浅析轻烃精馏装置

许国超

【摘要】我国石油年产量正逐步缩减，石油开采方面的技术在发展，但成本也在提高。在这样的背景下，作为依托油田发展的化工企业，若要巩固、拓展其市场地位，生产技术以及产品质量这两样指标将成为重中之重。

本文综合作者自身工作经验以及工作中的心得与体会，简要分析了轻烃精馏装置的原理及构造，并结合我厂生产实际，总结出影响精馏效果及产品质量的多种因素，帮助读者了解相关专业知识。

【关键词】化工厂；轻烃；精馏塔

“烃”就是碳、氢两种元素以不同的比例混合而成的一系列物质，其中较轻的部分，就叫做轻烃。天然气的主要成份是C1甲烷，含少量的C2乙烷，液化石油气的主要成份是C3丙烷、C4丁烷，它们在常温常压下呈气态，叫气态轻烃。C5—C16的烃在常温常压下是液态，我们就叫它液态轻烃。液态轻烃中最轻的部分是C5、C6，再重一点的部分就是汽油、煤油和柴油等。若要将轻烃中的各类轻重组分提纯，并加工、生产出相应的产品，则需要借助精馏装置。

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，基本原理是将液体混合物多次部分汽化和部分冷凝，利用其中各组份挥发度不同的特性，实现分离目的。根据操作方式可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。以我厂轻烃精馏装置为例，采用的是多塔连续精馏的原理，每组塔系均包含精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐、进料泵、回流泵、采出泵等设备。当原料轻烃经过脱水、预热、脱硫处理后， 由1#精馏塔中段进入装置，与塔底蒸发上来的气相进行逆流接触，两相接触中，易挥发（低沸点）组分不断地向气相中转移，气相中难挥发（高沸点）组分不断地液化成为下降液，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到轻重组分分离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中辅助精馏，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为后续精馏塔的进料。

我厂将轻烃经精馏处理后，加工出的产品主要有液化石油气、工业戊烷、混合己烷、橡胶溶剂油、1#油漆及清洗用溶剂油、3#油漆及清洗用溶剂油。在生产中，影响精馏效果及产品质量的因素有很多，如：原料密度、压力、温度等。

一、原料密度

用于精馏的原料多为混合溶剂，也可简单的视为轻组分和重组分的混合物。由于原料组分所占比重发生变化对精馏产生的影响比较常见，主要分为两点：

1.轻组分所占比重较多：则原料密度较小，进入精馏塔后，气液相接触换热后气相剧增，且越临近塔顶时气相越多，易导致塔顶压力及温度剧烈变化，严重时引发窜塔；

2.重组分所占比重较多：则原料密度较大，导致低密度产品产量减少，装置运行不平稳，剩余残液较多。

二、压力

我们知道，液体的沸点随压力变化而变化，压力越高，沸点越高，反之越低。在生产中，通过控制精馏塔压力即可控制塔底物料沸点，从而有效分离轻、重组分。在我厂日常生产中，各精馏塔根据生产需要可分为：带压生产、常压生产以及负压生产。带压生产以生产液化石油气为例，其精馏塔塔顶压力为0.56～0.60MPA。由于塔顶压力高，使得该塔塔底物料沸點略高，重组分难以蒸发，轻组分较易分离，再经过反复提纯从而得到液化气产品；负压生产以生产260#溶剂油为例，该精馏塔在真空泵的作用下，塔内压力降为负压，以此来降低物料的沸点，重组分较易蒸发。所以，在生产时，根据生产需要合理控制精馏塔压力，即可有效提升工作效率，从而确保产品质量。

三、温度

这里所指的温度包括：重沸器温度、塔底温度、进料温度、塔顶温度、回流温度、冷却水温度、外界气温等，它们都是影响产品质量的因素。下面将分别简述各个温度在实际生产中的作用：

1.重沸器温度：直接影响塔底温度及精馏塔内轻重组分浓度；

2.塔底温度：反映了本塔产品干点，并且能够影响下一组塔系产品初馏点；

3.进料温度：直接影响气液相换热效果，从而影响到本塔精馏效果甚至产品质量；

4.塔顶温度：反映了本塔精馏效果以及产品干点；

5.回流温度：可影响塔顶温度、塔底温度、塔顶压力、回流罐压力；

6.冷却水温度：决定了回流温度；

7.气温：影响原料初始温度和冷却水温度。

通过以上分析，我们不难发现，在众多影响精馏效果的因素中，大多数都存在着互相制约、相辅相成的关系。而所有的设备构成一个整体，存在着物料平衡、温度平衡、气液平衡等。所以在生产中，单一参数有可能影响的不只是局部，这就需要我们在思考问题、解决问题的时候不能片面的观察，要做到从局部到整体，再从整体到局部，用最简单、有效的方法达到目的，确保装置平稳运行，从而保障精馏效果及产品质量。