原油是极其复杂的混合物，要从原油中提炼出多种燃料和润滑油产品，基本途径不外乎

是：将原油分割成为不同馏程的馏分，然后按照油品的使用要求除去这些馏分中的非理想组分，或者由化学转化形成所需要的组成，从而获得一系列产品。

基于此原因，炼油厂必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工、精制过程中的分离问题。而蒸馏正是一种合适的手段，能够将液体混合物按组分的沸点或蒸气压的不同而分离为轻重不同的馏分。

根据原油中各组分挥发度不同（即它们之间的差异），通过加热，在塔的进料段处产生一次汽化，上升气体与塔顶打入的回流液体通过塔盘逆流接触，以其温度差和相间浓度差为推动力进行双向传热传质，经过气体的逐次冷凝和液体的渐次汽化，使不平衡的汽液两相通过密切接触而趋近平衡，从而使轻重组分得到一定程度的分离。

常减压蒸馏装置，是以加热炉和精馏塔为主体而组成的所谓管式蒸馏装置。经过预处理的原油流经一系列换热器，与温度较高的蒸馏产品及回流油换热，进入一个初馏塔，闪蒸出（或馏出）部分轻组分，塔底拔头原油继续换热后进入加热炉被加热至一定温度，进入一个精馏塔。此精馏塔在接近大气压下操作，故称为常压塔。在这里原油被分割，从塔顶出石脑油，侧线出煤油、柴油等馏分，塔底产品为常压重油，沸点一般高于350℃。为了进一步生产润滑油原料和催化原料，如果把重油继续在常压下蒸馏，则需将温度提高到400～500℃。此时，重油中的胶质、沥青质和一些对热不安定组分会发生裂解、缩合等反应，这样一是降低了产品质量，二是加剧了设备结焦。因此，必须将常压重油在减压（真空）条件下进行蒸馏。降低外压可使物质的沸点下降，故而可以进一步从常压重油中馏出重质油料，此蒸馏设备为减压塔。减压塔底产物中集中了绝大部分的胶质、沥青质和很高沸点（500℃以上）的油料，称为减压渣油，这部分渣油可以进一步加工制取高黏度润滑油、沥青、燃料和焦炭。减压蒸馏温度（减压塔进料温度）一般限制在390℃以下，现代化大型炼油厂采用减压深拔技术，把减压蒸馏温度提高到408℃，把减压切割点提高到565℃，从而提高了总拔出率。

这种配有常压和减压的精馏装置称为常减压蒸馏装置。

常压系统的作用主要是通过精馏过程，在常压条件下，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴油及部分裂化原料。

常压系统的原理即为油品精馏原理。

精馏原理：一种相平衡分离过程，其重要的理论基础是汽-液相平衡原理，即拉乌尔定律。

式中　pA、pB——溶液上方组分A，组分B的饱和蒸气压；

、——纯组分A，纯组分B的饱和蒸气压；

XA，XB——溶液中组分A，组分B的摩尔分数。

此定律表示在一定温度下，对于那些性质相似、分子大小又相近的组分（如甲醇、乙醇）所组成的理想溶液中，溶液上方蒸气中任意组分的分压，等于此纯组分在该温度下的饱和蒸气压乘以它在溶液中的摩尔分数。

精馏过程是在装有很多塔盘的精馏塔内进行的。塔底吹入水蒸气，塔顶有回流。经加热炉加热的原料以汽液混合物的状态进入精馏塔的汽化段，经一次汽化，使汽液分开。未汽化的重油流向塔底，通过提馏进一步蒸出其中所含的轻组分。从汽化段上升的油气与下降的液体回流在塔盘上充分接触，汽相部分中较重的组分冷凝，液相部分中较轻的组分汽化。因此，油气中易挥发组分的含量将因液体的部分汽化，使液相中易挥发组分向汽相扩散而增多；油气中难挥发组分的含量因气体的部分冷凝，使汽相中难挥发组分向液相扩散而增多。这样，同一层板上互相接触的汽液两相就趋向平衡，它们之间的关系可用拉乌尔定律说明。通过多次这样的质量、热量交换，就能达到精馏目的。

以下是一层塔盘上汽-液交换的详细过程。

图2-9　蒸馏塔汽液平衡示意图（V与V'为汽相，L与L'为液相）

如图2-9所示，当油气（V）上升至n层塔盘时，与从（n+1）层塔盘下来的回流液体（L）相遇，由于上升的油气温度高，下流的回流温度较低，因此高温的油气与低温的回流接触时放热，使其中高沸点组分冷凝。同时，低温的回流吸热，并使其中的低沸点组分汽化。这样，油气中被冷凝的高沸点组分和未被汽化的回流组成了新的回流（L'）。从n层下降为（n-1）层的回流中所含高沸点组分要比降至n层塔盘的回流中的高沸点组分含量多，而上升至（n+1）层塔盘的油气中的低沸点组分含量要比上升至n层的油气中低沸点组分含量多。

同样，离开（n+1）层塔盘的油气，还要与（n+2）层下来的回流进行热量、质量交换。原料在每一块塔盘上就得到一次微量的分离。显然，如果有极多个塔盘的话，使原料能分离出纯度很高的产品。

一个完整的精馏塔一般包括三段：上段为精馏段，中段为汽化段，下段为提馏段。

减压系统分减压塔和塔顶抽真空系统，其作用主要是通过精馏过程，在减压条件下，进一步将常压渣油中的蜡油馏分切割出来，生产合格的裂化原料。

减压系统原理：

在某温度下，液体与在其液面上的蒸气呈平衡状态，由此蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，蒸气压的高低表明了液体中的分子离开液体汽化或蒸发的能力，蒸气压越高，就说明液体越容易汽化。蒸气压的高低与物质的本性，如分子量、化学结构等有关，同时也和体系的温度有关，对于有机化合物常采用安托因方程式计算：

式中　——i组分的蒸气压；

T——系统温度。

根据上式可以看出，蒸气压随温度的降低而降低，或者说沸点随系统压力降低而降低。石油是沸程范围很宽的复杂混合物，对我国多数原油来说，其沸点在350～500℃的馏分占总馏出物的50%左右。油品在加热条件下容易受热分解而使油品颜色变深，胶质增多，一般加热温度不宜太高，在常压蒸馏时，为保证产品质量，炉出口温度一般不超过370℃，对于350～500℃的馏分在常压条件下难以蒸出。但是在真空条件下，由于系统压力降低，油品的沸点也随之降低，因此可以在较低的温度下将沸点较高的油品蒸出，所以对原油进行常压分馏后的油品进行减压分馏，可以进一步将原油中的较重组分拔出，从而提高收率，达到深拔的目的。

大型炼油装置采用的是高效喷射式蒸汽抽真空系统。工作蒸汽经过拉阀尔型（扩缩）喷嘴时流速不断增大，压力能转换为动能。蒸汽在喷嘴出口处可达到极高的速度（1000～1400m/s），因而压力急剧下降，在喷嘴周围形成高度真空。在真空部位，塔内不凝气被吸入混合器与蒸汽混合并进行能量交换，然后一起进入扩压管。工作蒸汽减速，不凝气加速，最后两者速度一致。在扩压管后部动能又转变为压力能，混合气体的流速降低，压力升高直至能满足排出压力的要求。

若减压塔的残压要求小于15mmHg（1mmHg=133.322Pa），由于一级抽真空难以满足要求，需采用三级抽真空。

原油蒸馏过程中，在一个塔内分馏一次称一段汽化。原油经过加热汽化的次数，称为汽化段数，汽化段数一般取决于原油性质、产品方案和处理量等。原油蒸馏有两段汽化式、三段汽化式和四段汽化式等几种。

目前大型炼油厂多采用的原油蒸馏流程为三段汽化流程。三段汽化流程（燃料型）工艺如图2-10所示。

图2-10　三段式常减压蒸馏工艺流程图（燃料型）

脱盐脱水后的原油经泵抽出换热至190～225℃，进入初馏塔，从初馏塔顶拔出轻汽油馏分或铂重整原料，其中一部分打回塔顶作回流，另一部分作为重整原料出装置。初馏塔若开一侧线也不出产品，而是将抽出的侧线馏分经换热后一部分打入常压塔一、二侧线之间（在此流程图中未标出），这样可以减小常压炉和常压塔的热负荷；另一部分送回初馏塔作顶循环回流。初馏塔底的油称为拔头原油，经一系列换热器换热至290℃左右后进入常压炉，加热至359～（368±2）℃进入常压塔。塔顶汽油馏分经冷凝冷却后，一部分送回塔顶作回流，另一部分为汽油馏分出装置。塔侧一般有3～5个侧线，分别引出煤油和轻、重柴油等馏分，经汽提塔汽提后，吹出其中轻组分，再经换热回收部分热量后出装置。塔底常压重油用泵送入减压炉。

在常压塔顶打入冷回流以控制塔顶温度（90～130℃），以保证塔顶产品质量。为使塔内汽、液相负荷分布均匀，充分利用热能，一般在塔各侧线抽出口之间设2～3个中段循环回流。为尽量回收热量，降低塔顶冷凝器负荷，有的厂还增设了塔顶循环回流（图2-10中未标出）。

侧线馏分进入各自的汽提塔上部，塔底吹入过热水蒸气，被汽提出的油气和水蒸气由汽提塔顶出来，从侧线抽出板上方进入常压塔。当常压一线和二线作喷气燃料馏分时，为了严格控制喷气燃料的含水量，不用水蒸气汽提，而采用热虹吸式重沸器加热，蒸出其中轻组分。

常压塔底吹入过热水蒸气以吹出重油中轻组分，塔底温度为350～360℃，经汽提后的常压重油自塔底抽出送到减压加热炉，加热至388～（408±2）℃左右进减压塔。

减压塔顶不出产品，塔顶出的不凝气和水蒸气（干式减压蒸馏无水蒸气）进入大气冷凝器，经冷凝器冷却后，由蒸汽喷射抽空器抽出不凝气，维持塔内残压在1.33～8.0kPa（10～60mmHg）。减压一线油抽出经冷却后，一部分打回塔内作塔顶循环回流以取走塔顶热量，另一部分作为产品出装置。减压塔侧开有3～4个侧线和对应的汽提塔，抽出轻重不同的润滑油（如各种机械油、气缸油等）或裂化原料，经汽提（裂化原料不汽提）、换热、冷却后作为产品出装置。塔侧配有2～3个中段循环回流。塔底渣油用泵抽出后，经与原油换热，冷却后出装置，可作为焦化、氧化沥青、丙烷脱沥青等装置的原料或作燃料用油。

如图2-11所示，从脱盐系统来的脱盐原油，经过原油二段换热系统加热升温至220℃左右进入初馏塔T-1。T-1是板式塔，塔顶温度控制在120℃左右，表压一般在0.25MPa以下。气体从塔顶引出后进入空气冷却器K-1，空气冷却器利用电机驱动空气冷却管线及其内部的介质，管线外部连接着较为密集的翅片，空气先冷却翅片，翅片把冷量传递给管线，进而传递给管线内的介质。空气冷却器分为干空气冷却器（简称干空冷）和湿空气冷却器（简称湿空冷），湿空冷是向翅片喷洒新鲜水，依靠水分的蒸发获得更多的冷量，虽然湿空冷的冷却力度更大，但是增加了新鲜水的消耗。

图2-11　初馏系统工艺流程图

T-1塔顶引出的气体经过K-1冷却后，会有部分的气体冷凝成为液体，增加了从T-1塔顶到K-1的压降，提供了驱动介质的动力。气液混合物从K-1出来进入循环水冷却器E-1进一步降温冷却，冷凝液的增加使混合气体的压力进一步降低，最后气液混合物进入初馏塔顶回流罐D-4，在D-4罐内完成油、水、气三相的分离，污水在D-4罐气液混合物进口的另一方向出口端罐底的分水包排污线排出，气体从罐出口端顶部引出回收再利用（一般作为气分装置原料）。油相经过初顶回流泵P-3加压后，一部分作为冷回流返回T-1的顶部，以稳定塔顶的温度和压力，另一部分作为初顶汽油产品出装置。脱除了初顶汽油的塔底油，由初底油泵P-2抽出后，经过原油三段换热系统加热后进入常压系统。

如图2-12所示，从T-1塔底来的初底原油经过原油三段换热系统加热升温后进入常压炉F-1加热至360℃进入常压塔T-2，T-2是板式塔，进料在塔内完成馏程切割的过程，即把初底原油切割成常顶气体、常顶汽油、煤油、轻柴油、重柴油及常压渣油等馏分。

图2-12　常压系统工艺流程图

常顶汽油的加工过程与初顶汽油完全相同，与初顶汽油相比，常顶汽油在组成上要偏重一些。从常压塔T-2顶引出的气体经过空冷器K-2、水冷器E-2冷却后，进入常顶回流罐D-5，在D-5内完成油、水、气三相的分离过程，气相从D-5顶部引出作为常顶气体产品出装置，水相从D-5罐分水包排污线排出，油相从D-5罐积油间引出，经过常顶回流泵P-5加压后，部分作为塔顶冷回流返回塔顶，以稳定塔顶的温度和压力，部分作为常顶汽油产品出装置。

常一线从T-2的常一线抽出板液相抽出，自压进入常一线提轻塔T-3的上部，T-3是板式塔，塔底设有再沸器，热源是装置的自产过热蒸汽，有些装置用常二中和常三线作为再沸热源。通过调节再沸力度，调整进入T-3轻组分的汽化量，汽化的轻组分从T-3顶引出返回T-2常一线抽出板的上方塔板，T-3底部引出最终的常一线产品，由常一线泵P-6加压，经过换热器E-7换热及E-4冷却后出装置。常一线的馏程约为145～300℃，一般作为航空煤油馏分，需要经过喷气燃料加氢装置进行精制，多生产航空3#喷气燃料。

常二线从T-2的常二线抽出板液相抽出，自压进入常二线提轻塔T-4的上部，T-4是板式塔，塔底注入的自产过热蒸汽与进料形成逆向接触，通过调节过热蒸汽的注入量来改变T-4内油气分压，进而改变进入T-4轻组分的汽化量，汽化的轻组分从T-4顶引出返回T-2常二线抽出板的上方塔板，T-4底部引出最终的常二线产品由常二线泵P-7加压，经过换热器E-8换热及E-5冷却后出装置。常二线的馏程为180～365℃（95%蒸发温度为365℃），一般作为轻质柴油馏分，如果杂质、色度、酸度、腐蚀等指标合格或偏差不大，可以直接输入油库作为成品车用柴油的调和组分。

常三线的提轻过程与常二线相同。常三线从T-2的常三线抽出板液相抽出，自压进入常三线提轻塔T-5的上部，T-5是板式塔，塔底注入的自产过热蒸汽与进料形成逆向接触，通过调节过热蒸汽的注入量来改变T-5内油气分压，进而改变进入T-5轻组分的汽化量，汽化的轻组分从T-5顶引出返回T-2常三线抽出板的上方塔板，T-5底部引出最终的常三线产品由常三线泵P-8加压，经过换热器E-9换热及E-6冷却后出装置。常三线馏程为300～370℃（95%蒸发温度为370℃），一般作为重质柴油馏分，在质量上要比常二线轻柴油劣质些，所以要去柴油加氢装置进行精制和改质。柴油加氢改质过程是芳烃开环加氢饱和的过程，所以在加工过程中，被加工介质的终馏点会有相应程度的下降，国家标准规定车用柴油95%蒸发温度为不大于365℃，所以一般常三线终馏点要比365℃高出一定程度，重组分的量多量少，主要与组分中芳烃含量有关。如果油库中成品车用柴油的终馏点和环保性指标质量过剩，常三线也可以部分或全部直接调和柴油。

虽然自产过热蒸汽是用常一中、减压炉对流室加热软化水生成，但是由于3#喷气燃料的质量要求较高，应尽量在生产加工过程中减少水、杂质的引入，所以T-3采用升温提轻方式。而车用柴油的质量要求容许T-4、T-5采用汽提提轻方式。同样，常压塔底也注入了过热蒸汽，目的是减小T-2内的油气分压，促进轻组分的汽化，增加轻质油品的产量。

常压塔顶设有常顶循环回流，它与冷回流相比较，在调节塔顶温度方面要比冷回流细微得多，所以在微调塔顶温度时，多采用常顶循环回流来调节。常顶循环回流从T-2顶部相应抽出板引出，经过常顶循环回流泵P-9加压及E-3冷却后，返回T-2顶部抽出板的上方塔板。

常一中段回流（简称常一中）从T-2常一中抽出板引出，经过常一中泵P-10加压及E-10冷却后，返回T-2常一中抽出板的上方塔板。

常二中段回流（简称常二中）从T-2常二中抽出板引出，经过常二中泵P-11加压及E-11冷却后，返回T-2常二中抽出板的上方塔板。

常压塔的侧线及中段回流的抽出板位置有严格的设计，两个塔外回流中间夹着一个侧线，两个侧线之间会有一个塔外回流，中段回流返塔一般也会设计两个进口，两个进口在不同高度的塔板上，这样的设计有利于调节侧线的抽出温度，良好地实现全塔热平衡。在常压塔底部引出常压渣油，经过常底泵P-4加压后，去减压系统。常底渣油在组成上仍然含有汽油、煤油、柴油等轻质油馏分，装置处理量越大，初底原油在常压塔内的停留时间越短，常底渣油中轻质油含量高，将会加大后序的减压抽真空系统的负荷。

在原油蒸馏装置中，原油经常压蒸馏分成若干馏分，如汽油、煤油、轻柴油、重柴油和重油馏分。按照一般的多元精馏原理，要得到N个产品就需要N-1个塔。

原油蒸馏所得各种产品仍然是组成复杂的混合物，分离精确度要求不高，两种产品之间需要的塔板数也不多，若按多元精馏流程分离，则需要多个矮而粗的精馏塔，这种方案投资高、耗能大、占地面积多。因此，通常把几个塔结合成一个如图2-13所示的塔，这种塔相当于把四个简单塔叠合起来，它的精馏段由四个简单塔的精馏段组合而成，其下段相当于一个提馏段，这样的塔称为复合塔。最轻产品（汽油）在塔顶引出，最重产品（重油）在塔底引出，其间的煤油、柴油等从塔侧线引出。

图2-13　常压蒸馏复合塔

对于石油精馏塔，提馏段的底部常常不设再沸器。因为塔底温度较高，一般在350℃左右，在这样的高温下，如果使用再沸器，很难找到合适的热载体，若通过加热炉加热，不仅设备复杂，同时由于温度过高也会使油品分解、结焦。但是常底重油中350℃以前的轻质馏分有时高达10%～15%，减压塔底渣油中500℃以前的馏分可达10%左右，为了把原油中的轻组分汽化出来，在原油精馏塔中普遍采用向塔底吹入过热水蒸气的办法，以降低油气分压，使塔底重油中轻组分汽化，从而提高轻油拔出率，减轻减压炉和塔的负荷。因此，原油精馏塔的下部也称汽提段，它的精馏作用不显著，分离效果不如精馏段。

在复合塔内，汽油、煤油、柴油等产品之间只有精馏段而没有提馏段，这样侧线产品中会含有相当数量的轻馏分。这样不仅影响侧线产品的质量，而且降低了轻馏分的收率。所以通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提段，这些汽提段可重叠起来，看起来像是一个塔，但相互是隔开的，侧线产品从常压塔中部抽出，送入汽提塔上部，从该塔下注入水蒸气进行汽提，汽提出的低沸点组分同水蒸气一道从汽提塔顶部引出返回主塔，侧线产品由汽提塔底部抽送出装置。

可见，常压塔不是一个完整的精馏塔，它不具备真正的提馏段。

①汽提蒸汽的作用　由于汽提用水蒸气始终处于过热状态，即没有液相水存在，过热水蒸气的主要作用是降低油气分压，以降低它的沸点。

在气相中：

p=pA+pS　　

式中，p为体系总压；pA为A油蒸气的分压；pS为水蒸气的分压。

在液相中只有A，相平衡时：pA=p°A式中，p°A是纯A的饱和蒸气压。

当体系总压一定时，如果没有水蒸气存在，则液体A要在p°A=pA时才能沸腾。当有水蒸气存在时，只要p°A=pA=p-pS就能沸腾。显然，过热水蒸气的存在，使A的沸点下降。

因此，由塔底通入少量的过热水蒸气，以降低油气分压，有利于轻组分的汽化，塔底吹入水蒸气的质量分数一般为2%～4%。侧线汽提的目的是使混入产品中的较轻组分汽化再返回常压塔，既保证了轻质产品的收率，又保证了该产品的质量。但是水蒸气在塔内存在也有其局限性，因此，往往常压塔侧线采用再沸器提馏的方式。

②常压塔侧线采用再沸器提馏的方式的原因是：

a.用水蒸气汽提使产品中溶解微量水分，影响低冰点的航空煤油的质量；

b.水蒸气体积相当于同质量油品蒸气体积的十几倍，这样就会增加塔的汽相负荷而降低塔的处理能力；

c.水的冷凝潜热很大，采用再沸器提馏有利于降低塔顶冷凝冷却器的负荷；

d.采用再沸器有利于降低含油污水排放量。

为了不向塔内通入过多的水蒸气，同时又要防止塔底产品带走过多的轻组分，这就需要原油在入塔前，将在精馏段取出的产品都汽化成汽相，并能在精馏段分离。为保证最低侧线产品质量，就要使精馏段最低侧线以下的几层塔板上有一定的液相回流，这样原油入塔的汽化率应该比塔精馏段各产品的总收率略高一些。高出的这部分称为过汽化量，过汽化量占进料的百分数称为过汽化度（也称过汽化率）。原油精馏塔的过汽化度一般推荐：常压塔为进料的2%～4%（质量分数），减压塔为3%～6%（质量分数）。

如果原油进塔汽化率低于塔顶和侧线产品总收率，则轻质油收率降低。过高的过汽化率也不适宜，因为原油在加热炉出口的温度是油品不发生严重分解的最高温度，通常为360～370℃，在保证侧线产品质量的前提下，过汽化率应尽量低一些。

①基本固定的供热量和小范围调节的回流比　全塔热量来自于原油加热炉，而没有塔底再沸器，所以供热量是基本固定的。常压塔的回流比是由全塔热平衡决定的，变化的余地不大，在原油精馏塔中，除了采用塔顶回流，通常还设置1～2个中段循环回流。

②石油蒸馏塔的回流方式　石油蒸馏塔的进料有一定的过汽化度，也就是说，即使塔底没有再沸器加热，全塔的热量是过剩的，为了达到全塔热平衡，需要各种回流液取走过剩的热量。

石油蒸馏塔的回流方式有塔顶冷回流、塔顶热回流（饱和液体回流）、塔顶循环回流、中段循环回流、塔底循环回流等方式。

各种回流的作用是：保证精馏塔具有精馏的作用；取走塔内剩余热量；控制和调节塔内各点温度；保证塔内汽液相负荷分布均匀；保证各产品质量。

常压塔的回流方式一般有塔顶冷回流、塔顶热回流、塔顶循环回流、1～2个中段循环回流等方式。

a.塔顶冷回流　塔顶油气经冷凝冷却后，成为过冷液体，其中一部分打回塔内作回流，称为塔顶冷回流。塔顶冷回流是控制塔顶温度、保证产品质量的重要手段。当只采用塔顶冷回流时，冷回流的取热量应等于全塔总剩余热量。塔顶热回流一定时，冷回流温度越低，需要的冷回流量就越少，但冷回流的温度受冷却介质温度限制。当用水作冷却介质时，常用的汽油冷回流温度一般为30～45℃。

b.塔顶热回流　在塔顶装有部分冷凝器，将塔顶汽相馏分冷凝到露点温度后，用饱和液体作回流称为热回流。它只吸收汽化潜热，所以取走同样的热量，热回流量比冷回流量大。塔内各板上的液相回流都是热回流，又称内回流。热回流也能有效地控制塔顶温度，调节产品质量，但由于分凝器安装困难、易腐蚀、不易检修等，所以炼油厂很少采用，常用于小型化工生产上。

c.循环回流　循环回流是将从塔内抽出的液相冷却到某个温度后再送回塔中，物流在整个循环过程中不发生相态变化，只在塔内、外循环流动，借助于换热器取走回流热。循环回流分塔顶循环回流、中段循环回流、塔底循环回流三种。

塔顶循环回流：

塔顶循环回流主要应用于以下情况：塔顶回流热量大，考虑回收这部分热量，以降低装置能耗；塔顶馏出物中含有较多的不凝气，使塔顶冷凝冷却器的传热系数降低；要求尽量降低塔顶馏出线及冷却系统的流动压力降，以保证塔顶压力不致过高，或保证塔内有尽可能高的真空度。但采用塔顶循环回流，降低了塔的分离能力，在保证分馏精确度的情况下，需要适当增加塔板数，同时也增加了动力（回流泵）消耗。塔顶循环回流如图2-14所示。

图2-14　塔顶循环回流

在某些情况下，也可以同时采用塔顶冷回流和塔顶循环回流两种形式的回流方案。

中段循环回流：循环回流如果设在精馏塔的中部，就称为中段循环回流。它的主要作用是均匀塔内汽、液相负荷，缩小塔径。同时，由于石油精馏塔沿塔高的温度梯度较大，从塔的中部取走的回流热的温位明显比从塔顶取走的回流热的温位高，有利于热量的回收利用，减少燃料消耗和冷却水用量。

采用中段循环回流也有不利之处：中段循环回流上方塔板上的回流比相应降低，塔板效率有所下降（一块板的精馏作用与三块换热板的精馏作用相当）；中段循环回流的出入口之间要增设换热塔板，使塔板数和塔高均增加；相应地需增设泵和换热器，使工艺流程变得复杂等。基于上述原因，对于有三、四个侧线的精馏塔设两个中段回流比较适宜，对只有一、两个侧线的精馏塔设一个中段回流比较适宜。

塔底循环回流：循环回流如果设在精馏塔的底部，就称为塔底循环回流。塔底循环回流适用于过热蒸汽进料，同时含有固体杂质（如催化裂化分馏塔、延迟焦化分馏塔）的情况，塔底设置洗涤段，通过循环回流取走大量过剩的热量，使部分过热蒸汽冷凝成液体。同时，洗涤下来的固体杂质（催化剂粉尘、焦炭等）由塔底抽出液带出塔外，通过过滤器除去。

在普通的二元和多元精馏塔的设计计算中，为了简化计算，对性质及沸点相近的组分所组成的体系做出了恒摩尔回流的近似假设，即在塔内的气、液相的摩尔流量不随塔高而变化。这个近似假设对原油常压精馏塔是完全不能适用的。石油是复杂混合物，各组分的性质可以有很大的差别，它们的摩尔汽化潜热可以相差根大，沸点之间的差别甚至可达几百摄氏度。

石油蒸馏塔的塔顶和各侧线产品的摩尔汽化潜热相差很大，馏出温度相差200℃以上，原适用于理想物系的恒摩尔流假设不再成立，汽、液负荷沿塔高（自下而上）逐渐增大。

自下而上汽、液相负荷增大的原因是：越往塔顶温度越低，塔内需要取走的热量越多，需要的回流量也就越大，同时各侧线产品进塔时是温度较高的汽相，而在塔侧抽出时是温度较低的液相，要放出大量冷凝热，这些热量逐渐转移到塔顶，而塔上部油品密度小，它的汽化潜热也小。因此，内回流量逐渐增大，以取走大量冷凝热。

在产品蒸气、水蒸气量不变情况下，蒸气量随回流量增加而增加。同时由于塔上部油品的分子量又小，所以越往塔顶，蒸气体积就越大。塔顶打入的冷回流是过冷液体，入塔后先要吸收显热，使温度升至泡点温度，然后再吸收汽化潜热变成蒸气。而第一层塔板往下的内回流（即热回流）为饱和液相，在汽化时只吸收汽化潜热，所以在取走总热量大致相等的情况下，供给的冷回流量要比热回流量小。因此，第一层塔板之下的液相负荷最大，汽化后相应的蒸气量也最大。

由于无中段循环回流时，汽液相负荷沿塔高分布不均匀，塔的处理量受到最大蒸气负荷的限制。当采用了中段循环回流后，汽液相负荷分布趋向于均匀。由于采用了中段回流，从塔中部取走了一部分热量，减少了抽出板上方的回流热，则需要的液相回流就少了，相应汽相负荷也减少了，此时沿塔高负荷就变得比较均匀。

如图2-15所示，从常压塔底来的渣油，经过常底泵加压后，进入减压炉加热升温至390℃左右进入减压塔，通过加热和降压两种手段，使常底渣油进行汽化冷凝分馏，从塔顶到塔底产品依次为减顶油气、减一线、减二线、减三线、减四线、减五线和减压渣油。塔内的低压（塔顶压力一般不大于3kPa）是由塔顶的抽真空系统完成。与常压塔不同的是，减压塔是填料塔，不设塔板和浮阀，塔内从底到顶全部是填料和格栅，这样的设计是为了减小塔内的压力降，促成塔内的压力降低，以促进重油汽化。

图2-15　减压系统工艺流程图

减压塔顶没有冷回流，将减顶循环回流和减一线合二为一，减一线既出产品，又担负着调节减压塔顶温度和压力的任务。在组成上减一线接近于常三线，其馏程为300～370℃（95%蒸发温度为370℃），但是平均密度上减一线要比常三线大一些，也是作为重柴油产品或是去柴油加氢装置精制和改质，或是直接去油库调和成品车用柴油。因为是填料塔，其内部构造没有承载液体的塔板，所以每个大塔抽出线高度都设有集油箱，减一线由塔内本侧线集油箱自压入减一线泵，加压并与E-18换热后分两路，一路经E-12冷却后返回大塔抽出线的上方，以稳定塔顶的温度和压力，另一路经E-13冷却后作为重柴油产品出装置。

减压二、三、四、五线的加工过程与常二、三线相同，也是通过汽提过程将本侧线大塔抽出液中轻组分汽化返塔来提浓本侧线。减压二、三、四、五线均从本侧线的集油箱自压进入本侧线的汽提塔，与汽提塔底部注入的过热蒸汽形成逆向接触，通过调节过热蒸汽流量来改变汽提塔内油气分压，从而调节塔内轻组分的汽化量，汽化的轻组分返回大塔集油箱的上方。留存下来未汽化的较重组分从汽提塔底引出进入本侧线泵，加压后经过换热和冷却出装置。因为常减压蒸馏装置的减压侧线产品只是润滑油基础油的原料，所以在控制指标上较为宽松，主要控制闪点、比色和馏程宽度等指标，减压馏分油还要经过溶剂脱蜡和加氢工艺，才能生产出润滑油基础油产品去到润滑油厂进行分类调和与加工。

为了调节各个减压侧线的产品质量和实现大塔良好的热平衡，减压侧线和塔外回流在大塔中的位置也是交错衔接的，即两个侧线之间必有塔外回流，两个塔外回流之间必有侧线抽出。减压侧线的数量由产品需要而定，也可以增设减六线，同时再增加一个塔外回流即可。一般减压侧线越多，需要减压炉温度越高，所以对减顶真空度的要求很高，避免塔内物料发生化学反应。随着原油密度越来越大的变化趋势，往往需要深拔减压侧线产品，主要表现在达成最低侧线的产量最大，因此在减压塔底部也需要注入过热蒸汽来增加塔底液体的汽化量。侧线和大塔底部均设汽提的减压塔工艺称为湿式减压蒸馏，侧线和大塔未用过热蒸汽汽提的减压塔工艺称为干式减压蒸馏。干式减压蒸馏侧线靠再沸加热升温，来促成轻组分汽化。

脏洗油一般设置在最低侧线处，是为了洗掉最低侧线的重组分，使其回归减底渣油中。在常减压蒸馏装置中，减压侧线主要是参照比色和馏程确定塔外回流量的增减，进而调节本侧线集油箱的温度。

由于润滑油的产品需求量较少，因此国内大多数炼厂没有生产润滑油基础油的任务，这些炼厂常减压蒸馏装置的减压塔只设置两个侧线，主要是为催化裂化和加氢裂化装置提供原料，这样的减压塔内部不设置填料，在内部只是排布些分布器，能最大拔出减压馏分即可。由于常底渣油含有较多的稠环芳烃、胶质和沥青质，这些烃类及化合物易发生缩合反应而结焦，所以在常底渣油进入减压炉之前，进炉炉管要注汽或注水，以加快炉管内介质的流动速度，减少常底渣油在炉管内的停留时间。另外，减压塔底设置缩颈，也是为了增大塔底渣油的流动速度来避免结焦和裂解。依据减压渣油的组成和黏度特点，来确定减压塔底液位到减底泵的高度，来保证减底泵正常上量和运行。国内某炼厂减压侧线产品质量控制指标见表2-7。

表2-7　国内某炼厂减压侧线产品质量控制指标（润滑油方案）　　

在减压抽真空系统中，减顶气体的动力来源是抽真空器，抽真空器工作原理如图2-16所示。高压蒸汽引入到喷射泵的进口，在混合室缩径喷出，在喷口的侧面形成很高的负压，由此负压把不凝气从侧面吸入，与高压蒸汽一同喷射到扩张室。形成的真空度高低与扩张室的扩径速度和高压蒸汽的品质有关，要求蒸汽呈过热态，压力大而稳定，一般在1.0MPa、300℃以上。因为一级抽真空器的负荷较大，所以一级抽真空器要比二级抽真空器大。在干式减压蒸馏系统中，有些装置不用蒸汽抽真空，而是用真空泵，它的特点是负荷较小，依靠电力驱动，所以较为稳定。

图2-16　抽真空器工作原理示意图

减压抽真空系统工艺流程如图2-17所示。从减压塔顶来的油气，先进入预冷器（E-26）壳层进行冷却，部分气体冷凝后，自压流入减压塔顶罐（简称减顶罐）。气相部分被一级抽空器吸入，喷射到中间冷却器（E-27）壳层中冷却，又有部分的气体冷凝后自压进入减顶罐，中冷器中的气相部分由二级抽空器吸入，喷射进入后冷器（E-28）壳层，在后冷器大部分的气体冷凝自压进入到减顶罐，少许的不凝气压力很低，与减顶罐顶部排出的不凝气合并后低压回收。从E-26、E-27、E-28中自压流出的液体流进减顶罐的水封液面以下，在减顶罐中完成水、油、气三相的分离，减顶罐顶部引出不凝气与E-28顶部排出的不凝气汇合。减顶罐分水包底部引出污水排入地井。减顶油由减顶油泵P-21从减顶罐的积油间采出。

图2-17　减压抽真空系统工艺流程图

有些炼厂的减顶气体量过小而直接排入大气，或者依生产需要而间断地排入大气，为了防止减顶油倒吸返回减压塔，需要预冷器E-26到减顶罐的大气退管线高度不小于10.34m，且大气退管线末端必须要深入减顶罐液面以下，这样设计的目的是防止外界空气倒吸进入减压塔内而引起严重事故。另外，装置在每次计划停工检修装置时，应重点对大气退管线管壁进行测厚，以保证下一周期装置生产的安全运行。

减顶油从减顶罐的积油间引出经减顶泵P-21加压后或是与常二、三线和减一线合并混出柴油，或是打入原油泵P-1进口回炼。减顶油虽然产量很小但馏程较宽，约为室温至370℃，包含气体、汽油、煤油、柴油等轻质油馏分，因为主要成分在180℃以上，所以减顶油主要用来加工柴油。但是减顶油的闪点较低（闪点为室温），国家标准规定车用柴油的闪点不小于45～60℃，所以在保证车用柴油闪点合格的前提下，最大限度地增加减顶油调和柴油的比例是常减压蒸馏装置效益的影响因素之一。

减压蒸馏的核心设备是减压精馏塔和它的抽真空系统，根据生产任务不同，减压塔分为润滑油型和燃料型两种，见图2-18和图2-19。

图2-18　润滑油型减压分馏塔

图2-19　燃料型减压分馏塔

润滑油型减压塔提供润滑油原料，要求馏分的馏程较窄、黏度合适、残炭值低、色度好。燃料型减压塔提供催化裂化和加氢裂化原料，要求残炭值低、金属含量低，对馏分组成的要求并不严格。

无论哪种类型的减压塔，都要求有尽可能高的拔出率。减压塔常采用全填料微湿式减压蒸馏工艺，减压塔共有5段规整填料，分别为减一中段、柴油分馏段、减二中段、减三中段和洗涤段，进料设有汽液分配器。

①采用全填料减压塔技术　全填料减压塔技术包括高效规整填料及高效液体分配器和液体收集器等内件。在塔顶真空度一定的情况下减压塔中采用规整填料可以有效地降低全塔压降，从而降低减压塔闪蒸段的压力，达到提高拔出率的目的，实现减压深拔。国内已有若干套大型减压装置减压塔采用全填料，技术相对成熟。

②减压塔底注入适量蒸汽　减压塔底注入适量蒸汽，采用微湿式带汽提操作，提高炉出口汽化量，提高产品质量。

③减压炉管注入适量蒸汽　减压炉管注入适量蒸汽可以降低油气分压，提高加热炉管内介质流速，在一定程度上还可以避免炉管结焦及油品裂解。

④设置净洗段　良好的净洗段，可有效降低减压渣油中蜡油含量和蜡油重组分含量。

⑤进料口设置进料分配器，使上升气体均匀分布，减少雾沫夹带　影响深拔蜡油质量的关键在于减少雾沫夹带，因此需要在减压塔进口设置雾沫夹带量小、气体分布均匀的进料分配器。

⑥塔底设置急冷油控制塔底温度，防止塔底油大量裂化。

⑦缩短渣油在减压塔内的停留时间　减压塔底部通常采用缩径，以缩短渣油在塔内的停留时间，可采用低速转油线、减压炉管逐级扩径、炉管吸收转油线热胀量技术。采用低速转油线、炉管吸收转油线热胀量技术，做到减压炉与减压塔间转油线距离最短，减少转油线压降和温降。

基于上述工艺特征，减压塔塔径比常压塔大，塔高度较常压塔矮。此外，减压塔的裙座较高，塔底液面与塔底油抽出泵入口之间的位差在10m左右，为塔底热油泵提供了足够的灌注头。