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常减压 技术培训教案 第一章 基础知识 第一节 炼油基础知识 一、流体力学基础知识 流体是指具有流动性的物体，是气体和液体的总称。流体力学是以力学原理为基础， 运用数学和试验的方法，研究流体在静止和运动时的规律。在石油化工生产中有广泛应用。 1、 流体静力学 流体静力学是研究流体在静止状态或流体在外力作用下达到平衡时，流体内部压力变化 的规律。 1) 压强 流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强。国际制单位为帕斯卡（Pa=N/m2）， 1Mpa=106Pa。 现列出一些常见的压力单位及它们的换算关系如下： 1atm=101325Pa=101.3kPa（千帕）=0.1013（兆帕） =10330?千克（力）/米?2 =1.033kgf/cm2 =10.33mH2O =760mmHg 压强的表示方法：绝对压强、表压强、真空度。绝对压强是以绝对零压作为起点计算 的压强。通常大气压强为?0.1Mpa。表压强是以大气压强为起点计算的压强，即用测压仪表 所测得的压强。表压强=绝对压强-大气压强。真空度是当被测流体的绝对压强小于外界大气 压强时，用真空表测量的。真空度=大气压强-绝对压强。 2) 流体静力学基本方程 流体静力学方程是研究流体在重力作用下，静止流体内部压强变化的规律。 P=P0+ρ?gh?称为流体的静力学方程。其中?P?为流体压强，ρ?为流体密度，h?为流体的 高度。 2、 流体动力学 1) 流量与流速 单位时间内通过管道任一截面的流体量，称为流量。流量通常用体积流量和质量流量 来表示。 体积流量与质量流量的关系为： m=Vρ?，kg/s 式中 V——体积流量，m3/s m——质量流量，kg/s ρ?——在操作条件下流体的密度，kg/m3 单位时间内流过单位截面积的流体量，称为流速。通常用体积流速和质量流速来表示。 体积流速用?ν?表示（单位：m/s） ν=V/A 式中?A——与流体方向相垂直的管道截面积，m2。 质量流速用?u?表示（单位：kg/m2·s） u=m/A 2) 稳定流动下的物料平衡—连续性方程 流体在管道中流动时，任一截面处流体的密度、压强、流量和流速等均随位置而变化， 不随时间而变化，这种流动称为稳定流动。 流体在管道中流动时，任一截面处流体的密度、压强、流量和流速等均随时间而变化， 称为不稳定流动。 流体在稳定系统中连续流动时，如果管路中没有流体的增加和损失，根据能量守恒定 律，每单位时间内通过不同管径的各截面的流体质量应相等。 ν?1A1ρ?1=ν?2A2ρ?2?为流体在管道中作稳定流动时的连续性方程。其中?A1?、A2?为管道 截面积，ν?1、ν?2?为流速，ρ?1、ρ?2?为密度。 3、 流量测量方法： 1) 孔板流量计 孔板流量计是根据静压能和动能可以互相转化为原理而设计的。孔板流量计的流量与 压强差之间的定量关系，可以由柏努力方程进行分析。工程应用范围较广。 2) 转子流量计 转子流量计是在一根倒锥形的垂直玻璃管内，装有一个能自由旋转的转子对流体进行 测量。它的优点是读取流量方便，能量损失小，测量范围宽、精度高，但操作中流量计玻璃 管易破碎。 二、蒸馏原理 蒸馏是利用液体混合物中各组分在同一压力下沸点不同，将液体混合物中各组分进行 分离的方法。在蒸馏操作中，可归纳为：闪蒸（平衡汽化）、蒸馏、精馏。 1、 闪蒸 进料以某种方式被加热至部分汽化，经过减压设施，在容器（如闪蒸罐、蒸发塔、蒸馏 塔的汽化段等）内，在一定温度和压力的作用下，汽、液两相迅速分离，得到相应的汽相和 液相产物，此过程即称为闪蒸。 2、 蒸馏 蒸馏是液体混合物在蒸馏釜中被加热，在一定压力下，当温度达到混合物的泡点温度 时，液体开始汽化，生成微量蒸汽。生成的蒸汽当即被引出并经过冷凝冷却后收集起来，同 时液体继续加热，继续生成蒸汽并被引出。这种蒸馏方式称为蒸馏。 3、 精馏 精馏是分离液相混合物的很有效的手段，精馏有连续式和间歇式两种。现代石油加装 置中都采用连续式精馏，而间歇式精馏则由于它是一种不稳定过程，而且处理能力有限，因 而只用于小型装置和实验室。 精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓度梯度的建立以及接触设施的存在是精馏过程得以 进行的必要条件。 精馏的基本原理和规律不仅适用于二元或多元系精馏过程，而且也同样适用于石油精 馏过程。石油精馏有它自己明显的特点：第一，石油是烃类和非烃类的复杂混合物，石油精 馏是典型的复杂系精馏。在实际的石油精馏过程中，不可能按组分要求分离产品，而且石油 产品的使用也不需要提出这样的要求。因此，石油精馏时对分馏精确度的要求一般不如化工 产品的精馏所要求的那样高。再者，精馏原料的沸程很宽，对原油来说，甚至在真空条件下， 还有许多重组分都不能汽化而不发生化学变化。第二，炼油工业是个大规模生产的工业，大 型