您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
福州大学化工原理教案- 液体精馏.doc29页
本文档一共被下载：
次 ,您可免费全文在线阅读后下载本文档
文档加载中...广告还剩秒
需要金币：150 &&
你可能关注的文档：
··········
··········
9 液体精馏
9.1 蒸馏概述
本章讨论分离均相液体混合物最常用最重要的方法―液体蒸馏及精馏。同学们以后要注意蒸馏及精馏的区别。
（1）蒸馏及精馏的分离依据
液体均具有挥发成蒸汽的能力，但各种液体的挥发性各不相同。习惯上，将液体混合物中的易挥发组分A称为轻组分，难挥发组分B则称为重组分。将液体混合物加热至泡点以上沸腾使之部分汽化必有；反之将混合蒸汽冷却到露点以下使之部分冷凝必有。上述两种情况所得到的气液组成均满足
部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离，它们均是籍混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的，这就是蒸馏及精馏分离的依据。
（2）工业蒸馏过程
① 平衡蒸馏（闪蒸）
平衡蒸馏又称闪蒸，系连续定态过程，其流程如图9-1。原料经泵加压后连续地进入加热炉，在加热炉内被加热升温至高于分离器压力下的沸点，然后经节流阀减压至预定压强。由于压强的突然降低，液体成为过热液体，其高于沸点的显热随即转变为潜热发生自蒸发，液体部分汽化。气、液两相在分离器中分开，气相为顶部产物，其中难挥发组分获得了增浓。
② 简单蒸馏
简单蒸馏为间歇操作过程，如图9-2。将一批料液加入蒸馏釜中，在恒压下加热至沸腾，使液体不断汽化。陆续产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产品，其中易挥发组分相对地富集。在蒸馏过程中，釜内液体的易挥发组分含量不断下降，蒸汽中易挥发组分的含量也相应地随之降低。因此，通常是分罐收集顶部产物，最终将釜液一次排出。
（3）讨论几个问题
① 平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相其组成服从什么关系？对了，是气液相平衡关系，故后面要讨论蒸馏的气液相平衡关系，这是蒸馏计
正在加载中，请稍后...化工原理2A卷_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
化工原理2A卷
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用
想免费下载本文？
你可能喜欢工艺061、062《化工过程及设备》教案_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
工艺061、062《化工过程及设备》教案
上传于||暂无简介
大小：12.36MB
登录百度文库，专享文档复制特权，财富值每天免费拿！
你可能喜欢----> 根据石油中各组分的沸点不同
根据石油中各组分的沸点不同
&&&&&&&&&&&&
?&&&&&&&&常减压蒸馏是指在常压和减压条件下，根据石油中各组分的沸点不同，把石油切割成不同馏分的工艺过程，是原油的一次加工装置，借助蒸馏装置可以将原油分割成直馏汽油、煤油、轻柴油或重柴油馏分以及各种润滑油馏分；也可以按不同的生产方案，分割出一些二次加工过程所用原料，如重整原料、催化裂化原料、加氢裂化原料等。&&&&&&&& 常减压蒸馏装置根据目的产品不同，常分为：1.燃料型2.燃料-润滑油型3.燃料-化工型&&&&&&&& 1.2.&&&&&&&&常减压蒸馏大型化、长周期运行。3~4年&&&&工艺技术的改进：初馏塔出多个侧线，两级预闪蒸、带预闪蒸的三级蒸馏、四级蒸馏。采用新型塔内件；减压深拔和强化蒸馏技术节能降耗机械抽真空先进控制系统技术的应用交直流电脱盐和高速电脱盐&&&&&&&&3.4.5.&&&&&&&&6.&&&&7.8.&&&&&&&& 常减压蒸馏原料-原油1.原油的馏分组成：一般把原油中从常压蒸馏开始馏出的温度到200℃（或180℃）之间的轻组分称为汽油馏分，常压蒸馏200℃·350℃之间的馏分称为煤柴油馏分或常压瓦斯油（AGO）,由于原油从350℃开始有明显的分解现象，所以对于沸点高于350℃的馏分，需要在减压下进行蒸馏，一般将相当于350~500℃的高沸点馏分称为减压馏分或润滑油馏分或减压瓦斯油（VGO）;500℃的油称为减压渣油（VR）2.原油分类：美国矿务局分类法：石蜡基、中间基、环烷基密度分类法：轻质、中质、重质、特稠硫含量分类：低硫原油、含硫原油、高硫原油。&&&&&&&& &&&&&&&&石油的烃类组成：石油的烃类主要有烷烃、环烷烃、芳香烃以及在分子中兼有这三类烃结构的混合烃组成，一般不含烯烃；通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于两者之间的称中间基石油。石油气的烃类组成：石油气体主要哟气态烃组成。可分为天然气和炼厂气两类。天然气主要是甲烷及其低分子同系物组成，因组成不同分为干气和湿气。在干气中，含有大量的甲烷和少量的乙烷、丙烷的气体，而在湿气中，除含有较多的甲烷乙烷外，还还有少量易挥发的烃如戊烷、己烷等，还可能有少量的芳香烃和环烷烃。天然气中还常有非烃气体，最主要的是CQ2、N2.炼厂气中普遍含有烯烃。&&&&&&&&?&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&&&&&&&&&石油液态烃的组成：低沸点馏分：C5~C11的正构烷烃、异构烷烃、单环环烷烃、单环芳香烃。中间馏分：如在煤油、柴油馏分中含有才1~吃02的正、异构烷烃、带侧链的单环环烷烃、双环及三环环烷烃、双环芳烃、环烷-芳香烃。高沸点馏分如润滑油馏分中含有C20~C36左右的正异构烷烃、环烷烃、和芳香烃。石油固态烃的组成-蜡石油中非烃类组成---绝大多数精制过程都是解决非烃化合物的问题。石油中的非烃化合物主要包括含硫、氮、氧的化合物及胶质、沥青状物质。&&&&&&&&?&&&&&&&& 石油中的硫化物单质S，硫化氢、硫醇、二硫化物、硫醚、噻吩等有机含硫化合物。&&&&?&&&&&&&&硫在石油馏分中的含量一般是随馏分沸程的升高而增加，主要集中在重馏分油和渣油中。通常将含硫高于2%的石油称为高硫石油，低于0.5%的称为低硫石油，介于两者之间的称为含硫石油。&&&&&&&&含硫化合物按性质分为活性硫化物和非活性硫化物。活性硫化物主要包括元素硫、硫化氢和硫醇等，他们的共同特点是对金属设备有较强的腐蚀作用，非活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等对金属设备无腐蚀作用的硫化物。一些非活性硫化物经受热分解可以转化为活性硫化物。&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&常减压装置的产品：1.常压塔产品如下：塔顶生产汽油馏分、重整原料、石脑油；常一线出航空煤油、灯用煤油、溶剂油、化肥原料、裂解原料或特种柴油；常二线出轻柴油、裂解原料；常三线出重柴油或润滑油基础油；常压塔底出重油。2.减压塔产品如下：减一线出重柴油、裂解原料；减二线可出裂解原料；减压各侧线油视原油性质和使用要求可作为：催化裂化原料、加氢裂化原料、润滑油基础油原料和石蜡的原料。减压渣油可作为延迟焦化、溶剂脱沥青、氧化沥青和减粘裂化原料，以及燃料油的调和组分&&&&&&&& ?&&&&&&&&蒸馏的形式：闪蒸（平衡汽化）、简单蒸馏（渐次汽化）、精馏。&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&闪蒸和精馏是工业上常用的两种蒸馏方式，前者如闪蒸塔、精馏塔的汽化段等，精馏过程通常是在精馏塔中进行。1.闪蒸：加热某一物料至部分汽化，经减压设施，在容器（如闪蒸塔）的空间内，于一定温度和压力下，气液两相分离，得到相应的气相和液相产物。&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&2.简单蒸馏：作为原料的液体混合物被防止在容器中加热，在一定的压力下，当被加热到某一温度时，液体开始汽化，生成微量蒸汽，即开始形成第一个气泡，此时的温度未该液相的泡点温度，液体混合物达到泡点状态。生成的气体当即被引出，随即冷凝，如此不断升温、不断冷凝，知道所需要的晨读为止。简单蒸馏过程实际上由无数次平衡汽化所组成，因此是渐次汽化过程。&&&&&&&& ?&&&&&&&&3.精馏&&&&&&&&?&&&&&&&&炼厂中大部分的石油精馏塔，如原油精馏塔、催化裂化分馏塔等及一些工艺过程中的溶剂回收塔等，都是经过精馏这种方式进行操作的。&&&&塔顶冷回流：轻组分浓度高、温度低塔底气相回流：轻组分浓度低、温度高&&&&&&&&由于塔顶液相回流和塔底气相回流的作用，沿精馏塔高度建立连个梯度：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渐增大的浓度梯度。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。&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&精馏过程能够进行必须具备以下条件：1.精馏塔内必须有塔板或填料，它是提供气液充分接触的场所。2.精馏塔内提供气液相回流，是保证精馏过程传热传质的另一必要条件。气相回流是塔底加热或用水蒸气汽提，使液相中的轻组分汽化上升到塔上部进行分离。塔内液相回流的作用是在塔内提供温度低的下降液体，冷凝气相中的重组分，并造成沿塔自下而上温度逐渐降低。要取得高效的精馏效果必须控制一定的回流量，概念：回流比=回流量/塔顶产品流量&&&&&&&& ?&&&&&&&&回流的方式：塔顶回流、塔顶循环回流、中段回流、&&&&&&&& &&&&&&&&一.原油的加工方案（依据原料性质及产品确定）1.燃料型--------------减压塔为燃料型减压塔2.燃料-润滑油型---------减压塔为润滑油型减压塔3.燃料-化工型-------------减压塔为燃料型减压塔&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&工艺流程简介：40℃左右的原油由罐区进入装置，由原油泵升压后经过换热器至130℃左右，首先进入电脱盐装置在电场、破乳剂等作用下进行脱盐脱水，要求脱盐后原油含盐量小于3mg/l，含水小于0.5%脱盐后的原油再经
过换热器换热至200~240℃进入初馏塔，从初馏塔顶馏出汽油组分或重整原料，经塔顶泵一部分送回初馏塔顶打回流控制塔顶温度，另一部分作为产品送出装置、初馏塔底油由塔底泵升压后至常压加热炉，加热到360~370℃进入常压蒸馏塔。&&&&&&&& ?&&&&&&&&原油再常压塔中进行分馏，塔顶馏出汽油组分或重整原料，其中一部分打回流，侧线抽出根据需要可生产溶剂油、分子筛脱蜡原料、煤油、喷漆燃料以及轻重柴油等侧线馏分，经汽提塔汽提后进入换热网络换热至60℃左右送出装置。常压重油用泵输送至减压加热炉加热后进入减压分馏塔，经过抽真空系统，使常压重油在减压条件下进行蒸馏。一般炉出口在400℃一下。减压塔顶主要出裂解气、蒸汽及少量的油气、减压蜡油由侧线抽出，根据原油性质和生产方案可作为催化裂化、加氢裂化原料，也可作为润滑油油料，减压渣油富含沥青质胶质，一般作为燃料油、焦化原料，也可进一步加工成高粘度润滑油、沥青或催化裂化原料。&&&&&&&& 金属盐类等杂质对原油加工过程的影响：&&&&金属在原油中主要存在有两类：一类是油溶性的金属化合物或有机盐类，它们以溶解状态存在于原油中；另一部分是水溶性的碱金属或碱土金属盐类，它们除极少数以悬浮结晶状态存于油中外，主要溶解在水中并以乳化液的形态存在于原油内，原油内大约90%的钠盐、大约10%的钙盐和镁盐是水溶性的，这些盐和水会带来不利影响.1.增加能耗。原油中的水随着加热温度升高而气化，吸收大量热能，增加了燃料的消耗。同时还要多耗循环水将蒸汽冷凝，原油经过换热器、加热炉等设备，水分蒸发后盐类会沉积在管壁上，影响传热效果。&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&2.影响装置的操作。原油中的水在管路中逐渐汽化，造成管路压降增大，造成管路、换热器等设备泄漏，影响长周期运行，同时大量水汽化后增加塔的气相负荷，造成常减压装置操作波动，严重时造成冲塔事故。3.加剧设备腐蚀。原油中的无机盐水解，能产生具有腐蚀作用的HCL，造成设备的腐蚀。特别是氯化镁，氯化钙等易水解。在环烷酸存在时，nacl在300℃左右也开始水解。4.影响下游装置催化剂的性能。原油中的钠对催化裂化分子筛催化剂的晶格有破坏作用。镍沉积在催化剂载体上，促进非选择性裂化反应。铁的盐类会造成加氢催化剂床层压降的升高。因此电脱盐在保证平稳操作、减轻腐蚀、保证安全生产。延长开工周期。提高后续产品的质量是必要的&&&&&&&& 二、电脱盐的重要性：?1.减少腐蚀介质，减轻设备腐蚀；?2.满足产品质量和二次加工要求；?3.提高传热效率，延长开工周期。三、电脱盐原理和目的原理：通过注水，使原油中的盐溶解在水中，同事加入破乳剂，破坏其乳化状态，在电场作用下使微小水滴聚结成大水滴，在重力作用下，使油水分离。目的：在原油蒸馏前尽最大可能切除原油中的水和盐、金属等，若能脱除和降低原油中的水和盐的含量，也就减弱了腐蚀。&&&&&&&& &&&&&&&&电场法破乳化的原理：乳化液中的小水滴在电场中，因静电感应产生电导偶极，顺电场方向的两端带上不同符号的电荷接触电极的微小液滴还会带上静电荷。诱导偶极使水滴与水滴间产生相互吸引的静电引力，即水滴聚结力，水滴受聚结力的作用，运动速度增大，动能增加，一方面可以克服乳化膜的阻力，另一方面增加了水滴见互相碰撞的机会，使微小水滴聚结成大水滴。因而相邻微滴间、微滴与电极间产生静电力，微滴受静电力作用速度增大，互相碰撞的几率增加，由于动能和静电引力位能的作用，使乳化液中的微滴实现聚结。&&&&&&&& ?&&&&&&&&原料电脱盐一般经过三个步骤：&&&&&&&&?&&&&&&&&一是向原油中注水，目的是稀释和洗涤原油中的盐分。&&&&二是原油与注入的水充分混合，将原油中原油的盐水、沉积物、结晶盐得到充分的稀释或溶解.&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&其三尽可能多的将原油中的盐水分离出去，达到原油脱盐的效果&&&&&&&& ?&&&&&&&&典型电脱盐的工艺流程&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&?&&&&&&&&?&&&&?&&&&&&&&电脱盐技术：1.常规交流电脱盐技术2.交直流电脱盐技术3.高速电脱盐技术4.平流电脱盐技术&&&&&&&& 1.2.3.4.&&&&&&&&泵换热器、空冷器压力容器及管道加热炉&&&&&&&&5.&&&&&&&&塔器&&&&&&&& &&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&1.初馏塔：原料换热到230℃左右进入初馏塔，此时有部分轻质油品汽化，初馏塔的任务就是对原油进行一次预蒸馏，从塔顶拔出部分汽油组分。初馏塔侧线根据产品要求设置，可做回流或产品。初馏塔作用：制取含低砷的重整原料、降低常压塔负荷，稳定常压塔的操作、转移生产高硫原油对常减压塔顶的腐蚀。&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&2.常压塔常压塔用来切割350℃的馏分。一般开3~4个侧线。常压塔的侧线一般设有汽提塔，以提高产品的闪点及初馏点和塔的分离效果。汽提塔一般使用420摄氏度左右的过热蒸汽，分离出常压侧线产品中的轻组分。&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&常压塔的热平衡：1.常压塔热量几乎完全取决于经加热炉加热的进料。2.常压塔进料的汽化率至少应等于塔顶产品和各侧线产品的产率之和；3.常压塔只靠进料供热，而进料的状态（温度、汽化率）又被规定的情况下，塔内的回流比就被全塔热平衡确定了。&&&&&&&& ?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&3.减压塔减压塔主要可以蒸馏出350~550℃之间的馏分，其核心设备为减压蒸馏塔和它的抽真空系统。其产品主要是加氢裂化原料、催化裂化原料、润滑油基础油料等。减压塔分为干式和湿式，湿式减压塔通常是炉管进汽或者减压塔底吹汽。减压塔的结构与装置类型有关。燃料型减压塔的馏分一般作为裂化原料，对相邻侧线馏分分离精度要求不高，故侧线、中段回流及全塔塔板数相对较少，无侧线汽提。润滑油型减压塔因对馏分的馏程有较高要求，塔板数一般较多，有侧线汽提。减压塔的基本要求：尽量提高拔出率，其关键是：提高减压塔的真空度。&&&&&&&&?&&&&&&&& ?&&&&&&&&常减压的初馏塔、减压塔、常压塔均为分馏塔，按照结构分馏塔分为板式塔和填料塔。分馏塔的一般结构：塔体、塔体封头、塔底支座、塔板和填料、人孔、开口和接管、分布器、破沫网、外部保温层、塔顶安全阀等。分馏塔的基本性能指标：1.生产能力2.分离效率3.适应能力和操作弹性4.流体阻力（压降）&&&&&&&&?&&&&&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&&&&&
分享给好友:
All Rights Reserved 图宝贝
本站声明：本站所转载之内容，无任何商业意图，如本网站转载稿件涉及版权、著作权等问题，请您来函与本站管理员取得联系,友情链接请加QQ,要求PR 或者 BR >=2（联系方式：QQ ）