218000 kg/h重柴油重柴油 304000 kg/h塔底重油塔底重油 231360 kg/h塔底汽提蒸气塔底汽提蒸气 4627 kg/h 420 进料进料 315700 kg/h341918221327310.157 MPa0.161 MPa0.166 MPa0.17 MPa0.172 MPa煤油汽提蒸气煤油汽提蒸气 631 kg/h,420轻柴油汽提蒸气轻柴油汽提蒸气 654
44、kg/h,420重柴油汽提蒸气重柴油汽提蒸气 851 kg/h,4207、汽化段温度、汽化段温度汽油汽油 111000 kg/h煤油煤油 21040 kg/h轻柴油轻柴油 218000 kg/h重柴油重柴油 304000 kg/h塔底重油塔底重油 231360 kg/h塔底汽提蒸气塔底汽提蒸气 4627 kg/h 420 进料进料 315700 kg/h341918221327310.157 MPa0.161 MPa0.166 MPa0.17 MPa0.172 MPaq 过汽化度过汽化度2.03%eF=30.53%过汽化油过汽化油 6314 kg/h煤油汽提蒸气煤油汽提蒸气 631 kg/h,
45、420轻柴油汽提蒸气轻柴油汽提蒸气 654 kg/h,420重柴油汽提蒸气重柴油汽提蒸气 851 kg/h,4207、汽化段温度、汽化段温度q 汽化段油气分压汽化段油气分压汽油汽油117 kmol/h煤油煤油139 kmol/h轻柴油轻柴油100 kmol/h重柴油重柴油105 kmol/h过汽化油过汽化油(分子量取分子量取300)21 kmol/h油气量合计油气量合计482 kmol/h水蒸气量：257 kmol/h汽化段压力：0.172 MPa汽化段汽化段油气分压油气分压:0.172482/(482+257)=0.112 MPa7、汽化段温度、汽化段温度q 作汽化段油气分压作汽化段油气分压
46、0.112MPa下气化下气化30.53%的温度（曲线的温度（曲线4）汽化段温度：汽化段温度：353.3 7、汽化段温度、汽化段温度q tF的校核的校核汽化段温度：汽化段温度：353.3 P84 P84 石油馏分焓值的求定石油馏分焓值的求定油料油料气相焓值，气相焓值，kJ/kg液相焓值，液相焓值，kJ/kg热量，热量，kJ/kg汽油11761176X11100=13.05X106煤油11471147X21040=22.94X106轻柴油11301130X21800=24.63X106重柴油11221122X30400=34.22X106过汽化油11181118X6314=7.05X106重油88
47、8888X225046=199.84X106合计QF=301.62X1061）进料代入汽化段的热量）进料代入汽化段的热量QF（eF=30.53%，TF=353.3）7、汽化段温度、汽化段温度q tF的校核的校核汽化段温度：汽化段温度：353.3 P84 P84 石油馏分焓值的求定石油馏分焓值的求定油料油料气相焓值，气相焓值，kJ/kg液相焓值，液相焓值，kJ/kg热量，热量，kJ/kg汽油12011201X11100=13.33X106煤油11641164X21040=24.49X106轻柴油11511151X21800=25.09X106重柴油气相11431143X21100=24.12X1
48、06重柴油液相971971X9300=9.03X106重油904904X231360=209.15X106合计QF=305.21X1062）进料在炉出口处携带的热量）进料在炉出口处携带的热量Qo（To=360，eo=25.5%）7、汽化段温度、汽化段温度汽油汽油 111000 kg/h煤油煤油 21040 kg/h轻柴油轻柴油 218000 kg/h重柴油重柴油 304000 kg/h塔底重油塔底重油 231360 kg/h塔底汽提蒸气塔底汽提蒸气 4627 kg/h 420 进料进料 315700 kg/h341918221327310.157 MPa0.161 MPa0.166 MPa0.
49、17 MPa0.172 MPa过汽化油过汽化油 6314 kg/h353.5 煤油汽提蒸气煤油汽提蒸气 631 kg/h,420轻柴油汽提蒸气轻柴油汽提蒸气 654 kg/h,420重柴油汽提蒸气重柴油汽提蒸气 851 kg/h,4208、塔底温度、塔底温度汽油汽油 111000 kg/h煤油煤油 21040 kg/h轻柴油轻柴油 218000 kg/h重柴油重柴油 304000 kg/h塔底重油塔底重油 231360 kg/h塔底汽提蒸气塔底汽提蒸气 4627 kg/h 420 进料进料 315700 kg/h341918221327310.157 MPa0.161 MPa0.166 MPa
50、0.17 MPa0.172 MPa过汽化油过汽化油 6314 kg/h353.5 353.5-7=346.5346.5 煤油汽提蒸气煤油汽提蒸气 631 kg/h,420轻柴油汽提蒸气轻柴油汽提蒸气 654 kg/h,420重柴油汽提蒸气重柴油汽提蒸气 851 kg/h,4209、塔顶及测线温度的假设与回流热分配、塔顶及测线温度的假设与回流热分配q 参考同类装置经验数据，假设塔顶及各侧线温度参考同类装置经验数据，假设塔顶及各侧线温度塔顶温度塔顶温度107煤油抽出板（第9层）温度180轻柴油抽出板（第18层）温度256重柴油抽出板（第27层）温度3159、塔顶及测线温度的假设与回流热分配、塔顶及
