【正文】 分出，而鹽份溶于水中，再加以高壓電場配合，使形成的較大水滴順利除去。 （ 2）常壓蒸餾和減 壓蒸餾 常壓蒸餾和減壓蒸餾習慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾基本屬物理過程。原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點范圍不同的油品（稱為餾分），這些油有的經調合、加添加劑后以產品形式出廠，相當大的部分是后續(xù)加工裝置的原料，因此，常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工。包括三個工序：原油的脫鹽、脫水 ；常壓蒸餾；減壓蒸餾。 （ 3）催化裂化 催化裂化是在熱裂化工藝上發(fā)展起來的。是提高原油加工深度，生產優(yōu)質汽油、柴油最重要的工藝操作。原料范主要是原油蒸餾或其他煉油裝置的 350 ~ 540℃ 餾分的重質油，催化裂化工藝由三 部分組成：原料油催化裂化、催化劑再生、產物分離。催化裂化所得的產物經分餾后可得到氣體、汽油、柴油和重質餾分油。 有部分油返回反應器繼續(xù)加工稱為回煉油。催化裂化操作條件的改變或原料波動，可使產品組成波動。 （ 4）加氫裂化 是在高壓、氫氣存在下進行，需要催化劑，把重質原料轉化成汽油、煤油、柴油和潤滑油。加氫裂化由于有氫存在，原料轉化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作靈活，可按產品需求調整。產品收率較高，而且質量好。 江漢大學 7 （ 5）延遲焦化 它是在較長反應時間下，使原料深度裂化，以生產固體石油焦炭為主要目的 ，同時獲得氣體和液體產物。延遲焦化用的原料主要是高沸點的渣油。延遲焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約 500℃ ， 焦炭塔在稍許正壓下操作。改變原料和操作條件可以調整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。 （ 6）煉廠氣加工 原油一次加工和二次加工的各生產裝置都有氣體產出，總稱為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由 2 個碳原子組成的乙烷和乙烯、由 3個碳原子組成的丙烷和丙烯、由 4個碳原子組成的丁烷和丁烯等。它們的主要用途是作為生產汽油的原料和石油化工原料以及生產氫氣和氨。發(fā)展煉油廠氣加工的前提是要對煉廠氣先分 離后利用。煉廠氣經分離作化工原料的比重增加，如分出較純的乙烯可作乙苯； 分出較純的丙烯可作聚丙烯等 . 石油產品分類和加工方法 ．石油產品的分類 原油加工可得到幾千種產品（俗稱油品），大致可分為燃料，潤滑油和潤滑脂，蠟，瀝青及石油焦，有機化學品等四大類。 （ 1） 燃料。汽油、噴氣燃料、煤油、柴油和燃料油等，主要作為發(fā)動機燃料、鍋爐燃料和照明用，占全部石油產品 90%以上。汽油根據辛烷值的大小而有不同的牌號，噴氣燃料如航空煤油主要用于噴氣發(fā)動機，以質量熱值和體積熱值表示起能量特性，柴油是以凝固點作牌號， 以十六烷值衡量燃料性能。柴油機比汽油機功率大，燃燒性能好，節(jié)省燃料。 （ 2） 潤滑油和潤滑脂。主要用于減少機械的磨損、延長使用壽命及降低動力消耗。潤滑油約占石油產品總量的 5%，僅次于石油燃料。品種繁多，用途極廣，主要有發(fā)動機潤滑油、機械油、液壓油、齒輪油等。潤滑脂品種也比較多，但產量比潤滑油少的多。 （ 3） 蠟、瀝青和石油焦。是生產燃料和潤滑油的副產品，產量為所加工原油總量的百分之幾，用途也極為廣泛。 （ 4） 石油化工產品。石油煉制過程中所得到的石油氣、芳香烴以及其他副產品合成的基本原料或中間體，有的 產品可以直接使用。 江漢大學 8 加工方法 習慣上將石油煉制工藝過程不很嚴格地分為一次加工、二次加工過程。其中一次加工將原油用蒸餾的方法分離成幾個不同沸點范圍的餾分，常稱為原油蒸餾。它包括原油的預處理、常壓蒸餾和減壓蒸餾，產物為輕汽油、汽油、煤油、柴油、潤滑油等餾分和渣油；二次加工是將一次加工過程產物進行再加工，主要是指將輕汽油餾分、重質餾分和渣油進行催化重整、催化裂化、催化加氫、延遲焦化和熱裂化等過程。此外，還有人將二次加工產生的各種氣體或輕烴進一步加工，以生產高辛烷值汽油組分和各種有機化學產品的過程稱為三次加工。 煉 油廠類型 我國石油工業(yè)發(fā)展速度很快，現在已有幾十個石油化工企業(yè)分布在全國各地，年加工原油能力超過 1 億噸。按所加工原柚的性質，所需產品的品種、數量和市場需求以及加工技術不同，煉油廠可以分四種類型： （ 1） 燃料型煉油廠 （ 2） 燃料 潤滑油型煉油廠 （ 3） 燃料 化工型煉油廠 （ 4） 燃料 潤滑油 化工型煉油廠 大慶原油屬于高凝點、高含蠟量、低含硫量的原油，膠質含量較勝利、克拉瑪依原油少得多，特性因數較高。由大慶原油的綜合評價結果確定燃料 潤滑型的加工方案。 江漢大學 9 常減壓蒸餾 ． 概述 對原油進行蒸餾，是煉油廠的第一 道工序，常減壓蒸餾裝置在煉油廠中據首要地位，被喻為煉油廠的“龍頭”。在煉油廠原油加工的第一步就是首先把原油分割成不同沸點范圍的餾分，然后進一步加工利用，或除去這些餾分中的非理想組分，或經化學變化得到所需組成結構進而獲得一系列合格產品。因此必須解決原油的分割問題，而蒸餾正是這樣一種合適的，同時也是經濟、也是最容易實現的分離手段。 通常蒸餾是在兩個塔內進行的： （ 1）常壓蒸餾塔。在此塔中僅能分離比較低沸點的餾分，如拔頂氣、航空煤油、煤油、輕柴油、重柴油等，剩余部分從塔底部排出進入減壓塔。 （ 2）減壓蒸餾 塔。在此塔中常壓塔底部的重油在真空（約 8KPa 壓力）下進行蒸餾，由于壓力低，所以沸點就低，避免了油品的裂解和結焦。借助此過程，可得到潤滑油餾分，也可以按生產方案分割成二次加工的原料。 原油三段汽化常減壓蒸餾工藝 煉油廠或石油化工企業(yè)的原油蒸餾裝置多采用三段汽化常減壓蒸餾。如下工藝流程圖一和圖二。這是以精餾塔和加熱爐為主體組成的蒸餾裝置。由于原油在開采和運輸過程中除了夾帶少量泥沙、鐵等雜質，一般都含有少量水分，并且這些水中都溶有一定量的鈣、鈉、鎂等鹽類。原油含水含鹽都會給運輸存儲增加負擔，也給加工過 程帶來不利的影響。原油含水會增加蒸餾過程熱能消耗，也會導致動力消耗增加，嚴重時甚至會引起精餾塔超壓或沖塔。原油含鹽會沉積在器壁和換熱器管道，造成裝 置停工事故。因此原油在蒸餾前必須進行脫鹽脫水，一般要求原油含鹽 5mg，水 %%。 脫鹽脫水后的原油換熱到 230 度 — 240 度進入初餾塔，塔頂出輕汽油餾分或重整原料。塔底為拔頭原油由泵送入常壓爐加熱到 360— 370 度進入到常壓塔。常壓塔頂出汽油餾分，側線抽出自上而下分別為煤油、輕柴油、重柴油餾分，塔底為常壓重油。為了取得潤滑油餾分或催化裂化原料，需要把 沸點在 350— 500度的餾分從常壓重油中分離出來，所以將常壓塔底重油在減壓條件下進行蒸餾，溫度條件限制在 420 度以下。 常壓塔底重油經過減壓爐加熱到 405— 410 度送入減壓塔。在塔頂一般不出江漢大學 10 產品而直接與抽真空設備相連，并采用塔頂循環(huán)回流方式。減壓塔一般有 3— 4個側線，根據煉油廠加工類型生產潤滑油餾分或催化裂化原料。 三段汽化原油蒸餾工藝流程的特點有： ⑴ 初餾塔頂產品輕汽油一般作催化重整裝置進料。由于原油中的含砷的有機物質，隨著原油溫度的升高而分解汽化，因而初餾塔頂汽油的砷含量較低，而常壓塔頂汽油含 砷量很高。砷是重整催化劑的有害物質，因而一般含砷量高的原油生產重整原料均采用初餾塔。 ⑵ 常壓塔可設 3～ 4個側線，生產溶劑油、煤油 (或噴氣燃料 )、輕柴油、重柴油等餾分。 ⑶ 減壓塔側線出催化裂化或加氫裂化原料，產品較簡單，分餾精度要求不高，故只設 2~3 個側線，不設汽提塔。 ⑷ 減壓蒸餾可以采用干式減壓蒸餾工藝。所謂干式減壓蒸餾，即不依賴注入水蒸汽以降低油汽分壓的減壓蒸餾方式。干式減壓蒸餾一般采用填料而不是塔板。與傳統(tǒng)濕式減壓精餾相比，它的主要特點有：填料壓降小，塔內真空度提高，加熱爐 出口溫度降低使不凝氣減少，大大降低了塔頂冷凝器的冷卻負荷，減少冷卻水用量，降低能耗等。 原油蒸餾塔的工藝特征 （ 1）復合塔結構。原油通過常壓蒸餾可以得到汽油、柴油、輕柴油、重柴油等產品及常壓重油，根據多元精餾原理，則需要 n1 即 4 個塔。 （ 2）限定的最高進料溫度和基本固定的供熱量。原油主要是各種烴類的復合物，高于 350 度時就有可能發(fā)生熱分解而影響產品質量。 （ 3）設有氣提段和氣提塔。 （ 4）適當的過氣化率。 （ 5）原油蒸餾塔的回流方式。 催化裂化 在催化劑的作用和一定溫度條件下，使沸點較高的原料油經過 一系列化學反應裂化為輕質油的加工工藝叫催化裂化。主要生成氣體、汽油、柴油、重質油及焦炭，在反應條件和催化劑性能不同時，各產品的產率和性質也不相同。由于催化裂化的工藝在技術和經濟上有許多優(yōu)越處，所以它是用于二次加工生產高質量汽油的主要手段，在石油煉制過程中占有十分重要的地位。是提高原油加工深度，生產優(yōu)質汽油、柴油最重要的工藝操作。原料范主要是原油蒸餾江漢大學 11或其他煉油裝置的 350 ~ 540℃ 餾分的重質油，催化裂化工藝由三部分組成：原料油催化裂化、催化劑再生、產物分離。有部分油返回反應器繼續(xù)加工稱為回煉油。催化裂化操 作條件的改變或原料波動，可使產品組成波動 催化重整 催化重整是在催化劑的作用下，烴類分子結構重新安排成為新的分子化合物的工藝過程。催化重整能為化纖、橡膠、塑料和精細化工行業(yè)提供重要原料；為交通事業(yè)提供高辛烷值汽油；為化工提供重要的溶劑油和大量廉價的副產高純氫，因此其在石油化工聯合企業(yè)生產過程中占有十分重要的地位。 江漢大學 12 圖二 江漢大學 13 4. 常壓塔設計 概述 塔設備的應用 在化工、煉油、醫(yī)藥、食品及環(huán)境保 護等工業(yè)部門，塔設備是一種重要的單元操作設備。他的應用面廣、量大。據統(tǒng)計，塔設備無論其投資費用還是所消耗的鋼材重量，在整個過程中所占有的比例都是想當的高。 塔設備的作用是實現氣 液相或液 液相之間的充分接觸，從而達到相際間進行傳質及傳熱的目的。塔設備廣泛應用于蒸餾、吸收、介吸、萃取、氣體的洗滌、增濕及冷卻等單元操作中，它的操作性能的好壞，對整個裝置的生產，產品產量、質量、成本及環(huán)境保護、三廢處理都有很大的影響。因此對塔設備的研究一直是工程界所關注的熱點。隨著石油、化工的迅速發(fā)展，塔設備的合理造型及設計將越來 越受到關注和重視。 為了使塔設備能更有效、更經濟的運行，除了要求它滿足特定的工藝條件外，還應滿足以下基本要求： （ 1）氣液兩相充分接觸，相際間傳熱面積大。 （ 2）生產能力大，即氣液處理量大。 （ 3）操作穩(wěn)定，操作彈性大。 （ 4）阻力小。 （ 5）結構簡單，制造、安裝、維修方便，設備的投資及操作費用低。 （ 6）耐腐蝕，不易堵塞。 常壓塔的工藝流程圖如下圖 塔設備的選型 [1]塔設備的總體結構 目前，塔設備的種類很多，為了便于比較和選型，必須對塔設備進行分類，常見的分類方法有： （ 1）按操 作壓力分有加壓塔、常壓塔及減壓塔； （ 2）按單元操作分有精餾塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反應塔、干燥塔； （ 3）按內件結構分有填料塔、板式塔； 填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質設備。塔內以填料作為氣液接觸和傳質的基本構件。液體在填料表面呈膜狀自上而下流動，氣體呈連續(xù)相自下而上與液體江漢大學 14 作逆流流動，并進行氣液兩相間的傳質和傳熱。兩相的組分濃度或溫