原油常减压课件

原油蒸馏原油预处理原油脱盐脱水的目的原油脱盐脱水的基本原理原油脱盐脱水工艺原油预处理过程操作及控制原油的预处理原油预处理：由油井喷出的石油，由于溶解了部分气体，携带少量水、泥沙及盐，直接送到炼油装置会出现很多问题，因此在炼制前首先要对原油进行预处理，将油与气分开，泥沙沉降掉，然后采用电法或化学方法脱盐脱水。原油脱盐脱水的目的原油预处理的目的：脱盐、脱水脱水原因：（1）原油在加工中要经历汽化、冷凝的相变化,水的汽化潜热很大,若水与原油一起发生相变时,必然要消耗大量的燃料和冷却水,耗能大，增加了加热炉的负荷。（2）气相量增大，增加了常压塔的负荷。如超负荷则会造成“冲塔”影响油品质量。原油脱盐脱水的目的脱盐原因：（1）可形成盐垢，影响传热效果，堵塞管道，严重时可形成“盐堵”。（2）腐蚀设备。硫化物，氯化物在有水的情况下，可以形成H2S、HCL。对设备有腐蚀性。CaCl2+2H2O→Ca(OH)2+2HClMgCl2+2H2O→Mg(OH)2+2HCl（3）盐可以影响油品质量。原油脱盐脱水的目的●含盐含水的标准脱后原油含盐量要3mg/L，含水量0.2%。对不设重油催化裂化的炼油厂,仅为满足设备不被腐蚀时可以放宽要求。脱后原油含盐量应5mg/L，含水量0.3%。原油脱盐脱水的目的●原油中盐、水存在的方式盐类除小部分呈结晶状悬浮在原油中外，大部分溶于水中。水分大都以微粒状分散在油中，形成较稳定的油包水型乳状液。脱盐脱水过程是向原油中注入不含盐的清水，以溶解原油中的结晶盐类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度、压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成较大水滴，因密度差别，借助重力水滴从油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的，称为电化学脱盐脱水，简称电脱盐过程。原油脱盐脱水的基本原理混合破乳剂二次注水含盐废水原油一次注水一级电脱盐罐二级电脱盐罐原油原油预处理流程1原油脱盐脱水的基本原理破乳剂的水溶液用泵注入原油入口，原油经换热后达到一定温度，和所加注水经静态混合器（一段管道，内壁安装了几圈导向板使原油与水充分混合）再经偏转球形混合阀进一步混合后，进入一级脱盐罐的油分布器，油水混合物在脱盐罐内通过弱电场和强电场，细小水珠聚集沉降从脱盐罐下部排出，排水与注水换热后排入含油污水系统中，脱水后的原油从脱盐罐顶部排出。原油脱盐脱水工艺从一级脱盐罐顶部排出的原油与破乳剂、注水混合，经静态混合器和偏球形混合阀均匀混合后进入二级脱盐罐，二级脱盐罐脱出的水可以直接作为一级脱盐的洗涤水，或排入含油污水系统，二级脱后原油送往初馏塔。原油脱盐脱水工艺常压蒸馏原油蒸馏蒸馏原理：按其组分沸点的不同而达到分离的目的一、蒸馏操作基本类型炼厂蒸馏操作的三种基本类型:闪蒸——平衡汽化简单蒸馏——渐次汽化精馏：连续式和间歇式复习回顾1．闪蒸—平衡汽化在闪蒸过程中，气、液两相有足够的时间密切接触，达到平衡状态，则称为平衡汽化气相产物中含较多的低沸点组分，液相产物中含较多的高沸点组分。但所有组分都同时存在于气、液相中，而两相中的每一个组分都处于平衡状态，因此这种分离是比较粗略的复习回顾2．简单蒸馏—渐次气化※产生的微量蒸气的组成是不断变化的※釜底残液只与瞬时产生的汽相成平衡，而不是与前面产生的全部汽相成平衡。※从本质上看，简单蒸馏过程是由无数次平衡汽化所组成的，是渐次气化过程※简单蒸馏的分离精确度要高于平衡汽化※只能用于分离要求不太严格的场合复习回顾。3.精馏●各组分挥发度不同的液体混合物；●在一个能够提供气液密切接触的设备内,进行多次部分气化和冷凝；●塔顶冷回流（轻组分浓度高、温度低）塔底气相回流（轻组分浓度低、温度高）的作用下；●沿精馏塔高度建立了两个梯度：自塔底至塔顶逐级下降的温度梯度；气、液相中轻组分自塔底至塔顶逐级增大的浓度梯度，从而实现轻重组分的分离复习回顾二、实现精馏的条件各组分挥发度要有差异塔顶液相回流和塔底气相回流实现传热传质的设备复习回顾三、精馏段和提馏段的作用精馏塔加料位置之上为精馏段，上升蒸气与塔顶回流液接触传质使气相中轻组分不断增浓，在塔顶得到高纯度的轻组分精馏塔加料位置之下为提馏段，下降液体与塔底气相回流液接触传质使液相中重组分不断增浓，在塔底得到高纯度的轻组分石油及石油馏分的蒸馏曲线恩氏蒸馏(ASTM)曲线实沸点蒸馏(BTP)曲线平衡气化(EFV)曲线三种蒸馏曲线的换算将馏出温度（气相温度）对馏出量（体积百分率）作图，就得到恩氏蒸馏曲线。恩氏蒸馏的本质是渐次汽化。恩氏蒸馏(ASTM)实沸点蒸馏(TBP)平衡汽化(EFV)本质简单蒸馏间歇精馏闪蒸测定条件规格化的仪器和在规定的实验条件下规格化蒸馏设备(17块理论板)中和规定条件下在一定压力、温度下分离效果基本无精馏作用，不能显示各组分的沸点分离效果好，可大体反映各组分沸点的变化受气液相平衡限制,分离效果差,仅相当于一块塔板的分离能力用途反映油品的汽化性能，用于计算其它物性参数主要用于原油评价可以确定在不同汽化率的温度或某温度的汽化率三种蒸馏曲线的换算在石油加工工序中，常减压蒸馏装置是第一道工序(原油一次加工)，是炼厂的“龙头”装置。常减压蒸馏过程是物理分离过程，它是根据馏分的沸点的不同，也就是挥发度的差异将原油“切割”成各种馏分油。原油蒸馏概述原料:原油(拔头原油)产品:♦汽油馏分初馏点200℃；♦煤、柴馏分（常压瓦斯油）200℃～350℃；♦常压重油馏分AR350℃.♦减压馏分油（减压瓦斯油）VGO350℃～500℃;（润滑油馏分、催化裂化原料）♦减压渣油馏分VR500℃.原油蒸馏概述原油蒸馏概述初馏：加热到230C~240C进入初馏塔，在塔顶分出~130C的重整原料或轻汽油。侧线不出产品，塔底液进入常压塔继续蒸馏。常压蒸馏：初馏塔底原油经常压炉加热到360370C进入常压塔，塔顶出汽油，侧线出重柴油、轻柴油、煤油；塔底常压重油到减压蒸馏。减压蒸馏：常压塔塔底经减压炉加热到400C左右进入减压分馏塔，塔顶不出产品只分出不凝气和水蒸气，经冷凝冷却抽出不凝气使塔内保持减压状态。侧线分出润滑油或裂化原料油，塔底为减压渣油，也用过热蒸汽汽提出轻组分后出塔。原油蒸馏概述230℃拔头原油370℃常压渣油410℃减压渣油，VR项目产品一般沸点范围/℃一般产率/%(质量初馏塔顶常压塔顶常压一线常压二线常压三线减压一线减压二线减压三线减压四线减压渣油汽油组分(或铂重整原料)汽油组分(或铂重整原料)煤油(或航空煤油)轻柴油重柴油重柴油催化裂化原料或润滑油原料焦化原料、润滑油原料、氧化沥青原料或燃料油组分初馏点~95或略高95~200(或95~130)200~250(或130~250)250~300300~350350~5205202~33~8(或2~3)5~8(或8~10)7~107~10约3035~50表常减压蒸馏产物汽化段数的确定一段汽化：只有一个精馏塔，仅经过一次加热-汽化-冷凝的过程。依次类推，可以有二段汽化、三段汽化、四段汽化过程。原油蒸馏概述汽化段数一般取决于原油性质、产品方案和处理量等。原油蒸馏装置汽化段数可分为以下几种类型：①一段汽化式：常压；②二段汽化式：初馏(闪蒸)—常压③二段汽化式：常压—减压；④三段汽化式：初馏—常压—减压⑤三段汽化式：常压—一级减压—二级减压；⑥四段汽化式：初馏—常压—一级减压—二级减压；①、②主要适用于中、小型炼油厂，只生产轻、重燃料或较为单一的化工原料。③、④用于大型炼油厂的燃料型、燃料——润滑油型和燃料—化工型。⑤、⑥用于燃料一润滑油型和较重质的原油，以提高拔出深度或制取高粘度润滑油料。原油蒸馏中，常见的是三段汽化塔底汽提蒸汽的作用：♦很难找到合适的热源,在350℃左右加热油品,又使油品不分解；♦即使找到这样的热源，因液相处理量大，需要大传热面积，会使流程复杂，费用上升；♦由塔底通入少量的过热水蒸气，以降低油气分压，有利于轻组分的汽化。原油常压蒸馏塔的工艺特征侧线汽提的作用：♦是使混入产品中的较轻组分汽化再返回常压塔，即保证了轻质产品的收率，又保证了本产品的质量。不利之处：♦使汽提产品中含有微量水；♦增大了常压塔的汽相负荷，影响处理量；♦增加了冷凝、冷却的负荷和含油污水处理量现场处理方法：♦产品冰点高的航空煤油采用再沸器；♦其它产品用汽提来保证产品质量和数量；♦对于二次加工原料不汽提。原油常压蒸馏塔的工艺特征汽提段：由于常压塔底无再沸器，与精馏塔的提馏段在本质上有所不同，故不叫提馏段而叫汽提段。侧线汽提塔：在复合塔内，汽油、柴油等产品之间只有精馏段而没有提馏段，侧线产品中必然会含有相当数量的轻馏分，影响产品质量和产率，为此，常在常压、减压蒸馏塔外设置汽提塔。原油常压蒸馏塔的工艺特征3、全塔热平衡供热：加热炉进料加热；汽体水蒸汽供热（热量不大）。取热：抽出产品、塔底渣油、塔顶回流。♦进料汽化率至少应等于塔顶产品和各侧线产品之和。一般要有2%~4%的过汽化率。♦在常压塔只靠进料供热，而进料的状态（温度、汽化率）已经确定的条件下，回流比变化的余地不大。原油常压蒸馏塔的工艺特征4、恒摩尔（分子）回流的假定完全不适用♦石油是复杂的混合物，各组分的性质差别很大，其摩尔汽化潜热相差很大，沸点之间的差别很大，塔顶和塔底的温差就可达250℃。因此以精馏塔上下温差相差不大，各组分之间的摩尔汽化潜热相差不大的恒摩尔流假定不成立。♦沿塔向上汽液负荷逐板增加，在塔顶一、二板之间达到最大。原油常压蒸馏塔的工艺特征回流:从塔顶或侧线抽出的馏分油经过冷却后返回塔内的部分称为回流♦采用各种回流的目的：√保证精馏塔具有精馏的作用√取走塔内剩余热量√控制和调节塔内各点温度√保证塔内汽液相负荷分布均匀√保证各产品质量回流方式(1)塔顶冷回流塔顶油气直接被冷却到常温（40℃左右），一部分打回到塔顶第一层塔盘上用于控制塔顶温度，提供塔内精馏所需回流，并从塔顶取走剩余热量；回流和外送产品的温度是相同的，这种方式是一次冷凝。塔顶冷回流回流方式回流方式特点：冷回流的吸热量＝全塔总剩余热(回流热)回流热一定，冷回流温度↙，用量↙。一般汽油的冷回流温度为30～40℃。(2)热回流如图所示。塔有部分冷凝器，将塔顶蒸气部分冷凝成液体作回流。特点：回流温度＝塔顶温度。回流方式(3)塔顶油气二级冷凝冷却♦首先将塔顶油气冷凝到温度约为55~90℃，回流送回塔内，剩下的产品则进一步冷却到温度约40℃左右送出装置。回流方式优点：♦二级冷凝冷却所需传热面积较小，设备投资较少。缺点：♦流程复杂，回流液输送量较大，操作费用增加，一般来说大型装置采用此方式较为有利。(4)塔顶循环回流：塔顶循环回流主要应用于以下情况：♦塔顶回流热量大，考虑回收这部分热量，以降低装置能耗；回流方式♦塔顶馏出物中含有较多的不凝气（例如催化裂化分馏塔），使搭顶冷凝冷却器的传热系数降低，采用该回流方式可大大减少塔顶冷凝冷却器的负荷，避免使用庞大的冷凝冷却器群；回流方式缺点:降低了塔的分馏能力♦要求尽量降低塔顶馏出线及冷却系统的流动压力降，以保证塔顶压力不致过高，或保证塔内有尽可能高的真空度（例如减压精馏塔）回流方式(5)中段循环回流：循环回流如果设在精馏塔的中部,就称为中段循环回流。优点：♦回流热从高温部位取出，利用充分回收热能；♦使分馏塔的气、液相负荷沿塔高均匀分布；减缓了塔顶冷凝冷却的负担。回流方式缺点:♦流程复杂，设备投资增加；♦降低了塔板效率；♦流体输送量大，动力消耗增加。回流方式主要操作条件温度/C塔顶压力初馏塔：进料2152300.120.20MPa塔顶130、塔底210220常压塔：进料350365,塔顶901100.120.20MPa侧1线150180侧2线230260侧3线300320塔底350360,回流3040操作条件的确定常减压蒸馏操作影响因素及调节温度－温度控制要平稳，波动的温度影响分馏效果。T各部分产品变重。T各部分产品变轻。压力－压力沸点蒸汽消耗量压力沸点蒸汽消耗量在操作过程中若压力变高，可能是原油含水、