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一．原油蒸餾CrudeoilDistillation

將液體混合物加熱，使其部分氣化，然后將蒸氣引出冷凝為冷凝液，這樣就可以使液體混合物得到分開的過程稱為蒸餾。蒸餾是煉油工業(yè)中最常用和最基本的一種分開混合物的方法，也是試驗室常用方法。根據(jù)所用設(shè)備和操作方法的不同，蒸餾方式可分為以下幾類：

閃蒸——平衡汽化簡單蒸餾——漸次汽化精餾：連續(xù)式和間歇式1．閃蒸—平衡氣化

在閃蒸過程中，氣、液兩相有足夠的時間密切接觸，達(dá)到了平衡狀態(tài)，則稱為平

衡汽化氣相產(chǎn)物中含較多的低沸點組分，液相產(chǎn)物中含較多的高沸點組分。但所有組分都同時存在于氣、液相中2.平衡氣化的逆過程稱為平衡冷凝

3.平衡氣化和平衡冷凝時，氣相產(chǎn)物中含有較多低沸組分，液相產(chǎn)物中含有較多高沸組分，因此都能使液體混合物得到一定程度的分開,在平衡狀態(tài)下，所有組分都同時存在于氣、液兩相中，而兩相中的每一個組分都處于平衡狀態(tài)，因此這種分開是比較粗略的

2．簡單蒸餾—漸次氣化

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)到混合物的泡點溫度時，液體開始?xì)饣晌⒘空魵?。生成的蒸氣?dāng)即被引出并冷凝冷卻后收集起來，同時液體繼續(xù)加熱，繼續(xù)生成蒸氣并被引出。這種蒸餾方式稱作簡單蒸餾或微分蒸餾

3．精餾

精餾可分為連續(xù)式和間歇式兩種汽化段、精餾段、提餾段、塔頂冷凝冷卻設(shè)備、再沸器、塔板塔頂冷回流：輕組分濃度高、溫度低塔底氣相回流：輕組分濃度低、溫度高

由于兩個梯度的存在，在塔中每一個氣、液兩相的接觸級中，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部的

液相存在相間區(qū)別，因此氣、液兩相在接觸前處于不平衡狀態(tài)，形成相間推動力，使氣、液兩相在接觸過程中進(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)過屢屢氣、液相逆流接觸，最終在塔頂?shù)玫捷^純的輕組分，在塔底得到較純的重組分。

二．原油蒸餾工藝流程

一、典型的三段原油常減壓蒸餾工藝流程

汽化段數(shù)：在原油蒸餾流程中，原油經(jīng)歷的加熱汽化蒸餾的次數(shù)一段蒸餾：原油蒸餾流程是拔頭蒸餾，只有一個精餾塔，僅經(jīng)過一次汽化，則就是一段蒸餾；

二段蒸餾：原油的蒸餾流程是常減壓蒸餾，有兩個精餾塔，經(jīng)過了兩次汽化，就稱為二段精餾；

三段蒸餾：在常減壓蒸餾塔的最前面再設(shè)一個初餾塔，原油加工流程方案中就有了三個精餾塔，則稱為三段蒸餾原油的脫鹽脫水系統(tǒng)

原油的精餾系統(tǒng)，如初餾塔、常壓塔、汽提塔等加熱、換熱系統(tǒng)，如換熱器、加熱爐等產(chǎn)品的冷凝冷卻系統(tǒng)自動檢測和控制系統(tǒng)

三．原油常壓精餾塔

一、原油常壓精餾塔的工藝特征1．原料和產(chǎn)品都是繁雜的混合物

不能采用單組分的百分?jǐn)?shù)表示進(jìn)料組成和控制產(chǎn)品質(zhì)量，而只能控制餾程、抽出溫度等產(chǎn)品都滿足一定的質(zhì)量指標(biāo)，但不能像二元或多元精餾塔一樣得到較純的化合物當(dāng)產(chǎn)品多于兩個時，如出汽油、煤油、柴油等時，要用復(fù)合塔，且往往是半截塔，也就是說這個塔沒有提餾段，但為了保證分餾的確切度，采用汽提段彌補

2．石油精餾塔是復(fù)合塔和不完全塔

側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔或再沸器用汽提段代替提留段（用過熱蒸汽代替再沸器）

汽提蒸汽的作用：由塔底通入少量的過熱水蒸氣，以降低油氣分壓，有利于輕組分的汽化；側(cè)線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)量側(cè)線采用再沸器的原因：

側(cè)線油品汽提時，產(chǎn)品中會溶解微量水分，影響產(chǎn)品質(zhì)量，特別是要求低凝點低結(jié)晶點的產(chǎn)品，如航煤等

汽提水蒸氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)雖?。?%～3%），但體積流量大使塔內(nèi)汽相負(fù)荷增加蒸氣的冷凝潛熱很大，采用再沸器可以降低塔頂冷凝冷卻器的負(fù)荷

采用再沸器提餾有利于減少蒸餾裝置的含油污水量3．恒摩爾（分子）回流的假定不成立各組分之間的汽化潛熱和沸點相差很大4．原油進(jìn)塔進(jìn)料要有適量的過汽化度

使進(jìn)料段上最低一個測線下幾層塔板上有足夠的液相回流以保證最低側(cè)線產(chǎn)品的質(zhì)量過汽化度一般為2～4%

5．熱量基本上全靠進(jìn)料帶入，回流比是由全塔熱平衡決定的，調(diào)理余地很小

6.常壓塔中，進(jìn)料段溫度最高，塔頂最低

7．沿塔高自下而上，液相負(fù)荷先緩慢增加，到抽出板，有一個突增，然后再緩慢增加，到抽出板又突增??至塔頂其次塊板達(dá)最大，到第一塊板又突然減??；而汽相負(fù)荷一直是緩慢增加的，到其次塊板達(dá)最大，到第一塊板又突然減小

二、分餾確切度的表示方法1．分餾確切度的表示方法

對于二元或多元系：用組成來表示（A或B組分的含量表示）對于石油餾分分餾確切度的表示方法：

用ASTM(0～100)間隙=t0H-t100L表示t0H-t100L>0，餾分間有間隙，間隙越大，分開確切度越高t0H-t100L優(yōu)點：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：打入冷回流，需增加換熱板

循環(huán)回流段以上內(nèi)回流減少了，塔板效率降低投資高，制造工藝繁雜數(shù)量：

3～4個側(cè)線：采用2個循環(huán)回流1～2個側(cè)線：采用1個循環(huán)回流進(jìn)出塔溫差：80℃～120℃取熱比例：40%～60%（占全塔回流熱）五、操作條件的確定1．操作壓力(1)回流罐壓力P

回流罐的壓力至少要大于產(chǎn)品在該溫度下的泡點壓力，即P≥P泡，一般P≥0.1～0.25MPa(2)塔頂壓力

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)管線的壓降和冷凝冷卻設(shè)備的壓降

P頂=P回流罐+ΔP管線+ΔP冷

在我國，塔頂壓力一般在1.3～1.6atm之間(3)塔內(nèi)各點的壓力

塔內(nèi)各點的壓力可以由塔頂壓力和塔板壓降來確定2．操作溫度

塔頂溫度為塔頂油氣分壓下產(chǎn)品的露點溫度

各側(cè)線抽出板溫度為側(cè)線板油氣分壓下產(chǎn)品的泡點溫度汽化段溫度為在汽化段油氣分壓下，汽化率為eF時的溫度

塔底溫度為在塔底油氣分壓下塔頂產(chǎn)品的泡點溫度計算各點溫度需綜合運用熱平和相平兩個工具采用試差法①塔頂溫度

塔頂溫度是塔頂產(chǎn)品在其油氣分壓下的露點溫度

在確定塔頂溫度時，應(yīng)同時校核水蒸氣在塔頂是否會冷凝②側(cè)線溫度

尋常是按經(jīng)汽提后的側(cè)線產(chǎn)品在該處油氣分壓下的泡點溫度來計算③汽化段溫度

汽化段溫度是指進(jìn)料的絕熱閃蒸溫度④塔底溫度

輕餾分氣化所需的熱量，絕大部分由液相油料本身的顯熱提供，油料的溫度由上而下逐板下降，塔底溫度比汽化段溫度低不少

原油常、減壓塔的塔底溫度一般比汽化段溫度低5～10℃⑤側(cè)線汽提塔底溫度

當(dāng)用水蒸氣汽提時，汽提塔底溫度比側(cè)線抽出溫度約低8～10℃或更低當(dāng)用再沸器提餾時，溫度為塔底壓力下側(cè)線產(chǎn)品的泡點溫度，此溫度可高出側(cè)線抽出溫度十幾度

3．汽提蒸汽用量

汽提蒸汽一般都是用溫度為400～450℃的過熱水蒸氣目的：

側(cè)線汽提：驅(qū)除低沸點組分，提高產(chǎn)品閃點，改善分餾確切度；常壓塔底汽提：降低塔底重油中

溫度>動態(tài)循環(huán)時間>夾帶劑用量，而對兒茶素來說，夾帶劑的影響較為明顯。

2.2.2.啤酒花有效成分萃取

啤酒花中對釀酒有用的部分是揮發(fā)油和軟樹脂中的律草酮又稱α-酸。揮發(fā)油賦予啤酒特有的香氣，而α-酸在麥芽汁煮沸過程中將異構(gòu)化為異α-酸，這是造成啤酒苦味的重要物質(zhì)。用超臨界二氧化碳萃取啤酒花，α-酸的萃取率可達(dá)95%以上。萃取物為黃綠色的帶芳香味的膏狀物。張侃[15]、黃亞東[16]等對啤酒花的超臨界CO2萃取物的組分進(jìn)行了分析，氣相色譜圖說明白超臨界CO2和液態(tài)CO2萃取物的異同；并對超臨界CO2萃取物進(jìn)行釀酒試驗，結(jié)果說明超臨界CO2萃取物不僅增加啤酒香味，還能改善日味。2.2.3.植物油脂的萃取

超臨界二氧化碳萃取對植物油脂的應(yīng)用比較廣泛成熟，呂維忠[17]等研究了大豆粗磷脂的超臨界CO2提純工藝，探討萃取壓力、萃取溫度、萃取時間對萃取率的影響。通過正交試驗得到優(yōu)化工藝條件為:萃取壓20MPa，萃取溫度50度，萃取時間5h。銀建中[18]等建立了一套超臨界流體萃取試驗裝置，就大豆和花生兩種植物油超臨界流體萃取進(jìn)行了較為詳細(xì)的試驗研究。在探討了壓力、溫度、顆粒度、空隙率以及時間等對萃取率的影響之后，獲得了指導(dǎo)實際生產(chǎn)的最正確工藝參數(shù)條件。2.2.4.色素的分開

超臨界CO2還可以分開自然色素，隨著合成色素的擔(dān)憂全性日益受到人們的重視，世界各國合成色素的種類日趨減少。自然色素不僅使用安全，而且常有一定的營養(yǎng)價值，深受消費者愛好。孫慶杰等[19]采用超臨界CO2萃取技術(shù)從番茄加工副產(chǎn)品番茄皮中提取出番茄紅素。研究了不同的壓力、溫度、流量和萃取時間對萃取率的影響。當(dāng)萃取壓力在15-25MPa，溫度40-50度，流量20kg/h，萃取1-2h，既可將番茄皮中90%以上的番茄紅素萃取出來。姜煒[20]介紹超臨界二氧化碳萃取技術(shù)提純辣椒紅色素的工作原理及工藝流程。工藝流程通過改變萃取壓力、萃取溫度、萃取時間和流速等參數(shù)確定了最正確工藝條件，在此條件下，得到的辣椒紅色素的色價達(dá)150以上，且雜質(zhì)含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)[21-22]。2.3.在中藥研究與開發(fā)中的應(yīng)用

在醫(yī)藥工業(yè)中，中藥研制與開發(fā)中，必需組遵循“三效〞(速效、高效、長效)，：“一小〞(劑量小、副作用小、毒性小)，“五便利〞(生產(chǎn)、運輸、保存、

攜帶、使用便利)為目的原則。而超臨界流體萃取技術(shù)很大程度上避免了傳統(tǒng)提藥制藥過程中的缺陷，提取物中不存在有害健康的殘留溶劑，同時具有操作條件溫柔與不致使生物活性物質(zhì)失活變性的優(yōu)點，而且對環(huán)境保護(hù)也具有十分重要的作用，已為我國的中藥現(xiàn)代化、國際化提供了一條全新的途徑[23]。

根據(jù)中醫(yī)辯證論治理論，重要復(fù)方中有效成分是彼此制約、協(xié)同發(fā)揮作用的，SEF-CO2不是簡單地純化某組分，而是將有效成分進(jìn)行選擇性分開，更有利十重要復(fù)方優(yōu)勢的發(fā)揮[23]。

除了從動植物中提取有效成分，還包括藥用成分分析及粗品的濃縮精制等

[23]

。楊林等研究萃取丹參素的最正確工藝條件。且通過正交設(shè)計，用超臨界CO2流

體萃取，優(yōu)化出合理工藝條件，并與傳統(tǒng)溶劑提取工藝相對照。使得超臨界CO2流體萃取率為傳統(tǒng)工藝萃取率的1.1倍。鄧永智[24-26]等采用自制的CO2超臨界流體萃取系統(tǒng)提取了銀杏葉中聚戊烯醇酷考察了溫度、壓力、流速及時間等因素對提取效率的影響，確定了最正確的超臨界流體提取條件[24]。試驗結(jié)果說明，CO:超臨界流體提取銀杏葉中聚戊烯醇酷的最正確壓力、溫度、流速、時間分別為25MPa，65度，8mL/min，6h。采用本方法萃取的提取物經(jīng)過硅膠色譜柱純化及高效液相色譜分析，與溶劑提取法相比較，提取效率比較好。

其他將中草藥各類成分的超臨界萃取分類如下：林秀仙等對百南紅豆杉、楊蘇蓓對五味子中的木脂素、張虹對川芍的有效成分提取、史慶龍等萃取黃山藥中的薯禎皂素、姚渭溪等提取靈芝內(nèi)有效成分及脫除有害成分[25]。

3.SFE的前景與展望

自20世紀(jì)70年代以來，超臨界流體技術(shù)已經(jīng)取得長足的進(jìn)展。超臨界流體技術(shù)正以其獨特的優(yōu)點受到關(guān)注