3.4.3)全塔壓力降明顯減小,由改造前1.87變?yōu)?.05,提高了進(jìn)料段真空度,使減壓塔撥出率提高了1.5%一2.%(重量),每年多產(chǎn)蠟油410'一4.810',可凈增收益數(shù)千萬元

已知液體的沸點(diǎn)是指它的蒸氣壓等于外界大氣壓時的溫度。所以液體沸騰的溫度是隨外再壓力的降低而降低的。因而用真空泵連接盛有液體的容器，使液體表面上的壓力降低，即可降低液體的沸點(diǎn)。這種在較低壓力下進(jìn)行蒸餾的操作稱為減壓蒸餾，減壓蒸餾時物質(zhì)的沸點(diǎn)與壓力有關(guān)。

常用的減壓蒸餾實驗系統(tǒng)可分為蒸餾、抽氣以及保護(hù)和測壓裝置三部分

4.2.1）減壓蒸餾瓶（克氏蒸餾瓶）有兩個頸，其目的是為了避免減壓蒸餾時瓶內(nèi)液體由于沸騰而沖入冷凝管中，瓶的一頸中插入溫度計，另一頸中插入一根距瓶底約1－2mm的末端拉成細(xì)絲的毛細(xì)管的玻管。毛細(xì)管的上端連有一段帶螺旋夾的橡皮管，螺旋夾用以調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣的量，使極少量的空氣進(jìn)入液體，呈微小氣泡冒出，作為液體沸騰的氣化中心，使蒸餾平穩(wěn)進(jìn)行，又起攪拌作用。

4.2.2）冷凝管和普通蒸餾相同。

4.2.3）接液管（尾接管）和普通蒸餾不同的是，接液管上具有可供接抽氣部分的小支管。蒸餾時，若要收集不同的餾分而又不中斷蒸餾，則可用兩尾或多尾接液管。轉(zhuǎn)動多尾接液管，就可使不同的餾分進(jìn)入指定的接受器中。

實驗室通常用水泵或油泵進(jìn)行減壓。

水泵（水循環(huán)泵）：所能達(dá)到的最低壓力為0.1Pa

油泵：油泵的效能決定于油泵的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及真空泵油的好壞。好的油泵能抽至真空度為13.3Pa。油泵結(jié)構(gòu)較精密，工作條件要求較嚴(yán)。蒸餾時，如果有揮發(fā)性的有機(jī)溶劑、水或酸的蒸氣，都會損壞油泵及降低其真空度。因此，使用時必須十分注意油泵的保護(hù)。

?為了保護(hù)油泵必須在餾液接受器與油泵之間順次安裝冷阱和幾個吸收塔。冷阱中冷卻劑的選擇隨需要而定。吸職塔（干燥塔）通常設(shè)三個：第一個裝無水CaCl2或硅膠，吸收水汽；第二個裝粒狀Na0H，吸酸性氣體；第三個裝切片石臘，吸烴類氣體。實驗室通常利用水銀壓力計來測量減壓系統(tǒng)的壓力。水銀壓力計又有開口式水銀壓力計、封閉式水銀壓力計。

4.5.1）被蒸餾液體中若含有低沸點(diǎn)物質(zhì)時，通常先進(jìn)行普通蒸餾，再進(jìn)行水泵減壓蒸餾，而油泵減壓蒸餾應(yīng)在水泵減壓蒸餾后進(jìn)行。

4.5.2）裝置停當(dāng)后，先旋緊橡皮管上的螺旋夾，打開安全瓶上的二通活塞，使體系與大氣相通，啟動油泵（長時間未用的真空泵，啟動前應(yīng)先用手轉(zhuǎn)動下皮帶輪，能轉(zhuǎn)動時再啟動）抽氣，逐漸關(guān)閉二通活塞至完全關(guān)閉，注意觀察瓶內(nèi)的鼓泡情況（如發(fā)現(xiàn)鼓泡太劇烈，有沖料危險，立即將二通活塞旋開些）從壓力計上觀察體系內(nèi)壓力應(yīng)能符合要求，然后小心旋開二通活塞，同時注意觀察壓力計上的讀數(shù)，調(diào)節(jié)體系內(nèi)壓到所需值（根據(jù)沸點(diǎn)與壓力關(guān)系）。

4.5.3）在系統(tǒng)充分抽空后通冷凝水，再加熱（一般用油溶）蒸餾，一旦減壓蒸餾開始，就應(yīng)密切注意蒸餾情況，調(diào)整體系內(nèi)壓，經(jīng)常記錄壓力和相應(yīng)的沸點(diǎn)值，根據(jù)要求，收集不同餾分。

4.5.4）蒸餾完畢，移去熱源，慢慢旋開螺旋夾（防止倒吸），并慢慢打開二通活塞，平衡內(nèi)外壓力，使測壓計的水銀柱慢慢地回復(fù)原狀，（若打開得太快，水銀柱很快上升，有沖破測壓計的可能），然后關(guān)閉油泵和冷卻水.

一、減壓蒸餾原理??

液體的沸騰溫度指的是液體的蒸氣壓與外壓相等時的溫度。外壓降低時，其沸騰溫度隨之降低。

在蒸餾操作中，一些有機(jī)物加熱到其正常沸點(diǎn)附近時，會由于溫度過高而發(fā)生氧化、分解或聚合等反應(yīng)，使其無法在常壓下蒸餾。若將蒸餾裝置連接在一套減壓系統(tǒng)上，在蒸餾開始前先使整個系統(tǒng)壓力降低到只有常壓的十幾分之一至幾十分之一，那么這類有機(jī)物就可以在較其正常沸點(diǎn)低得多的溫度下進(jìn)行蒸餾。???? 有機(jī)物的沸騰溫度與壓力的關(guān)系可以近似地由動畫2表示。 動畫２中有三條線：線A表示減壓下有機(jī)物的沸騰溫度（左邊），線B表示有機(jī)物的正常沸點(diǎn)（中間），線C表示系統(tǒng)的壓力（右邊）。

??? 在已知一化合物的正常沸點(diǎn)和蒸餾系統(tǒng)的壓力時，連接線B上的相應(yīng)點(diǎn)b（正常沸點(diǎn)）和線C上的相應(yīng)點(diǎn)p（系統(tǒng)壓力）的直線與左邊的線A相交，交點(diǎn)a指出系統(tǒng)壓力下此有機(jī)物的沸騰溫度。

??? 反過來，若希望在一安全溫度下蒸餾一有機(jī)物，根據(jù)此溫度及該有機(jī)物的正常沸點(diǎn)，也可以連一條直線交于右邊的線C上，交點(diǎn)指出此操作必須達(dá)到的系統(tǒng)壓力。

二、減壓蒸餾裝置

減壓蒸餾裝置由兩個系統(tǒng)構(gòu)成，一個是蒸餾系統(tǒng)，包括蒸餾燒瓶、Y型管、蒸餾頭、直型冷凝管、真空接液管、接收瓶、溫度計及套管、毛細(xì)管等；另一個是真空系統(tǒng)，包括抽氣泵、真空表和安全瓶。兩個系統(tǒng)間用耐壓膠管（真空膠管）連接。有時接收燒瓶需用冷卻裝置強(qiáng)制冷卻。

4.6.2蒸餾與分餾??

（分餾裝置與操作）

??? 由苯和甲苯的蒸餾曲線可以了解，兩種易揮發(fā)物質(zhì)組成的溶液在蒸餾中無論蒸餾溫度間隔多么小，也得不到純凈的苯或甲苯。

??? 要想得到更好的蒸餾效果，可以將很小蒸餾溫度間隔的餾出液再次蒸餾，即從圖1上的V點(diǎn)得到相應(yīng)的冷凝液L1，對其再蒸餾可得到的蒸氣組成為V1，將其冷凝后得到苯的進(jìn)一步富集（L2）；進(jìn)一步重復(fù)上面的操作，如此下去直到獲得近乎純凈的苯。這種過程稱為分級蒸餾，是非常煩瑣的操作過程，好在有時可以在一種較為復(fù)雜的分餾柱中進(jìn)行。

?（分餾原理）

4.6.2.1）簡單分餾裝置是在一套蒸餾裝置中，于蒸餾燒瓶與蒸餾頭之間接入一支分餾柱（簡單的如刺型分餾柱），即構(gòu)成一套簡單分餾裝置。為防止柱中過度冷凝，通常在分餾柱外包裹絕熱層。

4.6.2.2）分餾操作 同蒸餾一樣開始?？刂萍訜釓?qiáng)度，使柱頂溫度達(dá)到所需分離的低沸點(diǎn)組分的沸點(diǎn)，并保持在這個溫度蒸餾，直到溫度明顯跌落或驟升時停止。

?（分餾裝置與操作）

?4.6.2.3）分餾過程分析液體開始沸騰時，大量混合物蒸氣上升。在充有填料的分餾柱中（或有向內(nèi)突出的阻隔物），蒸氣發(fā)生冷凝，冷凝液滴下落；下落過程中與繼續(xù)上升的蒸氣接觸并發(fā)生熱交換，并在較低的溫度下再度氣化，此蒸氣中低沸點(diǎn)組分含量多于冷凝液滴中。在分餾柱中這樣的氣化-冷凝反復(fù)進(jìn)行，如蒸餾曲線所示，最后得到單一的低沸點(diǎn)組分。在分餾柱中，每一次完整的氣化-冷凝過程視為具有一個理論塔板。塔板數(shù)越多，分餾柱的分離效果越好。

4.6.2.4）兩種揮發(fā)性物質(zhì)組成的非理想溶液的蒸餾???

?對于非理想溶液，由于分子間的作用強(qiáng)，其蒸餾行為偏離拉烏爾定律，有時出現(xiàn)恒沸現(xiàn)象。以乙醇-水溶液為例。組成為25%乙醇-75%水的溶液，在約84oC時沸騰，蒸氣組成（在氣相線上）約55%乙醇-45%水，而留在液體中的乙醇就減少了。對此液體繼續(xù)蒸餾，沸點(diǎn)將升高，對應(yīng)的氣相和液相中乙醇的分?jǐn)?shù)將降低。這樣簡單地進(jìn)行蒸餾，得不到有效的分離。

??? 若將蒸氣冷凝，對收集到的餾出液再次蒸餾，乙醇進(jìn)一步得到富集。這樣進(jìn)行多次蒸餾，蒸氣組成沿上凸線向左移動，液體組成也沿下凹線向左移動，直至兩條線交于一點(diǎn)，即達(dá)到一個恒定的溫度。此時氣相組成與液相組成相同，再蒸餾也不會改變，此后就無法進(jìn)一步對乙醇富集，這就是恒沸現(xiàn)象。

??? 再高效的分餾柱也不能對具有恒沸現(xiàn)象的物系實現(xiàn)完全分離，只能得到組成恒定、沸點(diǎn)一定的恒沸混合物。

??? 實際上，大部分液體蒸餾體系都具有恒沸現(xiàn)象。乙醇-水溶液的恒沸點(diǎn)在78.15oC（101.3kPa，恒沸組成為95.5%乙醇-4.5%水），低于純乙醇的沸點(diǎn)78.3oC（101.3kPa）。恒沸點(diǎn)低于純物質(zhì)沸點(diǎn)的現(xiàn)象稱為最低恒沸現(xiàn)象。也有些溶液具有最高恒沸點(diǎn)，如氯仿-丙酮溶液等。

4.6.3水蒸氣蒸餾??

一、水蒸氣蒸餾原理

如果兩種液體物質(zhì)彼此互相溶解的程度很小以至可以忽略不計，就可以視為是不互溶混合物。

在含有幾種不互溶的揮發(fā)性物質(zhì)混合物中，每一組分i 在一定溫度下的分壓pi等于在同一溫度下的該化合物單獨(dú)存在時的蒸氣壓

pi0 ：pi　=　pi0

　　而不是取決于混合物中各化合物的摩爾分?jǐn)?shù)。這就是說該混合物的每一組分是獨(dú)立地蒸發(fā)的。這一性質(zhì)與互溶液體的混合物（即溶液）完全不同，互溶液體中每一組分的分壓等于該化合物單獨(dú)存在時的蒸氣壓與它在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)的乘積［Raoult定律]。

　　根據(jù)Dalton定律，與一種不互溶混合物液體對應(yīng)的氣相總壓力p總等于各組成氣體分壓的總和，所以不互溶的揮發(fā)性物質(zhì)的混合物總蒸氣壓如方程式所示：

　　　　　p總 = p1　+ p2　+ …… + pi

　　從上式可知任何溫度下混合物的總蒸氣壓總是大于任一組分的蒸氣壓，因為它包括了混合物其它組分的蒸氣壓。由此可見，在相同外壓下，不互溶物質(zhì)的混合物的沸點(diǎn)要比其中沸點(diǎn)最低組分的沸騰溫度還要低。?

?水（bp100°C）和溴代苯（bp156°C）這二個不互溶混合物的蒸氣壓對溫度的關(guān)系曲線?；旌衔锛s在95°C 左右沸騰，即在該溫度時總蒸氣壓等于大氣壓。正如理論上預(yù)見的，此溫度低于這個混合物中沸點(diǎn)最低的組分-水的沸點(diǎn)。由于水蒸汽蒸餾可以在100°C 或更低溫度下進(jìn)行蒸餾操作，對于那些熱穩(wěn)定性較差和高溫下要分解的化合物的分離，是一種有效的方法。

水蒸汽蒸餾中冷凝液的組成由所蒸餾的化合物的分子量以及在此蒸餾溫度時它們的相應(yīng)蒸氣壓決定。于水和溴苯的混合物，在 95°C時溴代苯和水的混合物蒸氣壓分別為p溴苯= 16kpa和p水= 85.3kpa，分子相對質(zhì)量分別為M溴苯=157、M水= 18，其餾出液的組成可從方程式（1）計算獲得：

　　　W溴苯: W水 = 16×157÷( 85.3×18) = 1.635

　　由此，在餾出液中，溴苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

　　　1.635÷( 1+ 1.635 )×100 % = 62 % 。

　　結(jié)果，盡管在蒸餾溫度時溴苯的蒸氣壓很小，但由于其相對分子質(zhì)量大，按質(zhì)量計在水蒸氣蒸餾液中溴苯要比水多。

　　鑒于通常有機(jī)化合物的分子量要比水大得多，所以一種化合物在接近100°C時有一適當(dāng)?shù)恼魵鈮?，即使只?kpa，用水蒸氣蒸餾亦可獲得良好效果（以質(zhì)量對質(zhì)量作比較）。甚至固體物質(zhì)有時也可用水蒸氣蒸餾實現(xiàn)提取。

二、一套較為系統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置包括：

　　1）水蒸氣發(fā)生器：可以用一個大的短頸蒸餾燒瓶，配以長的安全管和彎成直角的水蒸氣引出管（圖2）；也有專用的銅制水蒸氣發(fā)生器。

　　2）蒸餾系統(tǒng)，包括：蒸餾燒瓶，克氏蒸餾頭（也可用Y型管配以普通蒸餾頭代替，直管上安裝水蒸氣導(dǎo)入管），直型冷凝管和接液管、接液瓶（圖3）?！　?/span>

　　在水蒸氣發(fā)生器和蒸餾系統(tǒng)之間用T型管和膠管將水蒸氣發(fā)生器與蒸餾頭連接起來，支管上接一根配有螺旋夾的膠管。

三、水蒸氣蒸餾操作???? 向水蒸氣發(fā)生器中加入適量水，并加入沸石，塞好塞子。

　　向蒸餾燒瓶中加入待蒸餾的混合物，連接好導(dǎo)入管、冷凝管、接液管和接液瓶。松開T型管下的螺旋夾，開始加熱水蒸氣發(fā)生器至沸騰，再旋緊螺旋夾；檢查水蒸氣向蒸餾燒瓶中導(dǎo)入情況是否順利、安全管水位是否正常，在蒸餾過程中隨時注意觀察。蒸餾直到餾出液清澈，再蒸出5-10mL后即可結(jié)束。結(jié)束時先松開螺旋夾，再停止加熱。

?? 水蒸氣蒸餾裝置與操作

?四、水蒸氣蒸餾的適用對象和使用條件

水蒸氣蒸餾適用于從焦油狀混合物及樹脂樣混合物中提取較低沸點(diǎn)物質(zhì)，也常用于從動植物組織中提取有機(jī)物，如植物精油的提取等。

?使用水蒸氣蒸餾必須滿足三個條件：

1．被蒸餾物不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；

2．在接近100°C時被提取物有一定的蒸氣壓；

3．被提取物在水中難溶。

在餾出液冷卻后，不溶于水的提取物與水分層，借助分液漏斗可以將其從水中分出。對一些在水中略有溶解的化合物或有形成乳濁液傾向的物系，為減少損失，可以輔以鹽析或加入有機(jī)溶劑萃取等方法將其盡可能多地從水中離析出來。

所謂工藝流程，就是一個生產(chǎn)裝置的設(shè)備(如塔、反應(yīng)器、加熱爐)、機(jī)泵、工藝管線按生產(chǎn)的內(nèi)在聯(lián)系而形成的有機(jī)組合。

目前煉油廠最常采用的原油蒸餾流程是兩段汽化流程和三段汽化流程。兩段汽化流程包括兩個部分：常壓蒸餾和減壓蒸餾。三段汽化流程包括三個部分：原油初餾、常壓蒸餾和減壓蒸餾。

常壓蒸餾是否要采用兩段汽化流程應(yīng)根據(jù)具體條件對有關(guān)因素進(jìn)行綜合分析而定，如果原油所含的輕餾分多，則原油經(jīng)過一系列熱交換后，溫度升高，輕餾分汽化，會造成管路巨大的壓力降，其結(jié)果是原油泵的出口壓力升高，換熱器的耐壓能力也應(yīng)增加。另外，如果原油脫鹽脫水不好，進(jìn)入換熱系統(tǒng)后，盡管原油中輕餾分含量不高，水分的汽化也會造成管路中相當(dāng)可觀的壓力降。當(dāng)加工含硫原油時，在溫度超過160℃~180℃的條件下，某些含硫化合物會分解而釋放出H2S，原油中的鹽分則可能水解而析出HCl，造成蒸餾塔頂部、汽相餾出管線與冷凝冷卻系統(tǒng)等低溫位的嚴(yán)重腐蝕。采用兩段汽化蒸餾流程時，這些現(xiàn)象都會出現(xiàn)，給操作帶來困難，影響產(chǎn)品質(zhì)量和收率，大型煉油廠的原油蒸餾裝置多采用三段汽化流程。

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[1]優(yōu)化減壓操作改善蠟油殘?zhí)俊?— 蔡新生 王鐵軍

[2]常減壓裝置加工輕質(zhì)原油的脫瓶改造----王耀 全 ， 王 樹 利(中國石油蘭州石化公司煉油廠陳文廣?甘肅蘭州)等

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本設(shè)計是在導(dǎo)師xxx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。幾個月來，xxx老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、以及他給予我的支持和鼓勵將使我終生難忘，我所取得的每一點(diǎn)成績都與導(dǎo)師的熱情關(guān)懷和精心指導(dǎo)是分不開的，值此論文完成之際，特別向xxx老師致以衷心的感謝和崇高的敬意。在本課題的完成過程中，我還要感謝學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師對我們的關(guān)心和支持，在您們的關(guān)懷下我們才有今天的進(jìn)步。

在本次設(shè)計中，所得到的體會與收獲有一些，特別是理論結(jié)合實際的問題。通過用通過各種生產(chǎn)方法的比較及結(jié)合成本等方面的考慮，對我以后的學(xué)習(xí)發(fā)展起到了重要的作用，同時我也深刻的認(rèn)識到自己所學(xué)的專業(yè)知識的欠缺，對此次設(shè)計中出現(xiàn)的紕漏、不足之處，請老師見諒。