【正文】 ，氫含量一般在11%12%之間。這些含氧化合物大致有兩種類型：酸性含氧化合物和中性含氧化合物。2) 石油中含氮化合物的類型石油中的含氮化合物按其酸堿性通常分成兩大類：堿性含氮化合物和非堿性含氮化合物。 石油中的含氮化合物1) 石油中的氮含量及分布石油中的氮分布也是隨著餾分沸點的升高，其氮含量迅速增加，約有80%的氮集中在400℃以上的重油中。硫醇（RSH）在石油中含量不多，它的沸點較相應的醇類要低得多，因此硫醇多存于低沸點餾分中?；钚粤蚧镏饕ㄔ亓?、硫化氫和硫醇等，它們的共同特點是對金屬設備有較強的腐蝕作用；非活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等對金屬設備無腐蝕作用的硫化物，經(jīng)受熱分解后一些非活性硫化物將會轉變成活性硫化物。2) 硫在石油及其餾分中的存在形態(tài)硫在石油中的存在形態(tài)已經(jīng)確定的有：元素硫、硫化氫、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等類型的有機含硫化合物，此外尚有少量其他類型的含硫化合物。三、 原油中的非烴化合物原油中的非烴化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物以及膠狀瀝青狀物質。2) 煉廠氣的組成原油煉廠氣的組成因加工條件及原料的不同，可以有很大差別。原油氣體因其來源不同，可分為天然氣和原油煉廠氣兩類。對于減壓渣油，目前一般還是用溶劑處理及液相色譜法將減壓渣油分成飽和分、芳香分、膠質、瀝青質四個組分來表示。2) 族組成：以某一餾分中不同族烴含量來表示。原油中烴類主要是由烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴以及在分子中兼有這三類烴結構的混合烴構成。 原油的餾分組成原油中從常壓蒸餾開始餾出的溫度（初餾點）到200℃（或180℃）之間的輕餾分稱為汽油餾分（也稱輕油或石腦油餾分）；常壓蒸餾200（或180℃）~350℃之間的中間餾分稱為煤柴油餾分或稱常壓瓦斯油；將相當于常壓下350~500℃的高沸點餾分稱為減壓餾分或稱潤滑油餾分或稱減壓瓦斯油；而減壓蒸餾后殘留的500℃的油稱為減壓渣油；將常壓蒸餾后350℃的油稱為常壓渣油。 原油的元素組成原油的元素組成：原油是由烴類及非烴類化合物組成的一種復雜的混合物，除了含有碳、氫之外，還含有硫、氮、氧及微量的金屬和非金屬元素。有時為方便計，以進料溫度或以環(huán)境溫度作為基準溫度，或采用數(shù)據(jù)資料的基溫（例如反應熱的基溫是25℃），這時就一定要指明。此外，由于焓值大小與從哪一溫度算起有關，因而熱量衡算還要指明基準溫度。它們之間的換算關系如下： 1千卡=427千克（力）工程制的能量單位是千克（力）1J=1N熱量衡算中需要考慮的項目是進出設備的物料本身的焓與從外界加入或向外界送出的熱，有化學反應時則還包括反應所吸收或放出的熱。能量衡算的根據(jù)是能量守恒定律。四、 物料平衡和熱量平衡物料平衡物料衡算的根據(jù)是質量守恒定律：進入任何過程的物料質量，必須等于從該過程離開的物料質量與積存于該過程中的物料質量之和：輸入=輸出+積存熱量平衡化工生產中所需的能量以熱量為主，用于改變物料的溫度與聚集狀態(tài)，以及提供反應所需熱量等。生產實踐證明，若管子的兩側各結油垢厚1mm（（m..C），計算出傳熱系數(shù)a值就能下降25%左右。（c）防止換熱器管內外結垢和及時除垢是工業(yè)生產中提高傳熱效率的有效辦法。在換熱器中安裝折流板或折流桿等方法可達到上述目的。根據(jù)傳熱系數(shù)計算公式可知，要提高a值，就必須設法減小對流及傳導的熱阻，也就是說要提高對流給熱系數(shù)和傳導系數(shù)。因此溫差Δtm改變是有限的，只能在流程設計時確定合理的換熱方案，采用逆流操作，盡可能提高傳熱溫差。2) 增加傳熱溫差溫差是傳熱過程中的推動力，溫差越大，傳熱效果越好。改進設備結構，如空冷器在鋼管外纏繞翅片，則可顯著提高傳熱效率。這是當前生產中充分利用熱源，提高熱能回收率的一個關鍵問題。例如換熱器主要是以對流和熱傳導結合方式進行傳熱，而加熱爐則以輻射傳熱方式為主。輻射傳熱不需要任何物質做媒介，可以在真空中進行，不僅有能量的轉移，而且伴有能量形式的轉化。 對流對流是指流體各部分質點發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞過程，因而對流只能發(fā)生在流體中。在工程中，研究熱傳導的中心問題是單位時間內通過固體壁所傳遞的熱量，稱為傳熱速率。根據(jù)傳熱的基本原理不同，熱量傳遞的基本方式分為熱傳導、對流傳熱和輻射傳熱。這種全塔熱平衡的情況引出以下的結果：第一，塔進料的總熱量加上水蒸汽熱量應等于各側線抽出熱量之和；第二，在進料狀態(tài)被規(guī)定的情況下，塔內的回流比實際上就被全塔熱平衡確定了。3) 全塔熱平衡由于塔底不設再沸器，它的熱量來源幾乎完全取決于加熱爐加熱的進料。2) 汽提塔和汽提段在精餾塔內汽油、柴油等產品之間只有精餾段而沒有提餾段，側線產品中必然會含有相當數(shù)量的輕餾分，這樣不僅影響本側線產品的質量，而且降低了較輕餾分的產率。但是在石油精餾中，各種產品本身也是一種復雜的混合物，它們之間的分離精確度并不要求較高，兩種產品之間需要的塔板數(shù)并不多，因此，可以把幾個塔結合成一個塔。這個特點必然會反映到對石油精餾在工藝、設備、成本、安全等方面的要求。再者，精餾原料的沸程很寬，對原油來說，甚至在真空條件下，還有許多重組分都不能汽化而不發(fā)生化學變化。在實際的石油精餾過程中，不可能按組分要求分離產品，而且石油產品的使用也不需要提出這樣的要求。精餾的基本原理和規(guī)律不僅適用于二元或多元系精餾過程，而且也同樣適用于石油精餾過程。現(xiàn)代石油加裝置中都采用連續(xù)式精餾，而間歇式精餾則由于它是一種不穩(wěn)定過程，而且處理能力有限，因而只用于小型裝置和實驗室。這種蒸餾方式稱為蒸餾。 蒸餾蒸餾是液體混合物在蒸餾釜中被加熱，在一定壓力下，當溫度達到混合物的泡點溫度時，液體開始汽化，生成微量蒸汽。在蒸餾操作中，可歸納為：閃蒸（平衡汽化）、蒸餾、精餾。它的優(yōu)點是讀取流量方便，能量損失小，測量范圍寬、精度高，但操作中流量計玻璃管易破碎。工程應用范圍較廣。 流量測量方法：1) 孔板流量計孔板流量計是根據(jù)靜壓能和動能可以互相轉化為原理而設計的。ν1A1ρ1=ν2A2ρ2為流體在管道中作穩(wěn)定流動時的連續(xù)性方程。流體在管道中流動時，任一截面處流體的密度、壓強、流量和流速等均隨時間而變化，稱為不穩(wěn)定流動。質量流速用u表示（單位：kg/m2通常用體積流速和質量流速來表示。流量通常用體積流量和質量流量來表示。其中P為流體壓強，ρ為流體密度，h為流體的高度。2) 流體靜力學基本方程流體靜力學方程是研究流體在重力作用下，靜止流體內部壓強變化的規(guī)律。真空度是當被測流體的絕對壓強小于外界大氣壓強時，用真空表測量的。表壓強是以大氣壓強為起點計算的壓強，即用測壓儀表所測得的壓強。現(xiàn)列出一些常見的壓力單位及它們的換算關系如下：1atm=101325Pa=（千帕）=（兆帕） =10330千克（力）/米2 = = =760mmHg壓強的表示方法：絕對壓強、表壓強、真空度。1) 壓強流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的壓強。在石油化工生產中有廣泛應用。常減壓技術培訓教案第一章 基礎知識第一節(jié) 煉油基礎知識一、 流體力學基礎知識流體是指具有流動性的物體，是氣體和液體的總稱。流體力學是以力學原理為基礎，運用數(shù)學和試驗的方法，研究流體在靜止和運動時的規(guī)律。 流體靜力學流體靜力學是研究流體在靜止狀態(tài)或流體在外力作用下達到平衡時，流體內部壓力變化的規(guī)律。國際制單位為帕斯卡（Pa=N/m2），1Mpa=106Pa。絕對壓強是以絕對零壓作為起點計算的壓強。表壓強=絕對壓強大氣壓強。真空度=大氣壓強絕對壓強。P=P0+ρgh 稱為流體的靜力學方程。 流體動力學1) 流量與流速單位時間內通過管道任一截面的流體量，稱為流量。體積流量與質量流量的關系為：m=Vρ，kg/s式中 V——體積流量，m3/sm——質量流量，kg/sρ——在操作條件下流體的密度，kg/m3單位時間內流過單位截面積的流體量，稱為流速。體積流速用ν表示（單位：m/s）ν=V/A式中 A——與流體方向相垂直的管道截面積，m2。s）u=m/A2) 穩(wěn)定流動下的物料平衡—連續(xù)性方程流體在管道中流動時，任一截面處流體的密度、壓強、流量和流速等均隨位置而變化，不隨時間而變化，這種流動稱為穩(wěn)定流動。流體在穩(wěn)定系統(tǒng)中連續(xù)流動時，如果管路中沒有流體的增加和損失，根據(jù)能量守恒定律，每單位時間內通過不同管徑的各截面的流體質量應相等。其中A1 、A2為管道截面積，νν2為流速，ρρ2為密度。孔板流量計的流量與壓強差之間的定量關系，可以由柏努力方程進行分析。2) 轉子流量計轉子流量計是在一根倒錐形的垂直玻璃管內，裝有一個能自由旋轉的轉子對流體進行測量。二、 蒸餾原理蒸餾是利用液體混合物中各組分在同一壓力下沸點不同，將液體混合物中各組分進行分離的方法。 閃蒸進料以某種方式被加熱至部分汽化，經(jīng)過減壓設施，在容器（如閃蒸罐、蒸發(fā)塔、蒸餾塔的汽化段等）內，在一定溫度和壓力的作用下，汽、液兩相迅速分離，得到相應的汽相和液相產物，此過程即稱為閃蒸。生成的蒸汽當即被引出并經(jīng)過冷凝冷卻后收集起來，同時液體繼續(xù)加熱，繼續(xù)生成蒸汽并被引出。 精餾精餾是分離液相混合物的很有效的手段，精餾有連續(xù)式和間歇式兩種。精餾塔內沿塔高的溫度梯度和濃度梯度的建立以及接觸設施的存在是精餾過程得以進行的必要條件。石油精餾有它自己明顯的特點：第一，石油是烴類和非烴類的復雜混合物，石油精餾是典型的復雜系精餾。因此，石油精餾時對分餾精確度的要求一般不如化工產品的精餾所要求的那樣高。第二，煉油工業(yè)是個大規(guī)模生產的工業(yè)，大型煉廠的年處理量動輒以百萬噸乃至千萬噸計，即使所謂的小煉廠，其處理量也達幾萬噸至十數(shù)萬噸。 石油精餾塔的工藝物征1) 復合塔按照一般的多元精餾辦法，需要n1 個精餾塔才能把原料分割成n 個產品。這種塔實際上等于把幾個塔簡單精餾塔重疊起來，它的精餾段相當于原來幾個塔的精餾段的組合，下段為第一個塔的提餾段，這樣的塔稱為復合塔或復雜塔。為此，常在外側設提段塔，經(jīng)常塔底不設重沸器，而只是通入少量過熱蒸汽，降低塔內油汽分壓，使混入產品中的較輕組分返回分餾塔。汽提水蒸汽雖也帶入一些熱量，但由于只放出部分顯熱，而且水蒸汽量不大，因而這部分熱量是不大的。三、 傳熱的基本方式熱量的傳遞是由于物體內或系統(tǒng)內兩部分之間的溫度不同而引起的，也就是說溫度差是傳熱過程的推動力。 熱傳導熱量從物體內溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分或者傳遞到與之接觸的溫度較低的另一物體的過程為熱傳導，簡稱導熱。所謂速率是指物質或能量傳遞的快慢程度。 輻射輻射是一種以電磁波傳播能量的現(xiàn)象。傳導、對流、輻射這三種傳熱方式往往不是孤立出現(xiàn)的，很多情況下是同時出現(xiàn)的，問題只是哪一種傳熱占主導地位。強化傳熱的途徑強化傳熱就是提高傳熱效率。1) 增大傳熱面積增大傳熱面積可以增加傳熱的熱量，但單獨增大傳熱面積并不算強化。目前國內應用的板式、板翅式換熱器都能有效地提高傳熱效率。但是生產中物料溫度往往由工藝條件所決定，不能任意變動。3) 提高傳熱系數(shù)提高傳熱系數(shù)a是強化傳熱的有效途徑。具體可采用下列方法：（a）增加流體流速，增大流體湍流程度，以減小層流邊界層厚度，減小熱阻，則可以提高傳熱系數(shù)a值。（b）增大流體的導熱系數(shù)，如原子能工業(yè)中采用液體金屬作熱載體，以提高a值。換熱器使用一段時間后，垢層變厚，影響傳熱效率。因此提高傳熱系數(shù)a值，首先要清除換熱器內結垢。若操作中有幾種能量相互轉化，則其間的關系可通過能量衡算確定；若只涉及到熱能，能量衡算便簡化為熱量衡算。對于穩(wěn)定過程，有“輸入=輸出”，這個關系若針對焓來運用，所作的衡算即為熱量衡算。SI制中能量和熱量的單位都是J（焦爾）或kJ（千焦爾）。m。米，熱量單位是千卡。米=作熱量衡算時也和物料衡算時一樣，要表示清楚衡算范圍和衡算基準。物料的焓值常從0℃算起，若以0℃為基準，亦可不再指明。第二節(jié) 原油化學組成及產品性質一、 原油的一般性狀、元素組成、餾分組成 原油的一般性狀原油通常是黑色、褐色或黃色的流動或半流動的粘稠液體，~。原油中碳氫這兩種元素含量一般占95%以上。二、 原油餾分的烴類組成原油中主要含有烴類和非烴類這兩大類。 原油烴類組成表示方法1) 單體烴組成單體烴組成是表明石油及其餾分中每一單體化合物的含量。煤油、柴油及減壓餾分，族組成通常以飽和烴（烷烴和環(huán)烷烴）、輕芳香烴（單環(huán)芳烴）、中芳香烴（雙環(huán)芳烴）、重芳香烴（多環(huán)芳烴）及非烴組分等含量來表示。3) 結構族組成表示法 原油氣體及原油餾分的烴類組成原油氣體主要由氣態(tài)烴組成。1) 天然氣的組成天然氣是指埋藏于地層中自然形成的氣體。在高溫熱解反應的氣體中含有烯，而在催化重整反應的氣體中其主要是大量的乙烯；在催化裂化反應的氣體中含有較大量的異丁烷；在催化裂解反應的氣體中含有大量的丙烯和丁成分是氫氣。 原油中的含硫化合物1) 原油及其餾分中硫的分布%的原油稱為高硫原油，%的稱為低硫原油，%~%之間的稱為含硫原油。這些硫化物按性質劃分時，可分為兩大類：活性硫化物和非活性硫化物。元素硫（S）和硫化氫（H2S）多是其他含硫化合物的分解產物，硫和硫化氫又可以互相轉變。隨著餾分沸程升高，硫醇含量急劇降低，在350℃以上的高沸點餾分中硫醇含量極少。石油中的含氮化合物對石油的催化加工和產品的使用性能都有不利的影響，它往往使催化劑中毒失活，或引起石油產品的不安定性，易生成膠狀沉淀，所以必須盡可能加以脫除。 石油中的含氧化合物石油中的氧元素都是以有機含氧化合物的形式存在的。 渣油以及渣油中的膠質、瀝青質減壓渣油是原油中沸點最高，相對分子質量最大、雜原子含量最多和結構最為復雜的部分。⑵就氫碳原子比而言。⑷我國減壓渣油的平均相對分子質量大多在1000左右。⑹我國減壓渣油的收