炼油工艺学 由于塔顶液相回流和塔底气相回流的作用，沿精馏塔高度建立了两个梯度： (1) 自塔底至塔顶逐级下降的温度梯度 ；(2) 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  第二节   原油常压精馏塔 一、原油常压精馏塔的工艺特征 1、塔顶冷回流 部分过冷液体从塔顶返回塔内，用于控制塔顶温度，提供塔内精馏所需回流，并从塔顶取走剩余热量； 当只采用塔顶冷回流时，冷回流的取热量应等于全塔总剩余热量； 当回流热量一定时，冷回流的温度越低，冷回流的流量就越低； 一般常压塔的汽油冷回流温度为30～40℃ 三、干式和湿式减压蒸馏 湿式减压蒸馏：传统的减压塔使用水蒸气以降低油汽分压，尽可能地提高减压塔的拨出率；多用于润滑油型减压蒸馏   塔顶残压一般在5.5～8.0kPa，常采用两级（喷射）抽真空系统 干式减压蒸馏：不依赖注入水蒸气以降低油汽分压的减压蒸馏方式；燃料型减压塔常用   干式减压塔顶残压一般为1.3kPa左右，要用三级抽真空系统 2．塔顶油气二级冷凝冷却          冷却时分两次，它首先将塔顶油气冷到基本冷凝，仅把回流部分用泵送回塔顶，而降剩下的产品部分送到下一个冷却器冷却到所需的安全温度  在第一级油气和水蒸气基本上被冷凝冷却，这里集中了绝大部分的热负荷，由于传热温差大，即热源比冷源的温度高得多，因此传热面积不会太大  在第二级冷凝冷却中，仅冷却产品部分，虽然传热温差小，但其热负荷占总热负荷的比例小，所以总起来看，二级冷凝冷却所需的总传热面积要比一级冷凝冷却小  缺点：返回塔顶的是热回流，也就是说返回温度比一级冷凝冷却时高，因而造成内回流量增大，另外流程也更复杂  塔顶馏出物温度低，带出的热量很难回收利 用，但却需要很大的冷凝冷却设备（如空冷、水冷等） 造成塔内上下汽液相负荷分布不均匀，影响了塔的处理量 采用循环回流与塔顶回流相结合可以上述不足        上述两种回流方式都是从塔顶取走回流热量，仅用这种回流取热方式的不利因素： 循环回流：是从塔内某个位置抽出部分液体，经换热冷却到一定温度后再返回塔内，物流在整个过程中处于液相，只是在塔内外循环流动，借助于换热器取走部分剩余热量 循环回流：   塔顶循环回流   中段循环回流 3．塔顶循环回流 塔顶循环回流主要应用于以下情况： 塔顶回流热量大，考虑回收这部分热量，以降低装置能耗  塔顶馏出物中含有较多的不凝气，使搭顶冷凝冷却器的传热系数降低  要求尽量降低塔顶馏出线及冷却系统的流动压力降，以保证塔顶压力不致过高，或保证塔内有尽可能高的真空度  4．中段循环回流  优点： 使塔内汽、液相负荷分布均匀 可以更加合理地利用回流热量  不足：  打入冷回流，需增加换热板  循环回流段以上内回流减少了，塔板效率降低  投资高，制造工艺复杂   设计塔：可以减小塔径 正在生产的塔：可以提高处理量 是原油换热的主要热源  数量：    3～4个侧线：采用2个循环回流    1～2个侧线：采用1个循环回流   进出塔温差：    80℃～120℃   取热比例：    40%～60%   （占全塔回流热） 五、操作条件的确定 1．操作压力 (1)回流罐压力P     回流罐的压力至少要大于产品在该温度下的泡点压力，即P≥P泡，一般P≥0.1～0.25MPa  压力 (2)塔顶压力 塔顶压力在数值上等于回流罐的压力再加上塔顶流出物流经管线的压降和冷凝冷却设备的压降  P顶=P回流罐+ΔP管线+ΔP冷 在我国，塔顶压力一般在1.3～1.6 atm之间  (3)塔内各点的压力    塔内各点的压力可以由塔顶压力和塔板压降来确定  2．操作温度  塔顶温度为塔顶油气分压下产品的露点温度  各侧线抽出板温度为侧线板油气分压下产品的泡点温度 汽化段温度为在汽化段油气分压下，汽化率为eF时的温度  塔底温度为在塔底油气分压下塔顶产品的泡点温度  计算各点温度需综合运用热平和相平两个工具采用试差法 先假定一个温度t 热平衡 求得内回流量 例汽油  油气分压 平衡汽化曲线(EFV) t’ ？ 试 差 法 如：塔顶查该油气分压汽化率100%的温度 ① 塔顶温度 塔顶温度是塔顶产品在其油气分压下的露点温度  在确定塔顶温度时，应同时校核水蒸气在塔顶是否会冷凝  ② 侧线温度 通常是按经汽提后的侧线产品在该处油气分压下的泡点温度来计算  ③ 汽化段温度 汽化段温度是指进料的绝热闪蒸温度  ④ 塔底温度 轻馏分气化所需的热量，绝大部分由液相油料本身的显热提供，油料的温度由上而下逐板下降，塔底温度比汽化段温度低不少  原油常、减压塔的塔底温度一般比汽化段温度低5～10℃  ⑤ 侧线汽提塔底温度 当用水蒸气汽提时，汽提塔底温度比侧线抽出温度约低8～10℃或更低  当用再沸器提馏时，温度为塔底压力下侧线产品的泡点温度，此温度可高出侧线抽出温度十几度  3．汽提蒸汽用量  汽提蒸汽一般都是用温度为400～450℃的过热水蒸气   目的 侧线汽提：驱除低沸点组分，提高产品闪点，改善分馏精确度； 常压塔底汽提：降低塔底重油中 350℃的馏分含量，以提高轻质油收率，同时也减轻了塔的负荷； 减压塔底汽提：降低汽化段的油气分压，尽量提高减压塔的拔出率   用量       汽提蒸汽一般要占汽提油品重量的2～4%  第三节  原油精馏塔工艺计算  一、应收集、整理的基础数据  1、原料油性质 2、装置处理量及正常生产时间 3、产品方案、产品性质（密度、ASTM数据）及产率 4、汽提水蒸气的温度、压力 5、同类型装置的操作数据  二、工艺设计计算主要内容及步骤  1、整理、计算原料油、产品的常用性质数据 2、确定原料油及产品的物料平衡 3、选择合适的汽提方案及其用量 4、选择合适的塔板型式及塔板数 5、画出精馏塔简图 6、确定各部位压力和炉出口压力  7、确定进料的过气化率，计算汽化段温度 8、确定塔底温度  9、确定塔顶、各侧线抽出温度及回流热分配 10、做出全塔气液相负荷分布图  11、确定塔径和塔高 12、进行塔板水力学计算，决定塔板工艺结构尺寸  13、画出委托工艺设计草图 第四节  减压蒸馏塔 减压蒸馏的核心设备        是减压精馏塔和它的抽真空系统  减压精馏塔的基本要求：尽量提高拔出率，对馏分组成  要求不是很严格 提高拔出率的关键：提高减压塔汽化段的真空度 1．类型   润滑油型：为后续的加工过程提供润滑油原料  燃料油型：为FCC和加氢裂化提供原料 2．侧线产品(也称之为馏分油)  润滑油原料   裂化原料  3．塔底产品—减压渣油   焦化原料、催化原料等二次加工原料   经加工后生产重质润滑油   生产沥青   做燃料油  一、减压蒸馏塔的工艺特征  1．减压蒸馏塔的一般工艺特征 减压塔也是一个复合塔和不完全塔 塔顶设有抽真空系统  采用塔顶循环回流，尽量减少馏出管线及冷却系统的压降  采用低压降的塔板和较少的塔板数，以降低从汽化段到塔顶的流动压降  对于湿式减压蒸馏，塔底采用大蒸汽量汽提 控制减压炉出口温度，从而减少裂化反应  其它特征：   塔径大，采用多个中段回流   底部缩径，防止结焦  塔底标高高     设破沫网  2、燃料型减压塔的工艺特征 (1) 工艺要求  尽量提高拔出率
第八章__石油蒸馏过程.ppt