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石油加工工艺第7章 石油炼制加

石油加工工艺第7章 石油炼制加
石油加工工艺第7章 石油炼制加

第7章石油炼制加工

7.1 石油的预处理 7.2 石油的常减压蒸馏 7.3 石油的催化裂化

7.4 加氢裂化 7.5 催化重整 7.6 延迟焦化

7.1 原油预处理

一、原油预处理的目的

①原油含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定,严重时甚至造成冲塔事故,含水多增加了热能消耗,增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。

②原油中的盐类一般溶解在水中,这些盐类的存在对加工过程危害很大,主要表现在:

ⅰ盐类沉积在管壁上形成盐垢,降低传热效率,增大流动压降,严重时甚至会堵塞管路导致停工。

ⅱ造成设备腐蚀

ⅲ原油中的盐类在蒸馏时,大多残留在渣油和重馏分中,将会影响石油产品的质量。

加工前,原油含水量达到0.1%~0.2%,含盐量<5毫克/升~10毫克/升。

二、预处理的基本原理及工艺

我国各炼厂大都采用两级脱盐脱水流程。

三、影响脱盐、脱水的因素

①温度温度升高可降低原油的黏度和密度以及乳化液的稳定性,水的沉降速度增加。若温度过高(>140℃),油与水的密度差反而减小,同样不利于脱水。原油脱盐温度一般选在105~140℃。

②压力脱盐罐需在一定压力下进行,以避免原油中的轻组分汽化,引起油层搅动,影响水的沉降分离。一般为0.8~2MPa

③注水量及注水的水质加入一定量的水与原油混合,将增加水滴的密度使之更易聚结,同时注水还可以破坏原油乳化液的稳定性,对脱盐有利。注水量一般为5%~7%

④破乳剂和脱金属剂

⑤电场梯度我国现在各炼油厂采用的实际强电场梯度为500~l000V/cm,弱电场梯度为150~300V/cm。

7.2 原油常减压蒸馏

原油产品

基本途径一般为:①将原油先按不同产品的沸点要求,分割成不同的直馏馏分油,然后按照产品的质量标准要求,除去这些馏分油中的非理想组分;

②通过化学反应转化,生成所需要的组分,进而得到一系列合格的石油产品。

炼油厂首先必须解决原油的分割和各种石油馏分在加工过程中的分离问题。蒸馏正是一种常用的最经济和最容易实现的分离手段。

几乎所有炼油厂中原油的第一个加工过程就是蒸馏(俗称为龙头)。所谓原油一次加工,即指原油蒸馏而言。

1、原油蒸馏的基本原理及特点

1.1 基本概念

蒸馏是利用原油混合物中各个物质沸点的不同,将其分离的方法。

由于原油中物质的种类很多,而且很多物质的沸点相差不大,这样就使得原油中各个组分的完全分离十分困难。然而对原油加工来说,并不需要进行精确的分离,因此可以按一定的沸点范围,把原油分离成不同的馏分,再送往二次加工装置进行加工。

①馏分:是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。

石油是一个多组分的复杂混合物,每个组分有其各自不同的沸点

用分馏的方法,可以把石油馏分分成不同温度段,如<200℃、200~350℃等,称为石油的一个馏分

馏分不等同于石油产品,馏分必须经过进一步加工,达到油品的质量标准,才能称为合格的石油产品

②直馏馏分:从原油直接分馏得到的馏分。它基本保留了石油化学组成的本来面目,如:不含不饱和烃,在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等

③石油馏分组成:

从常压蒸馏开始馏出的温度(初馏点)到小于200℃的馏分为汽油馏分(Gasoline fraction)(也称轻油或石脑油馏分)

常压蒸馏200~350℃的馏分为煤、柴油馏分(Atmospheric gas oil)(也称常压瓦斯油,AGO)

由于原油从350℃开始有明显的分解现象,所以对于沸点高于350 ℃的馏分,需在减压下进行分馏,在减压下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸点。

沸点相当于常压下350~500℃的馏分为减压馏分(Vacuum gas oil)(也称减压瓦斯油,VGO)

沸点相当于常压下大于500℃的馏分为减渣馏分(Vacuum residuum)(VR)

1.2蒸馏的形式

蒸馏有多种形式,可归纳为闪蒸(平衡气化或一次气化)、简单蒸馏(渐次气化)和精馏三种方式。

简单蒸馏常用于实验室或小型装置上,如恩氏蒸馏;

而闪蒸和精馏是在工业上常用的两种蒸馏方式,前者如闪蒸塔、蒸发塔或精馏塔的气化段等,精馏过程通常是在精馏塔中进行的。

①闪蒸(flash distillation)

加热某一物料至部分气化,经减压设施,在容器(如闪蒸罐、闪蒸塔、蒸馏塔

的气化段等)的空间内,于一定温度和压力下,气、液两相分离,得到相应的气相和液相产物,叫做闪蒸。

②简单蒸馏(simple distillation)

作为原料的液体混合物被放置在蒸馏釜中加热。在一定的压力下,当被加热到某一温度时,液体开始气化,生成了微量的蒸气,即开始形成第一个汽泡。此时的温度,即为该液相的泡点温度,液体温合物到达了泡点状态。生成的气体当即被引出,随即冷凝,如此不断升温,不断冷凝,直到所需要的程度为止。这种蒸馏方式称为简单蒸馏。

? 在整个简单蒸馏过程中,所产生的一系列微量蒸气的组成是不断变化的

? 从本质上看,简单蒸馏过程是由无数次平衡汽化所组成的,是渐次气化过程 ? 简单蒸馏是一种间歇过程,基本上无精馏效果,分离程度也还不高,一般只是在实验室中使用

③精馏(rectification)

精馏是分离液相混合物的有效手段,它是在多次部分气化和多次部分冷凝过程的基础上发展起来的一种蒸馏方式。

炼油厂中大部分的石油精馏塔,如原油精馏塔、催化裂化和焦化产品的分馏塔、催化重整原料的预分馏塔以及一些工艺过程中的溶剂回收塔等,都是通过精馏这种蒸馏方式进行操作的。

? 精馏段、提馏段、塔顶冷凝冷却设

备、再沸器、塔板

? 塔顶冷回流:轻组分浓度高、温度

? 塔底气相回流:轻组分浓度低、温

度高

●由于塔顶液相回流和塔底气相回流的作用,沿精馏塔高度建立了两个梯度:

(1) 自塔底至塔顶逐级下降的温度梯度 ;

闪蒸只经过

一次平衡,其

分离能力有

限,常用于只

需粗略分离

的物料。如石

油炼制和石

油裂解过程

中的粗分。

(2) 气、液相中轻组分自塔底至塔顶逐级增大的浓度梯度。

精馏塔内沿塔高的温度梯度和浓度梯度的建立及接触设施的存在是精馏过程得以进行的必要条件

由于两个梯度的存在,在塔中每一个气、液两相的接触级中,由下而上的较高温度和较低轻组分浓度的气相与由上而下的较低温度和较高轻组分部的液相存在差别,因此气、液两相在接触前处于不平衡状态,形成相间推动力,使气、液两相在接触过程中进行相间的传热和扩散传质,最终使气相中的轻组分和液相中的重组分分别得到提纯。经过多次气、液相逆流接触,最后在塔顶得到较纯的轻组分,在塔底得到较纯的重组分。

精馏的实质: 气、液两相进行连续多次的平衡汽化和平衡冷凝

精馏的分离效果要远远优于平衡汽化和简单蒸馏。

2、常压蒸馏及其特点

所谓原油的常压蒸馏,即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏,所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔(或称常压塔atmospheric tower)。

由于原油常压精馏塔的原料和产品不同于一般精馏塔,因此它具有以下工艺特点(其它的石油精馏塔也常常具有与之相似的工艺特点):

1.常压塔的原料和产品都是组成复杂的混合物

2.常压塔是一个复合塔结构(侧线产品)

3.常压塔下部设置汽提段,侧线产品设汽提塔

为了促使原油中的重质油在较低的温度下沸腾、汽化,除采用减压蒸馏外,还可在蒸馏过程中,向待蒸馏原油通入高温水蒸汽,这叫做汽提。

汽提实际上降低了油气的分压,与减压作用相同,而且它操作更简便,因此在原油蒸馏工艺中得到了广泛的应用。但汽提要消耗大量蒸汽,且增加了冷却水的用量,因此与减压配合使用,效果更好。

?常压塔,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,很难找到合适的再沸器热源,因此,通常向底部吹入少量过热

水蒸汽,以降低塔内的油汽分压,使混入塔底重油中的轻组分汽化(即汽提)。汽提所用的水蒸汽通常是400℃~450℃,约为3MPa的过热水蒸汽。

?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,这样不仅影响本侧线产品的质量,而且降低了较轻馏分的收率。

?所以通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔,这些汽提塔重叠起来,但相互之间是隔开的,侧线产品从常压塔中部抽出,送入汽提塔上部,从该塔下注入水蒸汽进行汽提,汽提出的低沸点组分同水蒸汽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出送出装置。

4.常压塔常设置中段循环回流

?即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油(或者是侧线产品),经与其它冷流换热或冷却后再返回塔中,返回口比抽出口通常高2~3层塔板。

?作用:在保证各产品分离效果的前提下,取走精馏塔中多余的热量

?优点:在相同的处理量下可缩小塔径,或者在相同的塔径下可提高塔的处理能力;可回收利用这部分温度较高的热源。

3、减压蒸馏(Vacuum distillation)及其特点

常压蒸馏剩下的重油组分分子量大、沸点高,且在高温下易分解,使馏出的产品变质并生产焦炭,破坏正常生产。因此,为了提取更多的轻质组分,往往通过降低蒸馏压力,使被蒸馏的原料油沸点范围降低。这一在减压下进行的蒸馏过程叫做减压蒸馏。

?减压蒸馏是在压力低于100KPa的负压状态下进行的蒸馏过程。

?由于物质的沸点随外压的减小而降低,因此在较低的压力下加热常压重油,上述高沸点馏分就会在较低的温度下气化,从而避免了高沸点馏分的裂解。

?通过减压精馏塔可得到这些高沸点馏分,而塔底得到的是沸点在500℃以上的减压渣油。

?塔底产品—减压渣油Vacuum residuum

焦化原料、催化原料等二次加工原料 经加工后生产重质润滑油 生产沥青 做燃料油

减压蒸馏的核心设备是减压塔和它的抽真空系统

减压塔的基本要求:尽量提高拔出率,对馏分组成要求不是很严格

提高拔出率的关键:提高减压塔的真空度

?减压蒸馏的原理与常压蒸馏相同,关键是减压塔顶采用了抽真空设备,使塔顶的压力降到几千帕。

?抽真空设备的作用是将塔内产生的不凝气(主要是裂解气和漏入的空气)和吹入的水蒸气连续地抽走以保证减压塔的真空度要求。

?减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器(steam ejector,也称蒸汽吸射泵)或机械真空泵(mechanical vacuum pump)。其中机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中采用,而广泛应用的是蒸汽喷射器。

与一般的精馏塔和常压精馏塔相比。减压精馏塔具有如下特点:

1、减压精馏塔分燃料型和润滑油型两种

燃料型减压塔主要生产二次加工如催化裂化、加氢裂化等原料,它对分离精确

度要求不高,希望在控制杂质含量的前提下,如残炭值低、重金属含量少等,尽可能提高馏分油拔出率。

润滑油型减压塔以生产润滑油馏分为主,希望得到颜色浅、残碳值低、馏程较窄、安定性好的减压馏分油,因此不仅要求拔出率高,而且具有较高的分离精确度。

2、减压精馏塔的塔径大、板数少、压降小、真空度高

由于对减压塔的基本要求是在尽量减少油料发生裂解反应的条件下,尽可能多地拔出馏分油,因此要求尽可能提高塔顶的真空度,降低塔的压降,进而提高气化段的真空度。

塔内的压力低,一方面使气体体积增大,塔径变大;另一方面由于低压下各组分之间的相对挥发度变大,易于分离,所以与常压塔相比.减压塔的塔板数有所减少。如前所述,燃料型减压塔的塔板数可进一步减少,亦利于减少压降。

3、减小塔径缩短渣油在减压塔内的停留时间

减压塔底的温度一般在390℃左右,减压渣油在这样高的温度下,如果停留时间过长,其分解和缩合反应会显著增加,导致不凝气增加,使塔的真空度下降,塔底部结焦,影响塔的正常操作。

为此,减压塔底常采用减小塔径(即缩径)的办法,以缩短渣油在塔底的停留时间。

另外,由于在减压蒸馏的条件下,各馏分之间比较容易分离和分离精确度要求不高,加之一般情况下塔顶不出产品,所以中段循环回流取热量较多、减压塔的上部气相负荷较小,通常也采用缩径的办法,使减压塔成为一个中间粗、两头细的精馏塔。

?由于上述各项工艺特征,从外形来看,减压塔比常压塔显得粗而短。

4、常减压蒸馏装置的处理量

为了提高原油的拔出深度,同时避免原油在高温时分解,现代化的原油蒸馏装置都采用在常压和减压下操作,即常减压蒸馏。

由于常减压蒸馏是原油加工的第一步,并为以后的二次加工提供原料,所以常减压蒸馏装置的处理量也就是炼油厂的处理量。因此,常减压装置高效率的正常操作,对整个炼油厂的生产是至关重要的。

5、蒸馏工艺流程

?原油蒸馏流程,就是用于原油蒸馏生产的炉、塔、泵、换热设备、工艺管线及控制仪表等按原料生产的流向和加工技术要求的内在联系而形成的有机组合。将此种内在的联系用简单的示意图表达出来,即成为原油蒸馏的流程图。

?原油蒸馏过程中,在一个塔内分离一次称一段汽化。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。原油蒸馏装置汽化段数可分为以下几种类型:

①一段汽化式:常压;

②二段汽化式:初馏(闪蒸)—常压

③二段汽化式:常压—减压;

④三段汽化式:初馏—常压—减压

⑤三段汽化式:常压—一级减压—二级减压;

⑥四段汽化式:初馏—常压—一级减压—二级减压;

?①、②主要适用于中、小型炼油厂,只生产轻、重燃料或较为单一的化工原料。?③、④用于大型炼油厂的燃料型、燃料——润滑油型和燃料——化工型。

?⑤、⑥用于燃料一润滑油型和较重质的原油,以提高拔出深度或制取高粘度润滑油料。

原油加工方案中设初馏塔(Primary tower)的作用

?及时蒸出原油在换热升温过程中已经汽化的汽油,使其不进入常压加热炉(atmospheric heater),以降低炉的热负荷和原油换热系统的操作压力,从而降低装置能耗和操作费用。

6、常减压蒸馏主要操作条件

常压塔温度:原油经换热后达到300℃左右,进入常压加热炉(atmospheric heater) ,原油被加热到360~380℃进入常压塔进行蒸馏。塔顶100~130 ℃,常一线(煤油)200 ℃左右,常二线(柴油)280 ℃左右,常三线(重柴油)340 ℃左右。

压力:塔顶在0.1~0.16MPa下操作。

减压塔温度:常压塔底油350℃左右进入减压加热炉(vacuum heater) ,被加热到380~400℃进入减压塔进行蒸馏。

压力:减压塔顶残压一般在20~60mmHg。

?三段汽化原油蒸馏工艺流程的特点有:

⑴初馏塔顶产品轻汽油一般作催化重整装置进料。由于原油中的含砷的有机物质,随着原油温度的升高而分解汽化,因而初馏塔顶汽油的砷含量较低,而常压塔顶汽油含砷量很高。砷是重整催化剂的有害物质,因而一般含砷量高的原油生产重整原料均采用初馏塔。

⑵常压塔可设3~4个侧线,生产溶剂油、煤油(或喷气燃料)、轻柴油、重柴油等馏分。

⑶减压塔侧线出催化裂化或加氢裂化原料,产品较简单,分馏精度要求不高,故只设2~3个侧线,可不设汽提塔。

⑷减压蒸馏可以采用干式减压蒸馏工艺。它的主要特点是:塔内元件采用填料代替了塔盘,从而使全塔的压降大大降低;抽真空系统一般采用带增压器的三级蒸汽喷射器,可使闪蒸区的残压降到4 kpa(30mmHg)以下,低于湿式蒸馏时的烃分压,故没有必要向塔内吹入水蒸汽以降低油气的分压,实现了干式减压蒸馏的操作。

7、蒸馏设备的腐蚀及防腐措施

7.1腐蚀原因

①低温部位HCl—H2S—H20型腐蚀

脱盐不彻底的原油中残存的氯盐,在120℃以上发生水解生成HCl,加工含硫原油时塔内有H2S,当HCl和H2S为气体状态时只有轻微的腐蚀性.一旦进入有液体水存在的塔顶冷凝区,不仅因HCl生成盐酸会引起设备腐蚀,而且形成了HCl—H2S—H20的介质体系,由于HCl和H2S相互促进构成的循环腐蚀会引起更严重的腐蚀,反应式如下:

这种腐蚀多发生在初馏塔、常压塔顶部和塔顶冷凝冷却系统的低温部位。

②高温部位硫腐蚀

原油中的硫可按对金属作用的不同分为活性硫化物和非活性硫化物。非活性硫在160℃开始分解,生成活性硫化物,在达到300℃以上时分解尤为迅速。高温硫腐蚀从250℃左右开始,随着温度升高而加剧,最严重腐蚀在340~430℃。活

性硫化物的含量越多,腐蚀就越严重。反应式如下:

高温硫腐蚀常发生在常压炉出口炉管及转油线、常压塔进料部位上下塔盘、减压炉至减压塔的转油线、进料段塔壁与内部构件等。

腐蚀程度不仅与温度、含硫量、H2S浓度有关,而且与介质的流速和流动状态有关。介质的流速越高,金属表面上由腐蚀产物FeS形成的保护膜越容易被冲刷而脱落,因界面不断被更新,金属的腐蚀也就进一步加剧,称为冲蚀。

③高温部位环烷酸腐蚀

原油中所含的有机酸主要是环烷酸。我国辽河、新疆、大港原油中的有机酸有95%以上是环烷酸,胜利原油中的有机酸40%是环烷酸。环烷酸的相对分子质量为180~350,它们集中于常压馏分油(相当于柴油)和减压馏分油中,在轻馏分和渣油中的含量很少。

环烷酸的沸点在两个温度区间:230~300℃及330~400℃。

在第一个温度区间内。环烷酸与铁作用,使金属被腐蚀:

在第二个温度区间,环烷酸与高温硫腐蚀所形成的FeS作用,使金属进一步遭到腐蚀,生成的环烷酸铁可溶于油被带走,游离出的H2S又与无保护膜的金属表面再起反应,反应不断进行而加剧设备腐蚀:

环烷酸严重腐蚀部位大都发生在塔的进料段壳体、转油线和加热炉出口炉管等处,尤其是气液流速非常高的减压塔汽化段。

因为这些部位受到油气的冲刷最为激烈,使金属表面的腐蚀产物硫化亚铁和环烷酸铁不能形成保护膜,露出的新表面又不断被腐蚀和冲蚀,形成恶性循环。所以在加工既含硫又含酸的原油时,腐蚀尤为剧烈,应该尽量避免含硫原油与含酸原油的混炼。

7.2 防腐蚀措施

目前普遍采取的工艺防腐措施是:“一脱三注”。

一脱三注——原油深度电脱盐;注氨注缓蚀剂;注碱性水;

实践证明,这一防腐措施基本消除了氯化氢的产生,抑制了对常减压蒸馏馏出系统的腐蚀。

?防腐原理:除去原油中的杂质,中和已生成的酸性腐蚀介质,改变腐蚀环境,在设备表面形成防护屏障。

?1.原油深度电脱盐

?充分脱除原油中氯化物盐类,减少水解后产生的HCl,是控制三塔塔顶及冷凝冷却系统Cl-1腐蚀的关键。

?2.注氨——塔顶馏出线

?硫化氢和残余氯化氢会引起严重腐蚀,因此,可采用注氨中和这些酸性物质,进一步抑制腐蚀。注入位置应在水的露点以前.这样,氨与氯化氢气体充分混合才有理想的效果,生成的氯化铵被水洗后带出冷凝系统。注入量按冷凝水的PH值来控制,维持PH在7~9。

?3.注缓蚀剂

?缓蚀剂是一种表面活性剂,分子内部既有S、N、O等强极性基团,又有烃类结构基团,极性基团一端吸附在金属表面上,另一端烃类基团与油介质之间形成一道屏障,将金属和腐蚀性水相隔离开,从而保护了金属表面,使金属不受腐蚀。?将缓蚀剂配成溶液,注入到塔顶管线的注氨点之后,保护冷凝冷却系统,也可注入塔顶回流管线内,以防止塔顶部腐蚀。

4.塔顶馏出线注碱性水

注氨时会生成氯化铁沉积,既影响传热效果又会造成垢下腐蚀,因氯化铵在水中的溶解度很大,故可用连续注水的办法洗去。

“一脱三注”是目前在炼油厂普遍才去的防腐措施,已取代过去的“一脱四注”,停止向原油中注入纯碱(碳酸钠)和烧碱(氢氧化钠),以减少对后续二次加工过程的不利影响,如钠离子会造成裂化催化剂中毒,使延迟焦化装置的炉管结焦、焦炭灰分增加、换热器结垢等。

原油深度电脱盐、向塔顶馏出线注氨、注缓蚀剂和注碱性水是行之有效的低温轻油部位的防腐措施。对于高温部位的抗硫腐蚀和抗环烷酸腐蚀,则须依靠合理的材质选择和结构设计加以解决。

8、组成单元及流程

电脱盐单元初馏单元常压单元减压单元碱洗单元

以上五个单元主要由三塔(初馏塔、常压塔、减压塔)、两炉(常压加热炉、减压加热炉)、冷换设备及机泵组成。

课堂小测验

?1判断此图属于几段汽化式蒸馏??2.写出各标号的名称

?3.根据此图写出该常减压蒸馏的流程。

?4.标号5旁边的虚线表示什么?它有什么作用?

?5.设备7底部的蒸汽有何作用?

?6.设备4底部出来的产品馏分叫什么?它是温度在哪个范围的馏分?

7.3 催化裂化

1 概述 1.1 催化裂化的原料和产品

催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一,在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有很重要的地位。

传统的催化裂化原料是重质馏分油,主要是直馏减压馏分油(VGO),也包括焦化重馏分油(CGO,通常须经加氢精制)。由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步,近20年来,更重的油料也作为催化裂化的原料,例如减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。当减压馏分油中掺入更重质的原料时则通称为重油催化裂化。

原料油在500℃左右、2~4atm及与裂化催化剂接触的条件下,经裂化反应生成气体、汽油、柴油、重质油(可循环作原料)及焦炭。反应产物的产率与原料性质、反应条件及催化剂性能有密切的关系。

:产率约10%~20%,其中主要是C3、C4,且其中的烯烃含量可达50%左右;

汽油:产率约30%~60%,其研究法辛烷值约90左右;

柴油:产率约0~40%,其十六烷值较直馏柴油低;

:产率约5%~7%。

1.2 催化裂化技术的发展概况

最早的工业催化裂化装置出现于1936年。现在,无论是在规模上还是在技术上都有了巨大的发展。从技术发展的角度来说,最基本的是反应一再生型式和催化剂性能两个方面的发展。

最先在工业上采用的反应器型式是固定床反应器。

在40年代初,移动床催化裂化和流化床催化裂化差不多是同时发展起来的。

自60年代以来,为配合高活性的分子筛催化剂,流化床反应器又发展为提升管反应器。

1.2.1 固定床反应器

预热后的原料进入反应器内进行反应,通常只经过几分钟到十几分钟,催化剂的活性就因表面积炭而下降,此时,停止进料,用水蒸气吹扫后,通入空气进行再生。因此,反应和再生是轮流间歇地在同一个反应器内进行。

为了在反应时供热及在再生时取走热,在反应器内装有取热的管束,用一种融盐循环取热。为了使生产连续化,可以将几个反应器组成一组,轮流地进行反应和再生。

1.2.2 移动床催化裂化

反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时进入反应器的顶部,它们互相接触,一面进行反应,一面向下移动。当它们移动至反应器的下部时,催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭,于是油气从反应器的中下部导出,而催化剂则从底部下来,再由气升管用空气提升至再生器的顶部,然后,在再生器内向下移动的过程中进行再生。再生过的催化剂经另一根气升管又提升至反应器。

1.2.3 流化床催化裂化

其反应和再生也是分别在两个设备中进行,其原理与移动床相似,只是在反应器和再生器内,催化剂与油气形成与沸腾的液体相似的流化状态。为了便于流化,催化剂制成直径为20~100μm的微球。

由于在流化状态时,反应器或再生器内温度分布均匀,而且催化剂的循环量大,可携带的热量多,减少了反应器和再生器内温度变化的幅度,因而不必再在设备内专设取热设施,从而大大简化了设备的结构。

1.2.4 提升管催化裂化 (见上页图)

重质原油在提升管中与再生后的热催化剂接触反应后进入沉降器,油气与催化剂经旋风分离器与催化剂分离,反应生成的气体、汽油、液化气、柴油等馏分与未反应的组分一起离开沉降器进入分馏单元;

反应后的附有焦碳的待生催化剂进入再生器用空气烧焦,催化剂恢复活性后再进入提升管参加反应,形成循环,再生器顶部烟气进入能量回收单元.

1.3工艺流程概述

催化裂化装置一般由三个部分组成,即:反应一再生系统,分馏系统,吸收一稳定系统。在处理量较大、反应压力较高(例如0.25MPa)的装置,常常还有再生烟气的能量回收系统。

1.3.1 反应-再生系统

焦炭沉积在催化剂的表面上,使催化剂的活性下降。因此,经过一段时间的

反应后,必须烧去催化剂上的焦炭以恢复催化剂的活性。这种用空气烧去积炭的过程称做“再生”。

由此可见,一个工业催化裂化装置必须包括反应和再生两个部分。

1.3.2 分馏系统

沉降器来的反应油气,经换热器进入分馏塔,根据物料的沸点差,从上至下分离为富气、粗汽油、柴油、回炼油和油浆。

? 在分馏塔内将反应油气分成几个产品:塔顶为汽油及富气,侧线有轻柴油、

重柴油,塔底产品是油浆和回炼油

? 为了取走分馏塔的过剩热量,设有塔顶循环回流、一个至两个中段回流以

及塔底油浆循环回流

催化裂化分馏塔有以下特点:

1.进料是带有催化剂粉尘的过热油气,

2.全塔剩余热量大(由高温油气带入),而且催化裂化产品的分馏精确度要求也不高,因此设置四个循环回流分段取热。

1.分馏塔底人字形挡板处用油浆洗涤(1)防止少量催化剂细粉堵塞塔盘和影响产品质量;(2)由于反应油气温度较高,500℃左右,油浆洗涤可取走多余的热量。

2.油浆:一部分回炼,一部分回分馏塔,一部分送出装置作自用燃料。 3富气经压缩后去吸收稳定系统的凝缩油罐,粗汽油进吸收塔上部。 4.轻柴油气提冷却后送出装置 重柴油直接送出装置。

1.3.3 吸收—稳定系统

从分馏塔顶油气分离器出来的富气中带有汽油组分,而粗汽油中又溶有C3、C4甚至C2组分,因此吸收稳定系统的作用:利用吸收和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气(≤C2)、液化气(C3、C4)和蒸汽压合格的稳定汽油。

?主要由吸收塔、解吸塔、再吸收塔及稳定塔组成。

?吸收塔和解吸塔的操作压力为1.0~2.0MPa。

?稳定塔实质上是个精馏塔,操作压力为1.0-1.5MPa。

富气经气压机升压、冷却并分出凝缩油后,由底部进入吸收塔;稳定汽油和粗汽油则作为吸收液由塔顶进入,将富气中的C3、C4(含少量C2)等吸收后得到富吸收油。吸收塔顶部出来的贫气中夹带有少量稳定汽油,可经再吸收塔用柴油回收其中的汽油组分后成为干气,送出装置。

富吸收油和凝缩油均进入解吸塔,使其中的气体解吸后,从塔顶返回凝缩油沉降罐,塔底的未稳定汽油送入稳定塔,通过精馏作用将液化气和稳定汽油分开。有时,塔顶要排出部分不凝气(也称气态烃),它主要是C2,并夹带有C3和C4.排出不凝气的目的是为了控制稳定塔的操作压力。

2、催化裂化反应机理

催化裂化反应是在酸性催化剂上按碳正离子机理进行的,可分成几个过程:碳正离子的生成、碳正离子的反应和碳正离子的裂化的终止。

2.1正碳离子的生成

在催化裂化催化剂表面上,既有质子酸(Br?nsted酸,简称B酸)中心又有非质子酸(Lewis酸,简称L酸)中心,烃类分子在一定的条件下在这些酸中心上会形成正碳离子。在催化裂化反应条件下,产生正碳离子的途径有一下几种方式:

1、由烯烃生成正碳离子

烯烃和催化剂表面的B酸中心作用生成正碳离子。

2、芳香烃生成正碳离子

芳香烃和催化剂表面的B酸中心作用生成正碳离子。

3、烷烃生成正碳离子

烷烃形成正碳离子可能有三种机理:

①通过催化剂表面的Lewis酸中心和碱中心A-配合作用才能促使C—H键发生异裂,形成正碳离子:

②通过催化剂表面B酸中心使烷烃质子化,通过非经典正碳离子途径生成氢和正碳离子:

在一般条件下,以上反应要在超强酸存在时能发生,例如超强酸(FSO3H+SbF5或HF+ SbF5 )可使甲烷发生脱负氢生产甲正碳离子和氢气。

③烷烃在高温下可热裂化能生产少量烯烃,烯烃在与催化剂表面的B酸中心作用生成正碳离子。

烯烃和烷烃比较,烯烃裂化速度比烷烃要大2~3数量级,原因是烯烃与B 酸中心作用生成正碳离子比烷烃容易:

气态反应

正碳离子由于结构的差别,其稳定性也不同。

碳离子的稳定性强弱顺序为;

叔正碳离子>仲正碳离子>伯正碳离子>乙基正碳离子>甲基正碳离子。

2.2 正碳离子的反应

1.异构化

①电荷异构(1,2;1,3氢转移,但未见1,4和1,5氢转移的报道

伯正碳离子不稳定很容易生成仲或叔正碳离子。

2.氢转移反应

氢转移反应是催化裂化特征反应之一,正碳离子从“供氢”分子中抽出一个负氢离子生成一个烷烃,“供氢”分子则形成一个新的正碳离子并继续反应:

“供氢”分子可以是饱和烃、烯烃、环烯烃、氢化芳烃等。另外,正碳离子也可将质子转移个烯烃而使烯烃成为正碳离子。

3.碳-碳键的形成和β-断裂反应

①碳-碳键的形成

②β-断裂反应

正碳离子能裂解生成烯烃及含碳数较少的正碳离子,这种断裂发生在正电荷所在碳的β位的C—C键上。如:

对于不同的正碳离子β-断裂的方式不同:

甲基、乙基正碳离子不稳定也无异构化,因而β-断裂生成多为三碳以上的正碳离子,因此催化裂化气体产物中甲烷、乙烷较少,有主要是热裂化产生,而C3和C4较多。

2.3正碳离子的裂化的终止

大的碳离子不会无限地裂化下去,当裂化生成甲基、乙基正碳离子时,就停止下来,而转化成烷烃或烯烃

总之,正碳离子生成是裂化反应的控制步骤。

3. 各类烃的催化裂化反应

3.1 烷烃的催化裂化反应

烷烃在催化裂化条件下,主要发生异构化和裂解反应,生成分子量更小的烷

烃和烯烃,其反应速度比热裂化的快1~2个数量级。

正构烷烃的碳链越长,其内部的碳原子越容易形成正碳离子,其反应速度也就越快。

3.2 烯 烃

由于催化裂化原料中大多不含有烯烃,所以烯烃的反应一般属于二次反应。烯烃的催化裂化反应与其热裂化反应的差别很大,烯烃很容易形成正碳离子,因此,它的催化裂化反应比同碳数烷烃的要快2~3数量级。

烯烃除可以异构化和裂解为分子量更小的烯烃外,还会发生氢转移反应和环化反应。

1.氢转移反应

以正辛烯为例,其生成正辛烷及正辛二烯的反应机理为:

经过氢转移反应,烯烃转化为烷烃,使产物趋于饱和,更加稳定;而生成的二烯烃和缩合芳烃则留在催化剂表面,它们会进一步脱氢缩合而形成焦炭。

2.环化反应

烯烃在催化裂化条件下还会发生环化反应,如:

所形成的环状正碳离子能从烃分子夺取氢负离子而形成环烷烃,也可失去质子而形成环烯烃,而环烯烃进一步脱氢又可形成芳香烃。

3.3环烷烃

环烷烃的催化裂化反应速度与异构烷烃相近,其基本反应是环

断裂生成烯烃和二烯烃,脱氢生

成芳香烃以及异构化,表7-3表明,

由于叔碳上的氢易于丢失而形成

正碳离子,所以,带侧链的环烷烃

裂化速率较大,其中1,1-二甲基

环己烷由于没有叔碳,其反应速率

与环己烷的相近

1.开环反应

表7-3 环烷烃的转化率

烯烃和二烯烃易发生缩合生成焦碳。

2.去氢芳构化(氢转移)

3.异构化

六员环烷还会异构化为五员环烷,其反应很可能是经过质子化环丙烷中间物进行的,如:

当环烷环上带有长侧链时,还会发生侧链的异构化和侧链的断裂反应。

2.4芳香烃

无取代基的芳香烃在催化裂化条件下是很稳定的。甲基取代的芳烃的反应速

石油炼制工艺学总结-1

石油炼制工艺学总结-1 第一章绪论 燃料:汽油、煤油、柴油、喷气燃料 化学工业的重要原料有:三烯指乙烯、丙烯;丁二烯、三苯指苯、甲苯、二甲苯;一炔指乙炔;一萘指萘 三大合成:合成纤维,合成橡胶,合成塑料 石油及其产品的组成和性质 1、简述石油的元素组成、化学组成。 石油主要由C、H 、S 、N 、O等元素组成,其中C占83~87%,H占11~14 %。石油中还含有多种微量元素,其中金属量元素有钒、镍、铁、铜、钙等,非金属元素有氯、硅、磷、砷等,石油中各种元素多以化合物的形式存在。 石油主要由烃类和非烃类组成,其中烃类有:烷烃、环烷烃、芳烃,非烃类有含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶状沥青状物质。 石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来的危害有:腐蚀设备、影响产品质量、污染环境、使催化剂中毒。 2、蜡 石蜡,分子量300~450,C17~C35,相对密度0.86~0.94,熔点30~70℃。 主要组成:正构烷烃为主,少量的异构烷、环烷烃,芳烃极少。 微晶蜡(地蜡)地蜡,又称天然石蜡(新疆山区,埃及、伊朗) 分子量500~800,C30~C60,滴熔点70~95℃。 主要组成:带有正构或异构烷基侧链的环状烃,尤其是环烷烃;含少量正构烷烃和异构烷烃。微晶蜡具有较好的延性、韧性和粘附性。 3、石油烃类组成表示方法 单体烃组成 表明石油馏分中每一种单体烃的含量数据。 族组成 表明石油馏分中各族烃相对含量的组成数据。 结构族组成的表示方法把石油馏分看成是“平均分子”,芳香环、环烷环、烷基侧链等结构单元组成

RA─分子中的芳香环数 RN─分子中的环烷环数 RT─分子中的总环数,RT=RA+RN CA%─分子中芳香环上碳原子数占总碳原子数的百分数 CN%─分子中环烷环上碳原子数占总碳原子数的百分数 CR%─分子中总环上碳原子数占总碳原子数的百分数,CR%=CA%+CN% CP%─分子中烷基侧链上碳原子数占总碳原子数的百分数 4、胶状-沥青状物质 沥青质:指不溶于低分子(C5~C7 )正构烷烃,但能溶于热苯的物质。 可溶质:指既能溶于热苯,又能溶于低分子(C5~C7 )正构烷烃的物质。含饱和分、芳香分和胶质。 胶质 胶质是一种很粘稠的流动性很差的液体或半固体状态的胶状物,颜色为黄色至暗褐色。受热熔融,相对密度~1.0,VPO法分子量约800~3000。 胶质具有很强的着色能力,50ppm的胶质就可使无色汽油变为草黄色。 胶质能溶于石油醚、苯、乙醚及石油馏分。 胶质含量随沸点升高而增多,渣油中含量最大。 胶质易氧化缩合为沥青质,受热易裂解及缩合。 沥青质 沥青质是一种深褐至黑色的、无定型脆性固体。相对密度略大于1.0,VPO法分子量约3000~10000。加热不熔,300℃以上时会分解及缩合。 沥青质能溶于苯、二硫化碳、四氯化碳中,不溶于石油醚。 沥青质无挥发性,全部集中在渣油中。 胶质和沥青质的存在使渣油形成一种较稳定的胶体分散体系。 胶质、沥青质能与浓硫酸作用,产物溶于硫酸。 5、石油的馏分组成 <200 ℃(或180 ℃ ):汽油馏分或石脑油馏分 200 ~350 ℃:煤柴油馏分或常压瓦斯油(AGO) 350 ~500 ℃:润滑油馏分或减压瓦斯油(VGO)(减压下进行蒸馏)

石油炼制工艺学总结-2

第七章催化加氢 一、重点概念 催化加氢:催化加氢是在氢气存在下对石油馏分进行催化加工过程的通称。 加氢处理:指在加氢反应过程中,只有≤10%的原料油分子变小的加氢技术。 加氢裂化:指在加氢反应过程中,原料油分子中有10%以上变小的加氢技术。 加氢精制:指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。有时,加氢精制指轻质油品的精制改质,而加氢处理指重质油品的精制脱硫。 催化加氢技术包括加氢处理和加氢裂化两类。 加氢精制催化剂的预硫化:目前加氢精制催化剂都是以氧化物的形式装入反应器中,然后再在反应器将其转化为硫化物。 加氢脱硫(HDS)反应:石油馏分中的含硫化合物在催化剂和氢气的作用下,进行氢解反应,转化为不含硫的相应烃类和H2S。 加氢脱氮(HDN)反应:石油馏分中的含氮化合物在催化剂和氢气的作用下,进行氢解反应,转化为不含氮的相应烃类和NH3。 加氢脱氧(HDO)反应:含氧化合物通过氢解反应生成相应的烃类及水。 空速:指单位时间里通过单位催化剂的原料油的量,有两种表达形式,一种为体积空速(LHSV),另一种为重量空速(WHSV)。 氢油比:单位时间里进入反应器的气体流量与原料油量的比值。 设备漏损量:即管道或高压设备法兰连接处及循环氢压缩机运动部位等处的漏损。 溶解损失量:指在高压下溶于生成油中的气体在生成油减压时这部分气体排出时而造成的损失。 二、重点简答题 1、加氢精制的目的和优点。 (1)加氢精制的目的在于脱除油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质,同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和,从而改善油品的使用性能。 (2)加氢精制的优点是,原料油的范围宽,产品灵活性大,液体产品收率高

石油炼化常用的七种工艺流程

石油炼化七种工艺流程 从原油到石油要经过多种工艺流程,不同的工艺流程会将同样的原料生产出不同的产品。 从原油到石油的基本途径一般为: ①将原油先按不同产品的沸点要求,分割成不同的直馏馏分油,然后按照产品的质量标准要求,除去这些馏分油中的非理想组分; ②通过化学反应转化,生成所需要的组分,进而得到一系列合格的石油产品。 石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。 (一)常减压蒸馏 1.原料: 原油等。 2.产品: 2.石脑油、粗柴油(瓦斯油)、渣油、沥青、减一线。 3.基本概念: 常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称,基本属物理过程:原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续加工装置的原料。 常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序,称为原油的一次加工,包括三个工序:a.原油的脱 盐、脱水;b.常压蒸馏;c.减压蒸馏。 4.生产工艺: 原油一般是带有盐份和水,能导致设备的腐蚀,因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理,通常是加入破乳剂和水。 原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分,一部分形成塔顶油,经过冷却器、流量计,最后进入罐区,这一部分是化工轻油(即所谓的石脑油);一部分形成塔底油,再经过换热部分,进入常压炉、常压塔,形成三部分,一部分柴油,一部分蜡油,一部分塔底油;剩余的塔底油在经过减压炉,减压塔,进一步加工,生成减一线、蜡油、渣油和沥青。 各自的收率:石脑油(轻汽油或化工轻油)占1%左右,柴油占20%左右,蜡油占30%左右, 渣油和沥青约占42%左右,减一线约占5%左右。 常减压工序是不生产汽油产品的,其中蜡油和渣油进入催化裂化环节,生产汽油、柴油、煤油等成品油;石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工,一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物;减一线可以直接进行调剂润滑油。 5.生产设备: 常减压装置是对原油进行一次加工的蒸馏装置,即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置。原油蒸馏一般包括常压蒸馏和减压蒸馏两个部分。 a.常压蒸馏塔 所谓原油的常压蒸馏,即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏,所用的蒸馏设备叫做原油 常压精馏塔(或称常压塔)。 常压蒸馏剩下的重油组分分子量大、沸点高,且在高温下易分解,使馏出的产品变质并生产焦炭,破坏正常生产。因此,为了提取更多的轻质组分,往往通过降低蒸馏压力,使被蒸馏的原料油沸点范围降低。这一在减压下进行的蒸馏过程叫做减压蒸馏。

石油炼制基本原理

石油炼制的基本原理 原油进入炼油厂后,按沸点的不同在蒸馏装置切割成沸点从低到高、密度从小到大的各类馏分油,依次为液化气、直馏石脑油、直馏航煤馏分油、直馏柴油馏分油、直馏蜡油、渣油。 常减压装置的液化气和直馏石脑油主要作为乙烯原料使用,少部分作为重整原料;直馏航煤馏分油至航煤加氢精制装置处理,生产航煤产品;直馏柴油馏分油至柴油加氢精制装置处理,生产柴油产品。 直馏蜡油与焦化蜡油一起由加氢裂化装置进行深加工,得到液化气、加氢石脑油、加氢航煤、加氢柴油和加氢尾油,分别用于下游装置的原料和直接用于产品生产,其中一部分蜡油经润滑油系统和石蜡加氢装置处理后生产润滑油基础油和石蜡产品。 渣油由延迟焦化装置或者催化裂化装置进行深加工,生产出液化气、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油、焦炭,焦化汽油、焦化柴油经柴油加氢精制处理得到轻质乙烯原料和柴油产品;焦化蜡油进加氢裂化装置进一步深加工,焦炭则作为CFB锅炉的燃料。 常减压蒸馏流程 石油炼制过程之一,是在热的作用下(不用催化剂)使重质油发生裂化反应,转变为裂化气(炼厂气的一种)、汽油、柴油的过程。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油,或其他石油炼制过程副产的重质油。 1912年热裂化已被证实具有工业化价值。1913年,美国印第安纳标准油公司将W.M.伯顿热裂化法实现工业化。1920~1940年,随着高压缩比汽车发动机的发展,高辛烷值汽油用量激增,热裂化过程得到较大发展。第二次世界大战期间及战后,热裂化为催化裂化所取代,双炉热裂化大都改造为重质渣油的减粘热裂化。

化学反应热裂化反应很复杂。每当重质油加热到450℃以上时,其大分子分裂为小分子。同时,还有少量叠合(见烯烃叠合)、缩合发生,使一部分分子转变为较大的分子,热裂化是按自由基反应机理进行的。在400~600℃,大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃;环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃,其侧链较易断裂;芳烃的环很难分裂,主要发生侧链断裂。热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多;而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。 工艺过程工业装置类型主要有双炉热裂化和减粘热裂化两种。前者的原料转化率(轻质油收率)较高,大于45%,目的是从各种重质油制取汽油、柴油;后者的转化率较低(20%~25%),目的是降低减压渣油的粘度和凝点,以提高燃料油质量,双炉热裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油,目前已不发展;减粘热裂化在石油炼厂中仍有较广泛的应用。 双炉热裂化所谓双炉,是指在流程中设置两台炉子以分别加热反应塔的 轻重进料,操作时原料油直接进入分馏塔下部,与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量轻质油和反应产物中的汽油、柴油后,在塔中部抽出轻循环油。塔底为重循环油。两者分别送往轻油、重油加热炉(为避免在炉管中结焦,故将轻、重循环油分别在两炉中加热到不同温度),然后进入反应塔进行热裂化反应。反应温度为485~500℃,压力1.8~2.0MPa;反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后,进入分馏塔分馏。汽油和柴油总产率约为60%~65%。所得柴油凝点-20℃以至-30℃、十六烷值(见柴油)约60(比催化裂化柴油高约20个单位);汽油辛烷值较低(马达法辛烷值约55~60)且安定性差,热裂化渣油是生产针状焦(见石油焦)的良好原料。双炉热裂化的能耗约1900MJ/t原料(为催化裂化的65%~70%)。 减粘热裂化是一种浅度裂化过程,用以降低渣油的凝点和粘度以生产燃料油,从而可以减少燃料油中掺和轻质油的比例。同时,还生产裂化汽油和柴油。减粘热裂化流程有加热炉式和反应塔式两种类型,主要差别是前者不设反应塔,热裂化反应在炉管中进行,加热温度高(约450~510℃)、停留时间短(决定于温度);后者在加热炉后设反应塔,主要热裂化反应在反应塔内进行,加热温度低(约445~455℃)、停留时间长(10~20min)。两者产品产率基本相同,轻质油产率约为18%~20%。反应塔式减粘热裂化的操作周期较长、能耗较低,是近年来应用较多的一种工艺。 二、石油炼制过程-催化重整-芳烃抽提 也称芳烃萃取,用萃取剂从烃类混合物中分离芳烃的液液萃取过程。主要用于从催化重整和烃类裂解汽油中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯),有时也用于从催化裂化柴油回收萘,抽出芳烃以后的非芳烃剩余物称抽余油。轻质芳烃与相近碳原子数的非芳烃沸点相差很小(如苯80.1℃,环己烷80.74℃,2,2,3- 三甲基丁烷80.88℃),有时还形成共沸物,因此实际上不能用精馏方法分离。利用芳烃在某些溶剂中溶解度比非芳烃大的特点,采用液液萃取方法可以回收纯度很高的芳烃。常用萃取剂有二乙二醇醚(二甘醇)、三乙二醇醚(三甘醇)、四乙二醇醚(四甘醇)、环丁砜等,也用二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰

石油炼化常用工艺流程

石油炼化常用工艺流程 (一)常减压: 1、原料:原油等; 2、产出品:石脑油、粗柴油(瓦斯油)、渣油、沥青、减一线; 3、生产工艺: 第一阶段:原油预处理 原油预处理:原油一般是带有盐份和水,能导致设备的腐蚀,因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理,通常是加入破乳剂和水。 原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分,一部分形成塔顶油,经过冷却器、流量计,最后进入罐区,这一部分是化工轻油(即所谓的石脑油);一部分形成塔底油,再经过换热部分,进入常压炉、常压塔,形成三部分,一部分柴油,一部分蜡油,一部分塔底油; 剩余的塔底油在经过减压炉,减压塔,进一步加工,生成减一线、蜡油、渣油和沥青。 各自的收率:石脑油(轻汽油或化工轻油)占1%左右,柴油占20%左右,蜡油占30%左右,渣油和沥青约占42%左右,减一线约占5%左右。 常减压工序是不生产汽油产品的,其中蜡油和渣油进入催化裂化环节,生产汽油、柴油、煤油等成品油;石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工,一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物;减一线可以直接进行调剂润滑油; 4、常减压设备: 常压塔、减压塔为常减压工序的核心设备尤其是常压塔,其也合称蒸馏塔,两塔相连而矗,高瘦者为常压塔,矮胖的为减压塔 120吨万常减压设备评估价值4600万元。 (二)催化裂化: 催化裂化是最常用的生产汽油、柴油生产工序,汽油柴油主要是通过该工艺生产出来。这也是一般石油炼化企业最重要的生产的环节。 1、原料:渣油和蜡油 70%左右-------,催化裂化一般是以减压馏分油和焦化蜡油为原料,但是随着原油日益加重以及对轻质油越来越高的需求,大部分石

石油炼制过程和主要工艺简介

石油炼制的主要过程和工艺简介 石油、天然气是不同烃化合物的混合物, 简单作为燃料是极大的浪费,只有 通过加工处理,炼制出不同的产品,才能充分发挥其巨大的经济价值。 石油经过 加工,大体可获得以下几大类的产品:汽油类(航空汽油、军用汽油、溶剂汽油); 煤油(灯用煤油、动力煤油、航空煤油);柴油(轻柴油、中柴油、重柴油);燃 料油;润滑油;润滑油脂以及其他石油产品(凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭 等)。有的油品经过深加工,又获得质量更高或新的产品。 石油加工,主要是指对原油的加工。世界各国基本上都是通过一次加工、 次加工以生产燃料油品,三次加工主要生产化工产品。原油在炼厂加工前,还需 经过脱盐、脱水的预处理,使之进入蒸馏装置时,其各种盐类的总含盐量低于 5mg/L ,主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞。 原油一次加工,主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点 范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。各种馏分的分离顺序主要取决于分子 大小和沸点高低。在常压蒸馏过程中,汽油的分子小、沸点低(50?200C ),首 先馏出,随之是煤油(60?5C )、柴油(200?0C )、残余重油。重油经减压蒸 馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品 (蜡油),最后剩下渣油(重油)。 一次加工获得的轻质油品(汽油、煤油、柴油)还需进一步精制、调配,才可做 为合格油品投入市场。我国一次加工原油, 20%左右的蜡油。 原油二次加工,主要用化学方法或化学 转化,以提高某种产品收率,增加产品品种, 艺很多,要根据油品性质和设计要求进行选择。主要有催化裂化、催化重整、焦 化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等。如对一次加工获得的重质半成品(蜡油) 进行催化裂化,又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油,30%左右转化为 柴油,20%左右转化为液化气、气态烃和干气。如以轻汽油(石脑油) 为原料, 采用催化重整工艺加工,可生产高辛烷值汽油组分(航空汽油)或化工原料芳烃 (苯、二甲苯等),还可获得副产品氢气。 石油三次加工是对石油一次、二次加工的中间产品(包括轻油、重油、各种 石油气、石蜡等),通过化学过程生产化工产品。如用催化裂化工艺所产干气中 的丙稀生产丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈纶;用丙稀和苯生产丙苯酚丙酮;用 碳四(C4)馏分生产顺酐、顺丁橡胶;用苯、甲苯、二甲苯生产苯酐、聚脂、 只获得25%?40%的直馏轻质油品和 -物理方法,将原油馏分进一步加工 提高产品质量。进行二次加工的工

原油蒸馏的工艺流程精编WORD版

原油蒸馏的工艺流程精 编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

原油蒸馏的工艺流程 第一节石油及其产品的组成和性质 一、石油的一般性状、元素组成、馏分组成 (一)石油的一般性状 石油是一种主要由碳氢化合物组成的复杂混合物。世界各国所产石油的性质、外观都有不同程度的差异。大部分石油是暗色的,通常呈黑色、褐色或浅黄色。石油在常温下多为流动或半流动的粘稠液体。相对密度在0.8~0.98g/cm3之间,个别的如伊朗某石油密度达到1.016,美国加利福尼亚州的石油密度低到0.707。 (二)石油的元素组成 石油的组成虽然及其复杂,不同地区甚至不同油层不同油井所产石油,在组成和性质上也可能有很大的差别。但分析其元素,基本上是由碳、氢、硫、氧、氮五种元素所组成。其中碳、氢两中元素占96%~99%,碳占到83%~87%,氢占11%~14%。其余的硫、氧、氮和微量元素含量不超过1%~4%。石油中的微量元素包括氯、碘、磷、砷、硅等非金属元素和铁、钒、镍、铜、铅、钠、镁、钛、钴、锌等微量金属元素。 (三)石油的馏分组成 石油的沸点范围一般从常温一直到500℃以上,蒸馏也就是根据各组分的沸点差别,将石油切割成不同的馏分。一般把原油从常压蒸馏开始镏出的温度(初馏点)到180℃的轻馏分成为称为汽油馏分,180℃~350℃的中间馏分称为煤柴油馏分,大于350℃的馏分称为常压渣油馏分。 二、石油及石油馏分的烃类组成

石油中的烃类包括烷烃、环烷烃、芳烃。石油中一般不含烯烃和炔烃,二次加工产物中常含有一定数量的烯烃。各种烃类根据不同的沸点范围存在与对应的馏分中。 三、石油中的非烃化合物 石油的主要组成使烃类,但石油中还含有相当数量的非烃化合物,尤其在重质馏分油中含量更高。石油中的硫、氧、氮等杂元素总量一般占1%~4%,但石油中的硫、氧、氮不是以元素形态存在而是以化合物的形态存在,这些化合物称为非烃化合物,他们在石油中的含量非常可观,高达10%~20%。 (一)含硫化合物(石油中的含硫量一般低于0.5%) 含硫化合物在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分的沸点升高而增加,其种类和复杂性也随着馏分沸点升高而增加。石油中的含硫化合物给石油加工过程和石油产品质量带来许多危害。 1、腐蚀设备 在石油炼制过程中,含硫化合物受热分解产生H 2 S、硫醇、元素硫等活性硫化物,对 金属设备造成严重的腐蚀。石油中通常还含有MgCl 2、CaCl 2 等盐类,含硫含盐化合物相互 作用,对金属设备造成的腐蚀将更为严重。石油产品中含有硫化物,在储存和使用过程中 同样腐蚀设备。含硫燃料燃烧产生的SO 2、SO 3 遇水后生成H 2 SO 3 、H 2 SO 4 会强烈的腐蚀金属 机件。 2、影响产品质量 硫化物的存在严重的影响油品的储存安定性,是储存和使用中的油品容易氧化变质,生成胶质,影响发动机的正常工作。

石油炼制工艺

石油炼制工艺 一、石油概述 1.常用油品的分类 (1)燃料油品:汽油、煤油、柴油、燃料重油、液化石油和化工轻油等(2)润滑油品:润滑油、润滑脂和石蜡等 2.石油的基本性质 (1)原油的组成:原油是一种混合物质,主要由碳元素和氢元素组成,统称为“烃类”。其中碳元素占83%-87%,氢元素占11%-14% (2)原油的分类:石蜡基原油(直链排列的烷烃含量占50%以上) 环烷基原油(环烷烃和芳香烃含量较大) 中间基原油(性质介乎以上二者) 3.原油的组分:轻组分:分子量比较小,沸点较低,易于挥发称为轻组分 重组分:组分较重,沸点较高,称为重组分 4. 原油的“馏分”:石油炼制的基本手段之一,就是利用各组分的不同 沸点,通过加热蒸馏,将其“切割”成若干不同沸点范围的“馏分”,“馏分” 就是指馏出的组分,这是石油炼制技术上一个最常用的术语。 二、石油炼制的方法和手段 1.原油的蒸馏:原油进行炼制加工的第一步,是石油炼制过程的龙头。炼 油厂一般以原油蒸馏的处理能力作为该厂的生产规模。通 过常减压蒸馏把原油中不同沸点范围的组分分离成各种 馏分,获得直馏的汽油、煤油、柴油等轻质馏分和重质油 馏分及渣油。常减压蒸馏基本属物理过程,包括三个工序: 原油的脱盐、脱水;常压蒸馏;减压蒸馏 2.二次加工:从原油中直接得到的轻馏分是有限的,大量的重馏分和渣油 需要进一步加工,将重质油进行轻质化,以得到更多的轻 质油品,这就是石油炼制的第二部分,即原油的二次加工。 包括催化裂化和加氢裂化、催化重整、延迟焦化、减粘和 加氢处理等。 3.油品精制和提高质量的有关工艺:包括为使汽油、柴油的含硫量及安全 性等指标达到产品标准进行的加氢精制;油品的脱色、脱 臭;炼厂气加工;为提高油品质量的有关加工工艺等 三、石油的炼制工艺 (一)从对所要生产的产品要求来看可以分为四种类型 1.燃料型工艺流程:以生产汽、煤、柴油等燃料油品为主 2.燃料化工型工艺流程:是在生产燃料油时,多生产一些化工原料 3.燃料润滑油型工艺流程:以生产润滑油为主 4.燃料润滑油化工工艺流程:生产润滑油兼化工原料这里主要介绍燃料型工艺流程,燃料型加工方案的目的是尽量把原油炼制为汽油、煤油、柴油等燃料油品,可选用常减压蒸馏—催化裂化—焦化加工艺流程,其特点是流程简单,生产装置少。如果有些原油含硫、氮、金属等杂质以及难裂化的芳烃含量较高,其重馏分进行催化裂化不能达到理想的效果,则有必要采取常减压—催化裂化—加氢裂化—焦化工艺流程。这两种工艺流程的示意图如下:

石油炼制过程

分类 习惯上将石油炼制过程不很严格地分为三类过程:(1)一次加工(2)二次加工(3)三次加工。 炼厂总体工艺图如下

原油一次加工 把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围(即馏分)叫一次加工;一次加工装置;常压蒸馏或常减压蒸馏。是将原油用蒸馏的方法分离成轻重不同馏分的过程,常称为原油蒸馏,它包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏。一次加工产品可以粗略地分为:①轻质馏分油(见轻质油),指沸点在约370℃以下的馏出油,如粗汽油、粗煤油、粗柴油等。②重质馏分油(见重质油),指沸点在370~540℃左右的重质馏出油,如重柴油、各种润滑油馏分、裂化原料等。③渣油(又称残油)。习惯上将原油经常压蒸馏所得的塔底油称为重油(也称常压渣油、半残油、拔头油等)。

原油二次加工(裂化、重整、精制和裂解) 二次加工过程:将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫二次加工;二次加工装置:催化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烃基化、加氢精制等。一次加工过程产物的再加工。主要是指将重质馏分油和渣油经过各种裂化生产轻质油的过程,包括催化裂化、热裂化、石油焦化、加氢裂化等。其中石油焦化本质上也是热裂化,但它是一种完全转化的热裂化,产品除轻质油外还有石油焦。二次加工过程有时还包括催化重整和石油产品精制。前者是使汽油分子结构发生改变,用于提高汽油辛烷值或制取轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯);后者是对各种汽油、柴油等轻质油品进行精制,或从重质馏分油制取馏分润滑油,或从渣油制取残渣润滑油等。 裂化 一是热裂化 就是完全依靠加热进行裂化。主要原料是减压塔生产中得到的含蜡油。通过热裂化,又可取得汽油、煤油、柴油等轻质油。但是,热裂化所得到的产品,其质量不够好 二是催化裂化 就是在裂化时不仅加热而且加入催化剂。由于催化剂就像人们蒸制馒头时加入酵母一样,能大大加快反应速度,所以,催化裂化比热裂化获得的轻质油多(汽油产率可达60%左右),而且产品的质量也比较好 三是加氢催化 就是在加入氢气的情况下进行催化裂化。这种方法的优点是使所得到的轻质油收率更高,质量更好,而且原料没有严格的要求,原油以至渣油都可以用;缺点是

石油炼制工艺学

石油炼制工艺学复习提纲 第二章石油及其产品组成和性质 1.石油的元素组成:基本元素(5种)C H S N O 微量元素 2.杂原子(S N O和微量元素)存在的影响:a石油加工过程(催化剂失活、腐蚀、能耗↑)b产品的质量杂质含量的高低与油品轻重有关 3.我国原油较为典型的元素组成特点:低硫高氮高镍低钒 4.直馏馏分:原油直接分馏得到 5.石油的馏分组成:石油气,汽油(石脑油),喷气燃料(航煤),轻柴油,重油(润滑油),常压渣油,减压渣油 6.我国原油组成特点:轻质馏分含量低、渣油含量高 7.石油及其馏分的烃类(C、H)组成(分布情况): a天然气(干气):主要由甲烷(>80%)、乙烷、丙烷,丁烷、二氧化碳组成 b炼厂气氢气、C1~C4(烷烃和烯烃) c汽油馏分(≤C11) d中间馏分(C11~C20的煤油、柴油) e高沸馏分(C20~C36)f渣油g蜡 8.石油中的非烃类化合物: 主要是含硫、含氮、含氧化合物及胶质、沥青质 a含硫化合物b含氧化合物(主要石油酸) c含氮化合物d胶质、沥青质:原油中的大部分硫、氮、氧及绝大部分金属集中在渣油的胶质、沥青质中 第三章石油产品及其质量要求 1.石油产品分类(6大类产品) 燃料油品:气体燃料、LPG、汽油、航空煤油、柴油、燃料油占80%以上 润滑剂:其中内燃机油、齿轮油、液压油三大主要品种 溶剂油和化工原料蜡沥青焦 2.燃料的使用性能(能判断对应性能的指标) 燃烧性(抗爆性):辛烷值(汽油)十六烷值(柴油)芳烃% 烟点辉光值粘度发热值密度(航煤)安定性:实际胶质诱导期烯烃% (汽油)碘价氧化安定性10%残炭颜色(柴油)碘价实际胶质动态热氧化安定性(航煤) 腐蚀性:硫% 硫醇% 水溶性酸碱铜片腐蚀银片腐蚀(航煤) 低温性:凝点粘度冷滤点(柴油)结晶点冰点(航煤) 3.辛烷值标准组分:异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)=100 正庚烷=0 4.替代燃料(知道一些):LPG、CNG、二甲醚(十六烷值55~60) 生物柴油GTL合成油品 5.汽油的清洁化要求:无铅化低(蒸气压、硫、烯烃、芳烃、90%馏出温度) 较高的含氧化合物 6.我国汽油性质特点:硫含量高汽油中烯烃含量高汽油中芳烃水平相对较低汽油的蒸汽压偏高 含氧化合物低辛烷值分布差汽油的蒸汽压偏高 7.柴油清洁化要求:低硫、低芳烃(稠环芳烃)、高十六烷值 8.与汽油相比,柴油特点:节油经济环保清洁动力(热值高)安全 9.润滑油的作用:密封、冷却、减磨 10.润滑油组成:基础油添加剂 11.基础油的分类(按粘度指数) 12.内燃机油的牌号(代表的含义):按质量等级和粘度等级分类 质量等级分类(按字母顺序依次提高):a汽油机油:S(A~M)等b柴油机油:C(A~J)等 c通用油(汽/柴通用):SD/CC、SE/CC、SF/CD

石油炼化公司的各个装置工艺的流程图大全及其简介

炼化公司的各个装置工艺的流程图大全及其简介 从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氧化物)带水(溶于油或呈乳化状态),

可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。电脱盐基本原理: 为了脱掉原油中的盐份,要注入一定数量的新鲜水,使原油中的盐充分溶解于水中,形成石油与水的乳化液。 在强弱电场与破乳剂的作用下,破坏了乳化液的保护膜,使水滴由小变大,不断聚合形成较大的水滴,借助于重力与电场的作用沉降下来与油分离,因为盐溶于水,所以脱水的过程也就是脱盐的过程。 CDU装置即常压蒸馏部分 常压蒸馏原理:

精馏又称分馏,它是在精馏塔内同时进行的液体多次部分汽化和汽体多次部分冷凝的过程。 原油之所以能够利用分馏的方法进行分离,其根本原因在于原油内部的各组分的沸点不同。 在原油加工过程中,把原油加热到360~370℃左右进入常压分馏塔,在汽化段进行部分汽化,其中汽油、煤油、轻柴油、重柴油这些较低沸点的馏分优先汽化成为气体,而蜡油、渣油仍为液体。 VDU装置即减压蒸馏部分

减压蒸馏原理: 液体沸腾必要条件是蒸汽压必须等于外界压力。 降低外界压力就等效于降低液体的沸点。压力愈小,沸点降的愈低。如果蒸馏过程的压力低于大气压以下进行,这种过程称为减压蒸馏。 轻烃回收装置是轻烃的回收设备,采用成熟、可靠的工艺技术,将天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收。

RDS即渣油加氢装置,渣油加氢技术包含固定床渣油加氢处理、切换床渣油加氢处理、移动床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢裂化、悬浮床渣油加氢裂化、渣油加氢一体化技术及相应的组合工艺技术。

石油炼制工艺考题

1 《石油炼制工程》复习题 一、名词解释 1、压缩比:气缸总体积与燃烧室体积之比。 2、沥青质:把石油中不溶于低分子正构烷烃,但能溶于热苯的物质称为沥青质。 3、含硫原油:硫含量在0.5~2%之间的原油。 4、加氢裂化双功能催化剂:由金属加氢组分和酸性担体组成的双功能催化剂。 5、剂油比:催化剂循环量与总进料量之比。 6、碱性氮化物:在冰醋酸和苯的样品溶液中能够被高氯酸-冰醋酸滴定的含氮化合物。 7、水—氯平衡:在重整催化剂中,为使催化剂保持合适的氯含量而采用注水注氯措施,使水氯 处于适宜的含量称为水-氯平衡。 8、催化裂化总转化率:以新鲜原料为基准计算的转化率。总转化率 = ×100%。 9、汽油的安定性汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力。 10、空速每小时进入反应器的原料量与反应器内催化剂藏量之比称为空间速度(简称空速)。 11、氢油比氢气与原料的体积比或重量比。 12、自燃点油品在一定条件下,不需引火能自行燃烧的最低温度。 13、催化重整催化重整是一个以汽油(主要是直馏汽油)为原料生产高辛烷值汽油及轻芳烃的 炼油过程。 14、辛烷值两种标准燃料混合物中的异辛烷的体积分数值为其辛烷值,其中人为规定标准燃料异 辛烷的辛烷值为100,标准燃料正庚烷的辛烷值为0。 15、汽油抗爆性衡量汽油是否易于发生爆震的性质,用辛烷值表示。 16、二级冷凝冷却二级冷凝冷却是首先将塔顶油气(例如105℃)基本上全部冷凝(一般冷却到 55~90℃),将回流部分泵送回塔顶,然后将出装置的产品部分进一步冷却到安全温度(例如40℃ )以下。 17、加氢裂化在较高压力下,烃分子与氢气在催化剂表面进行裂解和加氢反应生成较小分子的转 化过程。 18、催化碳催化裂化过程中所产生的碳,主要来源于烯烃和芳烃。催化碳 = 总炭量-可 汽提炭-附加炭。 19、馏程从馏分初馏点到终馏点的沸点范围。

石油炼制工艺学期末复习资料沈本贤主编

第二章石油及其产品的组成与性质 1、&馏程:初馏点到终馏终点这一温度范围称油品沸程。 2、& 初馏点: 蒸馏中流出第一滴油品时的气相温度。 3、终馏点: 蒸馏终了时的最高气相温度(干点)。 4、馏分: 在某一温度范围内蒸出的馏出物。 5、馏分组成: 蒸馏温度与馏出量(体)之间的关系 6、蒸汽压: 在某温度下,液体与其液面上的蒸汽呈平衡状态,蒸汽所产生的压力称为饱与蒸汽压,简称蒸汽压 7、& 相对密度:油品的密度与标准温度下水的密度之比。(4℃,15、6℃); 或:油品的质量与标准温度下同体积水的质量之比。 8、& 特性因数:特性因数就是表示烃类与石油馏分化学性质的一个重要参数。特性因数反映了石油馏分化学组成的特性,特性因数的顺序:烷烃>环烷烃>芳香烃 烷烃(P):≥12 ;环烷烃(N):11~12 ;芳烃(A): 10~11 9、平均分子量:油品的分子量就是油品各组分分子量的平均值。 10、粘度: 流体流动时, 由于分子相对运动产生内摩擦而产生内部阻力,这种特性称为粘性,衡量粘性大小的物理量称为粘度。 11、动力粘度:两液体层相距1cm,其面积各为1cm2, 相对移动速度为1cm/s, 这时产生的阻力称为动力粘度。 12、运动粘度:流体的动力粘度与同温同压下该流体的密度之比。 13、恩氏粘度:在某温度下, 在恩氏粘度计中流出200ml油品所需的时间与在20℃流出同体积蒸馏水所需时间之比。 14、& 粘温特性: 油品粘度随温度变化的性质称为粘温特性。 15、临界温度:当温度高至某一温度时,无论加多大压力,也不能把气体变为液体;这个温度称为临界温度; 16、临界压力:临界温度相应的蒸汽压称为临界压力。 17、比热(C):单位物质(kg或kmol)温度升高1℃时所需要的热量称为比热。 18、蒸发潜热:单位物质(kg或kmol)由液体汽化为汽体所需要的热量称为蒸发潜热。也称汽化潜热。 19、& 热焓(H):将1Kg油品由某基准温度(常以-17、8℃, 即0F为基准)加热到某温度时, 所需的热量称为热焓。 20、结晶点:在油品到达浊点温度后继续冷却,出现肉眼观察到结晶时的最高温度。

石油炼制复习题

石油炼制复习题 第一章绪论 1、什么是石油? 2、什么是石油炼制,它与石油化工有何区别? 3、石油是如何形成的? 第二章石油及其产品的组成与性质 1、石油具有哪些性状? 2.石油中的元素组成有哪些?它们在石油中的含量如何? 3.什么叫分馏、馏分?它们的区别是什么? 4、馏分以什么来命名?馏分是不是石油产品? 5.石油中有哪些烃类化合物?它们在石油中分布情况如何? 6.烷烃在石油中有几种形态?每种形态各包含哪些馏分? 7.石油中所含的石蜡、微晶蜡有何区别? 8.与国外原油相比,我国原油性质有哪些主要特点? 9、石油馏分的烃类组成有哪些表示方法? 10、什么是族、族组成表示法?族的分类取决于什么? 11、掌握结构组的表示方法,能够用结构法对某一馏分进行表示。 12、掌握n-d-M法图解法,了解其限制条件。 13、汽、煤、柴油的沸程范围是多少?它们的烃类组成如何? 14.石油中的非烃化合物有哪些类型?这些非烃类主要存在形式和特点?它们的存在对原油加工和产品质量有何影响? 15、烃类蒸汽压的定义,纯组分烃类的饱和蒸汽压与哪些因素有关? 16、石油馏分的蒸汽压的变化规律与纯组分烃类有何不同? 17、掌握通过图解迭代法求取石油馏分的蒸汽压。 18、了解石油馏分蒸汽压的表示方法。 19、什么是馏程?其通常的测定方法是什么?了解恩氏蒸馏曲线斜率的求取方法及其意义。 20、馏分的平均沸点有哪几种表示方法?各用于求取油品的哪些性质?掌握用图解法求取各种平均沸点。 21、什么是油品的相对密度?有哪两种表示方法?二者的关系如何? 22、掌握图表法求取油品的相对密度。 23、什么是油品的特性因数?它有什么重要作用?其值的大小与哪些因素有关? 24、掌握图解法求取特性因数。了解特性因数的变化规律。 25、什么是相关指数?它与特性因数有何异同? 26、什么是油品的粘度?其反映了油品的什么性质?对油品的哪些参数有影响?

石油炼制技术进展

石油炼制技术进展 昆明理工大学化学工程学院 二〇一三年五月 ------------------------------------------------------- 石油炼制是国民经济的支柱产业和基础产业,资源、资金、技术密集,产业关联度高,经济总量大,产品应用范围广,在国民经济中占有十分重要的地位。 石油炼制工艺一般是指将原油加工成各种燃料(汽油、煤油、柴油)、润滑油、石蜡、沥青等石油产品或石油化工原料(如正构烷烃、苯、甲苯、二甲苯等)的工艺过程。石油炼制技术大致经历了如下阶段:第一阶段:20世纪初,热裂化重油生产

汽油;第二阶段:30~40年代,催化裂化(SiO2-Al2O3);第三阶段:50年代,铂重整(促进加氢技术发展);第四阶段:60年代,分子筛裂化催化剂;第五阶段:70~80年代,重质油轻质化;第六阶段:90年代,清洁油品的生产。目前石油炼制工艺及相互关系如图1。催化对石油炼制技术的发展贡献巨大,如图2。 图1石油炼制工艺及其相互关系

图2催化对石油炼制技术发展的重要作用示意图 1、常减压蒸馏技术 常减压蒸馏是原油加工的第一道工序,将原油进行初步的处理、分离,为二次加工装置提供合格的原料,其流程简图如图3。 常减压蒸馏装置的构成:一般包括:电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏三部分,有些装置还有:航煤脱硫醇、初馏塔等部分。 常减压蒸馏主要产品:常压系统,石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品。 减压系统:润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦化原料、沥青原料、燃料油等。 常减压蒸馏发展的趋势:总体原油加工能力不会有大的增长;装置数目不断减少;装置能力不断扩大。

石油炼化常用的工艺流程

石油炼化常用的工艺流程为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、加氢裂化、溶剂脱沥青、加氢精制、催化重整。 (一)常减压蒸馏 1.原料:原油等。 2.产品:石脑油、粗柴油(瓦斯油)、渣油、沥青、减一线。 3.基本概念: 常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏的合称,基本属物理过程:原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点 范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续 加工装置的原料。 常减压蒸馏是炼油厂石油加工的第一道工序,称为原油的一次加工,包括三个工序:a.原油的脱盐、脱水;b.常压蒸馏;c.减压蒸馏。 4.生产工艺: 原油一般是带有盐份和水,能导致设备的腐蚀,因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理, 通常是加入破乳剂和水。 原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分,一部分形成塔顶油,经过冷却器、流量计,最后进 入罐区,这一部分是化工轻油(即所谓的石脑油);一部分形成塔底油,再经过换热部分,进入常压炉、常压塔,形成三部分,一部分柴油,一部分蜡油,一部分塔底油;剩余的塔底油在经过减压炉,减 压塔,进一步加工,生成减一线、蜡油、渣油和沥青。

各自的收率:石脑油(轻汽油或化工轻油)占1%左右,柴油占20%左右,蜡油占30%左右,渣油和沥青约占42%左右,减一线约占5%左右。 常减压工序是不生产汽油产品的,其中蜡油和渣油进入催化裂化环节,生产汽油、柴油、煤油等成品油;石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工,一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物;减一线可以直接进行调剂润滑油。 5.生产设备: 常减压装置是对原油进行一次加工的蒸馏装置,即将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的加工装置。原油蒸馏一般包括常压蒸馏和减压蒸馏两个部分。 a.常压蒸馏塔 所谓原油的常压蒸馏,即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏,所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔(或称常压塔)。 常压蒸馏剩下的重油组分分子量大、沸点高,且在高温下易分解,使馏出的产品变质并生产焦炭,破坏正常生产。因此,为了提取更多的轻质组分,往往通过降低蒸馏压力,使被蒸馏的原料油沸点范围降低。这一在减压下进行的蒸馏过程叫做减压蒸馏。 b.减压蒸馏塔 减压蒸馏是在压力低于100KPa的负压状态下进行的蒸馏过程。减压蒸馏的核心设备是减压塔和它的抽真空系统。 减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器(也称蒸汽吸射泵)或机械真空泵。其中机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中采用,而广泛应用的是蒸汽喷射器。

石油炼制工艺学试题1答案

辽宁石油化工大学 20 06 ---2007 学年第二学期 《石油炼制工程Ⅰ》课程参考(标准)答案 适用专业班级:化学工程与工艺0401-0408斑 试题类型:A 制作人:李会鹏赵德智 一、 基本概念(10分,每题2分) 1为了使常压塔精馏段最低一个侧线以下的几层塔板(在进料段之上)上有一定的液相回流以保证最低侧线产品的质量,原料油进塔后的汽化率应比塔上部各种产品的总收率略高一些,高出的部分称为过汽化量。过汽化量占进料的百分数称为过汽化率。(2分) 2气体线速度u f 与催化剂线速度u s 之比则称为滑落系数。(2分) 3单程转化率:是指总进料(包括新鲜原料和回炼油)一次通过反应器的转化率。(2分) 4不依赖注入水蒸汽以降低油汽分压的减压蒸馏方式称为干式减压蒸馏。(2分) 5催化裂化过程中所产生的碳,主要来源于烯烃和芳烃。(2分) 催化碳 = 总炭量 - 可汽提炭 - 附加炭 二、 填空(10分,每空1分) 1、原油的一般性质、常规评价和综合评价。 2、活性、选择性、稳定性和密度。 3、反应再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。 三、单项选择题(10分,每题1分) 1、B 2、C 3、A 4、C 5、B 6、B 7、A 8、C 9、C 10、 C 四、回答问题(40分,每题5分) 1、什么是原油的综合评价? 答:综合评价:在原油的一般性质和常规评价基础上,还包括直馏产品的产率和性质。也可以确定重油或渣油的可加工性能。(1分) 概括起来包括四部分内容: (1) 原油的一般性状;(1分) (2) 原油的馏分组成和馏分的物理性质;(1分) (3) 各馏分的化学组成;(1分)

(4) 各种石油产品的潜含量及其使用性能。(1分) 2、我国大庆原油及其直馏产品的特点? 答:大庆原油特点:含蜡量高,凝点高,硫含量低,金属含量低,正庚烷沥青质含量低,属于典型的低硫石蜡基原油。(2分) 直馏产品的特点: (1) 直馏汽油的ON低,应通过催化重整提高ON。 (2) 航煤密度较小、结晶点高,只能符合2号航煤规格。 (3) 直馏柴油的CN高,但凝点也高。 (4) 煤、柴油馏分含烷烃多,是制取乙烯的良好裂解原料。 (5)润滑油馏分的粘温性能好,适合生产润滑油。 (6)减压渣油可以掺入减压馏分油作为催化裂化原料,也可以经丙烷脱沥青及精制生产残渣润滑油,但难以生产高质量的沥青产品。(3分) 说明:直馏产品特点答对3个以上即可得3分。 3、石油蒸馏塔底吹过热水蒸汽的目的是什么? 答:常压塔汽化段中未汽化的油料流向塔底,这部分油料中还含有相当多的<350℃轻馏分。因此,在进料段以下也要有汽提段(2分),在塔底吹入过热水蒸汽以降低油气分压,有利于轻组分的汽化,使其中的轻馏分汽化后返回精馏段,以达到提高常压塔拔出率和减轻减压塔负荷的目的(3分)。 4、绘图说明石油精馏塔汽—液分布规律(无中段回流)? 答: 5、催化裂化的主要化学反应有那些?并说明对汽油质量有利的反应。 答:主要化学反应:裂化反应、氢转移反应、芳构化反应、异构化反应、缩合反应(3分)对汽油质量有利的反应:裂化反应、氢转移反应、芳构化反应、异构化反应(2分)

石油炼制工艺学1--3章

一、填空 1.石油是当代主要的动力资源,从石油中可提取、、、等燃料。 2.我国主要的大油田有:。 3.石油作为燃料, 与煤相比, 具有、、、等优点。 4.石油从外观看来是一种从色以至色的动和动的体。 5.石油主要是由化合物组成的复杂的混合物。 6.组成石油的元素主要是、、、、,此外还有少量微量元素。 7.石油的相对密度大约在之间,一般都小于。 8.石油中还含有多种微量元素,其中金属微量元素有等,非 金属元素有等。 9.组成天然石油的烃类主要是、和。 10.石蜡主要是由烃组成,微晶蜡主要由烃组成。 11.石油固态烃一般以和的形式存在于油品中。 12.石油中的非烃类化合物主要包括、、以 及。 13.石油馏分的结构族组成概念中,三个基本的结构单元是、、。 14.在石油馏分的结构族组成分析法中,C P表示, C A表示,R A表示。 15.石油中的含氧化合物可分为和两类。 16.石油中的含氮化合物可分为和。 17.石油中含硫化合物可分为、和。 18.含硫化合物的主要危害有:、、和。 19.石油中胶状沥青状物质的基本成分为和。 20.胶状物质是一类色或色的物质,是一些组成复 杂、不明的含的化合物,石油中含量约 %;蒸馏石油时主要集中在中。 21.沥青是各种缩合后的化合物,在温度高于℃时会分解为 和气体。 22.随着温度的升高,油品的密度,油品的粘度。 23.烷烃的K值,芳烃的K值,环烷烃的K值。

24.石油馏分的分子量随着馏分馏程的升高而。 25.随着温度的升高,石油气体的粘度。 26.油品越重,其闪点越,自燃点越,燃点越。 27.常用的油品粘度表示方式有: 、、、等。 28.在分子大小相近的烃类中, 环状烃的粘度 , 烷烃的粘度。 29.同种烃类中, 自燃点低, 自燃点高。 30.同碳数烃类中,烃自燃点低,烃自燃点高。 31.温度低于泡点的油品是相,泡点状态的油品是相,露点状态的油品 是相,平均沸点状态的油品是共存;温度高于露点的油品是相。 32.纯化合物的蒸汽压只是与有关,与无关。 33.混合物的蒸汽压与有关。 34.油品在汽化过程中,残余液相的蒸汽压越来越;汽化率为时油品的蒸汽压 最高,称为蒸汽压;汽化率为时的蒸汽压最低,称为蒸汽压。 35.在某温度下,油品的汽化率,则油品的也就越大。 36.混合物沸腾时没有固定沸点,沸腾温度只是一个温度范围;刚开始沸腾时(第一个气 泡)的温度称为点,沸腾终了时(剩最后一个液滴)的温度称为点;工艺计算中用点。 37.纯化合物的泡点露点, 露点与沸点。(填高于、低于或相等) 38.油品相对密度表示方式有:、、。 39.同碳数各种烃类的相对密度大小顺序为:、、。 40.温度高于纯化合物的温度时,无论压力多高,均是。 41.温度高于混合物的温度时,增加压力,有可能是态。 42.在临界状态时,气液两相消失,两相转化时,不变,没有产 生,此时,转化为不放出热量,转化为不吸收热量。 43.压缩因数与气体的、、有关。 44.在状态下,压缩因数不受的影响。 45.查油品的压缩因数要用温度和压力这两个参数。 46.同碳数各种烃类的特性因数大小顺序是:、、。 47.油品粘度与油品的组成有关,组分越,粘度越。 48.一般随沸程升高,馏分的密度,粘度,蒸汽压,凝点,

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