-
1 授课内容
-
2 巩固练习
炼油厂蒸馏操作的三种基本类型
闪蒸—平衡汽化,可间歇或连续,分离粗略;特点:低温沸腾,放出的显热作为汽化潜热、产物含量不随时间变化。适用于:粗略分离的物料; 轻组分含量不高; 相对挥发度很大。

动画:闪蒸
简单蒸馏—渐次汽化,间歇式,分离程度不高;特点:1.易挥发组分更多的传递到气相中去,釜液温度不断升高;2. 间歇操作,是不稳定过程。适用于:1.沸点差较大的混合液;2.分离要求不高的粗加工过程。

动画:简单蒸馏
动画:简单蒸馏装置流程(仅供内部教学使用)
精馏:连续式和间歇式,有效的分离手段。稳态的连续精馏(工艺参数温度、压力、处理量等基本不变 )和动态的间歇精馏(工艺参数釜顶温度、压力,回流量,采出组成等一直在变)。
定义:利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使气、液两相逆向多级接触,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易挥发组分(轻组分)不断从液相往气相中转移,而难挥发组分却由气相向液相中迁移,使混合物得到不断分离,称该过程为精馏。
过程:(1)原料液连续加入精馏塔内; (2)连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品(釜残液); (3)塔顶蒸汽进入冷凝器被全部冷凝,将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体,其余部分作为塔顶产品(馏出液)采出。
特点:在提供回流的条件下,汽液两相多次逆流接触,进行相间传质传热,使混合物中的各组分因挥发性不同而分离。
实质:是一个液体与气体的传质、传热、多次部分汽化、多次部分冷凝的过程。

实现的必要条件:
1.各组分挥发性存在差异;
2.汽液两相存在浓度差和温度差,形成传质、传热的推动力。
3.提供塔顶的冷液回流和塔底蒸汽回流。
4.提供汽液两相接触的场所(塔板或填料)。

蒸馏、分馏与精馏区别
蒸馏只进行一次汽化和冷凝,分离出的物质一般较纯,如用天然水制蒸馏水,在工业酒精中加生石灰后蒸馏得无水乙醇;在蒸馏沸点比较接近的混合物时,各种物质的蒸气将同时蒸出,难于达到分离和提纯的目的,只好借助于分馏。
分馏要连续进行多次汽化和冷凝,分离出的物质依然是沸点范围不同的混合物,如对石油进行常减压分馏后可以得到沸点范围不同的多个馏分。
精馏是传热、传质过程同时进行,属传质过程控制。在精馏段,气相在上升的过程中,气相轻组分不断得到精制,在气相中不断地增浓,在塔顶获轻组分产品。在提馏段,其液相在下降的过程中,其轻组分不断地提馏出来,使重组分在液相中不断地被浓缩,在塔底获得重组分产品。
石油及其馏分蒸馏曲线
(一)恩氏蒸馏曲线
恩氏蒸馏是一种简单蒸馏,是以规格化的仪器和在规定的试验条件下进行的,是一种条件性的试验方法。将馏出温度(气相温度)对馏出量(体积百分率)作图,就得到恩氏蒸馏曲线。

恩氏蒸馏曲线
恩氏蒸馏的本质是渐次汽化。
(二)实沸点蒸馏曲线
实沸点蒸馏是一种实验室间歇精馏。主要用于原油评价。以馏出温度-馏出体积分数做曲线得到一条阶梯形的曲线。

原油实沸点蒸馏曲线
缺点:相当费时间。
较新方法:气体色谱分析。
(三)平衡汽化曲线
在平衡汽化设备中,将油品加热汽化,使气、液两相在恒定的压力和温度下密切接触一段足够长的时间后迅速分离,即可测得油品在该条件下的平衡汽化分率。将恒压下平衡汽化率与温度做曲线即得。

平衡汽化曲线
平衡汽化曲线,可以确定油品在不同汽化率时的温度、泡点温度、露点温度等。
(四)三种蒸馏曲线比较

实沸点蒸馏的分馏精度最高,恩氏蒸馏次之,平衡汽化效果最差。
同种油品3种蒸馏曲线比较
(1)就曲线的斜率而言,平衡汽化最平缓,恩氏蒸馏曲线斜率较大,实沸点蒸馏曲线斜率最大;
(2)平衡汽化的初馏点和终馏点之差最小,恩氏蒸馏次之,实沸点蒸馏曲线的初馏点和终馏点之差最大。说明三种蒸馏方法中,实沸点蒸馏的分馏精度最高,恩氏蒸馏次之,平衡汽化效果最差。
(3)为了获得相同的汽化率,实沸点蒸馏要求达到的液相温度最高,恩氏蒸馏次之,而平衡汽化则最低。

