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石油炼制工程(下篇) 主讲：邱奎 Tel E－mail ：qiucqust@163.com 重庆科技学院 2008年8月 第七章 石油蒸馏过程 蒸馏是将液体混合物按其所含组分的沸点或蒸汽压的不同而分离为轻重不同的各种馏分，或者是分离为近似纯的产物。在炼厂中，可以遇到多种形式的蒸馏操作，但可以把它们归纳为三种基本类型。 1、闪蒸——平衡汽化 进料以某种方式被加热至部分汽化，经过减压设施，在一个容器（如：闪蒸罐、蒸发塔、蒸馏塔的汽化段等）的空间内，在一定的温度、压力下，气液两相迅即分离，得到相应的气相和液相产物，此过程即为闪蒸。 上述过程中，如果气、液两相有足够的时间密切接触，达到平衡状态，则这种汽化方式称为平衡汽化。 平衡汽化的逆过程称为平衡冷凝。 2. 简单蒸馏——渐次汽化 简单蒸馏是实验室或小型装置上常用于浓缩物料或粗略分割油料的一种蒸馏方法。液体混合物在蒸馏釜中被加热，在一定压力下，当温度达到混合物的泡点温度时，液体即开始汽化，生成微量蒸气。生成的蒸气当即被引出并经冷凝冷却后收集起来，同时液体继续加热，继续生成蒸气并被引出。这种蒸馏方式称为简单蒸馏或微分蒸馏。 在简单蒸馏中，每个瞬间形成的蒸气都与残存液相处于平衡状态，在整个蒸馏过程中，所产生的一系列微量蒸气的组成是不断变化的。 3.精馏 精馏有连续式和间歇式两种，现代石油加工装置中都采用连续式精馏；沿着精馏塔高度建立了两个梯度： ①温度梯度，即自塔底至塔顶温度逐级下降。 ②浓度梯度，即气、液相物流的轻组分浓度自塔底至塔顶逐级增大。 借助于精馏过程，可以得到一定沸程的馏分，也可以得到纯度很高的产品。对于石油精馏，一般只要求其产品是有规定沸程的馏分，在炼油厂中，常常有些精馏塔在精馏段抽出一个或几个侧线产品，也有一些精馏塔只有精馏段或提馏段。 平衡常数k值求法有几种，介绍如下： 1．P—T—K列线图法 P196图7—5是轻质烃的P—T—K列线图，反映了相平衡常数与压力和温度的关系。此法求得的相平衡常数值只是温度和压力的函数，而与混合物的组成无关。显然，此法只适用于气相和液相都是理想溶液的体系。此法的精确度虽然不是很高，但是对一般工程计算是适用的，而且方法简捷。 2．会聚压法 对于非理想溶液，混合物的组成对相平衡常数有影响。对于这个影响，在用热力学参数计算的方法中是借助于活度系数来进行“校正”的。此外，还有另一种解决办法，就是引进一个新的参数——会聚压。 为便于说明什么是体系的会聚压，以一个由组分A(低沸组分)和B(高沸组分)组成的二元混合物为例。将A和B在恒温下的相平衡常数K随压力P的变化予以标绘，得到如图7—6所示的logK—logP关系曲线。如果是理想溶液，则A和B是两条互不相关的直线(如虚线所示)，它们不会交汇。然而在高压条件下，实际混合物必然是非理想溶液，表现出与理想溶液有明显的差别：A、B两条曲线互相趋近，最后于K=1.0处会聚于一点。对应于这个会聚点的压力就称为混合物的会聚压或收敛压Pcv，如果所选的温度条件正好是混合物的临界温度Tc，则此时的会聚压就等于体系的临界压力PC。只要温度不高于混合物中最重组分的临界温度，就会出现会聚现象，只是温度不同时，体系的会聚压数值也不相同。 3. K值的内插和外延 在缺乏所需相平衡常数资料的情况下，可以考虑根据已有的数据进行内插和外延，但应注意限度。同样分子特征的化合物，如同系物，在温度和压力一定时，它们的logK与相对分子质量M的关系是一条直线。因此，已知几个同系物的K值，可以用内插法或在不大的范围内外延的办法来求取其他同类化合物的K值。 在恒温下，将logK对总压作图，也可得一直线，在对比压力Pr0.4的范围内，可以延长直线以估定其他压力下的K值。 在恒压下，将logK对温度作图所得的曲线，可外延到对比温度Tr=0.5处，从而得到其他温度下的K值。 二、石油及石油馏分的蒸馏曲线 1. 恩氏蒸馏曲线 恩氏蒸馏是一种简单蒸馏，它是以规格化的仪器和在规定的实验条件下进行的，故是一种提条件性的试验方法。将馏出温度（气相温度）对馏出量（体积百分率）作图，得到恩氏蒸馏曲线。 恩氏蒸馏的本质是渐次汽化，基本上没有精馏作用，因而不能显示油品中各组分的实际沸点，但能反映油品在一定条件下的汽化性能，简单易行，所以，广泛用作反映油品汽化性能的一种规格试验。 2. 实沸点蒸馏曲线 实沸点蒸馏是一种实验室间歇蒸馏。油品的实沸点蒸馏曲线大体上反映各组分沸点变迁情况的连续曲线。 3. 平衡汽化曲线 在实