第二章原油评价与原油蒸馏
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应用化工技术专业石油化工生产技术期末复习指导《石油化工生产技术》考核说明第一部分课程考核的有关说明一、考核对象本课程考核对象为:中央广播电视大学开放教育应用化工技术专业(专科)课程开放试点的学生。
二、考核方式本课程采用形成性考核和期末考试相结合的方式。
三、考核依据本课程的命题依据是中央广播电视大学应用化工技术专业化工单元操作课程教学大纲、文字主教材和本考核说明。
文字主教材为中央广播电视大学出版社出版的《石油化工生产技术》。
四、课程总成绩的记分方法由于石油化工生产技术课程包括理论教学和实训教学两部分,所以形成性考核应视平时作业和实训的完成情况及学习情况给分,计占课程总成绩的30%。
1期末考核为对学生所学本课程知识的掌握程度而进行的考核,它占总成绩的70%。
课程总成绩按百分制记分,60分为及格。
即以上两个成绩累计60分以上(包括60分)为考核通过。
五、形成性考核要求及形式形成性考核采取平时作业和实训的完成情况及学习情况给分。
作业由中央电大统一布置、下发专门设计的综合性作业,办学单位教师批改、判分,中央电大抽查、监督。
六、终结性考核要求及形式1.考试要求本课程的考试重点是化工单元操作的基础理论、基本知识、化工单元实训的基本操作。
考试要求分三个层次:掌握、理解(或熟悉)、了解。
2.组卷原则在教学大纲和考核说明所规定的要求和内容范围之内命题,根据本课程的教学要求,在期末考核中,掌握的内容约占总分的60~70%,理解(或熟悉)的内容约占总分的20~30%,了解的内容约占总分的10%;3.考试形式和时间终结性考核采取闭卷形式;时间为90分钟。
2七、试题类型(1)选择题(2)判断题(3)名词解释(4)简答题(5)计算题3第二部分课程考核内容和要求第1章石油及其产品的性质考核知识点:1.石油加工基本概念:石油、石油加工;2.石油的组成和一般性质:烃类组成、颜色、形态;3.石油产品的质量要求:点燃式发动机、压燃式发动机的燃料要求4. 石油产品分类5. 炼油厂的构成6. 炼厂工艺流程考核要求:1.了解石油加工的基本概念;2.理解石油的组成和一般性质;3. 掌握石油产品的质量要求;4. 了解炼油厂的构成;5. 理解炼油厂的三种工艺流程的构成。
摘要:用蒸馏的方法将原油分离成不同沸点范围油品(称为馏分)的过程。
包括三个工序:①原油预处理:即脱除原油中的水和盐。
②常压蒸馏:在接近常压下蒸馏出汽油、煤油(或喷气燃料)、柴油等的直馏馏分,塔底残余为常压渣油(即重油)。
③减压蒸馏:使常压渣油在8kPa左右的绝对压力下蒸馏出重质馏分油作为润滑油料、裂化原料或裂解原料,塔底残余为减压渣油。
关键词:蒸馏原油本身是由烃类和非烃类组成的复杂混合物,其直接利用价值较低,需要将其加工成汽油、煤油、柴油、润滑油以及石油化工产品。
原油蒸馏是原油加工的第一道工序,在炼油厂中占有非常重要的地位。
目前炼油厂常采用的原油蒸馏流程是双塔流程或三塔流程。
双塔流程包括常压蒸馏和减压蒸馏,三塔流程包括原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。
大型炼油厂一般采用三塔流程。
依据原油加工成产品的用途不同,原油的蒸馏工艺流程大致可分为三类:①燃料型,以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主;②燃料-润滑油型,以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主,对减压馏分油的分离精度要求较高,减压塔侧线馏分的馏程相对较窄;③化工型,以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主,汽油、煤油和部分柴油用作裂解原料,因此其分离精度要求较低。
上述三种类型的原油蒸馏流程基本相同,下面以燃料型来介绍原油蒸馏的基本流程,包括原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏三部分。
原油常减压蒸馏流程示意图(1) 原油初馏原油经过换热,温度达到80~120℃左右进行脱盐、脱水(一般要求含盐小于10mg/L,含水小于0.5wt%),再经换热至210~250℃,此时较轻的组分已经气化,气液混合物一同进入初馏塔,塔顶分出轻汽油馏分,塔底为拔头原油。
(2) 常压蒸馏拔头原油经过换热、常压炉加热至360~370℃,油气混合物一同进入常压塔(塔顶压力约为130~170KPa)进行精馏,从塔顶分出汽油馏分或重整馏分,从侧线引出煤油、轻柴油和重柴油馏分,塔底是沸点高于350℃的常压渣油。
原油的蒸馏原油进入炼油厂后,首先需要的通过蒸馏工艺分为汽油、煤油、柴油、裂化原料和润滑原料等,其中有的可直接做成品,有的是二次加工的原料。
由于蒸馏工艺是加工石油的头一个工序,所有又叫原油的初馏。
蒸馏装置在炼油厂中占有主要地位,被称为了炼油厂的“龙头”。
1. 原油蒸馏的基本知识原油的分类1.1 特性因数分类根据特性因数,可将原油分为三类:1.1.1石蜡基原油特性因数在12.1以上。
这类原油的特点是含有较多的石蜡,凝点高。
由于石蜡的主要成分是高分子烷烃,因此,特性因数高。
适合生产乙烯料,烷基苯料。
1.1.2 中间基原油特性因数为11.5~12.1。
这类原油含有一定数量的烷烃、环烷烃和芳烃。
适合生产汽油调和料,产品辛烷值较高。
1.1.3 环烷基原油特性因数在10.5~11.5。
这类原油的特点是含有较多的环烷烃,凝点较低。
芳潜含量较高。
1.2 按照API重度分类:表1.1API分类API重度原油分类>34 轻质29.5~34 中质<29.5 重质1.3 按照硫含量的大小分类:表1.2硫含量分类硫含量原油分类<0.5% 低硫0.5~2.0% 含硫>2.0% 高硫2. 原油蒸馏的基本概念蒸馏是通过加热、气化、分流、冷凝和冷却等过程使液体混合物分离为一定纯度组分的重要方法。
液体混合物中各组分沸点差别大,加热时,其中低沸点组分优先于高沸点组分而大量气化,因此通过蒸馏方法易于进行分离。
如果液体混合物中各组分沸点差别较小,才用一般的蒸馏方法,效果就不好,这时就要才用精馏。
精馏是包括多次气化与多次冷凝的一种复杂的蒸馏过程。
石油是一种液体混合物,其组成极其复杂,包含了许多沸点相近的组分,目前还无法将其一一分离,实际上也无必要。
生产中是通过精馏将石油按沸点范围分成几个馏分来利用的。
通常将这种生产过程叫原油的蒸馏。
按照塔内各部分作用的不同,全塔分为精馏段、提馏段与气化段。
原油经加热炉加热到360℃左右时,其中低沸点馏分(如汽、煤、柴油等)就气化了,其余的高沸点馏分不能气化,仍为液态。
FNYSHYY00205 原油 实沸点蒸馏 常压蒸馏法F-NY-SH-YY-00205原油—实沸点蒸馏—常压蒸馏法1 范围本方法适用于原油及除液化石油气、很轻的石脑油和初馏点高于400℃以上石油馏分以外的石油混合物。
2 主题内容本方法规定了使用实沸点蒸馏仪(具有14~18块理论板,回流比为5∶1),对稳定原油进行蒸馏到相当于常压温度400℃的蒸馏方法。
3 相关技术术语3.1 绝热性 adiabaticity整个蒸馏柱没有明显的热量增加或热量损失的状态。
当蒸馏柱发生热损失时,其内回流会异常,大于柱头回流量,而当蒸馏柱加热套加热过量时,则其情况相反。
3.2 蒸出速率 boil up rate单位时间内蒸气进入蒸馏柱的量。
在给定的蒸馏柱中以cm 3/h 表示,或以每小时单位横截面的cm 3数表示(cm 3/h·cm 2)。
可参考关于正庚烷-甲基环己烷评定蒸馏柱效率部分(见附录A),测定在蒸馏柱的底部进行。
正庚烷-甲基环己烷试验的最大蒸出速率是在稳定无液泛的状态下测定的。
常规的绝热操作,蒸出速率可由馏出率乘以回流比加1估算。
3.3 原油的脱丁烷 debutanization of crude petroleum原油脱去包括丁烷及C 4以下的轻烃,保留较重的烃类。
实际上,原油脱丁烷就是:收集在冷阱中的轻烃,C 2~C 4的烃类为其存在于初始试样中的95%以上,而C 5烃类为其存在于初始试样中的5%以下。
3.4 蒸馏压力 distillation prcssure压力的测量点尽可能靠近蒸气温度测量点,一般在冷凝点的顶端。
3.5 蒸馏温度 distillation temperature在蒸馏柱头部测定的饱和蒸气温度。
此温度即是柱头温度或称气相温度。
3.6 动滞馏量 dynamic hold-up在正常操作条件下,蒸馏柱中滞馏液体的量。
对填料柱以填充的体积百分率表示,该数据能反映出各种填料间的差异。
一、原油评价及加工方案1. 原油评价按目的分:(1)原油的基本性质(2)常规评价:原油的基本性质、原油实沸点蒸馏数据及窄馏分性质(3)综合评价:原油的基本性质、常规评价、直馏产品的产率和性质2. 原油的分类法:(1)关键馏分特性分类法:以原油中具有特定馏程的轻、重两个馏分的相对密度为依据进行分类的,第一关键馏分,第二关键馏分。
(2)商品分类法:①按密度分:轻质原油:API°>34,ρ20<0.852g/cm3 重质原油:API°=20~10,ρ20 =0.931~0.998g/cm3②按含硫量分类:低硫原油:硫含量<0.5% 高硫原油:硫含量>2.0%③按酸值分类3. 分离渣油的超临界萃取分馏技术(SFEF)的原理:萃取剂:CO2 萃取原理:利用CO2 在不同温度、压力下对不同的组分相对溶解度的不同。
4. 根据目的产品的不同,原油加工方案分为:燃料型、燃料-润滑油型、燃料-化工型(1)大庆原油的燃料-润滑油加工方案(2)胜利原油的燃料加工方案p172二、石油蒸馏1. 原油实验室蒸馏方法:恩氏蒸馏(ASTM D86)、实沸点蒸馏(TBP)、平衡汽化(EFV)三种蒸馏曲线的区别:(1)恩氏蒸馏表征产品的质量,实沸点蒸馏表征石油馏分的组成,两种蒸馏都采用间歇蒸馏。
平衡汽化主要用于石油加工过程中气化率的确定,是连接原油特征化与实际工艺的桥梁。
(2)从曲线的斜率看,平衡汽化最平缓,恩氏蒸馏较陡,实沸点最大,该差别反映了分离效率的差别,即实沸点分离精确度最高,恩氏居中,平衡最差。
实例比较(P186):为获得相同气化率,实沸点达到的液相温度最高,恩氏次之,平衡最低。
原因:实沸点是精馏过程,精馏塔顶气相馏出温度与蒸馏釜中液相温度有一定温差;恩氏是渐次汽化过程,但由于蒸馏瓶颈散热产生少量回流,有一些精馏作用,造成气相馏出温度与瓶中液相温度间的温差;平衡汽化是平衡闪蒸过程,气相温度与液相温度一样。
原油蒸馏方法原油蒸馏是一种重要的分离技术,用于将原油中的各种组分按照沸点的不同进行分离。
这种方法通过利用原油中各个组分的沸点差异,将原油加热至一定温度,使其发生汽化,然后通过冷凝收集不同沸点组分的方法,实现对原油的分离和提纯。
原油是一种混合物,由许多不同种类的碳氢化合物组成,包括烷烃、烯烃、芳烃等。
这些碳氢化合物的沸点各不相同,因此可以利用原油蒸馏方法将它们分离开来。
原油蒸馏通常在精炼厂中进行。
首先,将原油加热至高温,通常在300-400摄氏度之间。
通过加热原油,可以使其中的碳氢化合物发生汽化,即从液态转变为气态。
然后,将汽化的原油气体引入蒸馏塔中。
蒸馏塔是一个高大的塔状设备,内部有多个水平层,每层之间通过塔板隔开。
塔板上面有孔,使得原油气体能够从一个层次流向下一个层次。
在蒸馏塔内,原油气体从底部开始逐渐向上流动。
由于不同组分的沸点差异,原油气体在上升过程中逐渐冷却,其中沸点较低的组分会先冷凝成液体,沉积在塔板上。
随着上升,沸点较高的组分也会逐渐冷凝。
蒸馏塔内部的温度是逐渐降低的,从底部到顶部温度逐渐下降。
这是为了适应不同组分的沸点差异,使得沸点较低的组分在较低温度下冷凝,而沸点较高的组分则需要较高的温度才能冷凝。
通过这种逐层冷凝的过程,蒸馏塔内的原油气体逐渐分离成不同组分。
较低沸点的组分会在较低层次的塔板上冷凝,较高沸点的组分则会在较高层次的塔板上冷凝。
最终,顶部收集到的是较轻的烃类化合物,底部收集到的是较重的烃类化合物。
这样,通过原油蒸馏方法,可以将原油分离成不同沸点组分的混合物。
这些分离后的组分可以用于生产汽油、柴油、煤油、润滑油等各种石油产品。
而且,根据需要,还可以通过进一步的加工处理,对原油组分进行进一步的分离和提纯。
原油蒸馏是一种重要的分离技术,通过利用原油中各个组分的沸点差异,将原油分离成不同沸点组分的方法。
通过逐层冷凝的过程,可以将原油中的烃类化合物按照沸点的不同进行分离,从而实现对原油的提纯和分离。
第2章原油蒸馏(答案)一、自测练习1、泡点2、过汽化量占进料3、冷回流热回流循环流4、盐分和结晶盐5、化学脱水法6、亲水;亲油7、沉降法、电化学法、过滤法8、塔板上的液相回流,创造汽液两相充分接触的条件.达到传质传热的目的、多余的热量,维持塔的热平衡,以利于控制产品的质量.9、3Mpa,越高10、中段回流、热回收率11.塔顶温度压力侧线温度侧线流量减顶真空度炉出口温度二、思考题及习题1.在石油精馏中,各种产品本身依然是一种复杂混合物,它们之间的分离精度并不要求很高,两种产品之间需要的塔板数并不多因而采用复合塔2.①塔底的温度较高,一般在350℃左右,在这样的高温下,很难找到合适的再沸腾热源②以降低塔内的油气分压,使混入塔底重油的轻组分汽化③汽提所用的水蒸气通常是400-450℃约为3Mpa的过热水蒸气作用及局限性:①侧线油品汽提时,产品中会溶解微量水分②汽提用水蒸汽的质量分数虽小但水的相对分子质量比煤油、柴油低数十倍,因而体积流量相当大增大了塔内的气相负荷③水蒸气的冷潜热很大3.在实际设计和操作中,为了常压塔精馏段最低一个侧线以下的几层塔板上有足够的液相回流以保证最低侧线产品的质量,原料油进塔后的汽化率应比塔上部各种产品总收率略高一些,高出的部分称为过汽化度作用:侧线产品质量能够得到保证从而提高产品产率范围:2%—4%降低过汽化度作用:可减轻热炉负荷,减少油料的热化4.略5.因为原油的精馏段除了采用了塔顶回流还通常设置1—2个中段循环回流因而越往塔顶回流量和蒸汽量会越大6.在保证产品分离效果的前提下,取走精馏塔中多余的热量,这些热量因温位较高,因而是价值很高的可利用热源7.在塔顶设置了一个抽真空系统,将塔内不凝气、注入的水蒸气和极少量的油气连续不断的抽走,从而形成塔内真空;不向塔内注入水蒸气从而代替湿法减压蒸馏的方法为干式减压蒸馏;此工艺特点为塔内采用了金属填料,取消了塔板,从而减少了塔内压力降,提高了真空度,不需注入水蒸气,这样可以降低能耗8.蒸汽喷射泵的结构是由喷嘴、扩张器和混合室构成;工作原理是高压工作蒸汽进入喷射器中,先经收缩喷嘴将压力能变为动能,在喷嘴出口处可以达到极高的速度,使混合室形成了高度真空。
第二章原油评价与原油蒸馏
自测练习
1.原油常用的分类方法有()、();
2.特性因素K为11.5~11.5的原油,属于()原油,其相对密度(),凝点();
3.按关键馏分分类我国大庆原油属于()原油,按照二种分类方法的综合分类,胜利原油属于()原油;按原油的含硫量分类,硫含量<0.5%,属于()原油;
4.原油加工方案一般分()、()、()三类;
5.原油蒸馏常用三种蒸馏曲线分别是(),(),()。
6.典型三段汽化原油蒸馏工艺过程中采用蒸馏塔为(),(),()。
7.原油脱盐脱水常用方法有(),(),()。
8.塔顶打回流的作用是提供(),取走塔内部分()。
9.常压塔塔底汽提蒸汽压力(),汽提效果越好,但塔压会()。
10.从热量利用率来看,提高分馏塔精馏段下部()的取热比例,可以提高装置()。
思考题及习题
1.原油分类的目的是什么?分类的方法有哪些?
2.原油评价的目的是什么?评价的类型有几种?
3.原油综合评价包括哪些内容?
4.什么叫实沸点蒸馏及平衡蒸发?
5.什么叫原油的性质曲线?它有什么特性?它是如何绘制的?有何用途?
6.简述目前炼厂对原油有几种加工方案?简述你所了解的炼油厂是属于哪种类型的?画出加工方案的流程框图。
7.从加工角度分析,大庆和胜利原油有哪些主要特点?分别可采用何种加工方案?
8.在原油精馏中,为什么采用复合塔代替多塔系统?
9.原油精馏塔底为什么要吹入过热水蒸汽?它有何作用及局限性?
10.何谓“过汽化度”?它有何作用?其数值范围为多少?为什么要尽量降低“过汽化度"?
11.回流的作用是什么?炼油厂常用的回流有几种?
12.在精馏塔精馏段中,为何越往塔顶内回流量及蒸汽量均越大?
13.中段循环回流有何作用?为什么在油品分馏塔上经常采用,而在一般化工厂精馏塔上并不使用??
14.减压塔的真空系统是怎样产生的?何谓“干式减压蒸馏”?此新工艺的特点何在?
15.蒸汽喷射泵的结构和工作原理是什么??
16.原油中所含盐的种类、存在形式及含盐对原油炼制加工和产品质量所带来的危害性?
17.原油在脱盐之前为什么要先注水?脱后原油的含水、含盐指标应达到多少?
19.原油常减压蒸馏的类型有哪几种?什么叫原油的汽化段数?增加汽化段数的优缺点是什么?
20.原油常减压蒸馏中采用初馏塔的原因是什么?设置初馏塔有什么优缺点?初馏塔是否都需要开侧线?为什么?
21.减压塔有何特征?
22.当某侧线馏出油出现下列质量情况时,应作怎样的操作调节
1) 头轻(初馏点低或闪点低);
2) 尾重(干点高、凝固点高或残炭值高);
3)头轻尾重(馏程范围过宽)。