常減壓蒸餾的原理,工藝流程
常壓蒸餾和減壓蒸餾習慣上合稱常減壓蒸餾。
常壓蒸餾原理:溶液受熱氣化,氣化的溶劑經冷卻又凝為液體而回收,回收的液體是較純凈的溶劑,從而使提取液濃縮。
減壓蒸餾原理:借助于真空泵降低系統內壓力,就可以降低液體的沸點,有些有機物就可以在較其正常沸點低得多的溫度下進行蒸餾。
常壓蒸餾工藝流程:原油經加熱爐加熱到360~370℃,進入常壓蒸餾塔(塔板數36~48),塔頂操作壓力為0.05MPa(表壓)左右,塔頂得到石腦油餾分, 與初餾塔頂的輕汽油一起可作為催化重整原料,或作為石油化工原料,或作為汽油調合組分。常壓塔側線出料進入汽提塔,用水蒸氣或再沸器加熱,蒸發出輕組分,以控制輕組分含量(用產品閃點表示)。通常常一線為煤油餾分,常二62616964757a686964616fe59b9ee7ad9431333337613162線和常三線為柴油餾分,常四線為過汽化油,塔底為常壓重油(>350℃)。
減壓蒸餾常用于實驗,流程:
磨口儀器的所有接口部分都必須用真空油脂潤涂好,檢查儀器不漏氣后,加入待蒸的液體,量不要超過蒸餾瓶的一半,關好安全瓶上的活塞,開動油泵,調節毛細管導入的空氣量,以能冒出一連串小氣泡為宜。當壓力穩定后,開始加熱。液體沸騰后,應注意控制溫度,并觀察沸點變化情況。待沸點穩定時,轉動多尾接液管接受餾分,蒸餾速度以0.5~1滴/S為宜.蒸餾完畢,除去熱源,慢慢旋開夾在毛細管上的橡皮管的螺旋夾,待蒸餾瓶稍冷后再慢慢開啟安全瓶上的活塞,平衡內外壓力,(若開得太快,水銀柱很快上升,有沖破測壓計的可能),然后才關閉抽氣泵。
常減壓蒸餾裝置工藝包含那些主要設備,描述其結構和工作原理?
常減壓蒸餾裝置工藝包含哪些主要設備描述其結構和工作原理包含的設備肯定就是分階段分類型的一些裝備和設置,他們的結構和工作原理肯定是也是有一定的說明的。
原油蒸餾是什么?
一、原油蒸餾原理
原油煉制的基本途徑是將原油分割為幾個不同沸點范圍的餾分,然后按照石油產品的使用要求,分離除去這些餾分中的有害組分,或是經過化學反應轉化成所需要的組分,從而獲得合格的石油產品。原油的分割和石油餾分在加工過程中的分離常常采用蒸餾的手段。原油常減壓蒸餾是原油加工中的第一道工序,常減壓蒸餾裝置是煉油廠的龍頭裝置。
(一)精餾
蒸餾是按原油中所含組分的沸點(揮發度)不同,加熱原油使其汽化冷凝,將其分割為幾個不同的沸點范圍(即餾分)的方法。由于原油成分十分復雜,沸點相近,采用一次汽化和一次冷凝的蒸餾方法,分離效果差,因此在煉油廠采用多次汽化、多次冷凝的復雜的蒸餾過程,稱為精餾。精餾按操作方式分為連續和間歇式兩種。
圖8-1 連續式精餾塔示意圖
間歇式精餾裝置類似于蒸餾水裝置。蒸氣不斷被引出并經冷凝冷卻后收集起來,可以分出汽油、煤油、柴油、潤滑油和重油。但這種裝置分離效果差,生產效率低,僅適用于小規模生產和實驗室。
連續精餾是采用連續式精餾塔(見圖8-1)。精餾塔內裝有提供氣、液相接觸的塔板(或填料),塔板上有許多塔帽,塔板(或填料)是進行精餾的主要場所。
按照塔內各部分的作用不同,全塔分為兩段:進料段以上是精餾段,進料段以下是提餾段。原油經加熱爐加熱到360℃左右,此時原油中低沸點組分(如汽油、柴油等)已經汽化,其余的高沸點組分(如裂化原料、潤滑油原料等)不能汽化,仍呈現液態。這種油氣和未汽化的油混合物一起經轉油線進入精餾塔的進料段后,氣、液兩相迅速分開,油氣通過塔板上升到精餾段,未汽化的油經塔板孔下降到提餾段。這樣的一次汽化分離效果差。一方面,油氣中夾著一些高沸點組分,而未汽化的油中也夾帶一些低沸點的輕組分;另一方面,油氣和未汽化的油沸點范圍很寬,需切割為幾個餾分來利用。因此為了達到精確分離,塔頂蒸出的油氣(輕組分)經冷凝后,一部分作為塔頂產品,另一部分作為塔頂回流。由于原油蒸餾的常壓塔不設再沸器,是一個不完全塔,故進料段以下并非是嚴格的提餾段。塔底通入過熱水蒸氣,使塔底油中夾帶的輕組分汽化,上升到精餾段。在這種情況下,塔頂流下來的塔頂回流冷液體沿塔板下流,塔底上升的油氣進入塔板,熱油氣和冷液體在塔板相遇,發生傳質傳熱,油氣溫度下降,油氣中夾帶的一部分高沸點組分沿塔板下流。而冷液體由于溫度上升,其組成也發生變化,其中一部分低沸點組分汽化后,沿塔板繼續上升。因此,整個精餾段建立了兩個梯度:一是溫度梯度,即從進料段到塔頂溫度逐級降低。二是濃度梯度,即從進料段到塔頂,氣、液相物流的輕組分濃度逐級增大。塔頂溫度最低,經引出冷凝后,是最輕的汽油餾分或者重整原料,在精餾塔塔側適當位置上抽出幾個側線產品(煤油、輕柴油、重柴油等)。
石油精餾塔除采用塔頂回流外,還采用中段循環回流。這種方法是在精餾塔塔側中部引出一部分熱油或側線部分,經冷卻后返回到塔內,其抽出口在入塔口之下。這種方法的優點在于將塔內多余的熱量從塔中部取走一部分,從而減少塔頂取走的熱量,使塔頂回流量減少,減少塔頂第一、第二塊塔板之間的氣、液相負荷,提高原油處理量。目前,國內外大、中型石油精餾塔幾乎都采用中段循環回流。
(二)常減壓蒸餾
精餾按操作壓力大小分為常壓、加壓和減壓精餾。常壓精餾是指精餾塔內壓力接近大氣壓下進行的精餾;對于常壓下為氣態的混合物分離,需采用塔內加壓,提高沸點進行精餾,即加壓精餾;但對于沸點較高,且又是熱敏性的混合物分離需采用塔內減壓,降低沸點即減壓精餾。
原油在常壓塔里進行精餾時,從塔頂餾出汽油餾分或重整原料油,從塔側引出煤油、輕柴油和重柴油等側線部分,這些餾分沸點低于365℃,常壓下即可蒸出。但塔底產物(常稱“常壓重油”)是沸點高于360℃的重組分,其中含有潤滑油原料和催化裂化原料,在常溫下分離它們必須繼續加熱。但高溫會使重油中膠質、瀝青質等不穩定組分發生嚴重降解、縮合等化學反應,使餾出的油品變質,同時也會加劇設備內結焦而縮短生產周期。因此石油工業常采用常減壓蒸餾,即常壓塔內限制溫度在360℃左右,精餾出原油中低沸點餾分;再將沸點高、在高溫下易變質的常壓重油在減壓塔內進行減壓蒸餾。減壓時,采用蒸汽噴射泵抽真空,使塔內殘壓約保持在3.0kPa左右或更低,溫度限制在390℃以下。減壓蒸餾時,塔頂逸出的主要是減頂油氣、水蒸氣及少量的裂化氣,從減壓塔側抽出幾個側線原料(減壓一線、減壓二線、減壓三線),可作為潤滑油原料或裂化原料;減壓塔底是沸點很高(>550℃)的減壓渣油,它主要由膠質、瀝青質組成,用作鍋爐燃料、焦化原料,也可進一步加工成高黏度潤滑油、瀝青或重燃料油。
(三)水蒸氣汽提
水蒸氣汽提是指在精餾塔底吹入過熱水蒸氣,從而降低塔內的油氣分壓,使混入產品中的較輕餾分汽化而返回塔內,因而汽提和減壓有同樣的作用。汽提設備簡單,操作方便,但要耗用大量高溫水蒸氣,且水蒸氣隨塔頂油氣一起餾出,增加了塔頂冷凝器的負荷。
水蒸氣汽提在常減壓蒸餾中,常壓塔塔底、常壓塔側線以及減壓塔塔底、減壓塔側線等都有使用。
原油常壓塔汽化段中未汽化的油流向塔底,這部分油中含有一部分低于350℃的輕餾分,常壓塔底一般不設再沸器,而是在常壓塔底通過熱水蒸氣,使其中的輕餾分汽化后返回到精餾段,保證排出的重油中不含輕餾分。因此原油常壓塔是個不完全塔,只有精餾段,沒有嚴格的提餾段,進料板以下可稱為汽提段。側線產品(煤油、輕柴油、重柴油)之間只有精餾段而沒有提餾段,側線產品中必然含有一定量的輕組分,也會影響側線產品的質量。因此,在常壓塔外,為三個側線產品設汽提塔。三個汽提塔重疊起來,但相互之間又是隔開的,只需向塔底通入過熱水蒸氣,使混入側線產品中的較輕餾分能返回到常壓塔的精餾段,見圖8-2。
圖8-2 原油常壓塔
原油減壓塔常采用減壓和塔底通入水蒸氣汽提“雙管齊下”的方法,蒸餾重質油品效果較好。采用塔底水蒸氣汽提可減少塔底排出的減壓渣油中輕餾分的含量。
二、原油蒸餾流程
一個完整的原油蒸餾過程,除了精餾塔外,還配置了加熱爐、換熱器、冷凝器、冷卻器、機泵等設備。這些設備按一定的關系用工藝管線連接起來,同時還配有自動檢測和控制儀表,組成了一個有機的整體,這就形成了原油蒸餾裝置的工藝流程。
圖8-3是典型的原油常減壓蒸餾原理流程圖,主要由加熱爐(常壓爐、減壓爐)、常壓塔和減壓塔三部分組成。其工藝過程為:
(1)原油換熱。原油經原油泵加壓后,在換熱器內換熱至130℃進入脫鹽罐,在破乳劑、注水、電場的作用下脫去攜帶的水分和部分鹽類;經脫鹽、脫水的原油繼續與各種餾分在換熱器內換熱,原油被加熱到230℃進入初餾塔。在初餾塔塔頂蒸出一部分初頂汽油餾分,初餾塔塔底油經初底泵抽出后繼續換熱至270~300℃進入常壓爐,加熱至約360℃進入常壓塔。
(2)常壓蒸餾。原油經加熱送入常壓塔后,在塔頂分出汽油餾分或重整原料油,經換熱、冷凝,冷卻到30~40℃,一部分作塔頂回流,一部分作汽油產品流出裝置。常壓塔設有三個側線,分別進入三個汽提段構成一個汽提塔,汽提出煤油、輕柴油和重柴油等餾分。
(3)減壓蒸餾。用常底泵將常壓塔底抽出常壓重油(約358℃)通到減壓加熱爐加熱到約390℃,進入減壓塔,真空泵抽至塔內壓力為3.0kPa左右或更低。減壓塔頂不出產品,塔頂管線是供抽真空設備抽出不凝氣之用。從減壓塔側抽出的幾個側線原料(減壓一線、減壓二線、減壓三線等)和減壓塔底抽出沸點很高(>550℃)的減壓渣油,可進行二次加工。
圖8-3 典型的原油常減壓蒸餾原理流程圖
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