原油蒸馏程序.ppt

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1、第四講第四講原油蒸餾原油蒸餾程序程序原油蒸餾程序(2006)物質分離的方法物質分離的方法一一.物理方法物理方法 *結晶結晶(Crystallization)*滲透滲透(Permeation)*萃取萃取(Extraction)*吸附吸附(Adsorption)*蒸餾蒸餾(Distillation)二二.化學方法化學方法 *反應反應(Reaction)*吸收吸收(Absorption)原油蒸餾程序(2006)蒸餾分離的方式蒸餾分離的方式一一.依成份分類依成份分類 *二成份二成份 *多成份多成份二二.依操作方式分類依操作方式分類 *分批式分批式(Batch)*連續式連續式(Continuous)二二

2、.依使用壓力分類依使用壓力分類 *常壓常壓(1 kg/cm2 左右左右)*真空真空(500 mmHg 以下以下)*壓力壓力(數氣壓以上數氣壓以上)原油蒸餾程序(2006)蒸餾的定義蒸餾的定義把兩種或兩種以上成份之液體把兩種或兩種以上成份之液體,利用其沸點之利用其沸點之不同不同,將其加熱使之氣化並予以分離成兩種或將其加熱使之氣化並予以分離成兩種或數種不同成份比例之液體的一種操作數種不同成份比例之液體的一種操作蒸餾單元操作蒸餾單元操作:不用迴流不用迴流-平衡蒸餾平衡蒸餾 使用迴流使用迴流-分餾分餾(或稱精餾或稱精餾,Fractionation)A mixture of 碳氫化合物碳氫化合物(Hyd

3、rocarbons)除去除去溶解之溶解之C3/C4之蒸餾操作之蒸餾操作,稱為穩定稱為穩定(Stabilization)原油蒸餾程序(2006)蒸餾的型態蒸餾的型態(一一)平衡蒸餾平衡蒸餾(或稱閃餾或稱閃餾)(二二)段式蒸餾段式蒸餾(或稱精餾或稱精餾.分餾分餾)(三三)共沸蒸餾共沸蒸餾(四四)萃取蒸餾萃取蒸餾(五五)反應蒸餾反應蒸餾原油蒸餾程序(2006)精餾塔之架構精餾塔之架構(續續)原油蒸餾程序(2006)精餾塔之架構精餾塔之架構(續續)(1)進料進料(Feed)(2)餾出物餾出物(distillates)(3)塔底產品塔底產品(Bottoms)(4)分餾板分餾板(Plates or tra

4、ys)(5)迴流槽迴流槽(Reflux drum)(6)再沸器再沸器(Reboiler)(7)冷凝器冷凝器(Condenser)(8)管線管線(Pipe lines)(9)泵泵(Pumps)(10)儀器儀器(Instrumentation)原油蒸餾程序(2006)原油產品之含碳數原油產品之含碳數液化石油氣液化石油氣(LPG)-C3C4汽油汽油-C4C12煤油煤油(航空燃油航空燃油)-C9 C16柴油柴油-C10 C20燃料油燃料油-C20 C70潤滑油潤滑油-C20 C40柏油柏油-C40 以上以上腊腊-C30 以上以上原油蒸餾程序(2006)原油原油(Crude Oil)之成份之成份原油蒸餾

5、程序(2006)C3/C4LPG 0.7 wt%C5150 CGasoline15.2 wt%150250 CKerosine17.4 wt%250350 CGasoil(GO)18.3 wt%350370 CVGO 3.6 wt%370575 CWaxy distillate(WD)28.8 wt%575 C Residue16.0 wt%原油之蒸餾曲線原油之蒸餾曲線(之一之一)原油蒸餾程序(2006)原油之蒸餾曲線原油之蒸餾曲線(之二之二)原油蒸餾程序(2006)原油之蒸餾原油之蒸餾利用蒸餾工場利用蒸餾工場目的目的:將原油分離成數種中間將原油分離成數種中間 產品產品,以便進一步加工處以便進

6、一步加工處 理理,使之成為石油產品使之成為石油產品原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾工場之功能原油蒸餾工場之功能原油是一種成份複雜的碳氫化合物，原油是一種成份複雜的碳氫化合物，將原油經由一連串的煉製程序，可將原油經由一連串的煉製程序，可產生符合應用規範的各種油料成品，產生符合應用規範的各種油料成品，在許多煉製程序中蒸餾操作是應用在許多煉製程序中蒸餾操作是應用最廣的一種方法。最廣的一種方法。利用壓力和溫度的關係，蒸餾可將利用壓力和溫度的關係，蒸餾可將各成份分開。各成份分開。原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾工場之目的原油蒸餾工場之目的將原油分餾成下列的產品：將原油分餾成下列的產品：燃料氣、液化石油氣

7、燃料氣、液化石油氣(C3C4)、C5C6、輕石油腦、重石油腦、煤油、輕石油腦、重石油腦、煤油、柴油、製氣油柴油、製氣油(Gas Oil)與重油。與重油。上述產品須經過進一步的處理才能上述產品須經過進一步的處理才能成為市場上銷售的油品。成為市場上銷售的油品。原油蒸餾程序(2006)蒸餾工場之流程蒸餾工場之流程原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾程序的特點原油蒸餾程序的特點原油需先脫除鹽分原油需先脫除鹽分分餾產品為聯產品分餾產品為聯產品主蒸餾塔為常壓操作主蒸餾塔為常壓操作(壓力約壓力約1015psig)主蒸餾塔操作常為水蒸汽蒸餾主蒸餾塔操作常為水蒸汽蒸餾主蒸餾塔操作需有適當的防蝕主蒸餾塔操作需有適當的

8、防蝕(Anti-corrosion)和防污和防污(Anti-fouling)處理處理原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾腐蝕原油蒸餾腐蝕原理原理 NaCl+H2ONaOH+HCl Fe+HClFeCl2 Fe+H2SFeS+H2 FeS+2HClFeCl2+H2S FeCl2+H2OFeO+2HCl原油蒸餾程序(2006)脫鹽脫鹽操作的需要性操作的需要性 原油先經過預熱、脫鹽。脫鹽之目原油先經過預熱、脫鹽。脫鹽之目的是除去原油中之氯化鎂和氯化鈣，的是除去原油中之氯化鎂和氯化鈣，以減輕蒸餾塔被腐蝕的機會。以減輕蒸餾塔被腐蝕的機會。防止設備腐蝕防止設備腐蝕或分餾盤上或分餾盤上,降低該設備降低該設備效率

9、效率防止污染塔底產品防止污染塔底產品,造成後段處理之觸造成後段處理之觸媒中毒媒中毒原油蒸餾程序(2006)防止蒸餾腐蝕防止蒸餾腐蝕方法方法添加薄膜腐蝕防止劑添加薄膜腐蝕防止劑添加中和劑添加中和劑原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾製程原油蒸餾製程脫鹽後之原油，再經一連串的脫鹽後之原油，再經一連串的與成品或半成品換熱以回收製與成品或半成品換熱以回收製程流体的廢熱，最後再以加熱程流体的廢熱，最後再以加熱爐將原油溫度提升到爐將原油溫度提升到650左左右後，進入主分餾塔分餾。右後，進入主分餾塔分餾。原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾製程原油蒸餾製程比輕石油腦比輕石油腦(含含)輕的部份由塔輕的部份由塔頂取出，

10、重石油腦、煤油、柴頂取出，重石油腦、煤油、柴油與製氣油則由主塔中間取出，油與製氣油則由主塔中間取出，重油則由塔底取出。重油則由塔底取出。原油蒸餾程序(2006)原油常壓蒸餾工場的重要設備原油常壓蒸餾工場的重要設備脫鹽槽脫鹽槽換熱器串換熱器串加熱爐加熱爐蒸餾塔蒸餾塔原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾製程原油蒸餾製程原油蒸餾工場之技術已經是一原油蒸餾工場之技術已經是一項非常成熟的技術，各家設計項非常成熟的技術，各家設計均大同小異，主要不同點是換均大同小異，主要不同點是換熱網路的安排。因原油蒸餾耗熱網路的安排。因原油蒸餾耗用能源相當多，如何妥善安排用能源相當多，如何妥善安排換熱網路，以回收廢熱、降低換

11、熱網路，以回收廢熱、降低能源消耗量是最富挑戰的事。能源消耗量是最富挑戰的事。原油蒸餾程序(2006)原油蒸餾製程原油蒸餾製程近年來有以狹點技術近年來有以狹點技術(Pinch Point Technology)安排換熱安排換熱網路，成效卓著。另外為增加網路，成效卓著。另外為增加分餾效率，也有以結構型填充分餾效率，也有以結構型填充料料(Structure Packing)代替代替傳統型的分餾盤，這種改變可傳統型的分餾盤，這種改變可以提高輕質油料之產率。以提高輕質油料之產率。原油蒸餾程序(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第一蒸餾工廠第一蒸餾工廠100區區 利用各成分沸點不同加熱分

12、離，主利用各成分沸點不同加熱分離，主要原油經脫鹽後再經加熱爐加熱到要原油經脫鹽後再經加熱爐加熱到360進入主塔依蒸餾點不同而予進入主塔依蒸餾點不同而予以分離生產不同規格的半成品。以分離生產不同規格的半成品。原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場原原油油自自儲儲油油槽槽泵泵出出，經經廢廢熱熱回回收收系系列列（Heat Recovery Train），在在進進入入脫脫鹽鹽槽槽前前與與自自酸酸水水汽汽提提塔塔底底部部出出來來之之汽汽提提水水及及製製程程水水（Process Water）經經由由混混合合閥閥充充分分混混合合，之之後後進進入入脫脫鹽鹽槽槽，油油水水在在槽槽內

13、內分分開開，水自槽底排至污水汽提塔水自槽底排至污水汽提塔原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場而而原原油油自自槽槽頂頂流流出出再再經經廢廢熱熱回回收收系系列列 回回 收收 部部 分分 能能 源源 進進 入入 預預 沸沸 槽槽（Preflash），其其中中輕輕質質氣氣體體自自槽槽頂頂部部出出來來後後直直接接進進入入主主塔塔之之驟驟沸沸區區或或其其上上一一層層板板，而而油油液液自自槽槽底底部部經經泵泵進進至至原原油油加加熱熱器器加加熱熱至至所所需需溫溫度度，再再進進入入主主塔塔之之驟驟沸沸區區，分分餾餾後後便便可可得到各種油品的半成品。得到各種油品的半成品。原油蒸餾工

14、場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第一蒸餾工廠第一蒸餾工廠100區區種類：種類：A類原油含硫份較高之原油類原油含硫份較高之原油 C類原油含硫份較低之原油類原油含硫份較低之原油進料來源：儲運組南崁儲運站進料來源：儲運組南崁儲運站T油油槽槽原油供應條件：原油供應條件：BSW0.5以下比以下比重重API 2540煉量：正常煉量每天煉量：正常煉量每天100000BPSD原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第一蒸餾工廠第一蒸餾工廠100區產出：區產出：液化石油氣液化石油氣 176 2000桶桶/日日輕直餾汽油輕直餾汽油 176 4500桶桶/日

15、日重直餾汽油重直餾汽油 176 18000桶桶/日日煤油煤油 330465 8000桶桶/日日柴油柴油 232301 16000桶桶/日日原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第一蒸餾工廠第一蒸餾工廠100區產出：區產出：製氣油製氣油 293.3340 4500桶桶/日日燃料油燃料油 371 475000桶桶/日日原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第一蒸餾工廠第一蒸餾工廠100區產出：區產出：製氣油製氣油 293.3340 4500桶桶/日日燃料油燃料油 371 475000桶桶/日日原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸

16、餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 流程概述流程概述 原油由儲運組南崁儲運站送至本工原油由儲運組南崁儲運站送至本工場，先經前段換熱器換熱後，送至場，先經前段換熱器換熱後，送至脫鹽槽將鹽類大不份脫除，脫鹽後脫鹽槽將鹽類大不份脫除，脫鹽後之原油再送至加熱爐加熱至出口溫之原油再送至加熱爐加熱至出口溫度達度達600以上送至原油蒸餾塔中以上送至原油蒸餾塔中分餾分餾原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 流程概述流程概述 分餾出液化石油氣（分餾出液化石油氣（LPG）、）、石油石油腦（腦（Naphtha）、）、煤油煤油(Kerosene）、）、柴油（柴油（Diesel）、）、製氣油（製

17、氣油（Gas Oil）及重油及重油(Reduced Oil）等數種油料，經過等數種油料，經過處理作為成品供應市場或送往相關處理作為成品供應市場或送往相關的下游工場作為進料。的下游工場作為進料。原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 製程操作變數：製程操作變數：加熱爐出口溫度加熱爐出口溫度 600670 主塔塔頂溫度主塔塔頂溫度 200300再接觸塔壓力再接觸塔壓力 3570Psig汽油分離塔塔頂溫度汽油分離塔塔頂溫度60100汽油穩定塔塔頂溫度汽油穩定塔塔頂溫度130180 原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 產品管制標準：產品管

18、制標準：液化石油氣：風化試驗液化石油氣：風化試驗 36以下，以下，銅腐蝕試驗銅腐蝕試驗1B以上。以上。輕石油腦輕石油腦EP：110以下。以下。重石油腦重石油腦90：160以下。以下。煤油煤油EP：300以下以下，凝固點，凝固點-47以下。以下。原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 產品管制標準：產品管制標準：柴油蒸餾柴油蒸餾90：300340以下以下重油閃火點：重油閃火點：70以上以上原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第二蒸餾工廠第二蒸餾工廠種類：種類：A類原油含硫份較高之原油類原油含硫份較高之原油 C類原油含硫份較低之原油類

19、原油含硫份較低之原油進料來源：進料來源：儲運組南崁儲運站儲運組南崁儲運站T油槽區油槽區原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第二蒸餾工廠第二蒸餾工廠原油供應條件：原油供應條件：溫度約溫度約2035，供應壓力，供應壓力1218/，BSW0.5以下，比重以下，比重API 2540(API，60)煉量：煉量：正常煉量每天正常煉量每天100000BPSD原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 第二蒸餾工場產出：第二蒸餾工場產出：主塔塔頂物主塔塔頂物 D86(95)171 煤油煤油 D86(95)223柴油柴油 D86(90)337常壓制氣油

20、常壓制氣油 D86(90)394原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 製程操作變數：製程操作變數：正常值正常值 最大值最大值 加熱爐出口溫度加熱爐出口溫度 325365 370再接觸塔壓力再接觸塔壓力 0.351.5 Kg/cm2 2 Kg/cm2汽油分離塔塔頂溫度汽油分離塔塔頂溫度7095 100汽油穩定塔塔頂溫度汽油穩定塔塔頂溫度6275 78原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 產品管制標準：產品管制標準：液化石油氣：風化試驗液化石油氣：風化試驗 2.2（36），銅腐蝕試驗，銅腐蝕試驗1A、1B。輕石油腦輕石油腦：E.P 1

21、20。重石油腦：重石油腦：T90%165。煤油煤油：E.P.300、Freezing Point -49。原油蒸餾工場介紹(2006)桃園廠之原油蒸餾工場桃園廠之原油蒸餾工場 產品管制標準：產品管制標準：高硫柴油蒸餾高硫柴油蒸餾：T90%290 338。常壓製氣油：閃火點等於或大於常壓製氣油：閃火點等於或大於62。高硫重油：閃火點在高硫重油：閃火點在70以上。以上。低硫重油：閃火點在低硫重油：閃火點在70以上，含以上，含 硫量在硫量在 0.5wt%。原油蒸餾工場介紹(2006)莫洛斯莫洛斯(MEROX)處理工場處理工場 LPG、摻配汽油的輕質餾份及煤摻配汽油的輕質餾份及煤油等油料中的各種硫醇對

22、設備具有油等油料中的各種硫醇對設備具有強烈的腐蝕作用，須把它們去除或強烈的腐蝕作用，須把它們去除或轉化成較安定的二硫化物，才不會轉化成較安定的二硫化物，才不會腐蝕設備。腐蝕設備。原油蒸餾工場介紹(2006)莫洛斯處理工場莫洛斯處理工場 利用觸媒及氫氧化鈉溶液把上述油利用觸媒及氫氧化鈉溶液把上述油料中的各種硫醇轉化成較安定的二料中的各種硫醇轉化成較安定的二硫化物。生成的二硫化物可以移走，硫化物。生成的二硫化物可以移走，也可以讓它繼續留在油料中。轉化也可以讓它繼續留在油料中。轉化過程的化學反應如下：過程的化學反應如下：原油蒸餾工場介紹(2006)莫洛斯處理工場莫洛斯處理工場2 RSH+2 NaOH

23、 2 RSNa+2 H2O2 RSNa+1/2 O2+H2O RSSR+2NaOH2 RSH+1/2 O2 RSSR+H20 原油蒸餾工場介紹(2006)莫洛斯處理工場莫洛斯處理工場 莫洛斯莫洛斯/MERICHEN製程的流程製程的流程 萃取式莫洛斯：油品與萃取式莫洛斯：油品與氫氫氧化鈉溶氧化鈉溶液接觸後，油品中的硫醇與液接觸後，油品中的硫醇與氫氫氧化氧化鈉形成鈉形成RSNa。RSNa經觸媒及加入經觸媒及加入空氣後被氧化成二硫化物，空氣後被氧化成二硫化物，氫氫氧化氧化鈉則再生循環使用。鈉則再生循環使用。原油蒸餾工場介紹(2006)莫洛斯處理工場莫洛斯處理工場 莫洛斯莫洛斯/MERICHEN製程的

24、流程製程的流程 不用不用氫氫氧化鈉溶液的莫洛斯：油品、氧化鈉溶液的莫洛斯：油品、空氣與化學藥劑一起進入裝有觸媒空氣與化學藥劑一起進入裝有觸媒的反應器中，硫醇經反應轉化成二的反應器中，硫醇經反應轉化成二硫化物。二硫化物留在油品中。硫化物。二硫化物留在油品中。原油蒸餾工場介紹(2006)莫洛斯處理工場莫洛斯處理工場 莫洛斯莫洛斯/MERICHEN製程的流程製程的流程 傳統固定媒床式莫洛斯：油品、空傳統固定媒床式莫洛斯：油品、空氣與氣與氫氫氧化鈉溶液一起進入裝有觸氧化鈉溶液一起進入裝有觸媒的反應器中，硫醇經反應轉化成媒的反應器中，硫醇經反應轉化成二硫化物。油品與二硫化物。油品與氫氫氧化鈉溶液在氧化鈉溶液在分離槽分開，二硫化物留在油品中，分離槽分開，二硫化物留在油品中，氫氫氧化鈉溶液則送回反應器循環使氧化鈉溶液則送回反應器循環使用。用。原油蒸餾工場介紹(2006)