减压精馏
第五章原油预处理和常减压精馏
随着脱盐加强，要求含盐 < 5mg/L
二、原油脱盐脱水原理
(一)油水两相的自由沉降分离 油水两相不互溶液体的沉降分离，符合球形粒子在
静止流体中自由沉降的斯托克斯定律：
u=d2(ρ w-ρ )g/18μ ρ
u——水滴沉降速度 m/s d——水滴直径，m ρ w——盐水的密度,kg/m3 ρ ——油的密度， kg/m3 μ ——油的粘度，Pa.s
5、减压蒸馏
常压重油经过减压炉加热 405℃—410℃ 减压蒸馏塔：顶不出产品，直接与真空系统连 接，开2～4侧线，根据加工方案定。 塔底渣油>500℃，用泵抽出，经换热送出装置 。
（三）原油分馏塔的工艺特征 1、复合塔
汽油
重油
重柴油 輕柴油 航煤
复合塔
把几个简单塔重叠 起来，精馏段相当于 原来四个简单塔的四 个精馏段组合而成,而 下段相当于塔1 提馏 段，在塔侧部开若干 个侧线，以得多个产 品，由于侧线产品未 经严格的提馏，分离 能力较低，但满足产 品分离要求。
第五章 原油预处理和常减压蒸馏
第一节 原油预处理
一、原油预处理在石油加工中的地位 二、原油脱盐脱水原理 三、原油脱盐脱水工艺与设备
第二节 石油蒸馏过程
一、蒸馏与精馏原理 二、石油精馏塔 三、石油减压精馏塔 四、节能措施 五、设备防腐
三段汽化的常减压蒸馏工艺流程示意图
第一节 原油预处理
一、 原油预处理在石油加工中的地位
（二）原油的乳液性质
水滴沉降速度与d2 成正比，重要的是促进水滴聚集 1、乳状液
是两种不互溶的液体所形成的分散物系，其特点 是不稳定的。 2、乳化剂
常减压精馏塔的主要控制指标
常减压精馏塔的主要控制指标
常减压精馏塔的主要控制指标包括：
1. 馏分回收率：通过调节进料量、精馏负荷和热量等参数来控制馏分回收率,保持回收率稳定在目标值及以上。
2. 塔顶压力：塔顶压力是影响馏分品质和产量的重要因素,需要保持在一定范围内,根据不同的馏分要求进行调控。
3. 塔底温度：塔底温度是控制产品分离和馏分品质的重要参数,需要根据不同馏分要求进行调节和控制。
4. 精馏段温度差：精馏段温度差是塔内温度分布不均匀的表现,通常需要保持在一定范围内,以保证产品质量和生产效率。
5. 精馏段液位：精馏段液位需要保持稳定,过高或过低都会影响馏分品质和产量。
6. 循环流量和冷凝器效率：循环流量和冷凝器效率是保证精馏塔运行稳定和产品质量的关键参数,需要进行定期维护和检修。
减压蒸馏的原理
减压蒸馏的原理
减压蒸馏是一种常用的化工分离技术，其原理基于液体在低压下沸点的降低。
在常压下，液体的沸点取决于其分子间的相互作用力，通常液体在一定温度下达到饱和蒸汽压时沸腾。
而在减压条件下，降低环境压强，使液体的饱和蒸汽压降低，从而达到在较低温度下沸腾的效果。
减压蒸馏通常使用减压设备，如减压蒸馏塔或减压蒸馏装置。
其主要部件包括加热炉、蒸馏塔、冷凝器和收集容器。
首先，将需要进行分离的混合物加热至使其开始蒸发。
然后，将蒸发的气体通过冷凝器进行冷却，使其转变为液体。
由于低压条件下的沸点较低，混合物中沸点较低的组分首先开始蒸发并冷凝，而沸点较高的组分则逐渐沉积在蒸馏塔中。
通过这样的循环过程，可以连续地将混合物中的组分进行分离。
较轻的组分将通过冷凝器被收集，而较重的组分则会被留在蒸馏塔中。
经过多次循环后，可以逐渐实现较高纯度的分离。
需要注意的是，减压蒸馏的原理与常压蒸馏类似，但其操作条件有所不同。
由于液体在减压下沸点降低，因此需要在适当的压力范围下进行操作，以避免蒸发过程中出现剧烈的气液相变所产生的剧烈波动和混合。
减压蒸馏广泛应用于化工工业中的分离和纯化过程，例如石油精炼、石油化工、食品加工、药品制造等领域。
通过减压蒸馏，可以高效地将混合物中的不同组分进行分离，提高产品纯度和质量。
减压蒸馏的定义
减压蒸馏的定义减压蒸馏是一种常见而重要的物理分离技术，它的原理是利用不同组分的挥发性差异，通过加热和冷却来实现物质的分离。
减压蒸馏主要应用于化工、石油、制药等行业，具有广泛的用途和重要的经济价值。
减压蒸馏的过程可以分为以下几个步骤。
首先，将待分离的混合物加热至沸点，使其转化为气体，并进入蒸馏塔。
蒸馏塔内通常设置有多个塔板，用于增加物质的接触面积。
在蒸馏塔内，由于不同组分的挥发性差异，轻质组分会先于重质组分蒸发出来。
随着气体的上升，蒸汽逐渐冷却，部分气体会凝结成液体，并回流到塔底。
这种回流液与原混合物含有相同的组分比例，但浓度更高。
同时，塔顶的蒸汽会通过冷凝器冷却，形成液体，这就是所谓的蒸馏液。
蒸馏液中富含轻质组分，而塔底的回流液则富含重质组分。
通过不断重复这个过程，可以逐渐提高轻质组分的纯度。
最终，我们可以从塔顶和塔底分别收集到纯度较高的轻质组分和重质组分。
减压蒸馏的关键在于控制温度和压力。
由于降低环境压力可以降低液体的沸点，因此减压蒸馏可以用来分离具有较高沸点的组分。
在实际应用中，我们可以通过调节塔底的压力来实现对分离效果的控制。
除了常见的减压蒸馏，还有一种特殊的减压蒸馏过程被广泛应用，即精馏。
精馏是一种多级减压蒸馏，通过多个蒸馏塔的串联，可以实现对混合物的更高纯度的分离。
精馏在石油炼制、酒精生产等领域有着重要的应用。
减压蒸馏作为一种重要的分离技术，不仅能够满足工业生产的需求，还对环境保护和资源利用具有重要意义。
通过减压蒸馏，我们可以高效地分离出各种有用的化学品，并将其应用于各个领域。
因此，减压蒸馏的研究和应用具有重要的科学价值和经济价值，对推动社会进步和发展起着积极的作用。
减压精馏特点
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与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比。减 压精馏塔具有如下特点： 1.减压精馏塔分燃料型和润滑油型两种 ➢ 燃料型减压塔主要生产二次加工（如催化裂化、 加氢裂化等）原料，它对分离精确度要求不高， 希望在控制杂质含量的前提下，如残炭值低、 重金属含量少等，尽可能提高馏分油拔出率。 ➢ 润滑油型减压塔以生产润滑油馏分为主，希望 得到颜色浅、残碳值低、馏程较窄、安定性好 的减压馏分油，因此不仅要求拔出率高，而且 具有较高的分离精确度。
几乎所有炼油厂中原油的第一个加工过程就是蒸馏 （俗称为龙头），例如拔顶蒸馏和常减压蒸馏等。所谓 原油一次加工，即指原油蒸馏而言。
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1.概念： 蒸馏是利用原油混合物中各个物质沸点（挥
发性）的不同，将其分离的方法。 由于原油中物质的种类很多，而且很多物质
的沸点相差不大，这样就使得原油中各个组分 的完全分离十分困难。然而对原油加工来说， 并不需要进行精确的分离，因此可以按一定的 沸点范围，把原油分离成不同的馏分，再送往 二次加工装置进行加工。
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2.减压精馏塔的塔径大、板数少、压降小、真空 度高
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减压塔流程图
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减压蒸馏的原理与常压蒸馏相同，关键是减压 塔顶采用了抽真空设备，使塔顶的压力降到几 千帕。
抽真空设备的作用是将塔内产生的不凝气(主要 是裂解气和漏入的空气)和吹入的水蒸气连续地 抽走以保证减压塔的真空度要求。
减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器(也称 蒸汽吸射泵)或机械真空泵。
塔底产品—减压渣油 Vacuum residuum 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
常减压精馏工艺流程图及操作
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减压蒸馏的名词解释
减压蒸馏的名词解释减压蒸馏是一种常见的分离技术，通过控制温度和压力，将混合物中的组分分离出来。
它在工业生产和实验室中被广泛应用，能够高效地分离液体混合物。
在减压蒸馏过程中，液体混合物首先被加热到沸点，然后通过降低系统的压力，使液体在较低温度下蒸发。
由于不同物质的沸点不同，它们会按照一定顺序蒸发和凝结，从而实现分离。
减压蒸馏的原理是基于沸点的差异性。
通常情况下，液体在一定的压力下达到沸点时会蒸发。
但是，当降低系统的压力时，液体的沸点会随之降低。
这是因为液体分子表面层的压力降低，可以在较低能量状态下脱离液体，从而蒸发。
减压蒸馏可以分为两种类型：常压减压蒸馏和真空减压蒸馏。
常压减压蒸馏是在大气压下进行的，适用于那些在常温下容易挥发的液体物质。
真空减压蒸馏则是在真空条件下进行的，通过降低压力来降低液体的沸点，可以分离那些在常压下难以蒸发的物质。
减压蒸馏有许多应用领域，其中最为常见的是石油工业。
原油中含有许多不同的烃类化合物，通过减压蒸馏可以将它们按照沸点的不同分离出来，得到不同规格的石油产品，如汽油、柴油、煤油等。
此外，减压蒸馏还被用于提取天然气中的液体烃类物质。
在实验室中，减压蒸馏也被广泛应用于有机合成和化学分析。
通过减压蒸馏，可以纯化分离出有机合成反应产物中的目标物质，或者从复杂的混合物中分离出具有特定性质的化合物。
这对于化学实验的成功与否至关重要。
尽管减压蒸馏是一种有效的分离技术，但也存在一些限制和注意事项。
首先，不同物质的沸点差异需要足够大，才能实现有效的分离。
如果两种物质的沸点接近，分离过程将变得非常困难。
其次，减压蒸馏需要严格控制温度和压力，以避免对液体组分造成破坏或降解。
此外，减压蒸馏还需要适当的设备和设施支持，例如高真空泵和适用的蒸馏装置。
综上所述，减压蒸馏是一种重要的分离技术，常用于工业和实验室中的液体混合物分离。
通过控制温度和压力，利用沸点差异将混合物中的不同组分分离。
它在石油工业、有机合成和化学分析等领域具有广泛的应用。
减压精馏的原理
减压精馏的原理是通过降低系统压力，使混合液体的沸点降低，从而实现在较低温度下的沸腾和分离过程。
减压精馏是一种利用压力变化来影响物质沸点的精馏方法，它适用于那些在常压下沸点较高或者在高温下容易发生聚合、分解等变质反应的混合物。
以下是减压精馏的基本原理：
1. 沸点与压力的关系：液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气压时的温度。
当外界压力降低时，液体的沸点也随之降低。
2. 降低操作温度：通过减少系统内的压力，可以使混合物在较低的温度下沸腾，这有助于避免热敏感物质的热分解或聚合。
3. 分离高沸点物质：对于那些在常压下沸点很高的物质，使用减压精馏可以在较低的温度下进行有效的分离和提纯。
4. 防止物料变质：对于在高温下容易发生化学反应的物料，减压精馏可以在较低的温度下进行，从而保护物料不因高温而变质。
5. 提高安全性：在某些情况下，高温可能会带来安全隐患，如引起爆炸或火灾。
减压精馏通过降低操作温度，可以提高整个工艺的安全性。
6. 节能降耗：由于在低压下操作，相比高温下的常压精馏，减压精馏可以节省能源消耗。
7. 提高产品质量：对于一些对温度敏感的产品，减压精馏可以在较低的温度下进行，有助于提高最终产品的质量。
综上所述，减压精馏是一种有效的化工分离技术，它通过调节系统压力，实现了在较低温度下的混合物分离，尤其适用于处理高沸点和热敏感物质。
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精馏参数的调节方法——塔压力的调节 • 减压控制—补氮气：在使用水环真空泵时， 可以用补氮气的方式来控制塔压。在真空 抽出线上接氮气线，通过调节氮气量来控 制真空度。我们新装置精馏部分的四个塔 压力都这样控制。
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精馏参数的调节方法——回流量的调节
回流：精馏塔的能量消耗随回流比几乎成正 比关系增加，所以选择最佳回流比是精馏装置节 能的一项重要措施。决定回流比的大小首先当 然是原料的性质和产品的要求，其次也应考虑设 备投资和能源消耗。减小回流比运转费用（主要 是塔釜加热量和塔顶冷量）将减少，但塔板数要 增多，塔的投资要增加，因此可看出选择回流比 可直接影 精馏塔操作出现液泛现象时，正常的操作要受到破坏，这 时要分析产生液泛的原因，作出相应的处理。若是设备问 题引起的，应该停车检修；若是操作不当，釜温突然上升 引起的，则应停止或减少进料量，稍降釜温，停止塔顶采 出，进行全回流操作，使带到塔顶的难挥发组分慢慢的流 到塔釜。当生产不允许停止进料时，可将釜温控制在稍低 与正常的操作温度下，加大塔顶采出量，减小回流比，当 塔压差降到正常值后，再将操作条件全面恢复正常。但是 这种操作只能保证产品的数量，而不能保证产品的质量。
减压精馏的原理——热量平衡
• • • • • • • • • （2）热量平衡 QB + QF = QC + QD + QW + QL QB——再沸器加热剂带入的热量 QF——进料带入热量 QC——冷凝器冷却剂带出的热量 QD——塔顶产品带出热量 QW——塔底产品带出热量 QL——散失于环境的热量 操作中要保持热量的平衡，再沸器、冷凝器的负荷要满足 要求，才能保持平稳操作。再沸器和进料的热量输入必须 转移到塔顶冷凝器。如果试图使再沸器加热量输入和回流 控制相互独立，那么该系统就不会稳定，因为热量不平衡。
精馏参数的调节方法——塔压差的调节 • 在精馏操作中怎样调节塔的压差 • 塔压差是衡量塔内气体负荷大小的主要因 素，也是判断精馏操作的进料、出料是否 均衡的重要标志之一。在进料、出料保持 平衡，回流比不变的情况下，塔压差基本 是不变的。当正常的物料平衡遭到破坏， 或塔内温度、压力改变时，都会造成塔内 上升蒸汽流速的改变，塔液位的改变，引 起塔压差的变化。
五、开停工步骤
• 开工步骤：1）氮气置换、气密；2）冷油运；3） 投用塔顶冷凝器；4）抽真空；5）投用塔底再沸 器，升温；6）塔顶回流罐建立液位后启动回流泵 建立全回流操作；7）调整操作至产品质量合格。 • 停工步骤：1）降负荷，停止产品采出，全回流操 作；2）降温；3）退油；4）轻油冲洗；5）置换， 吹扫；5）蒸塔。 • 开停工中注意升降温速度控制好，投用冷换设备 按操作规程进行，开工调整操作中注意物料平衡 和热量平衡，防止组分在塔中积累，影响产品合 格时间。
精馏参数的调节方法——塔压力的调节
• 在生产过程中当上述因素发生变化时，塔压发 生变化，控制塔压的调节机构就会自动动作，使 塔压恢复正常。塔压发生变化时，首先要判断引 起压力变化的原因，而不是简单的只从调节上使 塔压恢复正常，要从根本上消除变化的因素，才 能不破坏塔的操作。例如，塔顶冷剂量不足引起 塔压升高，若不提高冷剂量，而是通过增加塔顶 采出来调节压力，这样部分重组分会进入精馏段， 使产品不合格；又如釜温过低引起塔压下降，若 不提釜温，而是通过减少塔顶采出来控制压力， 会使部分轻组分到塔底，使产品不合格。
减压精馏的原理——气液相平衡
• （3）汽液相平衡 • 在精馏塔板上温度较高的的气体和温度较低的液 体相互接触时要进行传质、传热，其结果是气体 部分冷凝，液相中重组分增加，而塔板上液体部 分汽化，使汽相中轻组分浓度不断增加，当汽液 相达到平衡时，其组分的组成不在随时间变化。 • 在精馏塔的连续操作过程中应做到物料平衡、气液平衡和热量平衡，这3个平衡互相影响，互相制 约。
精馏的原理和操作
溶剂油项目筹建部
06/22/2007 工艺组培训资料
典型的减压精馏流程演示
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FC LC FC LC
提纲
• 一、减压精馏的原理 • 二、减压精馏控制方案 • 三、精馏参数的调节方法 • 四、异常情况的处理
• 五、精馏开、停操作
减压精馏的原理——定义和目的
减压精馏的定义 • 在减压（低于一个大气压）下进行分离混 合物的精馏操作称为减压精馏。
四、异常情况的处理
• 淹塔的处理 • 由于液相负荷过大，液体充满了整个降液管，从 而使上下塔板的液体连成一体，精馏效果被完全 破坏的现象称为淹塔。 • 精馏操作期间若发生淹塔时，现象为塔各点温度 接近，塔压差下降。 • 操作应减少回流量，以便使塔盘内液体回落，减 少进料量，适当增加塔底物料采出。并通知外操 塔顶采出改进不合格罐，分析合格后再改向产品 罐。
减压精馏控制方案——再沸器控制
• 确定了控制点后，我们要做的就是收集在 不同原料组成、不同压力、不同回流量、 不同回流温度下的控制点温度。 • 最后只要通过调节塔底再沸器的蒸汽量来 控制塔底温度，通过塔底温度的调节来改 变控制点温度。
精馏参数的调节方法——塔压力的调节
塔压力的调节 • 影响塔顶压力变化的因素是多方面的，例如： 塔顶温度、塔釜温度、进料组成、进料流量、进 料温度、回流量、冷剂量、冷剂压力等的变化以 及仪表故障，设备管线堵冻等，都可以引起塔压 的变化。例如，釜温突然升高、冷剂量减少、进 料中轻组分含量增加或进料量加大、采出管线堵 塞都会引起塔压升高。另外，塔顶调节阀失灵也 会引起塔压波动。
减压精馏控制方案——思路
进料温度、塔顶压力、回流量、回流温度
保持几个参数稳定
确定物料平衡
确定轻、重关键组分
温度、组成关系
找到关键的控制点
再沸器控制
通过塔底温度调节控制点的温度
减压精馏控制方案——稳定几个参数
• 借鉴偏三甲苯的一些操作经验 • 一、稳定几个参数 • 包括进料温度、塔顶压力、回流量、回流 温度，操作时尽量保持这几个参数的稳定， 特别时塔顶的压力，其他三个参数可以作 微调，或是从节能的角度考虑进行调节。
减压精馏的原理——缺点
• 减压精馏的缺点
真空操作对设备的密封要求严格，在技术上带来 一定的困难。特别对易燃易爆物质，当设备内漏 入空气时，有爆炸危险； 减压精馏的生产能力低于常压和加压精馏设备。
减压精馏的原理——物料平衡
• 精馏塔的三大平衡： • （1）物料平衡即F = D + W （进料＝塔顶采出+ 塔底采出）对某一组分（轻组分）：F xF=D xD+W xW • 操作中必须保证物料平衡，否则影响产品质量。 精馏设备的仪表必须设计为能使塔达到物料平衡， 以便进行稳定的操作。为了进行总体的进料平衡， 塔顶和塔底的采出量必须进行适当的控制，进料 物料不是做为塔顶产品采出，就是作为塔底产品 采出。通过调节阀控制
减压精馏控制方案——组分和温度关系
• 在压力一定的情况下，精馏塔内各点的组 分越重，其温度越高，这就意味着可以通 过温度去表征组分含量，也就是表征产品 质量。一般精馏塔上会有一些测温点，特 别是精馏段的测温点，这些点的组分很接 近最终的产品组分，因此我们选择精馏段 的一个测温点为操作的控制点，通过对产 品质量的分析，确定在一定原料组成、塔 顶压力、回流量和回流温度下控制点的准 确温度，通过这个温度去指导操作。
精馏参数的调节方法——塔底热量的调节
塔底热量的调节：塔底热量主要来自塔底 再沸器，此热量主要由蒸汽调节阀控制， 在操作过程中蒸汽的压力、温度都随时变 化，为了维持塔的热量平衡都要随时调整 其流量，同时还要配合进料组份的变化和 回流情况做出相应的调节。通常若蒸汽增 大或减小过大除调节蒸汽流量外最直接的 办法就是调节回流量
不妥之处敬请批评指正！
谢谢大家！
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减压精馏控制方案——保持物料平衡
• 二、保持物料平衡
• 根据操作经验和馏出口分析确定塔顶重关键组分的量和塔底轻关键组 分的量， • 塔顶采出=进料量*进料中轻组分含量*（1+重关键组分含量） • 塔底采出=进料量*进料中重组分含量*（1+轻关键组分含量） • 或塔底采出=进料量—塔顶采出 • 塔顶采出=进料量—塔底采出 • 实际操作中根据塔顶和塔底馏分的质量要求确定计算方法，看那个的 质量要求的比较严格，如果是塔顶产品的质量要求高，那么就通过塔 顶采出=进料量*进料中轻组分含量*（1+重关键组分含量）计算塔顶 采出量，在由塔底采出=进料量—塔顶采出计算塔底采出量，确定了 物料平衡。 • （以上为粗略计算，存在一定偏差，实际操作中还要参考产品质量和 塔的压差）
精馏参数的调节方法——塔压差的调节
• 精馏操作中，要针对引起塔压差变化的原因相应的进行调 节，常用的方法有三种。 • 进料量不变的情况 下，用塔顶的液相采出量来调节塔压 差。产品采出多，则塔内上升蒸汽的流速减小，塔压差下 降；采出量减少，塔内上升蒸汽的流速增大，塔压差上升。 • 在采出量不变的情况下，用进料量调节压差。进料量加大、 塔压差上升；进料量减小、塔压差下降。 • 在工艺指标允许的范围内，可以通过釜温的变化来调节塔 压差。提高釜温，塔压差上升；降级釜温，塔压差下降。 • 对于因设备问题造成的压差变化，应具体问题具体对待， 严重时应停车处理。
采用减压精馏的目的 • 在减压下，纯物质的沸点较正常压力下要 低。减压精馏就是借助降低系统压力，使 混合液的泡点下降，在较低的压力下沸腾， 以达到降低精馏操作的温度。
减压精馏的原理——优点
• 减压精馏的优点
对某些在高温下精馏时容易分解或聚合而达不到分离的目的的物质， 就必须采用减压精馏；
减压精馏可降低混合物的泡点，从而降低分离温度。因此可减少用于 加热的蒸汽消耗和使用较低压力的加热蒸汽。特别是以水蒸气作热源 时，加热温度提高后，所需的饱和水蒸气压力需要提高得更多，这对 设备和蒸汽源都提出了新的要求； 提高了分离能力。我们知道，被分离混合物之间的相对挥发度越大， 越容易分离。在减压在，一般的说，组分间的相对挥发度将增大，越 容易分离。 对于有毒物质的分离，采用减压精馏可防止剧毒物料的泄漏，减少对 环境的污染，在保护人体健康方面是有一定意义的。