当前课程知识点：能源化学工程概论 > 第三章 石油化工 > 第二节 石油一次加工 > 石油一次加工
大家好
我们今天来学习第二节石油一次加工
从地下开采的石油是不可直接被使用的
必须经过一系列的加工过程
才可得到对社会有用的各种石油产品
石油加工过程可分为一次加工
二次加工和三次加工
通过一系列加工可以充分利用石油资源
生产更多的石油产品和化工产品
提高石油的经济价值
原油的一次加工过程主要是指常减压蒸馏
采用蒸馏这一简单的物理方法
可将原油分割为沸点范围
和密度大小不同的多种石油馏分
需要注意 石油“馏分”是一个混合物
馏分不等于石油产品
常减压蒸馏得到的产物
称为直馏馏分
例如直馏汽油 直馏煤油
直馏轻柴油 直馏重柴油等
对馏分进一步进行加工
才能得到合格的石油产品
那么 输送到炼油厂的原油
是否可直接进入常减压蒸馏塔进行分离
答案是否定的
我们知道
原油来自于地下
受地下水 开采时注水
以及输送途中混入水分的影响
进入炼油厂的原油都含有一定量的水
并且 这些水分中都溶解有钠 钙 镁等盐类
水分以微粒状态悬浮在原油中
形成较稳定的油包水型乳化液
原油含水含盐给运输 储存
加工和产品质量造成了极大的危害
主要表现在 首先水的汽化潜热很大
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
会增加燃料消耗和蒸馏塔顶冷凝冷却器的负荷
原油含水过多会造成精馏塔操作不稳定
有时会引起精馏塔液泛
其次原油中含有的无机盐主要是
氯化钠 氯化钙 氯化镁等
这些盐类易水解生成盐酸
腐蚀设备
也会受热后在换热器
和加热炉管壁上形成盐垢
增加热阻 降低传热效果
使泵的出口压力增大
增加动力消耗
严重时甚至会击穿炉管或堵塞管路
造成停工停产
因此进入炼油厂的原油
不能直接进行常减压蒸馏
必须对原油进行脱盐脱水处理
那怎么脱盐脱水
研究表明
原油中的盐类大部分都溶解于水中
因此我们只需对原油进行脱水处理
盐类自然可以随之脱除
由于原油中存在的胶质
沥青质环烷酸是天然的乳化剂
使含水原油成为一种稳定的油包水型乳状液
处于高度分散的乳化状态
阻碍了小水滴凝聚为大水滴
根据斯托克斯定律
这种极小直径的水滴很难通过沉降而分离
因此需要采用化学法
或电化学相结合的方法进行破乳
达到油水分离目的
化学法主要是向原油中注入破乳剂
人为加入的破乳剂
可将乳化膜中的天然乳化剂替换出来
新形成的膜界面不牢固
容易破裂而发生水的聚结
醚类 酰胺类 酯类等都是常用的表面活性剂
电-化学法是指加入破乳剂的同时
还给原油施加高压电场
施加电场后
使微小水滴产生诱导偶极
相邻的水滴与电极板间会产生静电力
水滴变为椭圆球体
偏心率变大
水滴变尖
易于使微小水滴聚结成大水滴
最后利用油水密度差
沉降脱除
该图为原油电-化学脱盐脱水装置的模型图
实际生产中
先给原油中注入新鲜水并预热
这样有利于溶解原油中的盐类
并同时降低原油粘度
有助于水滴快速沉降
注水预热后的原油从底部管进入后
经分布器的各组孔道流出
往上经过电极板区域水分得以分离而沉降
脱水原油从上部出口引出
含盐废水从下部出口排出
经电-化学脱盐脱水后
可使原油的盐含量降到小于3mg/L
水含量小于0.2mg/L
这样便可进入常减压工段
下面我们来学习石油常减压蒸馏
石油蒸馏是根据组成石油的
各种烃类化合物沸点的不同
利用换热器 加热炉和蒸馏塔等设备
把石油加热后
在蒸馏塔中进行多次部分气化和部分冷凝
使气液两相进行反复充分的热质交换
从而达到将石油分离成不同沸程的汽油
煤油 柴油 润滑油馏分
或各种二次加工原料及渣油的过程
如图所示
目前炼油厂应用最广泛是初馏 常压 减压
三段汽化的常减压蒸馏工艺
脱水后的原油经预热至200～240摄氏度
送入初馏塔进行初步分离
塔顶分出轻汽油或催化重整原料油。
初馏塔底的液相拔头原油
经管式加热炉加热到370摄氏度
左右后送入设有3~4个测线的常压精馏塔
拔头原油在常压塔中进行精馏
塔顶流出汽油馏分
塔的各侧线抽出口依次引出煤油
轻柴油和重柴油等产物
塔底产物是原油中沸点高于350摄氏度
的常压渣油
由于常压精馏塔没有提馏段
会使侧线产品中含有一定数量的轻馏分
出现柴油闪点降低 轻馏分产率下降等问题
为此在常压塔的外侧设置汽提塔
通过蒸汽拔出侧线产品中的轻质组分
可解决上述问题
为了得到润滑油馏分或催化裂化原料
需从常压渣油中分离出沸点
高于350摄氏度的馏分油
如果继续在常压下气化 分离
当常压渣油被加热到450摄氏度
以上的高温时
将发生严重的分解 缩合反应
不仅降低产品质量
还会加剧设备结焦缩短生产周期
因此 必须将常压渣油在真空度为700mm汞柱
或更高的减压塔中进行精馏
这样常压渣油进减压塔前
只需加热到390~420摄氏度即可
减压塔顶逸出的主要是水蒸气
裂化气和少量油气
润滑油等馏分油由测线抽出
减压塔底是沸点高达500摄氏度
以上的减压渣油
本节我们所讲述的原油
一次加工工艺包括三个工序
即原油的预处理（脱盐脱水）
常压蒸馏 减压蒸馏
经一次加工后可将原油分割成
相应的直馏汽油 煤油 喷气燃料 轻柴油
重柴油以及各种润滑油馏分等半成品
这些半成品经过适当的精制和调配
即可成为合格产品
其次经一次加工原油
分割成的馏分油还可作为二次加工工艺的原料
例如 重整原料 催化裂化原料
加氢裂化原料等
好 本节内容到此结束
谢谢大家
重柴油以及各种润滑油馏分等半成品
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