常减压技术培训教材8391.docx

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1、常减压技术培训教案第一章 基础知识第一节 炼油基础知知识一、 流体力学基基础知识识流体是指具具有流动动性的物物体，是是气体和和液体的的总称。流流体力学学是以力力学原理理为基础础，运用用数学和和试验的的方法，研研究流体体在静止止和运动动时的规规律。在在石油化化工生产产中有广广泛应用用。1、 流体静力学学流体静力学学是研究究流体在在静止状状态或流流体在外外力作用用下达到到平衡时时，流体体内部压压力变化化的规律律。1) 压强流体垂直作作用于单单位面积积上的力力，称为为流体的的压强。国国际制单单位为帕帕斯卡（PPa=NN/m22），11Mpaa=1006Pa。现列出一些些常见的的压力单单位及它它们的换

2、换算关系系如下：1atm=10113255Pa=1011.3kkPa（千千帕）=0.110133（兆帕帕） =1103330千克克（力）/米2 =11.0333kggf/ccm2=10.333mHH2O=760mmmHgg压强的表示示方法：绝对压压强、表表压强、真真空度。绝绝对压强强是以绝绝对零压压作为起起点计算算的压强强。通常常大气压压强为00.1MMpa。表表压强是是以大气气压强为为起点计计算的压压强，即即用测压压仪表所所测得的的压强。表表压强=绝对压压强-大大气压强强。真空空度是当当被测流流体的绝绝对压强强小于外外界大气气压强时时，用真真空表测测量的。真真空度=大气压压强-绝绝对压强强。

3、2) 流体静力学学基本方方程流体静力学学方程是是研究流流体在重重力作用用下，静静止流体体内部压压强变化化的规律律。P=P0+gh 称为流流体的静静力学方方程。其其中P为为流体压压强，为流体体密度，h为流体的高度。2、 流体动力学学1) 流量与流速速单位时间内内通过管管道任一一截面的的流体量量，称为为流量。流流量通常常用体积积流量和和质量流流量来表表示。体积流量与与质量流流量的关关系为：m=V，kg/s式中 V体积积流量，m3/sm质量量流量，kg/s在操操作条件件下流体体的密度度，kgg/m33单位时间内内流过单单位截面面积的流流体量，称称为流速速。通常常用体积积流速和和质量流流速来表表示。体

4、积流速用用表示（单单位：mm/s）=V/AA式中 A与流流体方向向相垂直直的管道道截面积积，m2。质量流速用用u表示（单单位：kkg/mm2s）u=m/AA2) 稳定流动下下的物料料平衡连续性性方程流体在管道道中流动动时，任任一截面面处流体体的密度度、压强强、流量量和流速速等均随随位置而而变化，不不随时间间而变化化，这种种流动称称为稳定定流动。流体在管道道中流动动时，任任一截面面处流体体的密度度、压强强、流量量和流速速等均随随时间而而变化，称称为不稳稳定流动动。流体在稳定定系统中中连续流流动时，如如果管路路中没有有流体的的增加和和损失，根根据能量量守恒定定律，每每单位时时间内通通过不同同管径的

5、的各截面面的流体体质量应应相等。1A11=2A22为流体体在管道道中作稳稳定流动动时的连连续性方方程。其其中A1、A2为管道道截面积积，1、2为流速速，1、2为密度度。3、 流量测量方方法：1) 孔板流量计计孔板流量计计是根据据静压能能和动能能可以互互相转化化为原理理而设计计的。孔孔板流量量计的流流量与压压强差之之间的定定量关系系，可以以由柏努努力方程程进行分分析。工工程应用用范围较较广。2) 转子流量计计转子流量计计是在一一根倒锥锥形的垂垂直玻璃璃管内，装装有一个个能自由由旋转的的转子对对流体进进行测量量。它的的优点是是读取流流量方便便，能量量损失小小，测量量范围宽宽、精度度高，但但操作中中

6、流量计计玻璃管管易破碎碎。二、 蒸馏原理蒸馏是利用用液体混混合物中中各组分分在同一一压力下下沸点不不同，将将液体混混合物中中各组分分进行分分离的方方法。在在蒸馏操操作中，可可归纳为为：闪蒸蒸（平衡衡汽化）、蒸蒸馏、精精馏。1、 闪蒸进料以某种种方式被被加热至至部分汽汽化，经经过减压压设施，在在容器（如如闪蒸罐罐、蒸发发塔、蒸蒸馏塔的的汽化段段等）内内，在一一定温度度和压力力的作用用下，汽汽、液两两相迅速速分离，得得到相应应的汽相相和液相相产物，此此过程即即称为闪闪蒸。2、 蒸馏蒸馏是液体体混合物物在蒸馏馏釜中被被加热，在在一定压压力下，当当温度达达到混合合物的泡泡点温度度时，液液体开始始汽化，

7、生生成微量量蒸汽。生生成的蒸蒸汽当即即被引出出并经过过冷凝冷冷却后收收集起来来，同时时液体继继续加热热，继续续生成蒸蒸汽并被被引出。这这种蒸馏馏方式称称为蒸馏馏。3、 精馏精馏是分离离液相混混合物的的很有效效的手段段，精馏馏有连续续式和间间歇式两两种。现现代石油油加装置置中都采采用连续续式精馏馏，而间间歇式精精馏则由由于它是是一种不不稳定过过程，而而且处理理能力有有限，因因而只用用于小型型装置和和实验室室。精馏塔内沿沿塔高的的温度梯梯度和浓浓度梯度度的建立立以及接接触设施施的存在在是精馏馏过程得得以进行行的必要要条件。精馏的基本本原理和和规律不不仅适用用于二元元或多元元系精馏馏过程，而而且也同

8、同样适用用于石油油精馏过过程。石石油精馏馏有它自自己明显显的特点点：第一一，石油油是烃类类和非烃烃类的复复杂混合合物，石石油精馏馏是典型型的复杂杂系精馏馏。在实实际的石石油精馏馏过程中中，不可可能按组组分要求求分离产产品，而而且石油油产品的的使用也也不需要要提出这这样的要要求。因因此，石石油精馏馏时对分分馏精确确度的要要求一般般不如化化工产品品的精馏馏所要求求的那样样高。再再者，精精馏原料料的沸程程很宽，对对原油来来说，甚甚至在真真空条件件下，还还有许多多重组分分都不能能汽化而而不发生生化学变变化。第第二，炼炼油工业业是个大大规模生生产的工工业，大大型炼厂厂的年处处理量动动辄以百百万吨乃乃至千

9、万万吨计，即即使所谓谓的小炼炼厂，其其处理量量也达几几万吨至至十数万万吨。这这个特点点必然会会反映到到对石油油精馏在在工艺、设设备、成成本、安安全等方方面的要要求。4、 石油精馏塔塔的工艺艺物征1) 复合塔按照一般的的多元精精馏办法法，需要要n-11 个精精馏塔才才能把原原料分割割成n 个产品品。但是是在石油油精馏中中，各种种产品本本身也是是一种复复杂的混混合物，它它们之间间的分离离精确度度并不要要求较高高，两种种产品之之间需要要的塔板板数并不不多，因因此，可可以把几几个塔结结合成一一个塔。这这种塔实实际上等等于把几几个塔简简单精馏馏塔重叠叠起来，它它的精馏馏段相当当于原来来几个塔塔的精馏馏段

10、的组组合，下下段为第第一个塔塔的提馏馏段，这这样的塔塔称为复复合塔或或复杂塔塔。2) 汽提塔和汽汽提段在精馏塔内内汽油、柴柴油等产产品之间间只有精精馏段而而没有提提馏段，侧侧线产品品中必然然会含有有相当数数量的轻轻馏分，这这样不仅仅影响本本侧线产产品的质质量，而而且降低低了较轻轻馏分的的产率。为为此，常常在外侧侧设提段段塔，经经常塔底底不设重重沸器，而而只是通通入少量量过热蒸蒸汽，降降低塔内内油汽分分压，使使混入产产品中的的较轻组组分返回回分馏塔塔。3) 全塔热平衡衡由于塔底不不设再沸沸器，它它的热量量来源几几乎完全全取决于于加热炉炉加热的的进料。汽汽提水蒸蒸汽虽也也带入一一些热量量，但由由于

11、只放放出部分分显热，而而且水蒸蒸汽量不不大，因因而这部部分热量量是不大大的。这种全塔热热平衡的的情况引引出以下下的结果果：第一一，塔进进料的总总热量加加上水蒸蒸汽热量量应等于于各侧线线抽出热热量之和和；第二二，在进进料状态态被规定定的情况况下，塔塔内的回回流比实实际上就就被全塔塔热平衡衡确定了了。三、 传热的基本本方式热量的传递递是由于于物体内内或系统统内两部部分之间间的温度度不同而而引起的的，也就就是说温温度差是是传热过过程的推推动力。根据传热的的基本原原理不同同，热量量传递的的基本方方式分为为热传导导、对流流传热和和辐射传传热。1、 热传导热量从物体体内温度度较高的的部分传传递到温温度较低

12、低的部分分或者传传递到与与之接触触的温度度较低的的另一物物体的过过程为热热传导，简简称导热热。在工程中，研研究热传传导的中中心问题题是单位位时间内内通过固固体壁所所传递的的热量，称称为传热热速率。所所谓速率率是指物物质或能能量传递递的快慢慢程度。2、 对流对流是指流流体各部部分质点点发生相相对位移移而引起起的热量量传递过过程，因因而对流流只能发发生在流流体中。3、 辐射辐射是一种种以电磁磁波传播播能量的的现象。辐辐射传热热不需要要任何物物质做媒媒介，可可以在真真空中进进行，不不仅有能能量的转转移，而而且伴有有能量形形式的转转化。传导、对流流、辐射射这三种种传热方方式往往往不是孤孤立出现现的，很

13、很多情况况下是同同时出现现的，问问题只是是哪一种种传热占占主导地地位。例例如换热热器主要要是以对对流和热热传导结结合方式式进行传传热，而而加热炉炉则以辐辐射传热热方式为为主。4、强化传传热的途途径强化传热就就是提高高传热效效率。这这是当前前生产中中充分利利用热源源，提高高热能回回收率的的一个关关键问题题。1) 增大传热面面积增大传热面面积可以以增加传传热的热热量，但但单独增增大传热热面积并并不算强强化。改改进设备备结构，如如空冷器器在钢管管外缠绕绕翅片，则则可显著著提高传传热效率率。目前前国内应应用的板板式、板板翅式换换热器都都能有效效地提高高传热效效率。2) 增加传热温温差温差是传热热过程中

14、中的推动动力，温温差越大大，传热热效果越越好。但但是生产产中物料料温度往往往由工工艺条件件所决定定，不能能任意变变动。因因此温差差tm改变是是有限的的，只能能在流程程设计时时确定合合理的换换热方案案，采用用逆流操操作，尽尽可能提提高传热热温差。3) 提高传热系系数提高传热系系数a是是强化传传热的有有效途径径。根据据传热系系数计算算公式可可知，要要提高aa值，就就必须设设法减小小对流及及传导的的热阻，也也就是说说要提高高对流给给热系数数和传导导系数。具具体可采采用下列列方法：（a）增加加流体流流速，增增大流体体湍流程程度，以以减小层层流边界界层厚度度，减小小热阻，则则可以提提高传热热系数aa值。

15、在在换热器器中安装装折流板板或折流流杆等方方法可达达到上述述目的。（b）增大大流体的的导热系系数，如如原子能能工业中中采用液液体金属属作热载载体，以以提高aa值。（c）防止止换热器器管内外外结垢和和及时除除垢是工工业生产产中提高高传热效效率的有有效办法法。换热热器使用用一段时时间后，垢垢层变厚厚，影响响传热效效率。生生产实践践证明，若若管子的的两侧各各结油垢垢厚1mmm（油油垢导热热系数为为0.558W/（m.C），计计算出传传热系数数a值就就能下降降25%左右。因因此提高高传热系系数a值值，首先先要清除除换热器器内结垢垢。四、 物料平衡和和热量平平衡1、物料平平衡物料衡算的的根据是是质量守守

16、恒定律律：进入入任何过过程的物物料质量量，必须须等于从从该过程程离开的的物料质质量与积积存于该该过程中中的物料料质量之之和：输入=输出出+积存存2、热量平平衡化工生产中中所需的的能量以以热量为为主，用用于改变变物料的的温度与与聚集状状态，以以及提供供反应所所需热量量等。若若操作中中有几种种能量相相互转化化，则其其间的关关系可通通过能量量衡算确确定；若若只涉及及到热能能，能量量衡算便便简化为为热量衡衡算。能能量衡算算的根据据是能量量守恒定定律。对对于稳定定过程，有有“输入=输出”，这个个关系若若针对焓焓来运用用，所作作的衡算算即为热热量衡算算。热量衡算中中需要考考虑的项项目是进进出设备备的物料料

17、本身的的焓与从从外界加加入或向向外界送送出的热热，有化化学反应应时则还还包括反反应所吸吸收或放放出的热热。SI制中能能量和热热量的单单位都是是J（焦焦尔）或或kJ（千千焦尔）。11J=11Nm。工程程制的能能量单位位是千克克（力）米，热量单位是千卡。它们之间的换算关系如下： 1千千卡=4427千千克（力力）米=4.1877kJ作热量衡算算时也和和物料衡衡算时一一样，要要表示清清楚衡算算范围和和衡算基基准。此此外，由由于焓值值大小与与从哪一一温度算算起有关关，因而而热量衡衡算还要要指明基基准温度度。物料料的焓值值常从00算起，若若以0为基准准，亦可可不再指指明。有有时为方方便计，以以进料温温度或

18、以以环境温温度作为为基准温温度，或或采用数数据资料料的基温温（例如如反应热热的基温温是255），这这时就一一定要指指明。第二节 原油化学组组成及产产品性质质一、 原油的一般般性状、元元素组成成、馏分分组成1、 原油的一般般性状原油通常是是黑色、褐褐色或黄黄色的流流动或半半流动的的粘稠液液体，相相对密度度一般介介于0.800.998之间间。2、 原油的元素素组成原油的元素素组成：原油是是由烃类类及非烃烃类化合合物组成成的一种种复杂的的混合物物，除了了含有碳碳、氢之之外，还还含有硫硫、氮、氧氧及微量量的金属属和非金金属元素素。原油中碳氢氢这两种种元素含含量一般般占955%以上上。3、 原油的馏分分

19、组成原油中从常常压蒸馏馏开始馏馏出的温温度（初初馏点）到到2000（或1880）之间间的轻馏馏分称为为汽油馏馏分（也也称轻油油或石脑脑油馏分分）；常压蒸馏2200（或或1800）3550之间的的中间馏馏分称为为煤柴油油馏分或或称常压压瓦斯油油；将相当于常常压下33505000的高沸沸点馏分分称为减减压馏分分或称润润滑油馏馏分或称称减压瓦瓦斯油；而减压蒸馏馏后残留留的5000的油称称为减压压渣油；将常压压蒸馏后后3500的油称称为常压压渣油。二、 原油馏分的的烃类组组成原油中主要要含有烃烃类和非非烃类这这两大类类。原油中烃类类主要是是由烷烃烃、环烷烷烃和芳芳香烃以以及在分分子中兼兼有这三三类烃结

20、结构的混混合烃构构成。1、 原油烃类组组成表示示方法1) 单体烃组成成单体烃组成成是表明明石油及及其馏分分中每一一单体化化合物的的含量。2) 族组成：以以某一馏馏分中不不同族烃烃含量来来表示。煤油、柴油油及减压压馏分，族族组成通通常以饱饱和烃（烷烷烃和环环烷烃）、轻轻芳香烃烃（单环环芳烃）、中中芳香烃烃（双环环芳烃）、重重芳香烃烃（多环环芳烃）及及非烃组组分等含含量来表表示。对于减压渣渣油，目目前一般般还是用用溶剂处处理及液液相色谱谱法将减减压渣油油分成饱饱和分、芳芳香分、胶胶质、沥沥青质四四个组分分来表示示。3) 结构族组成成表示法法2、 原油气体及及原油馏馏分的烃烃类组成成原油气体主主要由

21、气气态烃组组成。原原油气体体因其来来源不同同，可分分为天然然气和原原油炼厂厂气两类类。1) 天然气的组组成天然气是指指埋藏于于地层中中自然形形成的气气体。2) 炼厂气的组组成原油炼厂气气的组成成因加工工条件及及原料的的不同，可可以有很很大差别别。在高高温热解解反应的的气体中中含有烯烯，而在在催化重重整反应应的气体体中其主主要是大大量的乙乙烯；在在催化裂裂化反应应的气体体中含有有较大量量的异丁丁烷；在在催化裂裂解反应应的气体体中含有有大量的的丙烯和和丁成分分是氢气气。三、 原油中的非非烃化合合物原油中的非非烃化合合物主要要包括含含硫、含含氮、含含氧化合合物以及及胶状沥沥青状物物质。1、 原油中的

22、含含硫化合合物1) 原油及其馏馏分中硫硫的分布布通常将含硫硫量高于于2.00%的原油油称为高高硫原油油，低于于0.55%的称称为低硫硫原油，介介于0.5%2.00%之间间的称为为含硫原原油。2) 硫在石油及及其馏分分中的存存在形态态硫在石油中中的存在在形态已已经确定定的有：元素硫硫、硫化化氢、硫硫醇、硫硫醚、二二硫化物物、噻吩吩等类型型的有机机含硫化化合物，此此外尚有有少量其其他类型型的含硫硫化合物物。这些些硫化物物按性质质划分时时，可分分为两大大类：活活性硫化化物和非非活性硫硫化物。活性硫化物物主要包包括元素素硫、硫硫化氢和和硫醇等等，它们们的共同同特点是是对金属属设备有有较强的的腐蚀作作用

23、；非活性硫化化物主要要包括硫硫醚、二二硫化物物和噻吩吩等对金金属设备备无腐蚀蚀作用的的硫化物物，经受受热分解解后一些些非活性性硫化物物将会转转变成活活性硫化化物。元素硫（SS）和硫硫化氢（H2S）多是其他含硫化合物的分解产物，硫和硫化氢又可以互相转变。硫醇（RSSH）在在石油中中含量不不多，它它的沸点点较相应应的醇类类要低得得多，因因此硫醇醇多存于于低沸点点馏分中中。随着着馏分沸沸程升高高，硫醇醇含量急急剧降低低，在3350以上的的高沸点点馏分中中硫醇含含量极少少。2、 石油中的含含氮化合合物1) 石油中的氮氮含量及及分布石油中的氮氮分布也也是随着着馏分沸沸点的升升高，其其氮含量量迅速增增加，

24、约约有800%的氮氮集中在在4000以上的的重油中中。石油中的含含氮化合合物对石石油的催催化加工工和产品品的使用用性能都都有不利利的影响响，它往往往使催催化剂中中毒失活活，或引引起石油油产品的的不安定定性，易易生成胶胶状沉淀淀，所以以必须尽尽可能加加以脱除除。2) 石油中含氮氮化合物物的类型型石油中的含含氮化合合物按其其酸碱性性通常分分成两大大类：碱碱性含氮氮化合物物和非碱碱性含氮氮化合物物。3、 石油中的含含氧化合合物石油中的氧氧元素都都是以有有机含氧氧化合物物的形式式存在的的。这些些含氧化化合物大大致有两两种类型型：酸性性含氧化化合物和和中性含含氧化合合物。4、 渣油以及渣渣油中的的胶质、

25、沥沥青质减压渣油是是原油中中沸点最最高，相相对分子子质量最最大、杂杂原子含含量最多多和结构构最为复复杂的部部分。1) 减压渣油的的性质碳含量一一般在885%-87%之间，氢氢含量一一般在111%-12%之间。就氢碳原原子比而而言，我我国多数数减压渣渣油为11.6左左右。我国减压压渣油中中硫含量量一般都都不高，而而氮含量量相对较较高，而而且原油油中绝大大部分氮氮是集中中在减压压渣油中中。我国减压压渣油的的平均相相对分子子质量大大多在110000左右。金属含量量一般不不高，并并且我国国绝大多多数减压压渣油中中镍含量量远大于于钒含量量。我国减压压渣油的的收率偏偏高，一一般占原原油的440%-50%。

26、2) 减压渣油的的化学组组成减压渣油油的化学学组成，常常采用四四组分分分析法将将减压渣渣油分离离成饱和和分、芳芳香分、胶胶质和沥沥青质。与国外渣渣油相比比，我国国减压渣渣油中的的芳香分分含量不不太高，一一般在330%左左右；我国减压压渣油中中庚烷沥沥青质的的含量普普遍较低低，大多多数小于于3%；我国减压压渣油中中的胶质质含量一一般较高高，大多多在400%550%左左右，几几乎占减减压渣油油含量的的一半。3) 减压渣油中中的胶质质、沥青青质胶质通常为为褐色至至暗褐色色的粘稠稠且流动动性很差差的液体体或无定定形固体体，受热热时熔融融。胶质质的相对对密度在在1.00左右。胶胶质是石石油中相相对分子子

27、质量及及极性仅仅次于沥沥青质的的大分子子非烃化化合物。第三节 油品的物理理化学性性质一、 油品的蒸气气压1、蒸气压压蒸气压是在在某一温温度下一一种物质质的液相相与其上上方的气气相呈平平衡状态态时的压压力，也也称饱和和蒸气压压。蒸气气压表示示该液体体在一定定温度下下的蒸发发和气化化的能力力，蒸气气压愈高高的液体体愈易于于气化。2、纯烃的的蒸气压压 纯烃和其其它的液液体一样样，其蒸蒸气压随随液体的的温度及及摩尔气气化潜热热的不同同而不同同。液体体的温度度越高，摩摩尔气化化热越小小，则其其蒸气压压越高。3、石油馏馏分的蒸蒸气压 石石油馏分分蒸气压压不仅与与温度有有关，还还与油品品的组成成有关，而而油

28、品的的组成是是随气化化率的不不同而改改变的，因因此，石石油馏分分的蒸汽汽压也因因气化率率的不同同而不同同，在温温度一定定时，油油品气化化率越高高，则液液相组成成就越重重，其蒸蒸气压就就越小。 石油油馏分蒸蒸气压通通常有两两种表示示方法：一种是是工艺计计算中常常用的真真实蒸气气压，也也称为泡泡点蒸汽汽压，即即气化率率为零时时的蒸气气压。另另一种是是油品规规格中雷雷德蒸气气压，它它是在338，气相相体积和和液相体体积比例例等于44时测定定的条件件蒸气压压。通常常真实蒸蒸气压比比雷德蒸蒸气压高高。雷德德蒸气压压较易测测定。二、 馏程（沸程程）对于石油馏馏分这类类组成复复杂的混混合物，一一般常用用沸点

29、范范围来表表征其蒸蒸发及气气化性能能。沸点点范围又又称沸程程。恩氏蒸馏测测定过程程是将1100mml（20下）油油品放入入标准的的蒸馏瓶瓶中按规规定的速速度进行行加热，其其馏出第第一滴冷冷凝液时时的气相相温度称称为初馏馏点。随随后，其其温度逐逐渐升高高而不断断地馏出出，依次次记下馏馏出液达达10mml、20mml、直直至900ml时的的气相温温度，称称为100%，220%，90%馏出温度。当气相温度升高到一定数值后，它就不再上升反而回落，这个最高的气相温度称为干点（或终馏点）。油品的馏程程大致如如下： 汽油4402200 煤煤油20003300航空煤煤油 11302500 柴油22503500

30、 润滑滑油35505520 重质燃燃料油 5200恩氏蒸馏是是粗略的的蒸馏设设备，得得到的馏馏分组成成结果是是条件性性的，它它不能代代表馏出出物的真真实沸点点范围，所所以它只只能用于于油品的的相对比比较，或或大致判判断油品品中轻重重组分的的相对含含量。三、 平均沸点馏程在原油油的评价价和油品品规格上上虽然用用处很大大，但在在工艺计计算上却却不能直直接应用用，因此此，工艺艺计算上上为了要要表示某某一馏分分油的特特征，需需用平均均沸点的的概念。它它在设计计计算及及其它物物理性质质的求定定上用处处很大。平平均沸点点的表达达方法有有好几种种，意义义和用途途也不一一样，但但都是根根据恩氏氏蒸馏体体积平均

31、均沸点和和斜率求求得，现现叙述如如下：1、体积平平均沸点点（tv） 由恩氏氏蒸馏测测定的110%、330%、550%、770%、990%这这五个馏馏出温度度计算得得到。2、质量平平均沸点点（tw） 为各组组分质量量分数和和相应的的馏出温温度的乘乘积之和和。3、立方平平均沸点点（tcu） 为各组组分体积积分数乘乘以各组组分沸点点立方根根之和再再立方。4、分子平平均沸点点（tm） 为各组组分摩尔尔分数和和相应的的沸点乘乘积之和和。5、平均沸沸点（ttme） 为立方方平均沸沸点与实实分子平平均沸点点的算术术平均值值。四、 密度和相对对密度单位体积内内油品的的质量，称称为油品品的密度度，其单单位为克克

32、/厘米米3。若单单位体积积V内的的油品质质量为mm克，则则油品的的密度为为：=m/vv式中-油品品的密度度，克/厘米33。由于油品的的体积是是随温度度而改变变的，在在不同温温度下同同一油品品的密度度是不相相同的。油油品在tt时的的的密度用用t来表示示。油品在t时的质质量与同同体积纯纯水在44时的质质量比称称为油品品的比重重。D=m/mm1、 油品比重与与温度和和压力的的关系温度升高，油油品受热热膨胀，体体积增大大，比重重减小，反反之则增增大。2、 油品比重的的测定油品比重的的测定方方法常用用的有三三种：比比重计法法、韦氏氏天平法法和比重重瓶法。3、 油品比重与与组成的的关系油品的比重重与化学学

33、组成有有关。同同系物的的比重随随沸点的的升高而而增大；油品中中含低沸沸点馏分分愈多，其其比重愈愈小；油油品中含含氧、氮氮、硫化化合物以以及胶质质、沥青青质愈多多，其比比重愈大大；沸点点范围相相同时，含含芳香烃烃愈多，比比重愈大大，含烷烷烃愈多多，比重重愈小。五、 特性因数特性因素可可用下式式表示:K=1.2216*/ d155.6115.66特性因数KK是表示示石油或或石油产产品的化化学性质质的一种种指数。六、 粘度和粘温温特性（一）粘度度的表示示方法1、绝对粘粘度 是是单位速速度梯度度的剪应应力。单单位为泊泊，在现现用的SSI制中中，它的的单位为为Pas，这两两者的关关系是1Pass=100

34、00CCp2、运动粘粘度（）在石石油产品品的质量量标准中中常用的的粘度为为运动粘粘度，它它是绝对对粘度与相同同温度和和压力下下该液体体密度之比。=/（二）粘度度与化学学、温度度的关系系1、粘度与与化学组组成的关关系油品的粘度度与烃类类的分子子量和化化学结构构有密切切的关系系。一般般情况是是：油品品粘度随随烃类的的沸点升升高和分分子量的的增加而而增大；在烃类类中烷烃烃的粘度度最小，环环烷烃和和芳香烃烃的粘度度较大；胶质的的粘度最最大。2、 粘度与温度度的关系系温度对油品品的粘度度影响很很大：温温度升高高，粘度度减小；相反则则粘度增增大，油油品越粘粘稠。3、 粘度特性油品的粘度度随温度度而变化化，

35、这种种性质称称为粘温温度特性性。七、 低温流动性性油品低温流流动性的的指标有有：浊点点、结晶晶点（或或冰点）、凝凝固点等等。八、 发热量发热量 11公斤燃燃料完全全燃烧后后所产生生的热量量，称为为该燃料料的发热热量（仟仟卡），或或称为热热值。石油及石油油产品主主要由碳碳和氢组组成，完完全燃烧烧后主要要生成物物为二氧氧化碳和和水。依依照燃烧烧后水存存在的状状态不同同，发热热量的数数值不同同，故有有两种表表示方法法，即高高发热量量和低发发热量。高发热量 11公斤燃燃料完全全燃烧后后，在生生成物中中所含的的水分是是液态时时，所放放出的热热量称为为高发热热量。低发热量 11公斤燃燃料完全全燃烧后后，在

36、生生成物中中所含的的水分是是气态时时，所放放出的热热量称为为低发热热量。第二章 加热炉第一节 概述一、 概述管式加热炉炉是炼油油厂和石石油化工工厂的重重要设备备之一，它它是利用用原料在在加热炉炉炉膛内内燃烧时时产生的的高温火火焰与烟烟气作为为热源，将将炉管中中流动的的油品进进行加热热，使其其达到工工艺规定定的温度度，以供供给油品品在进行行分馏、裂裂解、反反应等加加工过程程中所需需要的能能量，保保证装置置生产正正常、连连续运行行。二、 管式加热炉炉的特征征1、 由于被加热热介质在在炉管内内流动，故故加热炉炉仅限于于加热气气体或液液体，且且这些气气体或液液体通常常都是易易燃易爆爆的烃类类物质。2、

37、 加热方式为为直接受受火式。3、 加热炉只烧烧液体或或气体燃燃料。4、 加热炉长周周期连续续运转，不不间断操操作。三、 管式加热炉炉的结构构管式加热炉炉一般由由辐射室室、对流流室、余余热回收收系统燃燃烧器及及通风系系统五部部分组成成。1、 辐射室辐射室是加加热炉通通过火焰焰或高温温烟气进进行辐射射传热的的部分。加加热炉的的炉热负负荷70080%由辐射射室担负负的。2、 对流室 对流室室是靠由由辐射室室出来的的烟气进进行对流流传热的的部分，但但实际上上它也有有一部分分辐射交交换，而而且辐射射换热还还占有较较大的比比例，一一般担负负全炉热热负荷的的2030%。3、 余热回收系系统余热回收系系统是指

38、指从离开开对流室室的烟气气中进一一步回收收余热的的部分，回回收方法法有两类类，一类类是靠预预热燃烧烧用的空空气来回回收热量量，这些些热量返返回到炉炉中。另另一类是是采用同同炉子完完全无关关的其它它流体回回收热量量。前者者称为空空气预热热器，后后者因为为常使用用水回收收，被称称为废热热锅炉方方式。4、 燃烧器燃烧器产生生的热量量是加热热炉的重重要组成成部分，由由于燃烧烧火焰猛猛烈，操操作时必必须特别别重视火火焰与炉炉管间距距及燃烧烧器的间间隔，为为此要合合理选择择燃烧器器的型号号。5、 通风系统通风系统的的任务是是将燃烧烧用空气气导入燃燃烧器，它它分为自自然通风风方式和和强制通通风方式式两种，前

39、前者依靠靠烟囱本本身的抽抽力，不不消耗机机械功，后后者使用用风机消消耗机械械功。四、 管管式加热热炉的种种类1、 加热炉的分分类1) 按外型上来来分：可可分为箱箱式炉、斜斜顶炉，圆圆筒炉，立立式炉2) 从工艺用途途上分：可分为为常压炉炉，减压压炉，催催化炉，焦焦化炉制制氢炉，沥沥青炉3) 除此以外还还有按炉炉室数目目分类的的如双室室炉，三三合一炉炉，多室室炉4) 按传热方法法分类的的纯辐射射炉，纯纯对流炉炉，对流流辐射炉炉。5) 按受热方法法不同而而分类的的单面辐辐射炉，双双面辐射射炉。目前常用的的加热炉炉有圆筒筒炉，立立管立式式炉，卧卧管立式式炉。2、 管式加热炉炉的炉型型应符合合的原则则和

40、要求求管式加热炉炉炉型应应根据工工艺操作作要求，长长周期运运转，便便于检修修，投资资少的原原则，并并结合场场地条件件及余热热炉及余余热回收收系统类类别进行行选择，并并且应符符合下列列要求：1) 设计负荷小小于1MMW时，宜宜采用纯纯辐射圆圆筒炉2) 设计负荷为为（130）MMW时，应应优先选选用辐射射对流型型圆筒炉炉。3) 设计负荷大大于300 MWW时，应应通过对对比选用用炉膛中中间排管管的圆筒筒炉，立立式炉箱箱式炉或或其他炉炉型。4) 被加热介质质易结焦焦时，宜宜采用水水平管立立式炉。5) 被加热介质质流量小小，且要要求压降降小时宜宜采用螺螺旋管圆圆筒炉。6) 被加热介质质流量小小，且要要

41、求压降降小时（如如重整炉炉）宜采采用门形形管箱式式炉。7) 使用材料价价格昂贵贵的炉管管，应优优先选用用双面辐辐射炉管管。第二节 加热炉工艺艺知识1、 热负荷；它它表示加加热炉生生产能力力的大小小。2、 炉膛温度：炉膛温温度是确确保加热热炉长周周期安全全运转的的一个重重要指标标。3、 炉膛热强度度（或叫叫体积热热强度）：管式加加热炉的的炉膛热热强度为为：在烧烧油时应应小于1124kkwmm3；在烧烧气时应应小于1165kkWmm3。4、 加热炉的热热效率：热效率率是衡量量燃料消消耗的指指标，也也是加热热炉操作作水平高高低的指指标之一一。热效效率越高高说明燃燃料油的的有效利利用率越越高，燃燃料耗

42、量量就越低低。 5、 油品在管内内的流速速及压力力降：油油品在管管内的流流速不能能太低，否否则易使使管内油油品结焦焦而烧坏坏炉管。因因为流速速太低时时，管内内边界层层厚度大大，传热热慢，管管壁温度度升高，而而目油品品在管内内停留时时间长。油油品在管管内的流流速也不不能太大大，因为为太大时时，压力力降也大大，而压压力降受受泵扬程程的限制制，故流流速是根根据允许许的压力力降而确确定的。第三节 加热炉的热热效率一、 加热炉的热热效率加热炉的热热效率=（有效效吸热量量/总放放热量）1100%有效吸热量量即炉子子的热负负荷，总总放热量量一般为为燃料的的发热量量。当炉炉子的热热负荷不不变时， 热效率率越高

43、，则则燃料用用量越少少。二、 影响加热炉炉的热效效率的因因素1、 炉子排烟温温度越高高，热效效率越低低。2、 过剩空气系系数越大大，热效效率越低低3、 化学不完全全燃烧损损失越大大，即排排烟中的的CO和H2越多，热热效率越越低。4、 机械不完全全燃烧损损失越大大，即排排烟中未未烧尽碳碳粒子含含量越多多，热效效率越低低。5、 炉壁散热损损失越大大，热效效率越低低。三、 提高加热炉炉热效率率的主要要措施1、 减少加热炉炉热损失失：1) 加强管理、制制订合理理的操作作规程。2) 控制“三门门一板、降降低炉子子的过剩剩空气系系数。3) 采用自控系系统、计计算机操操作。4) 采用氧化锆锆表控制制辐射室室

44、的氧含含量。5) 减少炉壁散散热损失失。2、 利用对流室室多吸收收热量1) 对流室采用用钉头管管或翅片片管。2) 设置吹灰器器。3) 增加对流管管或适当当加长对对流管。4) 对流室内壁壁采用折折流砖。5) 纯辐射炉加加对流室室。3、 增设余热回回收系统统1) 采用回转式式空气预预热器。2) 对流室采用用冷进料料。3) 增设固定式式空气预预热器一一钢管、铸铸铁管或或玻璃管管。4) 采用热管式式空气预预热器。5) 采用循环式式热载体体预热空空气。6) 采用废热锅锅炉。4、 其他方法1) 装设暖风器器来预热热燃烧空空气。2) 采用强制送送风或大大能量高高强度燃燃烧器。3) 多烧炼厂废废气消灭灭火炬。

45、四、 三门一板“三门一板板”是指油油门、汽汽门、风风门和烟烟囱挡板板。“三门一板板”是一种种加热炉炉操作方方法的简简称，即即适当调调节燃料料油及雾雾化蒸汽汽的阀门门，可以以使各个个燃烧器器的火焰焰基本均均匀，雾雾化良好好。燃烧烧器的风风门或燃燃烧器的的风道蝶蝶阀与烟烟囱挡板板的调节节要互相相配合，烟烟囱挡板板开得太太大，燃燃烧的风风门或风风道蝶阀阀关得过过小，会会使炉内内负压过过大漏入入空气量量过多；挡板关关得过小小，风门门或蝶阀阀开得过过大，可可能使炉炉内局部部形成正正压，使使高温烟烟气漏出出炉外。五、 过剩空气系系数（一）过剩剩空气系系数定义义 实实际进入入炉内的的空气量量总是比比理论空空

46、气量多多，前者者与后者者之比叫叫做过剩剩空气系系数。过剩剩空气系系数是加加热炉的的重要指指标之一一。在加热炉的的排烟温温度一定定时，过过剩空气气系数大则排排烟量大大，因而而通过烟烟囱排人人大气的的热量就就多，这这样就大大大降低低了炉子子的热效效率。过过剩空气气系数大还会会加剧炉炉管的氧氧化腐蚀蚀；提高高烟气的的露点温温度，加加大低温温腐蚀范范围；另另外，还还会促进进NOxx的形成成而加剧剧环境的的污染。（二）减少少过剩空空气系数数的措施施：1、 全面堵漏，将将没有点点火的燃燃烧器、人人孔门、着着火门、防防爆门、对对流及辐辐射弯头头箱等处处的不密密封处全全部堵死死，尽量量减少炉炉内的漏漏风量。2

47、、 控制烟囱挡挡板使炉炉内既不不出现正正压，也也不要负负压过大大。炉内内出现正正压会使使高温烟烟气漏出出加大热热损失，还还可能使使炉外钢钢结构过过热或烧烧坏引起起其他事事故。炉炉内负压压越大，空空气漏入入得越多多。3、 改进燃烧器器采用加加工合格格、性能能良好的的燃烧器器，油枪枪安装的的位置上上下左右右要适中中，尽量量能使从从燃烧器器进人的的空气与与燃料完完全混合合。采用用强制送送风燃烧烧器，提提高进风风流速，改改善进风风方式，也也可以降降低过剩剩空气系系数。4、 保证燃料油油的粘度度控制在在合适的的范围内内。六、 低温露点腐腐蚀燃料在燃烧烧时，含含有硫酸酸的蒸汽汽在受热热面上凝凝结成含含有硫酸酸的液体体，对受受热面