化工減壓蒸餾裝置

A. 石油化工廠有哪些主要的生產裝置

煉油裝置：常減壓蒸餾裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、加氫裝置、延遲焦化裝置、硫磺回收裝置。
化工裝置：乙烯裝置(MTO裝置)、丙烯裝置（MTP裝置）、聚乙烯裝置（HDPE裝置、LLDPE裝置）、聚丙烯裝置、芳烴裝置（PX裝置、PTA裝置）、合成橡膠裝置。
外行，就知道這么多了。

B. 化工減壓蒸餾，一般在什麼情況下使用減壓蒸餾

一些有機物加熱到其正常沸點附近時，會由於溫度過高而發生氧化、分解或聚合等內反應，使其無法在常壓容下蒸餾，因此使用減壓蒸餾。減壓蒸餾是分離和提純有機化合物的常用方法之一。液體的沸點是指它的飽和蒸氣壓等於外界壓力時的溫度，當外部壓力降低時，其沸騰溫度隨之降低，這就是減壓蒸餾的原理。
將蒸餾裝置連接在一套減壓系統上（如真空泵等），在蒸餾開始前先使整個系統壓力降低到只有常壓的十幾分之一至幾十分之一，那麼有機物就可以在較其正常沸點低得多的溫度下進行蒸餾。

C. 旋蒸與普通減壓蒸餾的區別

區別在於：原理不同、適用范圍不同、組成的設備不同。

1、原理不同：旋蒸通過電內子控制，使燒瓶在最適容合速度下，恆速旋轉以增大蒸發面積；減壓蒸餾減壓蒸餾對於分離或提純沸點較高或性質不太穩定的液態有機化合物，通過減少體系內的壓力而降低液體的沸點，從而避免這些現象的發生。許多有機化合物的沸點在壓力降低到1.3-2.0kPa時，可以比其常壓下沸點降低80℃-100℃。

2、適用范圍不同：旋蒸主要用於減壓條件下連續蒸餾易揮發性溶劑，應用於化學、化工、生物醫葯等領域；減壓蒸餾尤其適用於高沸點物質和那些在常壓蒸餾時未達到沸點就已受熱分解、氧化或聚合的化合物的分離和提純。

3、組成的設備不同：旋蒸由馬達、蒸餾瓶、加熱鍋、冷凝管等部分組成的；減壓蒸餾裝置系統包括蒸餾、抽氣以及在它們之間的保護及測壓裝置三部分，整套儀器必須使用圓形厚壁儀器．否則由於受力不勻，易發生炸裂等事故。

D. 化工減壓蒸餾,一般在什麼情況下使用減壓蒸餾

液體的沸點是指它的蒸氣壓等於外界壓力時的溫度，因此液體的沸點是隨外界壓力的變化而變化的，如果藉助於真空泵降低系統內壓力，就可以降低液體的沸點，這便是減壓蒸餾操作的理論依據。 減壓蒸餾是分離可提純有機化合物的常用方法之一。它特別適用於那些在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質

E. 求實驗室減壓蒸餾裝置圖

實驗室減壓蒸餾裝置圖如下圖所示：

實驗原理

1.減壓蒸餾適用對象

在常壓蒸餾時回未達沸點即已答受熱分解、氧化或聚合的物質

2、減壓下的沸點

(1)通常液體的沸點是指其表面的蒸氣壓等於外界大氣壓時的溫度；

(2)液體沸騰時溫度是與外界的壓力相關的，即外界壓力降低沸點也降低；

(3)利用外界壓力和液體沸點之間的關系，將液體置於一可減壓的裝置中，隨體系壓力的減小，液體沸騰的溫度即可降低，這種在較低壓力下進行蒸餾的操作被稱為減壓蒸餾。

(5)化工減壓蒸餾裝置擴展閱讀

注意事項

1.真空油泵的好壞決定於其機械結構和真空泵油的質量，如果是蒸餾揮發性較大的有機溶劑，其蒸氣被油吸收後，會增加油的蒸氣壓，影響泵的抽真空效果；如果是酸性的蒸氣，還會腐蝕泵的機件；

另外，由於水蒸氣凝結後會與油形成濃稠的乳濁液，破壞了油泵的正常工作。因此，在真空油泵的使用中，應安裝必要的保護裝置。

2.測壓計的作用是指示減壓蒸餾系統內部的壓力，通常採用水銀測壓計，一般可分為封閉式和開口式兩種。使用時必須注意勿使水或臟物侵入測壓計內。水銀柱中也不得有小氣泡存在。否則，將影響測定壓力的准確性。

F. 蒸餾裝置的用途有哪些

常壓蒸餾：(一般用於自來水制蒸餾水)
1)主要儀器(針對完整裝置)
a蒸餾燒瓶(液體體積在⅓到⅔之間)
b直形冷凝管：若使用球形冷凝管或蛇形冷凝管，會有餾分殘留在冷凝管中
c牛角管：也叫尾接管、接引管。
d錐形瓶(每階段餾分要用個新的錐形瓶盛接)：錐形瓶是接收器的種
e溫度計
f酒精燈
g石棉網(2)溫度計的位置：水銀球位於蒸餾燒瓶的支管口(與下沿相平)處，以測量蒸汽的溫度(此處溫度即為餾分的沸點)。(3)加入沸石(碎瓷片)的目的：防止暴沸。
若忘加沸石應停止加熱，冷卻後補加再繼續實驗。(4)冷凝管中冷凝水進、出水的方向：下口進上口出，與蒸汽形成逆向熱交換。
(5)錐形瓶處不能加塞子，否則容易造成壓強過大產生危險。
減壓蒸餾：部分高沸點的有機化合物常壓下蒸餾往往發生分解、氧化或聚合的物質，對這類物質通常採用減壓蒸餾以降低其沸點。
毛細管的作用是導入空氣，不斷形成小氣泡作為氣化中心，避免液體過熱而產生暴沸。
克氏蒸餾頭的主要用途是作減壓蒸餾的蒸餾頭，便於同時安裝毛細管和溫度計，並防止減壓蒸餾過程中液體因暴沸而沖入冷凝管。
蒸出液接受部分(尾接管+接收器)通常用多尾接液管連接兩個或三個厚壁梨形或圓形燒瓶，在接受不同餾分時，只需轉動接液管，使不同的餾分流入指啶的接受器中，而不中斷蒸餾。
水蒸氣蒸餾：水蒸氣蒸餾法是將水蒸氣通入含有難溶或微溶於水但有定揮發性的有機物形成的混合物中，使該有機物在低於100℃的溫度下，隨著水蒸氣起蒸餾出來的種分離方法(與水形成共沸物)。
注意事項
①水蒸氣發生器上的安全管不宜太短，其下端應接近器底，盛水量約為其容量的1/2，多不超過2/3，常在發生器中加進沸石。
②混合物的體積不超過蒸餾燒瓶容量的1/3，導入蒸氣玻璃管下端伸到接近瓶底。
③蒸餾前將T形管上的活塞打開，當T形管的支管有較多水蒸氣沖出時關閉活塞並通冷凝水。
④在蒸餾過程中，要經常檢查安全管中的水位是否合適，如發現其突然升高，意味著有堵塞現象，應立即打開T形管上的活塞，移去熱源，待故障排除後再行蒸餾。
⑤如發現T形管支管處水積聚過多，超過支管部分，也應打開T形管上的活塞，將水放掉，否則將影響水蒸氣通過。
⑥如果隨水蒸汽揮發餾出的物質熔點較高，在冷凝管中易凝成固體堵塞冷凝管，可調小冷凝水或停止通冷凝水，還可以考慮改用空氣冷凝管。
⑦當餾出液澄清透明，不含有油珠狀的有機物時，即可停止蒸餾，這時也應先打開T形管上的活塞然後移去熱源以防止倒吸。

G. 北京市燕山石化產品簡介

中國大型石油化工聯合企業。位於北京房山區。1967年動工興建。1969年第一期煉油裝置建成投產。後相繼建成一批利用煉油廠中副產品的化工裝置，成為石油化工聯合企業。1992年，有直屬單位31個。職工4.78萬人，其中各類專業技術人員1萬多人。佔地面積36平方千米。固定資產原值 53億元。生產裝置57套。原油加工能力 700萬噸。可提供各類油品 450萬噸；高壓聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚脂和順丁橡膠等有機合成材料55萬噸；苯酚、丙酮、乙二醇、間甲酚和烷基苯等有機化工原料100萬噸；化纖地毯年加工能力500萬平方米。產品達102種227個規格。

北京燕山石油化工有限公司位於北京西南房山區，是隸屬於中國石化集團公司的特大型石油化工聯合企業，投產30年來，已累計實現利稅360億元，是由動力事業部、高新技術股份有限公司、環保事業部、建築安裝公司、設計院、聯營開發總公司為主的分公司、全資和控股子公司等二十多家企業組成。主營業務是水、電、蒸汽、氧氮供應、污水處理、污水回用；精細化工產品、建築安裝。擁有一支高素質的安裝、土建施工、檢維修職工隊伍；擁有一個現代化的教育培訓基地；擁有一個管理規范的社區服務體系。
北京燕山石油化工有限公司現擁有石油化工生產裝置88套，輔助裝置71套，可生產158種440個牌號的石油化工產品，原油加工能力為950萬噸/年， 乙烯生產能力為45萬噸/年，是目前中國最大的乙烯生產商之一、 最大的塑料與樹脂生產商、最大的合成橡膠生產商、最大的基本有機化工原料生產商、最大的潤滑脂生產商，也是中國最大的化纖地毯生產商。燕化擁有4個控股子公司（包括一個境外上市公司、一個境內上市公司和兩個國內合資的公司），多個經改制設立的全資子公司，並有一批跨地區、跨行業的參股公司和關聯公司，公司總資產達到203億元。
燕化堅持名牌戰略，以技術進步為先導，以為客戶創造價值為宗旨，以科學管理為保障，以深化改革為動力，全面提高「燕山」品牌的競爭實力，在市場中贏得了較高的知名度和美譽度。有333 項科技成果通過部市級以上鑒定，147項技術在國內外獲得專利權，科研成果的工業化應用率達到60％，擁有了一批達到國內外先進水平的自有技術。公司已有13個企業通過了ISO9000國際標準的認證，燕化三分之一以上的產品獲部級以上優質產品，二分之一產品達到國際先進水平。

中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司（以下簡稱「燕山分公司」）坐落於北京市房山區，地處京廣線旁邊，具有十分便利的陸路、鐵路運輸條件。公司於2000年4月25日隨中國石化股份有限公司重組設立，由煉油廠、研究院、物資裝備中心、鐵路運輸部、消防支隊、職業病防治所6個單位構成，主要業務為石油煉制、石油產品的儲運銷售、石油化工技術和催化劑的研究、開發。

燕山分公司是中國特大型燃料-潤滑油-化工原料型綜合性煉油企業之一，擁有30多套生產裝置。主要包括三大系統：

⑴三套常減壓蒸餾裝置能力為850萬噸/年。

⑵燃料油生產裝置。主要包括：三套重油催化裂化裝置，加工能力為400萬噸/年；中壓加氫裂化裝置，設計加工能力為130萬噸/年；寬餾份重整裝置，設計加工能力為60萬噸/年；鉑重整裝置，設計能力為15萬噸/年；天然氣制氫裝置，設計能力為2萬立方米/時；汽油加氫裝置，設計能力22萬噸/年；柴油加氫精製裝置，設計能力為100萬噸/年；氣體分餾裝置，設計加工能力為40萬噸/年。

⑶潤滑油裝置。主要生產裝置包括70萬噸/年丙烷脫瀝青裝置、52萬噸/年酮苯脫蠟裝置、兩套糠醛精製裝置、20萬噸/年潤滑油白土補充精製裝置、6萬噸/年石蠟加氫精製裝置。

燕山分公司每年可向社會提供汽油、柴油、煤油、潤滑油、石蠟等33個品種75個牌號的石油化工產品；其中全精煉石蠟、60號食品蠟、石油甲苯、導熱油等產品獲得國家金獎或銀獎；有27種產品曾獲國家、部、市級優質產品稱號，產品暢銷全國各地，石蠟、甲苯等產品還遠銷歐、美、亞洲的國家和地區，在國內外用戶中享有較高的聲譽。汽油全部實現了高標無鉛化，汽油、柴油質量達到了歐洲Ⅱ號質量標准。銀催化劑產品在美國和歐盟等國家和地區獲得了專利，其性能居世界領先水平。

燕山分公司擁有橡塑新材料合成國家工程研究中心和合成樹脂質量監督檢驗中心兩個國家級技術開發和鑒定機構；擁有一支從事情報調研、實驗室研究、中間實驗、過程式控制制、設備開發以及工業化裝置基礎設計的科研開發隊伍，在石油化工催化劑、基本有機合成、高分子材料合成及應用、精細化工、水質處理、分析測試等領域具備了雄厚的科研開發能力。燕山分公司研究開發的YS系列銀催化劑在國內現有全部環氧乙烷/乙二醇裝置上得到工業應用，占國內市場的85%以上；鋰系橡膠聚合成套技術實現了向國內外的轉讓，水平均居國際先進水平。燕山分公司研究開發的SBS、溶聚丁苯橡膠SSBR、MTBE合成及裂解制異丁烯技術、己烯-1等成套生產技術具備了工業化生產條件，已經或者正在實現工業化產。

燕山分公司堅持走保護環境的可持續發展道路，建立了HSE管理體系，實現了安全、健康、環境一體化管理，強化污染物排放總量控制和全面達標管理，實施清潔生產、污水回用和治理污染源措施，開展資源綜合利用工作，在生產能力不斷擴大、裝置不斷增加的情況下，排放污染物總量逐年下降，實現了經濟效益與社會效益的共同提高。

北京燕山石油化工有限公司，地處北京市房山區，距北京市中心五十公里，與京石高速公路相鄰。北京燕山石油化工有限公司是隸屬中國石化集團公司的特大型石油化工聯合企業，擁有石油化工生產裝置91套，輔助裝置71套，已生產158種440個牌號的石油化工產品，原油加工能力為850萬噸/年，乙烯生產能力為71萬噸/年，是目前中國最大的乙烯生產商之一、最大的塑料與樹脂生產商、最大的合成橡膠生產商、最大的基本有機化工原料生產商、最大的潤滑脂生產商，也是中國最大的化纖地毯生產商。燕山石化公司除煉油部分隨中國石化股份公司境外上市外，還擁有兩個上市公司，其中一個境外上市公司（北京燕化石油化工股份有限公司）、一個境內上市公司（北京燕化高新技術股份公司），擁有兩個國內合資的公司，多個經改制設立的全資子公司，並有一批跨地區、跨行業的參股公司和關聯公司，公司總資產達到203億元。投產30年來，已累計實現利稅372億元，相當於國家為燕化總投資的10倍多。
燕山石化堅持品牌戰略，以技術進步為先導，以為客戶創造價值為宗旨，以科學管理為保障，以深化改革為動力，全面提高「燕山」品牌的競爭實力，以名牌的產品，名牌的服務，名牌的信譽，在市場中贏得了較高的知名度和美譽度，很多產品的產量和市場佔有率居全國第一。燕山石化大力推進技術進步，有90%以上的裝置進行了技術改造，產品技術含量不斷提高；有333項科技成果通過部市級以上鑒定，147項技術在國內外獲得專利權，科研成果的工業化應用率達到60%，擁有了一批達到國內外先進水平的自有技術，開創了我國成套石化技術出口的先例。公司已有13個企業通過了ISO9000國際標準的認證，三分之一以上的產品獲部級以上優質產品，二分之一產品達到國際先進水平。
燕山石化的發展目標是：通過大力調整產業結構、產品結構和組織結構，提高企業在經濟全球化過程中的競爭力，把燕化建成一個專業化程度高、核心能力突出，技術創新力強、產品特色顯著，組織結構合理、業務流程簡潔，企業理念鮮明、富有團隊精神的現代化企業。
石油產品
燕山石化原油加工能力850萬噸/年，擁有我國最大的以重油和蠟油為原料的200萬噸/年重油催化裂化裝置，擁有我國第一套按全減壓渣油設計的80萬噸/年催化裂化裝置，標志公司催化裂化技術已達到國際先進水平。
燕山石化可生產32種65個牌號的石油產品，質量穩定可靠，深受用戶歡迎，60%的石蠟出口海外。為了滿足首都的環保要求，率先生產無鉛汽油，同時加快清潔燃料的開發，為首都市場提供清潔汽油、清潔柴油和車用液化氣，為還首都一片藍天做出了積極貢獻。

H. 常減壓蒸餾裝置的原料和產品有哪些都有什麼性質

常減壓裝置抄可生產的液化氣、石腦油、油漆溶劑油、噴氣燃料、燈用煤油、柴油、燃料油和高等級道路瀝青等，視原油性質不同，有的可直接作為產品或調合組分，有的則需經過加氫或其它工藝脫硫脫酸，才能作為產品。二次加工原料有：石腦油是化工裂解裝置和催化重整裝置的原料；柴油餾分可作柴油加氫裝置原料，蠟油是潤滑油基礎油、催化裂化、加氫裂化裝置的原料，減壓渣油或常壓渣油可以是重油催化裂化、溶劑脫瀝青、焦化、固定床加氫處理或沸騰床加氫裂化，懸浮床加氫裂化等裝置原料，還可以是氧化瀝青或氣化裝置的原料。

I. 蒸餾設備的設備

（molecular distillation equipment）
分子蒸餾亦稱短程蒸餾.它是一項較新的尚未廣泛應用於工業化生產的液-液分離技術．其應用能解決大量常規蒸餾技術所不能解決的問題.
分子蒸餾與常規蒸餾技術相比有以下特點:
1．普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作:而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差.就可以在任何溫度下進行分離.因而分子蒸餾操作溫度遠低於物料的沸點.
2．普通蒸餾有鼓泡.沸騰現象:而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發.操作壓力很低.一般為0．1-1Pa數量級,受熱時間很短．一般僅為十秒至幾十秒.
3．普通蒸餾的蒸發和冷凝是可逆過程.液相和氣相之間處於動態相平衡,而在分子蒸餾過程中.從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上.理論上沒有返回到加熱面的可能性.所以分子蒸餾沒有不易分離的物質.
一套完整的分子蒸餾設備主要包括：分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器，其種類主要有3種：(1)降膜式：為早期形式，結構簡單，但由於液膜厚，效率差，當今世界各國很少採用；(2)刮膜式:形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結構復雜；(3)離心式：離心力成膜，膜薄，蒸發效率高，但結構復雜，真空密封較難，設備的製造成本高。為提高分離效率，往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。
1.降膜式分子蒸餾器
該裝置是採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式。將物料加熱,蒸發物就可在相對方向的冷凝面上凝縮。降膜式裝置為早期形式，結構簡單，在蒸發面上形成的液膜較厚，效率差，現在各國很少採用。
2.刮膜式分子蒸餾裝置
我國在80年代末才開展刮膜式分子蒸餾裝置和工藝應用研究。它採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式，但為了使蒸發面上的液膜厚度小且分布均勻,在蒸餾器中設置了一硬碳或聚四氟乙烯制的轉動刮板。該刮板不但可以使下流液層得到充分攪拌,還可以加快蒸發面液層的更新,從而強化了物料的傳熱和傳質過程。其優點是:液膜厚度小,並且沿蒸發表面流動;被蒸餾物料在操作溫度下停留時間短,熱分解的危險性較小,蒸餾過程可以連續進行,生產能力大。缺點是:液體分配裝置難以完善,很難保證所有的蒸發表面都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發生翻滾現象,所產生的霧沫也常濺到冷凝面上。但由於該裝置結構相對簡單,價格相對低廉,現在的實驗室及工業生產中,大部分都採用該裝置。
3.離心式分子蒸餾裝置
該裝置將物料送到高速旋轉的轉盤中央,並在旋轉面擴展形成薄膜,同時加熱蒸發,使之與對面的冷凝面凝縮,該裝置是目前較為理想的分子蒸餾裝置。但與其它兩種裝置相比,要求有高速旋轉的轉盤,又需要較高的真空密封技術。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優點:由於轉盤高速旋轉,可得到極薄的液膜且液膜分布更均勻,蒸發速率和分離效率更好;物料在蒸發面上的受熱時間更短,降低了熱敏物質熱分解的危險;物料的處理量更大,更適合工業上的連續生產。 （alcohol distilling equipment）
特點：第一，節能。採用高效低阻的板型，降低釜溫，適量迴流，建立合理利用各級能量的蒸餾流程；盡量採用儀表控制或微機自控系統，使設備處於最佳負荷狀態。
第二，生產強度高。提高單位塔截面的汽液通量，特別是對醪塔的設計，更應注意其汽液比的關系。使設備更加緊湊、生產強度和處理能力又能提高的方法之一，採用高效塔板代替原有舊式塔校(塔體不動)。
第三，排污性能好。在盡量減少成熟醪中纖維物含量的同時，對設備也要考慮其適應含固形物發酵液的蒸餾，最大限度減少停產清塔的次數。
第四，充分考慮塔器的放大效應．特別是對年產量在15000噸以上的塔設備，由於塔徑均大於1.5米以上，所以要對大直徑塔設備採取積極先進措施，以減輕分離效率的降低。
第五，結構簡單，造價降低。在工藝條件許可的情況下，選用塔板結構簡單而效率又高的新型塔板。
裝置原理：
本裝置適用於制葯、食品、輕工、化工等待業的稀酒精回收，也適用於甲醇等其他溶煤的蒸餾。本裝置根據用戶的要求，可將30。左右的稀酒精蒸餾至90。-95。酒精，成品酒精度數要求再高。可加大迴流比，但產量就相應減少。
採用高效的不銹鋼波紋填料。蒸餾塔體採用不銹鋼製作，從而是防止了鐵屑堵塞填料的現象，延長了裝置的使用期限。本裝置中凡接觸酒精的設備部分如冷凝器、穩壓罐、冷卻蛇管等均採用不銹鋼，以確保成品酒精不被污染。蒸餾釜採用可拆式U型加熱管，在檢修時可將U型加熱管移出釜外，便於對加熱管外壁及蒸餾釜內壁進行清洗。本裝置可間歇生產，也可連續生產。
能力參數： 型號 塔徑mm 30~40%進料的生產能力 60~80%進料的生產能力 90%酒精 95%酒精 90%酒精 95%酒精 T-200 φ200 35kg 26kg 45kg 36kg T-300 φ300 80kg 64kg 100kg 80kg T-400 φ400 150kg 120kg 180kg 140kg T-500 φ500 230kg 185kg 275kg 220kg T-600 φ600 335kg 270kg 400kg 320kg 減壓蒸餾設備（atmospheric-vacuum distillation unit）常減壓蒸餾裝置通常包括三部分：
（1）原油預處理。採用加入化學物質和高壓電場聯合作用下的電化學法除去原油中混雜的水和鹽類。
（2）常壓蒸餾。原油在加熱爐內被加熱至370℃左右，送入常壓蒸餾塔在常壓（1大氣壓）下蒸餾出沸點較低的汽油和柴油餾分，殘油是常壓重油。
（3）減壓蒸餾。常壓重油再經加熱爐被加熱至410℃左右，進入減壓蒸餾塔在約8.799千帕（60毫米汞柱）絕壓下蒸餾，餾出裂化原料的潤滑油原料，殘油為減壓渣油。參見原油蒸餾。 水氣蒸餾是用來分散以及提純液態或者固態有機化合物的一種要領，經常使用於下列幾種環境：（1）某些沸點高的有機化合物，在常壓下蒸餾雖可與副產物分散，但易被破壞；（2）混淆物中含有大量樹脂狀雜質或者不揮發性雜質，採用蒸餾、萃取等要領都難以分散；（3）從較多固體反應物中分散出被吸附的液體。
基本原理
按照道爾頓分壓定律，當與水不相混溶的物質與水並存時，全般系統的蒸氣壓應為各組分蒸氣壓之以及，即：
p= pA+ pB
其中p 代表總的蒸氣壓，pA為水的蒸氣壓，pB 為與水不相混溶物質的蒸氣壓。
當混淆物中各組分蒸氣壓總以及等於外界大氣壓時，這時候的溫度即為它們的沸點。此沸點比各組分的沸點都低。是以，在常壓下應用水氣蒸餾，就能在低於100℃的環境下將高沸點組分與水一路蒸出來。由於總的蒸氣壓與混淆物中兩者間的相對於量無關，直至其中一組分幾乎完全移去，溫度才上漲至留在瓶中液體的沸點。我們懂得，混淆物蒸氣中各個氣體分壓（pA，pB）之比等於它們的物質的量（nA，nB）之比，即：
而nA=mA/MA；nB=mB/MB。其中
mA、mB為各物質在肯定是容量中蒸氣的質量，MA、MB為物質A以及B的相對於份子質量。是以：
可見，這兩種物質在餾液中的相對於證量（就是它們在蒸氣中的相對於證量）與它們的蒸氣壓以及相對於份子質量成正比。
以苯胺為例，它的沸點為184.4℃，且以及水不相混溶。當以及水一路加熱至98.4℃時，水的蒸氣壓為95.4 kPa，苯胺的蒸氣壓為5.6 kPa，它們的總壓力靠近大氣壓力，於是液體就開始沸騰，苯胺就隨水氣一路被蒸餾出來，水以及苯胺的相對於份子質量別離為18以及93，代入上式：
即蒸出3.3 g水可以容或者帶出1 g苯胺。苯胺在溶液中的組分佔23.3%。測試中蒸出的水量往往超過計算值，由於苯胺微溶於水，測試中尚有一部分水氣不遑與苯胺充分接觸便離開蒸餾燒杯的緣故。
哄騙水氣蒸餾來分散提純物質時，要求此物質在100℃擺布時的蒸氣壓至少在1.33 kPa擺布。要是蒸氣壓在 0.13～0.67 kPa，則其在餾出液中的含量僅佔1%，甚至更低。為了要使餾出液中的含量增高，就要想辦法提高此物質的蒸氣壓，也就是說要提高溫度，使蒸氣的溫度超過100℃，即要用過熱水氣蒸餾。例如苯甲醛（沸點178℃），進行水氣蒸餾時，在97.9℃沸騰，這時候pA=93.8 kPa，pB=7.5 kPa，則：
這時候餾出液中苯甲醛佔32.1%。
假如導入133℃過熱蒸氣，苯甲醛的蒸氣壓可達29.3kPa，故而只要有72 kPa的水氣壓，就可使系統沸騰，則：
這樣餾出液中苯甲醛的含量就提高到了70.6%。
應用過熱水氣還具有使水氣冷凝少的長處，為了防止過熱蒸氣冷凝，可在蒸餾瓶下保溫，甚至加熱。
從上面的分析可以看出，施用水氣蒸餾這種分散要領是有條件限定的，被提純物質必需具備以下幾個條件：（1）不溶或者難溶於水；（2）與沸水永劫間並存而不發生化學反應；（3）在100℃擺布必需具有肯定似的蒸氣壓（一般不小於1.33 kPa）。

J. 減壓蒸餾實驗裝置的控制變數是什麼

54轉 永立 撫順石油化工研究院

DCS在我國煉油廠應用已有15年歷史，有20多家煉油企業安裝使用了不同型
號的DCS，對常減壓裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、加氫精製、油品調合等實施
過程式控制制和生產管理。其中有十幾套DCS用於原油蒸餾，多數是用於常減壓裝置的單回
路控制和前饋、串級、選擇、比值等復雜迴路控制。有幾家煉油廠開發並實施了先進控制
策略。下面介紹DCS用原油蒸餾生產過程的主要控制迴路和先進控制軟體的開發和應用
情況。
一、工藝概述
對原油蒸餾，國內大型煉油廠一般採用年處理原油250～270萬噸的常減壓裝置
，它由電脫鹽、初餾塔、常壓塔、減壓塔、常壓加熱爐、減壓加熱爐、產品精餾和自產蒸
汽系統組成。該裝置不僅要生產出質量合格的汽油、航空煤油、燈用煤油、柴油，還要生
產出催化裂化原料、氧化瀝青原料和渣油；對於燃料一潤滑油型煉油廠，還需要生產潤滑
油基礎油。各煉油廠均使用不同類型原油，當改變原油品種時還要改變生產方案。
燃料一潤滑油型常減壓裝置的工藝流程是：原油從罐區送到常減壓裝置時溫度一般為
30℃左右，經原油泵分路送到熱交換器換熱，換熱後原油溫度達到110℃，進入電脫
鹽罐進行一次脫鹽、二次脫鹽、脫鹽後再換熱升溫至220℃左右，進入初餾塔進行蒸餾
。初餾塔底原油經泵分兩路送熱交換器換熱至290℃左右，分路送入常壓加熱爐並加熱
到370℃左右，進入常壓塔。常壓塔塔頂餾出汽油，常一側線（簡稱常一線）出煤油，
常二側線（簡稱常二線）出柴油，常三側線出潤料或催料，常四側線出催料。常壓塔底重
油用泵送至常壓加熱爐，加熱到390℃，送減壓塔進行減壓蒸餾。減一線與減二線出潤
料或催料，減三線與減四線出潤料。
二、常減壓裝置主要控制迴路
原油蒸餾是連續生產過程，一個年處理原油250萬噸的常減壓裝置，一般有130
～150個控制迴路。應用軟體一部分是通過連續控制功能塊來實現，另一部分則用高級
語言編程來實現。下面介紹幾種典型的控制迴路。
1．減壓爐0．7MPa蒸汽的分程式控制制
減壓爐0．7MPa蒸汽的壓力是通過補充1．1MPa蒸汽或向0．4MPa乏氣
管網排氣來調節。用DCS控制0．7MPa蒸汽壓力，是通過計算器功能進行計算和判
斷，實現蒸汽壓力的分程式控制制。0．7MPa蒸汽壓力檢測信號送入功能塊調節器，調節
器輸出4～12mA段去調節1．1MPa蒸汽入管網調節閥，輸出12～20mA段去
調節0．4MPa乏氣管網調節閥。這實際是仿照常規儀表的硬分程方案實現分程調節，
以保持0．7MPa蒸汽壓力穩定。
2．常壓塔、減壓塔中段迴流熱負荷控制
中段迴流的主要作用是移去塔內部分熱負荷。中段迴流熱負荷為中段迴流經熱交換器
冷卻前後的溫差、中段迴流量和比熱三者的乘積。由中段迴流熱負荷的大小來決定迴流的
流量。中段迴流量為副回中路，用中段熱負荷來串中段迴流流量組成串級調節迴路。由D
CS計算器功能塊來求算冷卻前後的溫差，並求出熱負荷。主迴路熱負荷給定值由工人給
定或上位機給定。
3．提高加熱爐熱效率的控制
為了提高加熱爐熱效率，節約能源，採取了預熱入爐空氣、降低煙道氣溫度、控制過
剩空氣系數等方法。一般加熱爐控制是利用煙氣作為加熱載體來預熱入爐空氣，通過控制
爐膛壓力正常，保證熱效率，保證加熱爐安全運行。
（1）爐膛壓力控制
在常壓爐、減壓爐輻射轉對流室部位設置微差壓變送器，測出爐膛的負壓，利用長行
程執行機構，通過連桿來調整煙道氣檔板開度，以此來維持爐膛內壓力正常。
（2）煙道氣氧含量控制
一般採用氧化鋯分析器測量煙道氣中的氧含量，通過氧含量來控制鼓風機入口檔板開
度，控制入爐空氣量，達到最佳過剩空氣系數，提高加熱爐熱效率。
4．加熱爐出口溫度控制
加熱爐出口溫度控制有兩種技術方案，它們通過加熱爐流程畫面上的開關（或軟開關
）切換。一種方案是總出口溫度串燃料油和燃料氣流量，另一種方案是加熱爐吸熱一供熱
值平衡控制。熱值平衡控制需要使用許多計算器功能塊來計算熱值，並且同時使用熱值控
制PID功能塊。其給定值是加熱爐的進料流量、比熱、進料出口溫度和進口溫度之差值
的乘積，即吸熱值。其測量值是燃料油、燃料氣的發熱值，即供熱值。熱值平衡控制可以
降低能耗，平穩操作，更有效地控制加熱爐出口溫度。該系統的開發和實施充分利用了D
CS內部儀表的功能。
5．常壓塔解耦控制
常壓塔有四個側線，任何一個側線抽出量的變化都會使抽出塔板以下的內迴流改變，
從而影響該側線以下各側線產品質量。一般可以用常一線初餾點、常二線干點（90％干
點）、常三線粘度作為操作中的質量指標。為了提高輕質油的收率，保證各側線產品質量
，克服各側線的相互影響，採用了常壓塔側線解耦控制。以常二線為例，常二線抽出量可
以由二線抽出流量來控制，也可以用解耦的方法來控制，用流程畫面發換開關來切換。解
耦方法用常二線干點控制功能塊的輸出與原油進料量的延時相乘來作為常二線抽出流量功
能塊的給定值。其測量值為本側線流量與常一線流量延時值、常塔餾出油量延時值之和。
組態時使用了延時功能塊，延時的時間常數通過試驗來確定。這種自上而下的干點解耦控
制方法，在改變本側線流量的同時也調整了下一側線的流量，從而穩定了各側線的產品質
量。解耦控制同時加入了原油流量的前饋，對平穩操作，克服擾動，保證質量起到重要作
用。
三、原油蒸餾先進控制
1．DCS的控制結構層
先進控制至今沒有明確定義，可以這樣解釋，所謂先進控制廣義地講是傳統常規儀表
無法構造的控制，狹義地講是和計算機強有力的計算功能、邏輯判斷功能相關，而在DC
S上無法簡單組態而得到的控制。先進控制是軟體應用和硬體平台的聯合體，硬體平台不
僅包括DCS，還包括了一次信息採集和執行機構。
DCS的控制結構層，大致按三個層次分布：
·基本模塊：是基本的單迴路控制演算法，主要是PID，用於使被控變數維持在設定
點。
·可編程模塊：可編程模塊通過一定的計算（如補償計算等），可以實現一些較為復
雜的演算法，包括前饋、選擇、比值、串級等。這些演算法是通過DCS中的運算模塊的組態
獲得的。
·計算機優化層：這是先進控制和高級控制層，這一層次實際上有時包括好幾個層次
，比如多變數控制器和其上的靜態優化器。
DCS的控制結構層基本是採用遞階形式，一般是上層提供下層的設定點，但也有例
外。特殊情況下，優化層直接控制調節閥的閥位。DCS的這種控制結構層可以這樣理解
：基本控制層相當於單迴路調節儀表，可編程模塊在一定程度上近似於復雜控制的儀表運
算互聯，優化層則和DCS的計算機功能相對應。原油蒸餾先進控制策略的開發和實施，
在DCS的控制結構層結合了對象數學模型和專家系統的開發研究。
2．原油蒸餾的先進控制策略
國內原油蒸餾的先進控制策略，有自行開發應用軟體和引進應用軟體兩種，並且都在
裝置上閉環運行或離線指導操作。
我國在常減壓裝置上研究開發先進控制已有10年，各家技術方案有著不同的特點。
某廠最早開發的原油蒸餾先進控制，整個系統分四個部分：側線產品質量的計算，塔內汽
液負荷的精確計算，多側線產品質量與收率的智能協調控制，迴流取熱的優化控制。該應
用軟體的開發，充分發揮了DCS的強大功能，並以此為依託開發實施了高質量的數學模
型和優化控制軟體。系統的長期成功運行對國內DCS應用開發是一種鼓舞。各企業開發
和使用的先進控制系統有：組份推斷、多變數控制、中段迴流及換熱流程優化、加熱爐的
燃料控制和支路平衡控制、餾份切割控制、汽提蒸汽量優化、自校正控制等，下面介紹幾
個先進控制實例。
（1）常壓塔多變數控制
某廠常壓塔原採用解耦控制，在此基礎上開發了多變數控制。常壓塔有兩路進料，產
品有塔頂汽油和四個側線產品，其中常一線、常二線產品質量最為重要。主要質量指標是
用常一線初餾點、常一線干點和常二線90％點溫度來衡量，並由在線質量儀表連續分析
。以上三種質量控制通常用常一線溫度、常一線流量和常二線流量控制。常一線溫度上升
會引起常一線初餾點、常一線干點及常二線90％點溫度升高。常一線流量或常二線流量
增加會使常一線干點或常二線90％點溫度升高。
首先要確立包括三個PID調節器、常壓塔和三個質量儀表在內的廣義的對象數學模
型：
式中：P為常一線產品初餾點；D為常一線產品干點；T〔，2〕為常二線產品90
％點溫度；T〔，1〕為常一線溫度；Q〔，1〕為常一線流量；Q〔，2〕為常二流量
。
為了獲得G（S），在工作點附近採用飛升曲線法進行模擬擬合，得出對象的廣義對
象傳遞函數矩陣。針對廣義對象的多變數強關聯、大延時等特點，設計了常壓塔多變數控
制系統。
全部程序使用C語言編程，按照採集的實時數據計算控制量，最終分別送到三個控制
迴路改變給定值，實現了常壓塔多變數控制。
分餾點（初餾點、干點、90％點溫度）的獲取，有的企業採用引進的初餾塔、常壓
塔、減壓塔分餾點計算模型。分餾點計算是根據已知的原油實沸點（TBT）曲線和塔的
各側線產品的實沸點曲線，實時採集塔的各部溫度、壓力、各進出塔物料的流量，將塔分
段，進行各段上的物料平衡計算、熱量平衡計算，得到塔內液相流量和氣相流量，從而計
算出抽出側線產品的分餾點。
用模型計算比在線分析儀快，一般系統程序每10秒運行一次，克服了在線分析儀的
滯後，改善了調節品質。在計算出分餾點的基礎上，以計算機間通訊方式，修改DCS系
統中相關側線流量控制模塊給定值，實現先進控制。
還有的企業，操作員利用常壓塔生產過程平穩的特點，將SPC控制部分切除，依照
計算機根據實時參數計算出的分餾點，人工微調相關側線產品流量控制系統的給定值，這
部分優化軟體實際上只起著離線指導作用。
（2）LQG自校正控制
某廠在PROVOX系統的上位機HP1000A700上用FORTRAN語言開
發了LQG自校正控製程序，對常減壓裝置多個控制迴路實施LQG自校正控制。
·常壓塔頂溫度控制。該迴路原採用PID控制，因受處理量、環境溫度等變化因素
的影響，無法得到滿意的控制效果。用LQG自校正控制代替PID控制後，塔頂溫度控
製得到比較理想的效果。塔頂溫度和塔頂撥出物的干點存在一定關系，根據工藝人員介紹
，塔頂溫度每提高1℃，干點可以提高3～5℃。當塔頂溫度比較平穩時，工藝人員可以
適當提高塔頂溫度，使干點提高，便可以提高收率。按年平均處理原油250萬噸計算，
如干點提高2℃，塔頂撥出物可增加上千噸。自適應控制帶來了可觀的經濟效益。
·常壓塔的模擬優化控制。在滿足各餾出口產品質量要求前提下，實現提高撥出率及
各段迴流取熱優化。餾出口產品質量仍採用先進控制，要求達到的目標是：常壓塔頂餾出
產品的質量在閉環控制時，其干點值在給定值點的±2℃，常壓塔各側線分別達到脫空3
～5℃，常二線產品的恩氏蒸餾分析95％點溫度大於350℃，常三線350℃餾份小
於15％，並在操作台上CRT顯示上述各側線指標。在保證塔頂撥出率和各側線產品質
量之前提下優化全塔迴流取熱，使全塔回收率達到90％以上。
·減壓塔模擬優化控制。在保證減壓混和蠟油質量的前提下，量大限度拔出蠟油餾份
，減二線90％餾出溫度不小於510℃，減壓渣油運行粘度小於810■泊（對九二三
油），並且優化分配減一線與減二線的取熱。
（3）中段迴流計算
分餾塔的中段迴流主要用來取出塔內一部分熱量，以減少塔頂負荷，同時回收部分熱
量。但是，中段迴流過大對蒸餾不利，會影響分餾精度，在塔頂負荷允許的情況下，適度
減少中段迴流量，以保證一側線和二側線產品脫空度的要求。由於常減壓裝置處理量、原
油品種以及生產方案經常變化，中段迴流量也要作相應調整，中段迴流量的大小與常壓塔
負荷、塔頂汽油冷卻器負荷、產品質量、回收勢量等條件有關。中段迴流計算的數學模型
根據塔頂迴流量、塔底吹氣量、塔頂溫度、塔頂迴流入口溫度、頂循環迴流進口溫度、中
段迴流進出口溫度等計算出最佳迴流量，以指導操作。
（4）自動提降量模型
自動提降量模型用於改變處理量的順序控制。按生產調度指令，根據操作經驗、物料平
衡、自動控制方案來調整裝置的主要流量。按照時間順序分別對常壓爐流量、常壓塔各側
線流量、減壓塔各側線流量進行提降。該模型可以通過DCS的順序控制的幾種功能模塊
去實現，也可以用C語言編程來進行。模型閉環時，不僅改變有關控制迴路的給定值，同
時還在列印機上列印調節時間和各迴路的調節量。
四、討論
1．原油蒸餾先進控制幾乎都涉及到側線產品質量的質量模型，不管是靜態的還是動
態的，其基礎都源於DCS所採集的塔內溫度、壓力、流量等信息，以及塔內物料／能量
的平衡狀況。過程模型的建立，應該進一步深入進行過程機理的探討，走機理分析和辨認
建模的道路，同時應不斷和人工智慧的發展相結合，如人工神經元網路模型正在日益引起
人們的注意。在無法得到全局模型時，可以考慮局部模型和專家系統的結合，這也是一個
前景和方向。
2．操作工的經驗對先進控制軟體的開發和維護很重要，其中不乏真知灼見，如何吸
取他們實踐中得出的經驗，並幫助他們把這種經驗表達出來，並進行提煉，是一項有意義
的工作，這一點在開發專家系統時尤為重要。
3．DCS出色的圖形功能一直為人們所稱贊，先進控制一般是在上位機中運行，在
實施過程中，應在操作站的CRT上給出先進控制信息，這種信息應使操作工覺得親切可
見，而不是讓人感到乏味的神秘莫測，這方面的開發研究已獲初步成效，還有待進一步開
發和完善。
4．國內先進控制軟體的標准化、商品化還有待起步，目前控制軟體設計時還沒有表達
其內容的標准符號，這是一大障礙。這方面的研究開發工作對提高DCS應用水平和推廣
應用成果有著重要意義。