1石油煉制工程

(上篇)2第五章原油評(píng)價(jià)本章主要內(nèi)容原油評(píng)價(jià)方法概述原油的分類(lèi)方法渣油的評(píng)價(jià)原油加工方案的確定煉油廠(chǎng)的構(gòu)成煉油裝置工藝流程煉油過(guò)程的結(jié)構(gòu)分析3第一節(jié)原油評(píng)價(jià)方法概述

確定一種原油的加工方案是煉廠(chǎng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的首要任務(wù)。人們根據(jù)所加工原油的性質(zhì)、市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求、加工技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的大量信息，進(jìn)行全面的綜合分析、研究對(duì)比，方能制訂出合理的加工方案。在上述的諸多考慮因素中，原油性質(zhì)是最基本的因素。原油評(píng)價(jià)就是通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)、分析，取得對(duì)原油性質(zhì)的全面的認(rèn)識(shí)。5一、原油的一般性質(zhì)在測(cè)定原油性質(zhì)之前，應(yīng)先測(cè)定原油的含水量、含鹽量和機(jī)械雜質(zhì)。若原油含水量大于0.5%應(yīng)先脫水。6原油脫水脫水原油一般性質(zhì)分析實(shí)沸點(diǎn)蒸餾平衡蒸發(fā)1.各窄餾分(3%)的性質(zhì)測(cè)定2.不同深度的重油、渣油的性質(zhì)測(cè)定1.直餾產(chǎn)品的性質(zhì)分析2.二次加工原料的性質(zhì)分析3.瀝青性質(zhì)的分析汽油、柴油和重餾分的烴族組成分析潤(rùn)滑油、石蠟和地蠟的潛含量測(cè)定7二、原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾及窄餾分性質(zhì)

實(shí)沸點(diǎn)蒸餾是用來(lái)考察石油餾分組成的實(shí)驗(yàn)方法。原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾所用的試驗(yàn)裝置和操作條件都有一定的規(guī)定。該試驗(yàn)裝置是一種間歇式釜式精餾設(shè)備，精餾柱的理論板數(shù)為15～17，精餾過(guò)程在回流比為5：1的條件下進(jìn)行。餾出物的最終沸點(diǎn)一般為500～520℃，釜底殘留物則為渣油。為避免原油的裂解，蒸餾時(shí)釜底溫度不得超過(guò)350℃。因此，整個(gè)蒸餾過(guò)程分為三段進(jìn)行：常壓蒸餾，減壓蒸餾（10mmHg），二段減壓蒸餾（1～2mmHg,不帶精餾柱）。810根據(jù)列表統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可繪制原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)和中比性質(zhì)曲線(xiàn)，見(jiàn)圖5—1。12

原油中比性質(zhì)曲線(xiàn)表示了窄餾分的性質(zhì)隨沸點(diǎn)的升高或累計(jì)餾出百分?jǐn)?shù)增大的變化趨勢(shì)。通過(guò)此曲線(xiàn)，也可以預(yù)測(cè)任意一個(gè)窄餾分的性質(zhì)。例如欲了解餾出率在23.0%至27.0%之間的窄餾分的性質(zhì)，可從圖5—1中橫坐標(biāo)為（23.0%+27.0%）/2=25%時(shí)對(duì)應(yīng)的性質(zhì)曲線(xiàn)上查得該窄餾分的20℃密度為0.828g/cm3,20℃運(yùn)動(dòng)粘度為8.7×10-6m2/s,等。絕大多數(shù)的原油物理性質(zhì)都沒(méi)有加成性（密度除外），因此，這種預(yù)測(cè)方法只適用于窄餾分，對(duì)寬餾分是不適用的。餾分越寬，預(yù)測(cè)結(jié)果的誤差越大。14確定原油加工方案的原則原油性質(zhì)：不僅需要基本性質(zhì)，更需要詳細(xì)的原油評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)。目的產(chǎn)品是什么？是汽、煤、柴？還是汽、煤、柴、潤(rùn)？是否供乙烯裂解的原料？是否發(fā)展化工？產(chǎn)品質(zhì)量要求：現(xiàn)在一般要求都很高，只是一些地方煉廠(chǎng)，因市場(chǎng)是中小城市及農(nóng)村，要求略低一些；資金影響：有時(shí)分幾期進(jìn)行，或一次規(guī)劃、分步實(shí)施。環(huán)保要求：主要是含硫氣體的排放；其次是廢水；再次是固廢。15第二節(jié)原油的分類(lèi)方法不同地區(qū)和不同地層所開(kāi)采的石油，從化學(xué)組成和物理性質(zhì)來(lái)看，有一些原油彼此很相似，在加工方案和加工中所遇到的問(wèn)題也很相似。因此人們研究原油的合理分類(lèi)方法，以便按一定的指標(biāo)把原油分類(lèi)。一旦知道原油的類(lèi)別后，可以大致推測(cè)它的性質(zhì)和加工方案，判斷它適宜于生產(chǎn)哪些產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量大致如何等等。16可見(jiàn)科學(xué)的分類(lèi)方法對(duì)認(rèn)識(shí)石油和利用石油是十分必要的。但石油的組成十分復(fù)雜，對(duì)原油的確切分類(lèi)是十分困難的。概括地說(shuō)，原油可以按工業(yè)、地質(zhì)、化學(xué)等的觀(guān)點(diǎn)來(lái)區(qū)分，每一大類(lèi)中又有多種分類(lèi)法。例如，化學(xué)分類(lèi)法中就有關(guān)鍵餾分特性分類(lèi)法、特性因數(shù)分類(lèi)法、相關(guān)系數(shù)分類(lèi)法、結(jié)構(gòu)族組成分類(lèi)法等。本節(jié)主要介紹關(guān)鍵餾分特性分類(lèi)法和商品分類(lèi)法。17一、化學(xué)分類(lèi)法1、關(guān)鍵餾分特性分類(lèi)法1935年，美國(guó)礦務(wù)局提出了對(duì)原油的關(guān)鍵餾分特性分類(lèi)法。此分類(lèi)法能較好地反映原油的化學(xué)組成特性，在我國(guó)也被推薦使用。用原油簡(jiǎn)易蒸餾裝置在常壓下蒸餾得250～275℃餾分作為第一關(guān)鍵餾分，殘油用沒(méi)有填料柱的蒸餾瓶在40mmHg殘壓下蒸餾，切取275—300℃餾分(相當(dāng)于常壓395～425℃)作為第二關(guān)鍵餾分。分別測(cè)定上述兩個(gè)關(guān)鍵餾分的密度，對(duì)照表5—6中的密度分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，決定兩個(gè)關(guān)鍵餾分的屬性，最后按照表5—7確定該原油屬于所列七種類(lèi)型中的哪一類(lèi)。18表5-6關(guān)鍵組分的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵餾分石蠟基中間基環(huán)烷基第一關(guān)鍵餾分d420<0.8210比重指數(shù)>40(K>11.9)d420=0.8210～0.8562比重指數(shù)=33～40(K=11.5～11.9)d420>0.8562比重指數(shù)<33(K<11.5)第二關(guān)鍵餾分d420<0.8723比重指數(shù)>30(K>12.2)d420=0.8723～0.9305比重指數(shù)=20～30(K=11.5～12.2)d420>0.9305比重指數(shù)<20(K<11.5)202、特性因數(shù)分類(lèi)法

富含烷烴石油餾分值K為12.5～13.0，富含芳香烴的石油餾分值K為10.0～11.0，這說(shuō)明特性因數(shù)K也可以用來(lái)大致表征石油及其餾分的化學(xué)組成的特性。K原油基屬K原油基屬﹥12.111.5～12.1石蠟基中間基﹤11.5環(huán)烷基（瀝青基）21石蠟基原油的特點(diǎn)是：密度較小、含蠟量高、凝點(diǎn)高、粘度小，含硫、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)低，汽油辛烷值低，柴油十六烷值高，例如大慶原油就是典型的石蠟基原油。環(huán)烷基原油的特點(diǎn)：含蠟量低，密度較大，凝點(diǎn)低，粘度大，含硫，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)高，汽油辛烷值相對(duì)高，柴油十六烷值相對(duì)低，可產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青。例如孤島原油屬于環(huán)烷基原油。中間基原油特性介于二者之間。23二、商品分類(lèi)法

國(guó)際石油市場(chǎng)對(duì)原油按密度和硫含量分類(lèi)并計(jì)算不同原油的價(jià)格。原油密度低有較高的輕質(zhì)油的收率，而硫含量高則提高加工成本。1．按密度分類(lèi)輕質(zhì)原油：>34°API；<0.852(20℃密度)。中質(zhì)原油：34～20°API；0.852～0.930(20℃密度)。重質(zhì)原油：20～10°API；0.931—

0.998(20℃密度)。特稠原油：<10°API；>0.998(20℃密度)。242．按硫含量分類(lèi)低硫原油：硫含量﹤0.5%。含硫原油：硫含量0.5～2.0%。高硫原油：硫含量>2.0%264、按膠質(zhì)含量分類(lèi)原油種類(lèi)硅膠膠質(zhì)含量%原油種類(lèi)硅膠膠質(zhì)含量%低膠原油含膠原油﹤55～15多膠原油>1527第三節(jié)

渣油的評(píng)價(jià)

石油是非再生能源。世界石油市場(chǎng)上的原油趨重，而交通運(yùn)輸和石油化工的發(fā)展對(duì)輕質(zhì)油品的需求不斷增長(zhǎng)，近年來(lái)，渣油輕質(zhì)．化問(wèn)題已成為煉油技術(shù)發(fā)展中的最重要的問(wèn)題之一。我國(guó)原油偏重，多數(shù)原油含大于500℃減壓渣油達(dá)40%～50%，渣油輕質(zhì)化問(wèn)題更為突出。因此，如何對(duì)渣油進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)并對(duì)其性質(zhì)有一個(gè)較深入的認(rèn)識(shí)對(duì)于合理加工渣油有很重要的實(shí)際意義。28渣油是十分復(fù)雜的混合物，但由于沸點(diǎn)很高、高溫下又易分解，不能用蒸餾等一般的分離方法作進(jìn)一步的分離。因此，多年來(lái)對(duì)渣油的認(rèn)識(shí)只限于把它作為一個(gè)整體測(cè)定其平均性質(zhì)，或者進(jìn)一步用色譜法測(cè)定其SARA族組成(saturates，aromatics，resin，asphaltene)。30根據(jù)目的產(chǎn)品的不同，原油加工方案大體上可以分為三種基本類(lèi)型：（1）燃料型主要產(chǎn)品是用作燃料的石油產(chǎn)品。除了生產(chǎn)部分重油燃料油外，減壓餾分油和減壓渣油通過(guò)各種輕質(zhì)化過(guò)程轉(zhuǎn)化為各種輕質(zhì)燃料。（2）燃料—潤(rùn)滑油型除了生產(chǎn)用作燃料的石油產(chǎn)品外，部分或大部分減壓餾分油和減壓渣油還被用于生產(chǎn)各種潤(rùn)滑油產(chǎn)品。（3）燃料—化工型除了生產(chǎn)燃料產(chǎn)品外，還生產(chǎn)化工原料及化工產(chǎn)品，例如某些烯烴、芳烴、聚合物的單體等。這種加工方案體現(xiàn)了充分合理利用石油資源的要求，也是提高煉廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑，是石油加工的發(fā)展方向31舉例：一、大慶原油的燃料—潤(rùn)滑油加工方案大慶原油是低餾石蠟基原油，其只要特點(diǎn)是含蠟量高、凝點(diǎn)高、瀝青質(zhì)含量低、重金屬含量底、硫含量低。其主要的直餾產(chǎn)品的主要性質(zhì)特點(diǎn)如下：初餾～200℃直餾汽油的辛烷值低，僅有37，應(yīng)通過(guò)催化重整提高其辛烷值。直餾航空煤油的密度較小、結(jié)晶點(diǎn)高，只能符合2號(hào)航空煤油的規(guī)格指標(biāo)。直餾柴油的十六烷值高、有良好的燃燒性能，但其收率受凝點(diǎn)的限制。32煤、柴油餾分含烷烴多，是制取乙烯的良好裂解原料。350～500℃減壓餾分的潤(rùn)滑油潛含量（烷烴+環(huán)烷烴+輕芳烴）約占原油的15%，而粘度指數(shù)可達(dá)90～120，是生產(chǎn)潤(rùn)滑油的良好原料。減壓渣油硫含量低，瀝青質(zhì)和重金屬含量低、飽和分含量高，可以摻入減壓餾分油作為催化裂化原料，也可以經(jīng)丙烷脫瀝青及精制生產(chǎn)殘?jiān)鼭?rùn)滑油。由于渣油含瀝青質(zhì)和膠質(zhì)較少而蠟含量較高，難以生產(chǎn)高質(zhì)量的瀝青產(chǎn)品。3334二、勝利原油的燃料加工方案

勝利原油是含硫中間基原油，硫含量在1%左右，在加工方案中應(yīng)充分考慮原油含硫的問(wèn)題。直餾汽油的辛烷值為47，初餾～130℃餾分中芳烴潛含量高，是重整的良好原料。航煤餾分的密度大、結(jié)晶點(diǎn)低，可以生產(chǎn)1號(hào)航空煤油，但必須脫硫醇，而且由于芳烴含量較高，應(yīng)注意解決符合無(wú)煙火焰高度的規(guī)格要求的問(wèn)題。直餾柴油的柴油指數(shù)較高、凝點(diǎn)不高，可以生產(chǎn)-20號(hào)、-10號(hào)、0號(hào)柴油及艦艇用柴油。由于含硫及酸值較高，產(chǎn)品須適當(dāng)精制。35減壓餾分油的脫蠟油的粘度指數(shù)低，而且含硫及酸值較高，不宜生產(chǎn)潤(rùn)滑油，可以用作催化裂化或加氫裂化的原料。減壓渣油的粘溫性質(zhì)不好、而且含硫，也不宜用來(lái)生產(chǎn)潤(rùn)滑油，盡管膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較高，但并不適于生產(chǎn)瀝青產(chǎn)品。勝利減壓渣油的殘?zhí)恐岛椭亟饘俸慷驾^高，只能少量摻入減壓餾分油中作為催化裂化原料，最好是先經(jīng)加氫處理后再送去催化裂化。由于加氫處理的投資高，一般多用作延遲焦化的原料。由于含硫，所得的石油焦的品級(jí)不高。3637三、燃料—化工型加工方案

為了合理利用石油資源和提高經(jīng)濟(jì)效益，許多煉油廠(chǎng)的加工方案都考慮同時(shí)生產(chǎn)化工產(chǎn)品，只是其程度因原油性質(zhì)和其他具體條件不同而異。有的是最大量地生產(chǎn)化工產(chǎn)品，有的則只是予以兼顧。關(guān)于化工產(chǎn)品的品類(lèi)，多數(shù)煉油廠(chǎng)主要是生產(chǎn)化工原料和聚合物的單體，有的也生產(chǎn)少量的化工產(chǎn)品。圖5—16例舉了一個(gè)燃料—化工型加工方案。3839四、稠油的加工方案全世界的稠油儲(chǔ)量很大。我國(guó)探明的稠油儲(chǔ)量也不小，其產(chǎn)量也逐年增加，近年已達(dá)千萬(wàn)噸以上。如何合理加工稠油是煉油技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)難題。稠油的特點(diǎn)是密度和粘度大、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量高、凝點(diǎn)低，多數(shù)稠油的硫含量較高，其渣油的殘?zhí)恐蹈?、重金屬含量高。稠油的輕質(zhì)油含量很低，減壓渣油一般占原油的60%以上。稠油的加工方案問(wèn)題主要是如何合理加工其渣油的問(wèn)題。稠油的渣油的蠟含量低、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量高，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青的好原料。例如單家寺稠油的減壓渣油不需復(fù)雜的加工就可以生產(chǎn)出高等級(jí)道路瀝青。因此，對(duì)稠油的加工應(yīng)優(yōu)先考慮生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青。由于受瀝青市場(chǎng)的限制，除了生產(chǎn)瀝青外，還須考慮渣油的輕質(zhì)化問(wèn)題。40稠油的渣油的殘?zhí)恐蹈?、重金屬含量高，不宜直接用作催化裂化的原料，比較好的辦法是先經(jīng)加氫處理后再送去催化裂化。但是渣油加氫處理的投資和操作費(fèi)用高。采用溶劑萃取脫瀝青過(guò)程可以抽出渣油中的較輕部分作為催化裂化的原料，但須解決抽提殘?jiān)募庸だ脝?wèn)題。采用延遲焦化過(guò)程可以得到部分餾分油，經(jīng)加氫和催化裂化可得到輕質(zhì)油品，但同時(shí)得到相當(dāng)多的含硫石油焦。稠油的凝點(diǎn)低，在制定加工方案時(shí)應(yīng)考慮如何利用這個(gè)特點(diǎn)。例如，考慮生產(chǎn)低凝點(diǎn)柴油、對(duì)粘溫性要求不高的較低凝點(diǎn)的潤(rùn)滑油產(chǎn)品等。41第五節(jié)煉油廠(chǎng)的構(gòu)成煉廠(chǎng)主要由兩大部分組成，即：煉油過(guò)程和輔助設(shè)施。從原油生產(chǎn)出各種石油產(chǎn)品一般須經(jīng)過(guò)多個(gè)物理的及化學(xué)的煉油過(guò)程。通常，每個(gè)煉油過(guò)程相對(duì)獨(dú)立地自成為一個(gè)煉油生產(chǎn)裝置。在某些煉油廠(chǎng)，從有利于減少用地、余熱的利用、中間產(chǎn)品的輸送、集中控制等考慮，把幾個(gè)煉油裝置組合成一個(gè)聯(lián)合裝置。為了保證煉油生產(chǎn)的正常進(jìn)行，煉油廠(chǎng)還必須有完備的輔助設(shè)施，例如供電、供水、廢物處理、儲(chǔ)運(yùn)等系統(tǒng)。下面對(duì)這兩部分分別作簡(jiǎn)要介紹。42一、煉油生產(chǎn)裝置

各種煉油生產(chǎn)裝置大體上可以按生產(chǎn)目的分為以下幾類(lèi)：1.原油分離裝置原油加工的第一步是把原油分離為多個(gè)餾分油和殘?jiān)?，因此，每個(gè)正規(guī)的煉廠(chǎng)都應(yīng)有原油常壓蒸餾裝置或原油常減壓蒸餾裝置。在此裝置中，還應(yīng)設(shè)有原油脫鹽脫水設(shè)施。2.重質(zhì)油輕質(zhì)化裝置為了提高輕質(zhì)油品收率，須將部分或全部減壓餾分油及渣油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油，此任務(wù)由裂化反應(yīng)過(guò)程來(lái)完成，如催化裂化、加氫裂化、焦炭化等。433.油品改質(zhì)及油品精制裝置

此類(lèi)裝置的作用是提高油品的質(zhì)量以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的要求，如催化重整、加氫精制、電化學(xué)精制、溶劑精制、氧化瀝青等。加氫處理，減粘裂化也可歸入此類(lèi)。4.油品調(diào)和裝置為了達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求，通常需要進(jìn)行餾分油之間的調(diào)和（有時(shí)也包括渣油），并且加入各種提高油品性能的添加劑。油品調(diào)和方案的優(yōu)化對(duì)提高現(xiàn)代煉廠(chǎng)的效益也能起重要作用。445.氣體加工裝置如氣體分離、氣體脫硫、烷基化、C5/C6異構(gòu)化、合成甲基叔丁基醚（MTBE）等。6.制氫裝置在現(xiàn)代煉廠(chǎng)，由于加氫過(guò)程的耗氫量大，催化重整裝置的副產(chǎn)氫氣不敷使用，有必要建立專(zhuān)門(mén)的制氫裝置。7.化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置如芳烴分離、含硫化氫氣體制硫、某些聚合物單體的合成等。45二、輔助設(shè)施

輔助設(shè)施是維持煉油廠(chǎng)正常生產(chǎn)所必需的。主要的輔助設(shè)施如下：1.供電系統(tǒng)多數(shù)煉廠(chǎng)使用外來(lái)高壓電源，煉廠(chǎng)應(yīng)有降低電壓的變電站及分配用電的配電站。為了保證電源不間斷，多數(shù)煉廠(chǎng)備有兩個(gè)電源。為了保證在斷電時(shí)不發(fā)生安全事故，煉廠(chǎng)還自備小型的發(fā)電機(jī)組。2.供水系統(tǒng)新鮮水的供應(yīng)系統(tǒng)主要由水源、泵站和管網(wǎng)組成，有的還需水的凈化設(shè)施。大量的冷卻用水需循環(huán)使用，故應(yīng)設(shè)有循環(huán)水系統(tǒng)。463.供水蒸氣系統(tǒng)主要由蒸汽鍋爐和蒸汽管線(xiàn)網(wǎng)組成。供應(yīng)全廠(chǎng)的工藝用蒸汽、吹掃用蒸汽、動(dòng)力用蒸汽等。一般都備有1MPa和4MPa兩種壓力等級(jí)的蒸汽鍋爐。4.供氣系統(tǒng)如壓縮空氣站、氧氣站（同時(shí)供應(yīng)氮?dú)猓┑取?75.原油和產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)如原油及產(chǎn)品的輸油管或碼頭或鐵路或裝卸站、原油儲(chǔ)罐區(qū)、產(chǎn)品儲(chǔ)罐區(qū)等。6.三廢處理系統(tǒng)如污水處理系統(tǒng)、有害氣體處理（如含硫化氫、二氧化硫氣體）、廢渣處理（如廢堿渣、酸渣）等。三廢的排放應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的要求。此外，多數(shù)煉廠(chǎng)還設(shè)有機(jī)械加工維修、儀表維護(hù)、研究機(jī)構(gòu)、消防隊(duì)等設(shè)施。48第六節(jié)煉油裝置工藝流程一個(gè)煉油廠(chǎng)或一個(gè)煉油裝置的構(gòu)成和生產(chǎn)程序是用來(lái)描述。煉油生產(chǎn)是自動(dòng)化程度較高的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程，正確設(shè)計(jì)的工藝流程不僅對(duì)保證正常生產(chǎn)，而且對(duì)提高效益有重要作用。根據(jù)使用目的和描述范圍的不同，煉廠(chǎng)的工藝流程大體上可分為以下三類(lèi)。491.全廠(chǎng)生產(chǎn)工藝流程此圖反映了煉廠(chǎng)的生產(chǎn)方案、各生產(chǎn)裝置之間的關(guān)系。2.生產(chǎn)裝置工藝原理流程圖此圖反映了一個(gè)煉油生產(chǎn)裝置所采用的技術(shù)方案、裝置內(nèi)各主要設(shè)備之間的關(guān)系和物流之間的關(guān)系。503.煉油裝置工藝管線(xiàn)—自動(dòng)控制流程圖此圖的作用主要是作為繪制工藝管線(xiàn)及儀表安裝圖的依據(jù)。在此圖中繪出了裝置內(nèi)的所有管線(xiàn)和儀表。工藝流程圖是煉油廠(chǎng)和煉油裝置的最基本的技術(shù)文件，無(wú)論是欲了解一個(gè)煉油廠(chǎng)或煉油裝置，或是進(jìn)行設(shè)計(jì)及技術(shù)改造，都必須首先考慮此技術(shù)文件。51第七節(jié)煉油過(guò)程的結(jié)構(gòu)分析本章第一節(jié)概述了煉油過(guò)程的大致分類(lèi)及各類(lèi)煉油過(guò)程的作用。在本節(jié)，主要是通過(guò)對(duì)一個(gè)煉廠(chǎng)或一個(gè)國(guó)家的煉油過(guò)程的結(jié)構(gòu)討論如何進(jìn)一步分析某個(gè)國(guó)家或某個(gè)煉廠(chǎng)對(duì)原油的加工能力及其特點(diǎn)。這里所說(shuō)的加工能力除了指原油的年加工量外，更主要的是指從不同性質(zhì)的原油生產(chǎn)出市場(chǎng)所需的各種產(chǎn)品（包括品種、質(zhì)量、數(shù)量）是適應(yīng)能力。521.重質(zhì)油輕質(zhì)化的能力指將減壓餾分油和渣油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油的能力。通常以催化裂化、加氫裂化和焦化三種過(guò)程的處理能力之和與原油加工能力之比來(lái)表示此能力。在美國(guó)等國(guó)家，把此比值稱(chēng)為轉(zhuǎn)化指數(shù)C.I.（ConversionIndex）。全世界的C.I.平均值約為26%。由表可見(jiàn)，中國(guó)和美國(guó)是深度加工型的國(guó)家，其C.I.值分別為56%和57.4%。日本和韓國(guó)則是淺度加工型的國(guó)家，其C.I.分別為25.8%和12.7%，主要原因是他們都是原油進(jìn)口大國(guó)，需從原油生產(chǎn)大量的重質(zhì)燃料油和中間餾分油。西歐幾個(gè)主要國(guó)家的C.I.值約在30%左右。532.生產(chǎn)汽油的能力此能力包括生產(chǎn)汽油的數(shù)量和質(zhì)量水平。除了直餾汽油外，催化裂化是最主要的生產(chǎn)汽油的過(guò)程，因此，催化裂化的處理能力在很大程度上反映了在數(shù)量上的生產(chǎn)汽油的能力。催化重整、烷基化、異構(gòu)化、含氧化合物合成（主要的醚類(lèi)）等過(guò)程的主要作用是提高汽油的辛烷值，同時(shí)也改善汽油的其他性能，這些過(guò)程的生產(chǎn)能力反映了在質(zhì)量上的生產(chǎn)汽油的能力。54中國(guó)和美國(guó)的催化裂化處理量對(duì)原油處理量的比例都較大，達(dá)30%左右。美國(guó)是個(gè)汽油消費(fèi)大國(guó)。中國(guó)的汽油消費(fèi)量雖不算太大，但中國(guó)的原油偏重，需要通過(guò)催化裂化來(lái)生產(chǎn)較多的汽油和柴油，故催化裂化的處理能力也較大，但我國(guó)在催化重整等提高汽油質(zhì)量的煉油過(guò)程方面，上述四類(lèi)過(guò)程的總比值只有4.9%，明顯偏低。日本的催化裂化處理量對(duì)原油處理量的比值雖較低，只有15.2%，但催化重整的比值卻相對(duì)地很高。西歐諸國(guó)的催化裂化處理能力不算很大，其比值在20%左右，但催化重整等提高汽油質(zhì)量水平的過(guò)程的比值卻較高。553.加工含硫原油的能力國(guó)際石油市場(chǎng)上中東原油占有很大的比例，原油進(jìn)口國(guó)所進(jìn)口的原油主要是中東原油，而中東原油多數(shù)含硫較高。加工含硫原油的主要問(wèn)題是設(shè)備腐蝕和產(chǎn)品質(zhì)量，近年來(lái)由于環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，對(duì)汽油、柴油等的含硫量的限制更苛刻，使加工含硫原油的問(wèn)題更顯突出。加工含硫原油的主要手段是加氫過(guò)程，包括加氫裂化、加氫精制、加氫處理等過(guò)程。因此，加氫過(guò)程處理能力與原油處理能力的比值可以反映加工含硫原油的能力。56

日、德、美三國(guó)的加氫能力都很強(qiáng)，三種加氫過(guò)程的總比值達(dá)75%～85%，這三個(gè)國(guó)家都是原油進(jìn)口大國(guó)。西歐諸國(guó)的加氫能力也較強(qiáng)，其比值在50%～60%。我國(guó)的加氫能力比值只有11.6%，明顯偏低，這一方面是由于國(guó)產(chǎn)原油多數(shù)含硫量較低，另一方面，更重要的是受到資金和技術(shù)的限制。實(shí)際上，加氫過(guò)程能力的大小除了反映加工含硫原油的能力以外，還反映了對(duì)市場(chǎng)需要的適應(yīng)能力和提高產(chǎn)品質(zhì)量的能力。57在發(fā)達(dá)國(guó)家的加氫過(guò)程能力中，加氫裂化的比例都較小，而加氫處理的比例卻很高。其主要原因是加氫裂化過(guò)程的投資及操作費(fèi)用都很高，加氫處理過(guò)程的反應(yīng)較緩和、投資及操作費(fèi)用相對(duì)較低，而加氫處理過(guò)程與其他過(guò)程的組合能很好地解決含硫原油加工的問(wèn)題。584.潤(rùn)滑油生產(chǎn)能力潤(rùn)滑油的品種很多，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用也很重要，但是其產(chǎn)量對(duì)原油處理量的比例并不大，世界平均比值只有1.2%，幾個(gè)煉油大國(guó)的比值比世界平均值稍大些。59規(guī)定原油常壓蒸餾裝置的復(fù)雜程度為1.0，按以下公式計(jì)算各煉油裝置的復(fù)雜程度：煉油裝置的復(fù)雜程度=（本裝置的投資×本裝置處理量占原油處理量的百分?jǐn)?shù)）/原油常壓蒸餾裝置的投資各煉油裝置的復(fù)雜程度值之和再乘以系數(shù)a,即為煉油廠(chǎng)的總復(fù)雜程度。系數(shù)a的值與煉廠(chǎng)的復(fù)雜性有關(guān)，煉廠(chǎng)越復(fù)雜則a值越小，a值在1.77～3.25之間。根據(jù)此法計(jì)算，1990年全世界的煉油廠(chǎng)的平均復(fù)雜程度值為13.2，北美、西歐、中東地區(qū)煉廠(chǎng)的平均復(fù)雜程度值依次分別為15.9、13.2、11.1，亦即其生產(chǎn)各種產(chǎn)品的能力依次由大到小。上述的復(fù)雜程度值雖能定量地反映煉廠(chǎng)的生產(chǎn)各種產(chǎn)品的能力，但計(jì)算比較復(fù)雜，而且其中的裝置投資及系數(shù)a值不易準(zhǔn)確確定，因此，其使用受到很大的限制60第六章石油蒸餾過(guò)程

蒸餾是將液體混合物按其所含組分的沸點(diǎn)或蒸汽壓的不同而分離為輕重不同的各種餾分，或者是分離為近似純的產(chǎn)物。在煉廠(chǎng)中，可以遇到多種形式的蒸餾操作，但可以把它們歸納為三種基本類(lèi)型。611、閃蒸——平衡汽化進(jìn)料以某種方式被加熱至部分汽化，經(jīng)過(guò)減壓設(shè)施，在一個(gè)容器（如：閃蒸罐、蒸發(fā)塔、蒸餾塔的汽化段等）的空間內(nèi)，在一定的溫度、壓力下，氣液兩相迅即分離，得到相應(yīng)的氣相和液相產(chǎn)物，此過(guò)程即為閃蒸。上述過(guò)程中，如果氣、液兩相有足夠的時(shí)間密切接觸，達(dá)到平衡狀態(tài)，則這種汽化方式稱(chēng)為平衡汽化。平衡汽化的逆過(guò)程稱(chēng)為平衡冷凝。第一節(jié)蒸餾概述622.簡(jiǎn)單蒸餾——漸次汽化簡(jiǎn)單蒸餾是實(shí)驗(yàn)室或小型裝置上常用于濃縮物料或粗略分割油料的一種蒸餾方法。液體混合物在蒸餾釜中被加熱，在一定壓力下，當(dāng)溫度達(dá)到混合物的泡點(diǎn)溫度時(shí)，液體即開(kāi)始汽化，直到溫度達(dá)到混合物的露點(diǎn)，蒸餾釜中液體全部汽化為止，生成的蒸氣當(dāng)即被引出并經(jīng)冷凝冷卻后收集起來(lái)。這種蒸餾方式稱(chēng)為簡(jiǎn)單蒸餾或微分蒸餾。在簡(jiǎn)單蒸餾中，每個(gè)瞬間形成的蒸氣都與殘存液相處于平衡狀態(tài)，在整個(gè)蒸餾過(guò)程中，所產(chǎn)生的一系列微量蒸氣的組成是不斷變化的。633．精餾汽化段、精餾段、提餾段、塔頂冷凝冷卻設(shè)備、再沸器、塔板或填料塔頂冷回流：輕組分濃度高、溫度低塔底氣相回流：輕組分濃度低、溫度高建立起濃度梯度和溫度梯度

+接觸設(shè)施精餾過(guò)程順利進(jìn)行的必要條件64

由于塔頂液相回流和塔底氣相回流的作用，沿精餾塔高度建立了兩個(gè)梯度：

(1)自塔底至塔頂逐級(jí)下降的溫度梯度；

(2)氣、液相中輕組分自塔底至塔頂逐級(jí)增大的濃度梯度。

精餾塔內(nèi)沿塔高的溫度梯度和濃度梯度的建立及接觸設(shè)施的存在是精餾過(guò)程得以進(jìn)行的必要條件

65

由于兩個(gè)梯度的存在，在塔中每一個(gè)氣、液兩相的接觸級(jí)中，由下而上的較高溫度和較低輕組分濃度的氣相與由上而下的較低溫度和較高輕組分濃度的液相存在相互差別，因此氣、液兩相在接觸前處于不平衡狀態(tài)，形成相互推動(dòng)力，使氣、液兩相在接觸過(guò)程中進(jìn)行相間的傳熱和擴(kuò)散傳質(zhì)，最終使氣相中的輕組分和液相中的重組分分別得到提純。經(jīng)過(guò)多次氣、液相逆流接觸，最后在塔頂?shù)玫捷^純的輕組分，在塔底得到較純的重組分。66

精餾的實(shí)質(zhì):不平衡的氣、液兩相逆向流動(dòng)，多次密切接觸，進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱，使輕重組分達(dá)到精確分離的過(guò)程。67第二節(jié)石油及其餾分的氣一液平衡石油及其石油餾分的汽液平衡關(guān)系不是以化學(xué)組成來(lái)表示，而是以宏觀(guān)的方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)室蒸餾來(lái)測(cè)定的。所得的結(jié)果可以餾分組成數(shù)據(jù)來(lái)表示，也可以蒸餾曲線(xiàn)來(lái)表示。68一、石油及石油餾分的蒸餾曲線(xiàn)恩氏蒸餾(ASTM)曲線(xiàn)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(BTP)曲線(xiàn)平衡氣化(EFV)曲線(xiàn)餾出溫度和餾出體積百分率的關(guān)系曲線(xiàn)69二、石油及石油餾分的蒸餾曲線(xiàn)1.恩氏蒸餾曲線(xiàn)恩氏蒸餾是一種簡(jiǎn)單蒸餾，它是以規(guī)格化的儀器和在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行的，故是一種提條件性的試驗(yàn)方法。將餾出溫度（氣相溫度）對(duì)餾出量（體積百分率）作圖，得到恩氏蒸餾曲線(xiàn)。恩氏蒸餾的本質(zhì)是漸次汽化，基本上沒(méi)有精餾作用，因而不能顯示油品中各組分的實(shí)際沸點(diǎn)，但能反映油品在一定條件下的汽化性能，簡(jiǎn)單易行，所以，廣泛用作反映油品汽化性能的一種規(guī)格試驗(yàn)。70恩氏蒸餾曲線(xiàn)712.實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾是一種實(shí)驗(yàn)室間歇蒸餾。油品的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)大體上反映各組分沸點(diǎn)變遷情況的連續(xù)曲線(xiàn)。實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)723.平衡汽化曲線(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室平衡汽化設(shè)備中，將油品加熱汽化，使氣液兩相在恒定的壓力和溫度下密切接觸一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間迅即分離，即可得到油品在該條件下的平衡汽化率。在恒壓下選擇幾個(gè)合適的溫度（至少五個(gè)）進(jìn)行試驗(yàn)，就可得到恒壓下平衡汽化率與溫度的關(guān)系。以汽化溫度對(duì)汽化率作圖，即可得油品的平衡汽化曲線(xiàn)。根據(jù)平衡汽化曲線(xiàn)，可以確定油品在不同汽化率時(shí)的溫度（如精餾塔進(jìn)料段的溫度），泡點(diǎn)溫度（如精餾塔側(cè)線(xiàn)溫度和塔底溫度），露點(diǎn)溫度（精餾塔頂溫度）等。73平衡汽化曲線(xiàn)平衡汽化曲線(xiàn)74恩氏蒸餾(ASTM)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)平衡汽化(EFV)本質(zhì)簡(jiǎn)單蒸餾間歇精餾閃蒸測(cè)定條件規(guī)格化的儀器和在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下規(guī)格化蒸餾設(shè)備(17塊理論板)中和規(guī)定條件下恒壓下選擇幾個(gè)合適的溫度分離效果基本無(wú)精餾作用，不能顯示各組分的沸點(diǎn)分離效果好，可大體反映各組分沸點(diǎn)的變化受氣液相平衡限制,分離效果差,僅相當(dāng)于一塊塔板的分離能力用途反映油品的汽化性能，用于計(jì)算其它物性參數(shù)主要用于原油評(píng)價(jià)可以確定在不同汽化率的溫度或某溫度的汽化率754.三種蒸餾曲線(xiàn)的比較同一種油品的三種蒸餾曲線(xiàn)，就曲線(xiàn)的斜率而言，平衡汽化曲線(xiàn)最平緩，恩氏蒸餾曲線(xiàn)比較陡，而實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)的斜率最大。這種差別正是這三種蒸餾方式分離效率的差別的反映，即實(shí)沸點(diǎn)蒸餾的分離精確度最高，恩氏蒸餾次之，而平衡汽化最差。這是由三種蒸餾的本質(zhì)所決定。76曲線(xiàn)斜率：TBP>ASTM>EFV

蒸餾方式分離效率差別恩式蒸餾：反映在一定條件下的汽化性能實(shí)沸點(diǎn)蒸餾：大致反映油品中各組分沸點(diǎn)變化的連續(xù)曲線(xiàn)平衡氣化：在一定條件下，可以確定在不同汽化率時(shí)的溫度或某一溫度下的汽化率TBP曲線(xiàn)ASTM曲線(xiàn)EFV曲線(xiàn)77EFV曲線(xiàn)ASTM曲線(xiàn)TBP曲線(xiàn)要得到相同汽化率tTBP>tASTM

>tEFV采用EFV減輕了加熱設(shè)備的負(fù)荷785、蒸餾曲線(xiàn)換算油品蒸餾所得三種蒸餾曲線(xiàn)的工作量有很大差別，平衡汽化的工作量最大，恩氏蒸餾最小計(jì)算加熱爐爐管和轉(zhuǎn)油線(xiàn)中的汽化率；精餾塔的進(jìn)料段溫度和側(cè)線(xiàn)抽出溫度的確定等，還會(huì)遇到不同壓力或減壓下的平衡汽化問(wèn)題，這方面數(shù)據(jù)則更缺乏但在工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)計(jì)算中常常會(huì)遇到平衡汽化的問(wèn)題三種蒸餾曲線(xiàn)的換算主要求助于經(jīng)驗(yàn)方法使用這些經(jīng)驗(yàn)圖表時(shí)必須嚴(yán)格注意它們的適用范圍及可能的誤差，盡量采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)換算圖表一般都是以體積分?jǐn)?shù)來(lái)表示收率油料在較高溫度下有裂化現(xiàn)象，凡恩氏蒸餾溫度高于246℃，必須進(jìn)行溫度校正lgD=0.00852t-1.691t實(shí)際=t+D79（1）．常壓蒸餾曲線(xiàn)的相互換算（2）．減壓1.33kPa(殘壓10mmHg)蒸餾曲線(xiàn)的相互換算（3）．減壓1.33kPa(殘壓10mmHg)蒸餾曲線(xiàn)換算為常壓蒸餾曲線(xiàn)（4）．常壓平衡汽化曲線(xiàn)換算為壓力下平衡汽化曲線(xiàn)（5）．常壓與減壓下平衡汽化曲線(xiàn)的換算常壓恩氏蒸餾曲線(xiàn)和實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)的換算

常壓恩氏蒸餾曲線(xiàn)和平衡汽化曲線(xiàn)的換算常壓實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)與平衡汽化曲線(xiàn)的換算805.蒸餾曲線(xiàn)的相互換算(1)常壓蒸餾曲線(xiàn)的互相換算a.常壓恩氏蒸餾曲線(xiàn)和實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)的互換互換時(shí)，可利用實(shí)沸點(diǎn)蒸餾50%餾出溫度與恩氏蒸餾50%餾出溫度的關(guān)系圖Ⅰ和實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)各段溫差與恩氏蒸餾曲線(xiàn)各段溫差的關(guān)系圖Ⅱ。這兩張圖適用于特性因素=11.8，沸點(diǎn)低于427℃的油品。計(jì)算餾出溫度與實(shí)驗(yàn)相差約5.5℃，偏離規(guī)定條件時(shí)可能產(chǎn)生重大誤差。81b）常壓恩氏蒸餾曲線(xiàn)和平衡汽化曲線(xiàn)的互換互換時(shí)，可利用常壓恩氏蒸餾50%點(diǎn)與平衡汽化50%點(diǎn)的換算圖Ⅰ和平衡汽化曲線(xiàn)各段溫差與恩氏蒸餾曲線(xiàn)各段溫差的關(guān)系圖Ⅱ。這兩張圖適用于特性因素=11.8，沸點(diǎn)低于427℃的油品，計(jì)算餾出溫度與實(shí)驗(yàn)偏差在8.3℃以?xún)?nèi)。c）常壓實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)和平衡汽化曲線(xiàn)的互換互換時(shí)，可利用經(jīng)驗(yàn)圖表—常壓實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(xiàn)與平衡汽化曲線(xiàn)的換算Ⅰ。該圖引進(jìn)了參考線(xiàn)的概念，所謂參考線(xiàn)是指通過(guò)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾或平衡汽化曲線(xiàn)的10%點(diǎn)與70%點(diǎn)的直線(xiàn)。82（2）減壓1.33kPa（殘壓10mmHg）蒸餾曲線(xiàn)的互換殘壓1.33kPa（10mmHg）的各種蒸餾曲線(xiàn)的互相換算可以采用經(jīng)驗(yàn)圖表：（3）減壓1.33kPa（殘壓10mmHg）蒸餾曲線(xiàn)換算為常壓蒸餾曲線(xiàn)（4）常壓平衡汽化曲線(xiàn)換算為壓力下平衡汽化曲線(xiàn)（5）常壓與減壓平衡汽化曲線(xiàn)的換算83三、復(fù)雜體系汽—液平衡的“假多元組分”處理方法

假多元系法：把石油或石油餾分按沸程分為一系列窄餾分，每個(gè)窄餾分都被看作一個(gè)組分，稱(chēng)為假組分或虛擬組分，同時(shí)以窄組分的平均沸點(diǎn)、密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量等表征各假組分的性質(zhì)。這樣，石油餾分這一復(fù)雜混合物就可以看成是由一定數(shù)量假組分構(gòu)成的假多元系混合物，然后按多元系氣液平衡的處理方法進(jìn)行計(jì)算。這種處理方法稱(chēng)為假組分法或假多元系法。84四、油一水不互溶體系的氣一液平衡

水在油中的溶解度很微小，一般情況下都把水和油的混合物看作是不互溶體系。至于氣相，則任何氣體都能均勻混合。因此，所謂不互溶只是指液相而言。在石油蒸餾塔中，常常吹入一定量的過(guò)熱水蒸氣以降低油氣分壓而幫助它汽化；塔頂?shù)臍庀囵s出物往往在水蒸氣的存在下冷凝冷卻等等。這些情況可歸納成三種類(lèi)型，即：過(guò)熱水蒸氣存在下油的汽化；飽和水蒸氣存在下油的汽化；油氣—水蒸氣混合物的冷凝。851.過(guò)熱水蒸氣存在下油的汽化在這種情況下，水蒸氣始終處于過(guò)熱狀態(tài)，即沒(méi)有液相水的存在。在氣相中式中P——體系總壓；PA——A蒸氣的分壓；PS

——水蒸氣的分壓。由于只有A一個(gè)液相，而且與汽相呈平衡，故式中為純A的飽和蒸氣壓。86當(dāng)體系總壓一定時(shí)，而且沒(méi)有水蒸氣存在，則液體A要在時(shí)才能沸騰?？墒窃谒魵獯嬖跁r(shí)，只要A就能沸騰。或者說(shuō)，過(guò)熱水蒸氣的存在使A的沸點(diǎn)下降了。下面再分析一下過(guò)熱水蒸氣的數(shù)量的影響。根據(jù)分壓定律，在氣相中，式中，NS和NA分別為水蒸氣和A蒸氣的摩爾數(shù)。87①當(dāng)P一定、要求A的汽化量NA一定，則NS增大時(shí)，PA0可降低，換言之，增加NS可以在更低的溫度下得到相同數(shù)量的NA。②當(dāng)P和T都一定時(shí)，方程式的右方為一常數(shù)，則增大NS時(shí)，NA會(huì)按比例增大。如果體系中的物料不是純物質(zhì)A而是石油餾分O，上述的基本原理仍然適用，但是由于石油餾分不是純物質(zhì)而是一種混合物，在具體計(jì)算中會(huì)帶來(lái)一些重要的差別。882.飽和水蒸氣存在下油的汽化對(duì)于這種情況，在氣相中是水蒸氣和油氣組成的均勻相，在液相中則有不互溶的兩相——水相和油相。在平衡時(shí)，89

3．油氣一水蒸氣混合物的冷凝油氣一水蒸氣混合物的冷凝實(shí)際上就是前邊兩種情況的逆過(guò)程。在實(shí)際過(guò)程中，油氣一水汽混合物是在流動(dòng)中被冷凝冷卻，在流動(dòng)中會(huì)有流動(dòng)壓降，因此，混合物的冷凝過(guò)程也不是一個(gè)恒壓過(guò)程。但是，此過(guò)程的基本原理仍然是一樣的，只是問(wèn)題變得稍為復(fù)雜一些罷了。在系統(tǒng)壓降不太大時(shí)，為方便起見(jiàn)，?？砂阉?dāng)作恒壓過(guò)程來(lái)對(duì)待。903、油氣－水蒸氣混合物的冷凝若油氣和水蒸氣都處于過(guò)熱狀態(tài)：P0＋PS＝P；t=t1，Po＝Po0，開(kāi)始出現(xiàn)液相(油先冷凝)當(dāng)t＝t2時(shí)，PS0＝PS,水汽開(kāi)始冷凝油氣和水氣在同一時(shí)間冷凝完畢油氣－水蒸氣混合物的冷凝實(shí)際上就是在水蒸氣存在下油氣化的逆過(guò)程91第二節(jié)原油精餾塔一、常減壓蒸餾流程929394原油在蒸餾前必須進(jìn)行嚴(yán)格的脫鹽、脫水，脫鹽后原油換熱到230～240℃進(jìn)初餾塔（又稱(chēng)預(yù)汽化塔），塔頂出輕汽油餾分或重整原料。塔底為拔頭原油經(jīng)常壓爐加熱至360～370℃進(jìn)入常壓分餾塔，塔項(xiàng)出汽油。側(cè)線(xiàn)自上而下分別采出煤油、柴油以及其它油料，常壓塔底油經(jīng)減壓爐加熱到405－410℃送入減壓塔，為了減少管路壓力降和提高減壓塔頂真空度，減壓塔項(xiàng)一般不出產(chǎn)品而直接與抽空設(shè)備聯(lián)接，并采用塔頂循環(huán)回流方式。95減壓塔開(kāi)有3～4個(gè)側(cè)線(xiàn)，根據(jù)煉油廠(chǎng)的加工類(lèi)型（燃料型或潤(rùn)滑油型）不同可生產(chǎn)催化裂化原料或潤(rùn)滑油料。從原油的處理過(guò)程來(lái)看，上述常減壓蒸餾裝置分為原油初餾（預(yù)汽化）、常壓蒸餾和減壓蒸餾三部分，油料在每一部分都經(jīng)歷了一次加熱－汽化－冷凝過(guò)程，故稱(chēng)之為“三段汽化”

96采用初餾塔的好處是：（1）可顯著減小換熱系統(tǒng)壓力降，避免原油泵出口壓力過(guò)高，減少動(dòng)力消耗和設(shè)備泄漏的可能性。（2）可避免或減小當(dāng)原油脫鹽脫水不好時(shí)引起的流動(dòng)阻力增大及系統(tǒng)操作不穩(wěn)。（3）減輕主塔（常壓塔）塔項(xiàng)系統(tǒng)腐蝕.(4)初餾塔可得到含砷量低的重整原料。此外，設(shè)置初餾塔有利于裝置處理能力的提高。97“一脫三注”一、“一脫”原油中含有鹽類(lèi)，與水發(fā)生水解反應(yīng)生成鹽酸，有腐蝕性。煉油廠(chǎng)采用電脫鹽的方法，鹽類(lèi)溶解在水中，脫鹽和脫水是同時(shí)進(jìn)行的。98二、“三注”1.注氨：中和鹽酸和硫化氫，增強(qiáng)緩蝕劑的作用。2.注緩蝕劑：使金屬不被腐蝕。3.注堿：把油中的鹽轉(zhuǎn)化為不易水解的氯化鈉。99二、原油常壓精餾塔的工藝特征1.復(fù)合塔原油通過(guò)常壓蒸餾切割成汽油、煤油、輕柴、重柴和重油等四五種產(chǎn)品。在石油精餾中，各產(chǎn)品本身是一種復(fù)雜混合物，產(chǎn)品的分離精度并不要求很高，若采用多塔串聯(lián)，太不經(jīng)濟(jì)。實(shí)際上把幾個(gè)簡(jiǎn)單精餾塔重疊起來(lái)，它的精餾段相當(dāng)于原來(lái)四個(gè)簡(jiǎn)單塔的四個(gè)精餾段的組合，而其下段則相當(dāng)于第一個(gè)塔的提餾段，這樣的塔稱(chēng)為復(fù)合塔或復(fù)雜塔。1001、復(fù)合塔需要n-1個(gè)精餾塔才能把原料分割成n個(gè)產(chǎn)品1012.汽提塔和汽提段（1）側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品設(shè)汽提塔或再沸器在復(fù)合塔內(nèi)，在汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品之間只有精餾段而沒(méi)有提餾段，側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品中必然含有相當(dāng)數(shù)量的輕餾分，這樣不僅影響側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量（如輕柴油的閃點(diǎn)等），而且降低了較輕餾分的產(chǎn)率。為此，在常壓塔的外側(cè)，為側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品設(shè)汽提塔，在汽提塔低部吹入少量過(guò)熱水蒸氣以降低側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品的油氣分壓，使混入產(chǎn)品中的較輕餾分汽化而返回常壓塔。這種汽提塔和精餾塔的提餾段在本質(zhì)上是不同的。102有些情況側(cè)線(xiàn)的汽提塔不采用水蒸氣，而使用再沸器，原因是：產(chǎn)品中會(huì)溶解微量水分，對(duì)有些要求低凝點(diǎn)或低冰點(diǎn)的產(chǎn)品，有影響。（航空煤油）水的用量增加了塔內(nèi)的氣相負(fù)荷，采用再沸提餾代替水蒸氣汽提有利于提高常壓塔的處理能力。水蒸氣的冷凝潛熱很大，采用再沸器的能降低塔頂冷凝器的負(fù)荷。有助于減少裝置的含油污水量。（2）用汽提段代替提餾段（用過(guò)熱蒸氣代替再沸器）汽提蒸氣的作用由塔底通入少量的過(guò)熱水蒸氣，以降低油氣分壓，有利于輕組分的汽化；側(cè)線(xiàn)汽提的目的是使混入產(chǎn)品中的較輕組分汽化再返回常壓塔，即保證了輕質(zhì)產(chǎn)品的收率，又保證了本產(chǎn)品的質(zhì)量

1043.恒分子流的假定完全不適用石油是復(fù)雜的混合物，各組分之間的性質(zhì)有很大差別，它們的摩爾汽化潛熱相差很遠(yuǎn)，沸點(diǎn)之間的差別甚至可相差幾百度，如常壓塔塔頂和塔底之間溫差可達(dá)250℃左右。顯然，以精餾塔上下溫差不大、塔內(nèi)各組分的摩爾汽化潛熱相近為基礎(chǔ)所作出的恒摩爾流假設(shè)對(duì)常壓塔完全不適用。1054.全塔熱平衡常壓塔塔底不設(shè)再沸器，熱量來(lái)源幾乎完全靠原油本身帶入，全塔熱平衡引出的結(jié)果如下：（1）常壓塔進(jìn)料應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪^(guò)汽化率

原料油進(jìn)塔后的汽化率比塔上部各種產(chǎn)品的總收率高出的部分，稱(chēng)為過(guò)汽化率。過(guò)汽化率=汽化率-（塔頂產(chǎn)品+側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品）收率精餾段最低一個(gè)側(cè)線(xiàn)至進(jìn)料段之間塔段內(nèi)的塔板上要有足夠的液相回流以保證最低側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量。（2）過(guò)汽化率越高，側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量越好，但加熱爐的熱負(fù)荷越高，加工能耗也越高，過(guò)汽化率一般為2～4%。（3）常壓塔的回流比是由全塔熱平衡決定的，變化的余地不大。多元系精餾與原油精餾不同：多元系精餾的回流比是由分離精確度要求決定，全塔熱平衡是通過(guò)調(diào)節(jié)再沸器負(fù)荷來(lái)達(dá)到。常壓塔產(chǎn)品要求的分離精確度不高，只要塔板數(shù)選擇適當(dāng)，在一般情況下，由全塔熱平衡所確定的回流比已完全能滿(mǎn)足精餾的要求；操作中，如回流比過(guò)大，則必然會(huì)引起塔的各點(diǎn)溫度下降，餾出產(chǎn)品變輕，拔出率降低。107三、分餾精確度1.分餾精確度的表示方法

對(duì)于石油精餾塔中相鄰兩個(gè)餾分之間的分餾精確度，則通常用該兩個(gè)餾分的餾分組成或蒸餾曲線(xiàn)(一般是恩氏蒸餾曲線(xiàn))的相互關(guān)系來(lái)表示:

恩氏蒸餾（0～100）間隙=t0H－t100L

在實(shí)際應(yīng)用中，恩氏蒸餾的t0%和t100%不易得到準(zhǔn)確數(shù)值，通常是用較重餾分的5％點(diǎn)t5H與較輕餾分的95％點(diǎn)t95L之間的差值來(lái)表示分餾精確度，即，

恩氏蒸餾（5～95）間隙=t5H－t95L上式結(jié)果為負(fù)值時(shí)表示重疊。108相鄰餾分蒸餾中出現(xiàn)的“間歇”和“重疊”現(xiàn)象1092.分餾精確度與回流比、塔板數(shù)的關(guān)系

影響分餾精確度的主要因素是物系中組分之間分離的難易程度、回流比和塔板數(shù)。（1）對(duì)二元和多元物系，分離的難易程度可以組分之間的相對(duì)揮發(fā)度來(lái)表示；（2）對(duì)于石油餾分，則可以用兩餾分的恩氏蒸餾50％點(diǎn)溫度之差△t50來(lái)表示。1103．實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)和產(chǎn)品收率

在實(shí)際工作中，已知各產(chǎn)品所要求的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)，要求確定實(shí)沸點(diǎn)切割點(diǎn)和產(chǎn)品收率。此時(shí)可以用下述的方法。將產(chǎn)品的恩氏蒸餾初餾點(diǎn)和終餾點(diǎn)換算為實(shí)沸點(diǎn)蒸餾初餾點(diǎn)和終餾點(diǎn)。這個(gè)換算可以采用本章第一節(jié)介紹的方法，也可以用圖7—41作近似換算。取為實(shí)沸點(diǎn)切割溫度111四、石油精餾塔的氣、液相負(fù)荷分布規(guī)律精餾塔中的氣、液相負(fù)荷是設(shè)計(jì)塔徑和塔板水力學(xué)計(jì)算的依據(jù)。我們所用的分析工具就是熱平衡。

(1)沿塔高的溫度分布：自下而上有一個(gè)遞減的溫度梯度，隨塔高度增加，需取走的回流熱也增大。(2)物性變化：沿塔高上升油品的密度逐漸減小，其摩爾汽化潛熱也減小。112為了分析石油精餾塔內(nèi)氣、液相負(fù)荷沿塔高的分布規(guī)律，可以選擇幾個(gè)有代表性的截面，作適當(dāng)?shù)母綦x體系，然后分別作熱平衡計(jì)算，求出它們的氣、液負(fù)荷，從而了解它們的沿塔高的分布規(guī)律。下面我們以常壓精餾塔為例進(jìn)行分析。1、塔頂氣、液負(fù)荷1131141、塔頂氣、液負(fù)荷(1)進(jìn)出體系的熱量先不考慮塔頂回流，則進(jìn)入該隔離體的熱量Q為離開(kāi)隔離體系的熱量Q出為：(2)塔頂回流量令：Q＝Q入－Q出，kJ/h.115Q----全塔回流熱(3)塔頂氣相負(fù)荷

V1＝L0＋D＋S，Kmol/h1162、氣化段氣、液負(fù)荷如果忽略過(guò)氣化量，則氣化段液相負(fù)荷（精餾段最低一層塔板n流下的液相回流量）為：氣相負(fù)荷：Ln=03、最低側(cè)線(xiàn)抽出板下方的氣、液負(fù)荷117圖7-44汽化段與精餾段隔離體系圖FFGF,tFGMDSIIILn-1Lm-1m-1,tm-1m,tmn-1,tn-1n,tnSWⅢ1183、最低側(cè)線(xiàn)抽出板下方的氣、液負(fù)荷如圖7-44中隔離體系I，暫不計(jì)液相回流Ln-1。(1)隔離體系I①進(jìn)出隔離體系I的熱量②第n塊板液相負(fù)荷在精餾過(guò)程中，沿塔自下而上有一溫度梯度，∴tF﹥tn,∴Q入，n﹥Q出，n令：Qn=Q入，n－Q出，n

KJ/h119

則Qn就是液相回流Ln-1在第n板上氣化取走的熱量，稱(chēng)為n板上的回流熱，所以其回流量為：可見(jiàn)，即使在氣化段處沒(méi)有液相回流，氣化段上方的塔板上已有回流出現(xiàn)，使tF的上升蒸氣在第n板上降低到tn。分母實(shí)際上是該回流在溫度tn時(shí)的摩爾氣化潛熱和回流由tn-1升溫至tn時(shí)吸收的顯熱所組成。120③第n塊板汽相負(fù)荷于是，第n板上的氣相負(fù)荷為：(2)隔離體系Ⅱ①進(jìn)出體系II的熱量再取第n板上面，最低側(cè)線(xiàn)下方一層塔板m，和隔離體系Ⅱ，并作熱平衡。進(jìn)出該隔離體的熱量如下：Q入，m＝Q入，nkJ/h121②第m塊板的液相負(fù)荷令：Qm=Q入，m－Q出，mkJ/h

為m板上的熱回流而Qn=Q入，n－Q出，nkJ/h因tm﹤tn→Q出，m﹤Q出，n→Qm﹥Qn由此可知：自氣化段開(kāi)始，沿塔高上行，必由塔板上取走的回流熱逐漸↗。從第m-1板流至第m板的液相回流量為：分母項(xiàng)仍可看作回流Lm－1的摩爾蒸發(fā)潛熱與由tm降至tm-1顯熱之和對(duì)比Ln-1和Lm-1兩式的分母項(xiàng)，分母項(xiàng)基本上是該板上回流的千摩爾汽化潛熱122烴類(lèi)的摩爾氣化潛熱隨著分子量和沸點(diǎn)的↗而↗，因此，Ln-1式分母﹥Lm-1式分母，故有：

Lm－1﹥Ln-1③第m塊板氣相負(fù)荷自第m板上升的氣相負(fù)荷應(yīng)該為：將式Vn與Vm相比，既然有Ln-1<Lm-1,則

Vm＞Vn

123(3)小結(jié)

沿塔高油品愈來(lái)愈輕，平均分子量↙，摩爾氣化潛熱也不斷↙，而沿塔高每層塔板上的回流熱↗，液相回流量沿塔高是逐漸↗，即：Ln＜Ln-1＜Lm＜Lm-1氣相負(fù)荷與液相回流一樣，以摩爾流量表達(dá)的氣相負(fù)荷也沿塔高自下而上↗。1244、經(jīng)過(guò)側(cè)線(xiàn)抽出板時(shí)的氣、液負(fù)荷

以柴油抽出板m-1為例，按圖作隔離體系III。①進(jìn)出體系III的熱量Q

入，m-1=Q

入，n=Q

入，m

,kJ/h

125②第m-1塊板液相負(fù)荷第m-1板上的回流熱：Qm－1＝Q入，m-1－Q出，m-1，kJ/h由第m-2板流至第m-1板的液相回流量為：

故經(jīng)過(guò)柴油抽出板m-1時(shí)：除了因塔板溫度下降而引起的回流熱的少量增加外，回流熱還有一個(gè)突然的增長(zhǎng)。126與此情況相應(yīng)，從上一層流到柴油抽出板的液相回流量Lm-2也要比自該抽出板流下去的液相回流量Lm-1要多出一個(gè)較大的突增。多出的回流量是由兩部分組成：A、由于塔板自下而上的溫降所要回流量這一部分和沒(méi)有側(cè)線(xiàn)抽出口的塔板是類(lèi)似的。B、相當(dāng)于上述回流熱的突變側(cè)線(xiàn)餾分的冷凝潛熱由回流氣化帶走。因這個(gè)突增回流的變化，才使柴油餾分蒸氣在抽出板上冷凝下來(lái)。127③第m-1塊板汽相負(fù)荷對(duì)于氣相負(fù)荷,與Vm相比，Vm-1中減少了G，但是Lm-2比Lm-1除了因塔板溫度↙而引起的少量↗外。還有個(gè)突增量，相當(dāng)于G。結(jié)論：沿塔高自上而下，每經(jīng)過(guò)一個(gè)側(cè)線(xiàn)抽出板，液相回流量除由于塔板溫降所造成的少量增加外，另有一個(gè)突然的增加，增加量可以認(rèn)為等于側(cè)線(xiàn)抽出量。而氣相負(fù)荷卻仍然只是平緩地增大。1285、塔頂一、二層塔板之間的氣、液負(fù)荷到了塔頂?shù)谝粚訒r(shí)，進(jìn)入此塔板的為冷回流（即溫度低于泡點(diǎn)的液體），其變化規(guī)律有別于其它塔板。如圖6-42所示，塔頂回流量為L(zhǎng)0，溫度為t0，塔頂?shù)谝粚铀鍦囟葹閠1，而t1>t0

129式中Q1、Q2為第一層、第二層塔板上的回流熱，如果未設(shè)中段循環(huán)回流，Q1等于全塔回流熱。

若相鄰兩層塔板的溫降不大，回流熱的增長(zhǎng)不多，液相組成和蒸發(fā)潛熱變化不會(huì)顯著?？山普J(rèn)為：t1≈t2Q1≈Q2hVL0,t1≈hLL1,t2

但是，明顯地有t0＜t1，所以比較L1、L0兩式有：L1＞L0∵V1＝D＋S＋L0kmol/hV2＝D＋S＋L1kmol/h∴V2＞V1沿塔高自下而上，氣液相回流逐板增大，至第二層板上達(dá)到最大，而到第一層板上則有一個(gè)明顯的突降。130

6、石油精餾內(nèi)汽、液負(fù)荷分布規(guī)律①?gòu)钠伍_(kāi)始，氣、液負(fù)荷沿塔高而逐漸↗；②液相負(fù)荷在每經(jīng)過(guò)一個(gè)側(cè)線(xiàn)抽出板時(shí)有一個(gè)突增量，突增量等于側(cè)線(xiàn)抽出量；而氣相負(fù)荷仍然平緩↗；③氣、液相負(fù)荷在塔頂?shù)谝粔K板和第二塊板之間達(dá)到最大值，越過(guò)塔頂?shù)谝粔K板后，氣、液負(fù)荷急劇↙。131石油精餾內(nèi)汽、液負(fù)荷分布規(guī)律

——實(shí)線(xiàn)是無(wú)中段回流；虛線(xiàn)是有中段回流液相回流汽相負(fù)荷汽（液）相負(fù)荷132五、回流方式1、冷回流(1)方式：將部分塔頂產(chǎn)品以過(guò)冷液體狀態(tài)打入塔頂，提供塔內(nèi)回流，保證產(chǎn)品質(zhì)量。冷回流入塔后，吸熱升溫氣化，再?gòu)乃斠觥?33(2)特點(diǎn)：冷回流的吸熱量＝全塔總剩余熱(回流熱)回流熱一定，冷回流溫度↙，用量↙。一般汽油的冷回流溫度為30～40℃。2、熱回流(1)方式：如圖所示。塔有部分冷凝器，將塔頂蒸氣部分冷凝成液體作回流。(2)特點(diǎn)：回流溫度＝塔頂溫度。1343、塔頂二級(jí)冷凝冷卻(1)方式二級(jí)冷凝冷卻方式如圖所示(2)回流量回流溫度：熱回流＞二級(jí)冷凝冷卻＞冷回流回流量：熱回流＞二級(jí)冷凝冷卻＞冷回流第一級(jí)油氣和水蒸氣基本上被冷凝冷卻，這里集中了絕大部分的熱負(fù)荷，由于傳熱溫差大，即熱源比冷源的溫度高得多，因此傳熱在面積不會(huì)太大。在第二級(jí)冷凝冷卻中，僅冷卻產(chǎn)品部分，雖然傳熱溫差小，但其熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷的比例小，所以總起來(lái)看，二級(jí)冷凝冷卻所需的總傳熱面積要比一級(jí)冷凝冷卻小。

缺點(diǎn)：返回塔頂?shù)氖菬峄亓鳎簿褪钦f(shuō)返回溫度比一級(jí)冷凝冷卻時(shí)高，因而造成內(nèi)回流量增大，另外流程也更復(fù)雜135136

上述兩種回流方式都是從塔頂取走回流熱量，僅用這種回流取熱方式的不利因素：塔頂餾出物溫度低，帶出的熱量很難回收利用，但卻需要很大的冷凝冷卻設(shè)備（如空冷、水冷等）造成塔內(nèi)上下汽液相負(fù)荷分布不均勻，影響了塔的處理量采用循環(huán)回流與塔頂回流相結(jié)合可以彌補(bǔ)上述不足1372．塔頂循環(huán)回流塔頂循環(huán)回流從塔內(nèi)抽出經(jīng)冷卻至某個(gè)溫度再送回塔中，物流在整個(gè)過(guò)程中都是處于液相，而且在塔內(nèi)流動(dòng)時(shí)一般也不發(fā)生相變化，它只是在塔里塔外循環(huán)流動(dòng)，借助于換熱器取走回流熱。

循環(huán)回流的量可由下式計(jì)算：138為了保證塔內(nèi)精餾過(guò)程的正常進(jìn)行，在采用循環(huán)回流時(shí)必須在循環(huán)回流的出入口之間增設(shè)2～3塊換熱塔板，以保證其在流入下一層塔板時(shí)能達(dá)到要求的相應(yīng)的溫度。塔頂循環(huán)回流主要是用在以下幾種情況：①塔頂回流熱較大，考慮回收這部分熱量以降低裝置能耗。②塔頂餾出物中含有較多的不凝氣(例如催化裂化主分餾塔)③要求盡量降低塔頂餾出線(xiàn)及冷凝冷卻系統(tǒng)的流動(dòng)壓降，以保證塔頂壓力不致過(guò)高(如催化裂化主分餾塔)，或保證塔內(nèi)有盡可能高的真空度(例如減壓精餾塔)。優(yōu)點(diǎn)：①有利于熱量的回收，減少塔頂換熱設(shè)備的負(fù)荷；②可減少塔頂餾出管線(xiàn)的流動(dòng)壓降。缺點(diǎn)：降低了塔的分餾能力1403．中段循環(huán)回流循環(huán)回流如果設(shè)在精餾塔的中部，就稱(chēng)為中段循環(huán)回流。石油精餾塔采用中段循環(huán)回流主要是出于以下兩點(diǎn)考慮：①在塔的中部取走一部分回流熱，從而使全塔沿塔高的氣、液相負(fù)荷分布比較均勻。②石油精餾塔的回流熱數(shù)量很大，合理回收利用.對(duì)常壓塔，中段回流取熱量一般以占全塔回流熱的40％～60％為宜。141設(shè)置中段循環(huán)回流時(shí)，還須考慮以下幾個(gè)具體問(wèn)題：①中段循環(huán)回流的數(shù)目：對(duì)有三、四個(gè)側(cè)線(xiàn)的精餾塔，用兩個(gè)中段回流；對(duì)只有一、二個(gè)側(cè)線(xiàn)的塔，以采用一個(gè)中段回流為宜。塔頂和一線(xiàn)之間，一般不設(shè)中段回流。②中段循環(huán)回流進(jìn)出口的溫差：國(guó)外采用的溫差常在60～80℃上下，國(guó)內(nèi)則多用80—120℃。③中段循環(huán)回流的進(jìn)出口位置。中段回流的進(jìn)塔口一般設(shè)在抽出口的上部。在兩個(gè)側(cè)線(xiàn)之間。142優(yōu)點(diǎn)：使塔內(nèi)汽、液相負(fù)荷分布均勻可以更加合理地利用回流熱量不足：①流程復(fù)雜，設(shè)備投資增加；②降低了塔板效率；③流體輸送量大，動(dòng)力消耗增加設(shè)計(jì)塔：可以減小塔徑正在生產(chǎn)的塔：可以提高處理量是原油換熱的主要熱源143有中段循環(huán)回流的塔內(nèi)汽液相負(fù)荷液相回流汽相負(fù)荷汽（液）相負(fù)荷144六、操作條件的確定⒈操作壓力原油常壓精餾塔的最低操作壓力最終是受制于塔頂產(chǎn)品接受罐的溫度下的塔頂產(chǎn)品的泡點(diǎn)壓力。為了克服塔頂流出物流經(jīng)管線(xiàn)和設(shè)備的流動(dòng)阻力，常壓塔頂?shù)膲毫?yīng)稍高于產(chǎn)品接受罐的壓力。在確定塔頂產(chǎn)品接受罐或回流罐的操作壓力后，加上塔頂流出物流經(jīng)管線(xiàn)、管件和冷凝冷卻設(shè)備的壓降即可計(jì)算得塔頂?shù)牟僮鲏毫?。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)冷凝器或換熱器殼程包括連接管線(xiàn)在內(nèi)的壓降一般約為0.02MPa，使用空冷器時(shí)的壓降可能稍低些國(guó)內(nèi)多數(shù)常壓塔得塔頂操作壓力大約在0.13～0.16MPa之間。145塔頂操作壓力確定后，塔的各部位的操作壓力也隨之可以計(jì)算的。塔的各部位的操作壓力與油氣流經(jīng)塔板時(shí)所造成的壓降有關(guān)。油氣由上而下流動(dòng)，故塔內(nèi)壓力又下而上逐漸降低。由加熱爐出口經(jīng)轉(zhuǎn)油線(xiàn)到精餾塔汽化段的壓力降通常為0.034MPa，因此，由汽化段的壓力即可推算出爐出口壓力。146①塔頂塔頂壓力在數(shù)值上等于回流罐的壓力再加上塔頂流出物流經(jīng)管線(xiàn)的壓降和冷凝冷卻設(shè)備的壓降P頂=P回流罐+ΔP管線(xiàn)+ΔP冷在我國(guó)，塔頂壓力一般在1.3～1.6atm之間②塔內(nèi)塔內(nèi)壓力＝塔頂壓力＋塔板的壓力降1472．操作溫度塔頂溫度為塔頂油氣分壓下產(chǎn)品的露點(diǎn)溫度各側(cè)線(xiàn)抽出板溫度為側(cè)線(xiàn)板油氣分壓下產(chǎn)品的泡點(diǎn)溫度汽化段溫度為在汽化段油氣分壓下，汽化率為eF時(shí)的溫度塔底溫度為在塔底油氣分壓下塔頂產(chǎn)品的泡點(diǎn)溫度計(jì)算各點(diǎn)溫度需綜合運(yùn)用熱平和相平兩個(gè)工具采用試差法149先假設(shè)某處溫度為t，做熱平衡以求得該處的回流量和油氣分壓，再利用相平衡關(guān)系——平衡汽化曲線(xiàn)，求得相應(yīng)的溫度(泡點(diǎn)、露點(diǎn)或一定氣化率的溫度)。與t的誤差應(yīng)小于1%，否則須另設(shè)溫度t，重新計(jì)算直至達(dá)到要求的精度為止。假設(shè)溫度的初值：①在塔內(nèi)有水蒸氣存在的情況下，常壓塔頂汽油蒸氣的溫度可以大致定為該油品的恩氏蒸餾60%點(diǎn)溫度。②當(dāng)全塔汽提水蒸氣用量不超過(guò)進(jìn)料量的12%時(shí)，側(cè)線(xiàn)抽出板溫度大致相當(dāng)于該油品的恩氏蒸餾5%點(diǎn)溫度。150各部位操作溫度⑴汽化段溫度汽化段溫度就是進(jìn)料的絕熱閃蒸溫度。已知汽化段和爐出口的操作壓力，而且產(chǎn)品總收率或常壓塔拔出率和過(guò)汽化度、汽提蒸氣量等也已確定，就可以算出汽化段的油氣分壓。進(jìn)而可以作出進(jìn)料（在常壓塔的情況下即為原油）在常壓下的、在汽化段油氣分壓下的以及爐出口壓力下的三條平衡汽化曲線(xiàn)，如圖7—15。根據(jù)預(yù)定的汽化段中的總汽化率，由該圖查得汽化段溫度，由和可算出汽化段內(nèi)進(jìn)料的焓值。在汽化段內(nèi)發(fā)生的是絕熱閃蒸過(guò)程。如果忽略轉(zhuǎn)油線(xiàn)的熱損失，則加熱爐出口處進(jìn)料的焓應(yīng)等于汽化段內(nèi)進(jìn)料的焓。加熱爐出口溫度必定高于汽化段溫度，而爐出口處汽化率則必然低于汽化段的汽化率。151⑵塔底溫度一般均采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。原油蒸餾裝置的初餾塔、常壓塔及減壓塔的塔底溫度一般比汽化段溫度低5～10℃℃⑶側(cè)線(xiàn)溫度側(cè)線(xiàn)抽出溫度應(yīng)該是未經(jīng)汽提的側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品在該處的油氣分壓下的泡點(diǎn)溫度。側(cè)線(xiàn)溫度的計(jì)算要用猜算法。先假設(shè)側(cè)線(xiàn)溫度，作適當(dāng)?shù)母綦x體和熱平衡，求出回流量，算得油氣分壓，再求得該油氣分壓下的泡點(diǎn)溫度。應(yīng)與假設(shè)的相符，否則重新假設(shè)，直至達(dá)到要求的精度為止。這里要說(shuō)明兩點(diǎn)：①計(jì)算側(cè)線(xiàn)溫度時(shí)，最好從最低的側(cè)線(xiàn)開(kāi)始，這樣計(jì)算比較方便。②為了計(jì)算油氣分壓，所謂的側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品的油氣分壓即是指該處內(nèi)回流蒸氣的分壓。152⑷塔頂溫度塔頂溫度是塔頂產(chǎn)品在其本身油氣分壓下的露點(diǎn)溫度。算出油氣分壓后，求出塔頂產(chǎn)品在此油氣分壓下的露點(diǎn)溫度，以此校核所假設(shè)的塔頂溫度。原油初餾塔、常壓塔的塔頂不凝氣量很少，可忽略不計(jì)。忽略不凝氣以后求得的塔頂溫度較實(shí)際塔頂溫度約高出3％，可將計(jì)算所得的塔頂溫度乘以系數(shù)0.97作為采用的塔頂溫度。在確定塔頂溫度時(shí)，應(yīng)同時(shí)校核水蒸氣在塔頂是否會(huì)冷凝。若水蒸氣的分壓高于塔頂溫度下水的飽和蒸氣壓，則水蒸氣就會(huì)冷凝。153⑸側(cè)線(xiàn)汽提塔塔底溫度當(dāng)用水蒸氣汽提時(shí)，汽提塔塔底溫度比側(cè)線(xiàn)抽出溫度約低8～10C，有的也可能低得更多些。當(dāng)需要嚴(yán)格計(jì)算時(shí)，可以根據(jù)汽提出的輕組分的量通過(guò)熱平衡計(jì)算求取。當(dāng)用再沸提餾時(shí)，其溫度為該處壓力下側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品的泡點(diǎn)溫度，此溫度有時(shí)可高出該側(cè)線(xiàn)抽出板溫度十幾度。1543．汽提水蒸氣用量

石油精餾塔的汽提蒸汽一般都是用溫度為400～450℃的過(guò)熱水蒸氣(壓力約為0．3MPa)，用過(guò)熱蒸氣的主要原因是防止冷凝水帶入塔內(nèi)。側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品汽提的目的主要是驅(qū)除其中的低沸組分，從而提高產(chǎn)品的閃點(diǎn)和改善分餾精確度；常壓塔底汽提主要是為了降低塔底重油中350℃以前餾分的含量以提高直餾輕質(zhì)油品的收率，同時(shí)也減輕了減壓塔的負(fù)荷，減壓塔底汽提的目的則主要是降低汽化段的油氣分壓，從而在所能達(dá)到的最高溫度和真空度之下盡量提高減壓塔的拔出率。155第四章減壓蒸餾塔根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的不同，減壓塔可分為潤(rùn)滑油性和燃料型兩種。在一般情況下，無(wú)論是哪種類(lèi)型的減壓塔，都要求有盡可能高的拔出率。減壓蒸餾的核心設(shè)備是減壓精餾塔和它的抽真空系統(tǒng)。一、減壓蒸餾塔的工藝特征

156減壓塔也是一個(gè)復(fù)合塔和不完全塔塔頂設(shè)有抽真空系統(tǒng)采用塔頂循環(huán)回流，盡量減少餾出管線(xiàn)及冷卻系統(tǒng)的壓降采用低壓降的塔板和較少的塔板數(shù)，以降低從汽化段到塔頂?shù)牧鲃?dòng)壓降對(duì)于濕式減壓蒸餾，塔底采用大蒸汽量汽提控制減壓爐出口溫度，從而減少裂化反應(yīng)

157其它特征：

塔徑大，采用多個(gè)中段回流底部縮徑，防止結(jié)焦塔底標(biāo)高高塔底液面與熱油泵之間的高度差應(yīng)大于10米設(shè)破沫網(wǎng)

158對(duì)減壓塔的基本要求是在盡量避免油料發(fā)生分解反應(yīng)的條件下盡可能多地拔出減壓餾分油。做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵在于提高汽化段的真空度，為了提高汽化段的真空度，除了需要有一套良好的塔頂抽真空系統(tǒng)外，一般還采取以下幾種措施：159①降低從汽化段到塔頂?shù)牧鲃?dòng)壓降。這一點(diǎn)主要依靠減少塔板數(shù)和降低氣相通過(guò)每層塔板的壓降。②降低塔頂油氣流出管線(xiàn)的流動(dòng)壓降?，F(xiàn)代減壓塔塔頂都不出產(chǎn)品，塔頂管線(xiàn)只供抽真空設(shè)備抽出不凝氣之用，采用塔頂循環(huán)回流而不采用塔頂冷回流。③一般的減壓塔塔底汽提蒸汽用量比常壓塔大，其主要目的是降低汽化段中的油氣分壓。當(dāng)汽化段的真空度比較低時(shí)，要求塔底汽提蒸汽量較大。近年來(lái)，少用或不用汽提蒸汽的干式減壓蒸餾技術(shù)有較大的發(fā)展。160④減壓塔汽化段溫度并不是常壓重油在減壓蒸餾系統(tǒng)中所經(jīng)受的最高溫度，此最高溫度的部位是在減壓爐出口。為了避免油品分解，對(duì)減壓爐出口溫度要加以限制，在生產(chǎn)潤(rùn)滑油是不得超過(guò)395℃，在生產(chǎn)裂化原料是不超過(guò)400～420℃，同時(shí)在高溫爐管內(nèi)采用較高的油氣流速以減少停留時(shí)間。⑤縮短渣油在減壓塔內(nèi)的停留時(shí)間。塔底減壓渣油是最重的物料，如果在高溫下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則其分解、縮合等反應(yīng)會(huì)進(jìn)行的比較顯著。其結(jié)果，一方面生成較多的不凝氣使減壓塔的真空度下降；另一方面會(huì)造成塔內(nèi)結(jié)焦。因此，減壓塔底部的直徑常?？s小以縮短渣油在塔內(nèi)的停留時(shí)間。⑥采用較大的塔板直徑⑦采用較大的塔板間距⑧提高塔座162除了上述為滿(mǎn)足“避免分解、提高拔出率”這一基本要求而引出的工藝特征外，減壓塔還由于其中的油、氣的物性特點(diǎn)而反映出另一些特征。①在減壓下，油氣、水蒸氣、不凝氣的比容大，比常壓塔中油氣的比容要高出十余倍。盡管減壓蒸餾時(shí)允許采用比常壓塔高的多（通常約兩倍）的空塔線(xiàn)速，減壓塔的直徑還是很大。為此，減壓塔一般采用多個(gè)中段循環(huán)回流，常常是在每?jī)蓚€(gè)側(cè)線(xiàn)之間都設(shè)中段循環(huán)回流。這樣做也有利于回收利用回流熱。163②減壓塔處理的油料比較重、粘度比較高，而且還可能含有一些表面活性物質(zhì)。加之塔內(nèi)的蒸氣速度又相當(dāng)高，因此蒸氣穿過(guò)塔板上的液層時(shí)形成泡沫的傾向比較嚴(yán)重。為了減少攜帶泡沫，減壓塔內(nèi)的板間距比常壓塔大。加大板間距同時(shí)也是為了減少塔板數(shù)。此外，在塔的進(jìn)料段和塔頂都涉及了很大的氣相破沫空間，并設(shè)有破沫網(wǎng)等設(shè)施。由于上述各項(xiàng)工藝特征，從外形來(lái)看，減壓塔比常壓塔顯得粗而短。此外，減壓塔的底座較高，塔底液面與塔底油抽出泵入口之間的高差在10m左右，這主要是為了給熱油泵提供足夠的灌注頭。2、潤(rùn)滑油型減壓塔的工藝特征

164為后續(xù)加工過(guò)程提供潤(rùn)滑油料粘度合適、殘?zhí)恐档汀⑸群?，餾程要窄有4～5個(gè)側(cè)線(xiàn)，需要汽提除具有減壓塔的共同特征外，其他工藝特征與常壓塔相似165

潤(rùn)滑油型減壓塔的工藝特征潤(rùn)滑油型減壓塔為后續(xù)的加工過(guò)程提供潤(rùn)滑油料，對(duì)潤(rùn)滑油型減壓塔的分餾精確度的要求與原油常壓分餾塔差不多，故它的設(shè)計(jì)計(jì)算也與常壓塔大致相同。與常壓塔區(qū)別：1.兩個(gè)側(cè)線(xiàn)餾分之間的塔板數(shù)比常壓塔少；2.側(cè)線(xiàn)抽出板采用升氣管式抽出板；3.中段回流采用圖6-50兩種形式；4.減壓塔各點(diǎn)溫度的確定與常壓塔不同由于減壓下餾分之間的相對(duì)揮發(fā)度較大，而且減壓塔內(nèi)采用較大的板間距，故兩個(gè)側(cè)線(xiàn)餾分之間的塔板數(shù)比常壓塔少，一般3～5塊塔板即能滿(mǎn)足要求。有的減壓塔的側(cè)線(xiàn)抽出板采用升氣管式（或稱(chēng)煙囪形）抽出板。這種抽出板形式對(duì)于集油和抽油操作比較好，但是它沒(méi)有精餾作用，其壓降約為0.13～0.26kPa。166167中段回流可以采用圖6-50(a)的形式，也可以采用圖6-50(b)的形式，后者是把中段回流抽出與側(cè)線(xiàn)抽出結(jié)合在一起，這樣可使塔板效率受循環(huán)回流的影響小些，以減少由于中段回流而加設(shè)