【正文】 Pi0iK ? 式中 0iP —— i組分在系統(tǒng)溫度下的飽和蒸汽壓， Pa； P—— 系統(tǒng)壓力， Pa 對于石油或石油餾分，可用實沸點蒸餾的方法切割成為沸程在 10℃到 30℃的若干個窄餾分，把每個窄餾分看成為一個組分──假組分，借助于多元系統(tǒng)汽液相平衡計算的方法，進行石油蒸餾過程的汽液相平衡的計算。以上結論發(fā)表于 1801 年，通常稱之為道爾頓定律。例如，當計算平衡狀態(tài)下烴類汽相組成，以及在不 同 壓力下烴類及其混合物的沸點換算或計 算烴類液化條件等都以烴類蒸汽壓數據為基礎。 直餾汽油的脫臭在我國是用固定床脫臭法，經過預堿洗的汽油與空氣混合后進入裝有磺化菁鈷堿液的活性碳床層上進行吸附氧化反應，使汽油中的硫醇轉化為二硫化物，其反應式可表示如下： OHR S N a 2N a O HR S H ?? ??? 2N a O H RS S R OH O21 2RS N a 22 ??? ???? 催化劑 經堿洗及脫臭后的汽油硫醇，脫除率可達 96%以上。各種柴油的精制目的的主要為除去油品中的含氧化合 物（如硫醇）等，從而達到產品中 “硫含量 ”、 “銅片腐蝕 ”、 “酸度 ”等指標合格。過去，國內大部分煉廠的常減壓蒸餾裝置都不回收利用這部分氣體而排入大氣，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。為此，在塔內部結構 上采用了處理能力高，壓力降小，傳質傳熱效率高的新型金屬填料及相應的液體分布器，取代了全部或大部分傳統(tǒng)的板式塔盤。 另外，“兩段冷凝”的第一段冷凝器實際可視為一塊理論塔盤，有利于提高塔頂產品的分離精確度。 圖3 －4 “ 一段冷凝”系統(tǒng)示意流程圖分餾塔回流冷凝冷卻器回流罐水未凝氣產品 所謂“兩段冷凝”即塔頂油氣在第一級冷凝冷卻器只冷到部分油氣冷凝的溫度，并將冷凝液作 為回流打入塔內，而作為產品的部分油氣進一步在第二級冷凝冷卻器冷卻至出裝置溫度。即側線數等于 N2。因此，這些塔都是比較矮的。汽提蒸氣的用量一般為產品量的 2～ 4%（重），汽提后的產品溫度越比抽出溫度低 5～ 10 度。這是因為如果全部采用塔頂冷回流，則一方面冷回流量必然很大，全塔的氣相負荷也存在嚴重不均衡，使塔徑加大。第三是對輕質油含量高的原油，為降低原油換熱系統(tǒng)及常壓爐的壓降，降低常壓爐的熱負荷，往往需要將原油換熱至 230℃左右后，先進入初餾塔，將已汽化 的輕餾分從原油中分出，然后再將初底油進一步加熱，例如國外輕質原油的加工流程。 常減壓蒸餾： 常減壓蒸餾技術問答 19 1）三塔流程：設有初餾塔、常壓塔、減壓塔和附屬的汽提塔。 3）燃料 化工型。 22 根據原油的不同特點和不同的產品要求，有什么不同的加工流程？ 我國石油資源豐富，分布地域遼闊。常減壓裝置將原油用蒸餾方法分割成為不同沸點范圍的組分，以適應產品和下游工藝裝置對原料的要求。 根據減壓渣油的元素分析、族組成、結構組成以及重金屬含量、殘?zhí)嫉葋泶_定它是否可以作為催化裂化的原料，如可作為催化裂化的原料，則應深度脫鹽，控制鈉離子含量。相鄰兩餾分油的 95%點和 5%點重疊度不大于 10℃，減四線油 2%～ 97%點不大于 90℃。 19 常減壓蒸餾裝置對生產潤滑油基礎油（中性油）原料有何控制指標？ 生產潤滑油基礎油原料應控制餾分范圍、粘度、比色、殘?zhí)嫉戎笜恕ｐs分過重密度大，金屬含量隨之增加，在生產過程中易造成催化劑中毒失去活性和降低催化劑的強度，因而增加了催化劑的損耗，操作費用增加能耗 加大。 重油催化裂化裝置要求原料中的鈉含量在 1～ 2ppm以下，因為沉積在催化劑上的鈉會“中和”催化劑的酸性中心，并和催化劑基體形成低熔點的共熔物。尤其是凝固點較高的重柴油在使用時需經預熱，因而要求較高的閃點，為確保重柴油的使用安全，同時規(guī)定預熱溫度不得超過閃點的 2/3。這些物質將沉積在加氫裂化裝置預加氫 催化劑表面上，使催化劑失活，床層壓降增加，影響加氫裂化裝置正常運行。裂解料乙烯收率與裂解料芳烴指數關系如圖 2－ 1。輕柴油的規(guī)格就是按其凝固點而分為 10 號、 0 號、 10 號、 20 號、 35 號、 50 號六個品種。柴油機的速度越高，對燃料的餾程要求就越嚴。 13 常減壓蒸餾裝置能控制燈用煤油的哪些質量指標？ 常減壓蒸餾裝置能控制燈用煤油的餾程、閃點、密度等指標。這些要求是根據其主要用途而規(guī)定的。燃料密度大， 則其體積發(fā)熱值也較大，在同樣油箱體積下，飛機的續(xù)航時間和續(xù)航里程增加。 因此，常減壓蒸餾裝置要根據各廠具體情況來確定重整原料油的切割范圍。石油餾分中的砷含量隨沸點升高而增加。 90%點餾出溫度是控制車用汽油中重質組分的指標，用以保證良好蒸發(fā)和完全燃燒，并防止積碳和生成酸性物質等，同時也保證不致稀釋機油。 常減壓蒸餾技術問答 9 第二章 產品種類和性質 常減壓蒸餾裝置能生產哪些產品及二次加工的原料？ 常減壓蒸餾裝置可從原油中分離出各種沸點范圍的產品和二次加工的原料。寬，窄重整原料雜質含量低，可生產芳香烴和高辛烷值汽油。 航空煤油比重大，結晶點低（ 65℃），環(huán)烷烴含量高達 64%，體積發(fā)熱值高，但芳香烴含量高，對燃燒性能不利。由于硫含量很低，因此，輕質燃料油不需精制。可根據實際需要進行簡單評價和綜合評價。 特性因數 (K)大小，原油分為三類： 特性因數 (K) K 石蠟基原油 特性因數 (K) K 中間基原油 特性因數 (K) K 環(huán)烷基原油 石蠟基原油一般含烷烴量超過 50%，其特點是比重小，凝固點高含硫、含膠質低。原油中的氮化物可分為堿性和非堿兩類。酸性氧化物中有環(huán)烷酸、脂肪酸以及酚類，總稱為石油酸。 原油中的非烴化合物主要包括含硫、含氧、含氮化合物以及膠狀、瀝青狀物質。 高沸點如潤滑油餾分中含有 C20～ C36 左右的正構烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。 上述各種元素并非以單質出現，組成原油的化合物主要是碳元素和氫元素，是以烴類化合物的形式存在。在非金屬元素中主要有氯 (Cl)、硅 (Si)、磷 (P)、砷 (As)等 ，這些元素雖然含量極微，但對原油的煉制工藝過程影響很大。低沸點餾分如在汽油餾分中含有 C5～ C11的正構烷烴、異構烷烴、單環(huán)環(huán)烷烴、單環(huán)芳香烴（苯系 )中間餾分如在煤油、柴油餾分中含有 C10～ C20的正異構烷烴、帶側鏈的單環(huán)環(huán)烷烴、雙環(huán)及三環(huán)環(huán)烷烴、雙環(huán)芳香烴、環(huán)烷 芳香的混合烴。在原油加工過程中，絕大多數的精制過程都是為了解決非烴化合物的問題。這些含氧化合物，可分為酸性氧化物和中性氧化物兩類。大部分氮也是以膠狀、瀝青狀物質形態(tài)存在于渣油中。 特性因數分類 研究各族烴類的性質時發(fā)現：將各族烴類的沸點（ Ro )的立方根對比重（ )作圖，都近似直線，但其斜率不同，因此將此斜率命名為特性因數 K。 原油評價的內容是什么？如何評價我國幾種典型原油的性質？ 原油評價是對原油的一般性質及特點進行一系列化驗分析得出的數據和結論。 大慶原油是一種低硫，低膠，高含蠟，凝固點高的石蠟基原油，由于含烷烴多， 所以，在其各個餾分中，烷烴的相對含量高，生產汽油抗爆性較差，小于 180℃餾分，馬達法辛烷值僅 40左右，航煤的比重較小，結晶點較高，故只能符合 2號噴氣燃料規(guī)格。 孤島原油的餾分較重， 200℃以前的餾分占原油的 %， 300℃以前的餾分占原油的%， 500℃以前的總撥出率為原油的 %， 直餾汽油初餾點 ～ 130餾分含環(huán)烷烴約 60%，但需要精制，以除去含硫，含氮化合物才適合作重整原料，初餾點 ～ 180℃餾分馬達法辛烷值 65。小于350℃餾分占 %，是國內少有的輕質原油。 350～ 565催化裂化原料油飽和烴不高，裂化性能不佳，酸值較高，潤滑油餾分適用淺度脫蠟，深度精制，對生產潤滑油是有利的。一般車用汽油在汽化器里的有效揮發(fā)度為 30～ 50%，暖車時揮發(fā)度 30～ 40%，正常行駛時揮發(fā)度為 65%左右，因而用 35%及 65%的平均數 50%餾出溫度來控制車用汽油的行車汽化性能。故要求砷含量在 1～ 2ppb以下，若常減壓蒸餾裝置生產的重整原料油砷含量在 100ppb以下，如加工大港油，勝利油則可在重整裝置經預加氫后達到此要求，若大于 200ppb（如加工大慶油時），則需設置預脫砷罐。 5℃。 常減壓蒸餾技術問答 11 為什么要控制噴氣燃料的密度呢？因為飛機油箱的體積有限。按照國家標準 200 號溶劑油初餾點應不低于140℃， 98%餾出點不高于 200℃，閉口閃點不低于 33℃，芳烴含量不大于 15%，密度不大于 780kg/m3， （對于環(huán)烷基原油可控制不大于 790kg/m3），并要求腐蝕，機械雜質和水分等指標合格。餾分太寬會浪費分子篩脫蠟裝置的有效處理能力，增加其水、電、汽的消耗，減少其目的產物的收率。 柴油餾程是一個重要的質量指標。對于高含蠟原油，在生產過程中往往需要脫蠟，才能得到凝固點符合規(guī)格要求的柴油。另外，芳烴指數越高，容易結焦，單爐開工周期縮短。干點、殘?zhí)几撸?VGO 中金屬含量、膠質含量增高。閃點要求不低于 65℃，若輕餾分含量較多，則閃點較低，在儲存和運輸中不安全。 17 常減壓蒸餾裝置對常壓重油控制哪些質量指標？ 當常壓重油用作重油催化裂化裝置的原料時，常減壓蒸餾裝置需控制常壓重油的鈉離子含量。如果蠟油殘?zhí)疾桓?，而顏色深度大，說明減壓餾分不好，需改進減壓餾分的設備和操作。因 此重油催化裂化工藝對原料油的額殘?zhí)己椭亟饘俸恳彩怯幸欢ㄒ蟮摹? 潤滑油餾分最好是初餾點到干點的范圍不大于 100℃。 常減壓蒸餾技術問答 16 20 對減壓渣油有何控制指標？ 減壓渣油的質量沒有統(tǒng)一控制指標，根據原油性質和全廠總流程方案的要求，視其不同用途，而有不同要求。煉油工業(yè)的主要目的是從原油中提煉出各種燃料、潤滑油，化工原料和其他石油產品（例如石油焦 、瀝青等）。 因此，常減壓蒸餾裝置的操作，直接影響著下游二次加工裝置和全廠的生產狀況。除生產重整原料、汽油組分、煤油、柴油和燃料油外 ，還生產催化 常減壓蒸餾技術問答 18 圖3－ 2 常 壓蒸餾（單塔）流程示意圖含鹽水脫鹽罐加熱爐原油常壓塔 輕柴油常底油去減壓蒸餾重柴油重沸器回流罐航煤重整原料水氣體 圖3－3 常 壓蒸餾（雙塔）流程示意圖脫鹽罐含鹽水加熱爐回流罐原油重整原料初餾塔重柴油去減壓蒸餾常底油常壓塔回流罐重沸器重整原料輕柴油航煤水氣體裂化或加氫裂化原料，不生產潤滑油組分原料。其典型流程可分為常減壓蒸餾和常壓蒸餾兩種。對勝利、任丘等原油中砷含量不高的原油加工，就可直接從常壓塔頂拔出重整原料，其次是在加工含硫含鹽均較高的原油時，由于塔頂低溫部位的 H2SHCIH2O型腐蝕嚴重，設置初餾塔后，可將大部分腐蝕轉移至初餾塔頂，從而減輕了常壓系統(tǒng)塔頂的腐蝕，這樣做在經濟上較為合理。則除采用冷回流以控制塔頂溫度外，還必須采用循環(huán)回流，即自塔的某一層塔板抽出一部分液相部分，經換熱冷卻后重新打入塔內原抽出層上幾塊板的位置。 最常用的汽提方法是采用溫度比側線抽出溫度高的水蒸氣進行直接汽提。由于常減壓蒸餾所加工的原料為復雜的混合物，而且產品也是復雜混合物，并不要求很高的分離精度。 一般來說，側線數的多少由以下幾個因素確定： 1）產品數的多少。在設備上，回流與產品合用一個泵， 一個罐。 從節(jié)能的觀點來看，為了經濟地回收熱量，“兩段冷凝”也比“一段冷凝”流程有利，在采用“兩段冷凝”流程時，應適 當提高回流溫度，回流組成變重，塔頂溫度增高，有利于換熱以回收塔頂熱量。這項技術的主要特點是改變了減壓塔的傳統(tǒng)操作方式及塔的內部結構，即在塔和爐管內不注入水蒸氣的情況下，使塔的閃蒸段在較高的真空度（一般殘壓 2020～ ) 和較低的溫度（ 360～ 370度）下操作。這兩部分氣態(tài)烴在塔頂冷凝冷卻條件下， 常減壓蒸餾技術問答 23 仍然呈氣相從回流罐逸出，并攜帶少量輕質汽油。經精制后航煤中 “硫醇性硫含量 ”應小于 10ppm，燈用煤油則重點為除去稀烴、芳烴、瀝青質、膠質等使煤油使用時產生黑煙的雜質，使精制后的燈煤 “點燈試驗 ”及 “無煙火焰高度 ”兩項指標達到規(guī)格要求。經過酸洗后的油品還需要再次堿洗、水洗以除去游離酸及堿。 在煉油工藝中，經常要用到蒸汽壓的數據。 常減壓蒸餾技術問答 26 道爾頓 (Dalton)根據大量試驗結果，歸納為“系統(tǒng)的總壓等于系統(tǒng)中各組分分壓之和”。 汽液相平衡常數 Ki是指汽液兩相達到平衡時，在系統(tǒng)的溫度壓力條件下，系統(tǒng)中某一組分 i在汽相中的摩爾分率 yi與液相中的摩爾分率 xi的比值。 露點壓力是在恒溫條件下壓縮氣體混合物，當汽體混合物開始冷凝出現第一個液滴的壓力。 塔內要裝設有塔板或填料，使下部上升的溫度較高、重組分含量較多的油汽與上部下降的溫度較低、輕組分含量較多的液體相接觸，同時進行傳熱和傳質過程。塔底引出最重產品 —— 重油。故而水蒸氣汽提得到了廣泛的應用。石油精餾過程國內主要用經驗或半經驗的方法設計，回流比主要由全塔熱量平衡確定。 蒸餾塔板或填料設計的一個重要的指導思想，在于提供汽、液充分接觸的傳熱、傳質表面積。為了減低由于采用中段循環(huán)回流后使其上方內回流減少、對分餾效果不利的影響，中段循環(huán)回流應設置在