【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(duì)于石油或石油餾分，可用實(shí)沸點(diǎn)蒸餾的方法切割成為沸程在 10℃到 30℃的若干個(gè)窄餾分，把每個(gè)窄餾分看成為一個(gè)組分──假組分，借助于多元系統(tǒng)汽液相平衡計(jì)算的方法，進(jìn)行石油蒸餾過(guò)程的汽液相平衡的計(jì)算。以上結(jié)論發(fā)表于 1801 年，通常稱之為道爾頓定律。例如，當(dāng)計(jì)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(diǎn)換算或計(jì) 算烴類液化條件等都以烴類蒸汽壓數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。 直餾汽油的脫臭在我國(guó)是用固定床脫臭法，經(jīng)過(guò)預(yù)堿洗的汽油與空氣混合后進(jìn)入裝有磺化菁鈷堿液的活性碳床層上進(jìn)行吸附氧化反應(yīng)，使汽油中的硫醇轉(zhuǎn)化為二硫化物，其反應(yīng)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(jīng)堿洗及脫臭后的汽油硫醇，脫除率可達(dá) 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(dá)到產(chǎn)品中 “硫含量 ”、 “銅片腐蝕 ”、 “酸度 ”等指標(biāo)合格。過(guò)去，國(guó)內(nèi)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(fèi)了資源，又污染了環(huán)境。為此，在塔內(nèi)部結(jié)構(gòu) 上采用了處理能力高，壓力降小，傳質(zhì)傳熱效率高的新型金屬填料及相應(yīng)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(shí)際可視為一塊理論塔盤，有利于提高塔頂產(chǎn)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(chǎn)品 所謂“兩段冷凝”即塔頂油氣在第一級(jí)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(nèi)，而作為產(chǎn)品的部分油氣進(jìn)一步在第二級(jí)冷凝冷卻器冷卻至出裝置溫度。即側(cè)線數(shù)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(chǎn)品量的 2～ 4%（重），汽提后的產(chǎn)品溫度越比抽出溫度低 5～ 10 度。這是因?yàn)槿绻坎捎盟斃浠亓?，則一方面冷回流量必然很大，全塔的氣相負(fù)荷也存在嚴(yán)重不均衡，使塔徑加大。第三是對(duì)輕質(zhì)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(fù)荷，往往需要將原油換熱至 230℃左右后，先進(jìn)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(jìn)一步加熱，例如國(guó)外輕質(zhì)原油的加工流程。 常減壓蒸餾： 常減壓蒸餾技術(shù)問(wèn)答 19 1）三塔流程：設(shè)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(jù)原油的不同特點(diǎn)和不同的產(chǎn)品要求，有什么不同的加工流程？ 我國(guó)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(diǎn)范圍的組分，以適應(yīng)產(chǎn)品和下游工藝裝置對(duì)原料的要求。 根據(jù)減壓渣油的元素分析、族組成、結(jié)構(gòu)組成以及重金屬含量、殘?zhí)嫉葋?lái)確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(yīng)深度脫鹽，控制鈉離子含量。相鄰兩餾分油的 95%點(diǎn)和 5%點(diǎn)重疊度不大于 10℃，減四線油 2%～ 97%點(diǎn)不大于 90℃。 19 常減壓蒸餾裝置對(duì)生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油（中性油）原料有何控制指標(biāo)？ 生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油原料應(yīng)控制餾分范圍、粘度、比色、殘?zhí)嫉戎笜?biāo)。餾分過(guò)重密度大，金屬含量隨之增加，在生產(chǎn)過(guò)程中易造成催化劑中毒失去活性和降低催化劑的強(qiáng)度，因而增加了催化劑的損耗，操作費(fèi)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?yàn)槌练e在催化劑上的鈉會(huì)“中和”催化劑的酸性中心，并和催化劑基體形成低熔點(diǎn)的共熔物。尤其是凝固點(diǎn)較高的重柴油在使用時(shí)需經(jīng)預(yù)熱，因而要求較高的閃點(diǎn)，為確保重柴油的使用安全，同時(shí)規(guī)定預(yù)熱溫度不得超過(guò)閃點(diǎn)的 2/3。這些物質(zhì)將沉積在加氫裂化裝置預(yù)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(yùn)行。裂解料乙烯收率與裂解料芳烴指數(shù)關(guān)系如圖 2－ 1。輕柴油的規(guī)格就是按其凝固點(diǎn)而分為 10 號(hào)、 0 號(hào)、 10 號(hào)、 20 號(hào)、 35 號(hào)、 50 號(hào)六個(gè)品種。柴油機(jī)的速度越高，對(duì)燃料的餾程要求就越嚴(yán)。 13 常減壓蒸餾裝置能控制燈用煤油的哪些質(zhì)量指標(biāo)？ 常減壓蒸餾裝置能控制燈用煤油的餾程、閃點(diǎn)、密度等指標(biāo)。這些要求是根據(jù)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(jī)的續(xù)航時(shí)間和續(xù)航里程增加。 因此，常減壓蒸餾裝置要根據(jù)各廠具體情況來(lái)確定重整原料油的切割范圍。石油餾分中的砷含量隨沸點(diǎn)升高而增加。 90%點(diǎn)餾出溫度是控制車用汽油中重質(zhì)組分的指標(biāo)，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(zhì)等，同時(shí)也保證不致稀釋機(jī)油。 常減壓蒸餾技術(shù)問(wèn)答 9 第二章 產(chǎn)品種類和性質(zhì) 常減壓蒸餾裝置能生產(chǎn)哪些產(chǎn)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(diǎn)范圍的產(chǎn)品和二次加工的原料。寬，窄重整原料雜質(zhì)含量低，可生產(chǎn)芳香烴和高辛烷值汽油。 航空煤油比重大，結(jié)晶點(diǎn)低（ 65℃），環(huán)烷烴含量高達(dá) 64%，體積發(fā)熱值高，但芳香烴含量高，對(duì)燃燒性能不利。由于硫含量很低，因此，輕質(zhì)燃料油不需精制?？筛鶕?jù)實(shí)際需要進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)。 特性因數(shù) (K)大小，原油分為三類： 特性因數(shù) (K) K 石蠟基原油 特性因數(shù) (K) K 中間基原油 特性因數(shù) (K) K 環(huán)烷基原油 石蠟基原油一般含烷烴量超過(guò) 50%，其特點(diǎn)是比重小，凝固點(diǎn)高含硫、含膠質(zhì)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(zhì)。 高沸點(diǎn)如潤(rùn)滑油餾分中含有 C20～ C36 左右的正構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。 上述各種元素并非以單質(zhì)出現(xiàn)，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(duì)原油的煉制工藝過(guò)程影響很大。低沸點(diǎn)餾分如在汽油餾分中含有 C5～ C11的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)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(gòu)烷烴、帶側(cè)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(guò)程中，絕大多數(shù)的精制過(guò)程都是為了解決非烴化合物的問(wèn)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(zhì)形態(tài)存在于渣油中。 特性因數(shù)分類 研究各族烴類的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)：將各族烴類的沸點(diǎn)（ Ro )的立方根對(duì)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(shù) K。 原油評(píng)價(jià)的內(nèi)容是什么？如何評(píng)價(jià)我國(guó)幾種典型原油的性質(zhì)？ 原油評(píng)價(jià)是對(duì)原油的一般性質(zhì)及特點(diǎn)進(jìn)行一系列化驗(yàn)分析得出的數(shù)據(jù)和結(jié)論。 大慶原油是一種低硫，低膠，高含蠟，凝固點(diǎn)高的石蠟基原油，由于含烷烴多， 所以，在其各個(gè)餾分中，烷烴的相對(duì)含量高，生產(chǎn)汽油抗爆性較差，小于 180℃餾分，馬達(dá)法辛烷值僅 40左右，航煤的比重較小，結(jié)晶點(diǎn)較高，故只能符合 2號(hào)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(diǎn) ～ 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(diǎn) ～ 180℃餾分馬達(dá)法辛烷值 65。小于350℃餾分占 %，是國(guó)內(nèi)少有的輕質(zhì)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(rùn)滑油餾分適用淺度脫蠟，深度精制，對(duì)生產(chǎn)潤(rùn)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(shí)揮發(fā)度 30～ 40%，正常行駛時(shí)揮發(fā)度為 65%左右，因而用 35%及 65%的平均數(shù) 50%餾出溫度來(lái)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(chǎn)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(jīng)預(yù)加氫后達(dá)到此要求，若大于 200ppb（如加工大慶油時(shí)），則需設(shè)置預(yù)脫砷罐。 5℃。 常減壓蒸餾技術(shù)問(wèn)答 11 為什么要控制噴氣燃料的密度呢？因?yàn)轱w機(jī)油箱的體積有限。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 200 號(hào)溶劑油初餾點(diǎn)應(yīng)不低于140℃， 98%餾出點(diǎn)不高于 200℃，閉口閃點(diǎn)不低于 33℃，芳烴含量不大于 15%，密度不大于 780kg/m3， （對(duì)于環(huán)烷基原油可控制不大于 790kg/m3），并要求腐蝕，機(jī)械雜質(zhì)和水分等指標(biāo)合格。餾分太寬會(huì)浪費(fèi)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(chǎn)物的收率。 柴油餾程是一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)。對(duì)于高含蠟原油，在生產(chǎn)過(guò)程中往往需要脫蠟，才能得到凝固點(diǎn)符合規(guī)格要求的柴油。另外，芳烴指數(shù)越高，容易結(jié)焦，單爐開(kāi)工周期縮短。干點(diǎn)、殘?zhí)几撸?VGO 中金屬含量、膠質(zhì)含量增高。閃點(diǎn)要求不低于 65℃，若輕餾分含量較多，則閃點(diǎn)較低，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中不安全。 17 常減壓蒸餾裝置對(duì)常壓重油控制哪些質(zhì)量指標(biāo)？ 當(dāng)常壓重油用作重油催化裂化裝置的原料時(shí)，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(shuō)明減壓餾分不好，需改進(jìn)減壓餾分的設(shè)備和操作。因 此重油催化裂化工藝對(duì)原料油的額殘?zhí)己椭亟饘俸恳彩怯幸欢ㄒ蟮摹? 潤(rùn)滑油餾分最好是初餾點(diǎn)到干點(diǎn)的范圍不大于 100℃。 常減壓蒸餾技術(shù)問(wèn)答 16 20 對(duì)減壓渣油有何控制指標(biāo)？ 減壓渣油的質(zhì)量沒(méi)有統(tǒng)一控制指標(biāo)，根據(jù)原油性質(zhì)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(rùn)滑油，化工原料和其他石油產(chǎn)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(chǎn)狀況。除生產(chǎn)重整原料、汽油組分、煤油、柴油和燃料油外 ，還生產(chǎn)催化 常減壓蒸餾技術(shù)問(wèn)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(chǎn)潤(rùn)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(duì)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(shí)，由于塔頂?shù)蜏夭课坏?H2SHCIH2O型腐蝕嚴(yán)重，設(shè)置初餾塔后，可將大部分腐蝕轉(zhuǎn)移至初餾塔頂，從而減輕了常壓系統(tǒng)塔頂?shù)母g，這樣做在經(jīng)濟(jì)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(jīng)換熱冷卻后重新打入塔內(nèi)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(cè)線抽出溫度高的水蒸氣進(jìn)行直接汽提。由于常減壓蒸餾所加工的原料為復(fù)雜的混合物，而且產(chǎn)品也是復(fù)雜混合物，并不要求很高的分離精度。 一般來(lái)說(shuō)，側(cè)線數(shù)的多少由以下幾個(gè)因素確定： 1）產(chǎn)品數(shù)的多少。在設(shè)備上，回流與產(chǎn)品合用一個(gè)泵， 一個(gè)罐。 從節(jié)能的觀點(diǎn)來(lái)看，為了經(jīng)濟(jì)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(shí)，應(yīng)適 當(dāng)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(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)是改變了減壓塔的傳統(tǒng)操作方式及塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即在塔和爐管內(nèi)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(shù)問(wèn)答 23 仍然呈氣相從回流罐逸出，并攜帶少量輕質(zhì)汽油。經(jīng)精制后航煤中 “硫醇性硫含量 ”應(yīng)小于 10ppm，燈用煤油則重點(diǎn)為除去稀烴、芳烴、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等使煤油使用時(shí)產(chǎn)生黑煙的雜質(zhì)，使精制后的燈煤 “點(diǎn)燈試驗(yàn) ”及 “無(wú)煙火焰高度 ”兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到規(guī)格要求。經(jīng)過(guò)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(jīng)常要用到蒸汽壓的數(shù)據(jù)。 常減壓蒸餾技術(shù)問(wèn)答 26 道爾頓 (Dalton)根據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)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(shù) Ki是指汽液兩相達(dá)到平衡時(shí)，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(diǎn)壓力是在恒溫條件下壓縮氣體混合物，當(dāng)汽體混合物開(kāi)始冷凝出現(xiàn)第一個(gè)液滴的壓力。 塔內(nèi)要裝設(shè)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(shí)進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。塔底引出最重產(chǎn)品 —— 重油。故而水蒸氣汽提得到了廣泛的應(yīng)用。石油精餾過(guò)程國(guó)內(nèi)主要用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的方法設(shè)計(jì)，回流比主要由全塔熱量平衡確定。 蒸餾塔板或填料設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的指導(dǎo)思想，在于提供汽、液充分接觸的傳熱、傳質(zhì)表面積。為了減低由于采用中段循環(huán)回流后使其上方內(nèi)回流減少、對(duì)分餾效果不利的影響，中段循環(huán)回流應(yīng)設(shè)置在