石油加工概论知识点总结

第一章1石油的元素组成：原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～5%)原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等。石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高2石油的烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、环烷烃和芳香烃兼有这三种结构的混合烃，它们在原油中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯烃）。3石油中的非烃化合物主要指：含硫、含氮和含氧化合物以及胶状沥青状物质。4我国原油的特点：从元素组成上看，含硫低、含氮高是我国原油的特点之一。原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油馏分组成的又一个特点。5各类化合物的分布规律：随着石油馏分沸点的升高，馏分中烷烃含量逐渐减少，芳烃含量逐渐增大，含硫化合物和胶质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化合物和胶质以及全部沥青质都集中在渣油中。6我国主要原油的特点大多数原油的相对密度（d204）>0.86，属较重原油；凝点(CP)高，含蜡量高，沥青质含量低；含硫量较低；含氮量偏高，大部分原油N>0.3%对大多数原油：Ni/V>108各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷烃<环烷烃<芳香烃9馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求，馏分要变成产品还必须对其进一步加工10石油中含有的馏分，一般规定：小于180℃的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）180～350℃的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分，AGO）350～500℃的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分或润滑油,VGO）大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)12石油中的正构烷烃比异构烷烃含量高随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐渐降低13石油烃类的组成表示方法：1.单体烃组成2.族组成：石油馏分分成那些族，取决于分析方法和分析要求以及实际应用的需要，对于汽油：烷烃（正构、异构）、环烷烃、烯烃和芳香烃；对于煤、柴油：饱和烃（烷烃、环烷烃）、轻芳烃（单环）、中芳烃、不饱和烃和非烃组分等，对于减压渣油：一般分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质3.结构族组成:不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三个基本结构单元组成：芳香环、环烷环和烷基侧链，用这些基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法就是结构族组成表示法。通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数(CA%、CN%和CP%）来描述分子的组成，然后再加上分子中的总环数RT，芳环数RA和环烷环数RN来表示石油馏分的结构族组成14原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主15硫的分布的总趋势是，随沸点升高，硫含量增加，大部分集中在重馏分及渣油中（75%85%）16汽油中馏分：H2S、硫醇、硫醚(环硫醚)及少量的二硫化物和噻吩中间馏分：仅含有比较重的硫化物，硫醚和噻吩高沸点馏分：高沸点馏分中硫的形态与中沸点馏分相似，也是硫醚与噻吩，另外还有四氢噻吩17含硫化合物对石油加工及产品应用的影响腐蚀性、环境污染、影响产品的储存安定性、影响燃料的燃烧性能、硫可使催化剂中毒18石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中在0.05～0.5%范围内随沸点的升高，含量增加，大部分在胶质沥青质中19石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之几；个别的可高达2～3%随沸点升高，含氧化合物增加20酸度是指中和100mL试油所需的氢氧化钾毫克数[mg(KOH)/100mL]，该值一般适用于轻质油品；酸值是指中和lg试油所需的氢氧化钾毫克数[mg(KOH)/1g]，该值一般适用于重质油品和原油。酸度(或酸值)与酸含量并不是等同的概念。试样的酸性化合物含量不仅与其酸度(或酸值)有关，而且与其平均相对分子质量有关。第二章1石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难易的重要性质，用蒸汽压、沸程和平均沸点来描述。定义：是在某一温度下一种物质液相与其上方的气相呈平衡状态时，该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于气化。石油和石油产品是各种烃类和非烃类的复杂混合物，其蒸汽压是与温度、汽化潜热和气化率有关。在一定压力下，油品的沸点随气化率的增大而不断升高。石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程，也称馏程在列举石油馏分的沸程数据时，需说明所用的蒸馏设备和方法。常见的标准方法包括实沸点蒸馏、恩氏蒸馏、减压蒸馏等恩氏蒸馏：流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，蒸馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。恩氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。2密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm3，kg/m3在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度的比值来表示物质的相对密度，又称比重3特性因数是烃类列氏绝对温度表示沸点的立方根对相对密度作图，所得曲线的斜率同族烃类的K值相近，不同族烃类的K值不同对于烷烃来说，支链增加K值下降；而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加K值增加；对于芳烃来说，环数增加，K值减小相关指数BMCI特征参数KH数均相对分子质量是应用最广泛的一种平均相对分子质量，它是依据溶液的依数性（冰点下降法、沸点上升法、蒸汽压渗透法等）来进行测定的。它的定义是：体系中具有各种相对分子质量的分子的摩尔分率与其相应的相对分子质量的乘积的总和，也就是体系的质量除以其中所含各类分子的摩尔数总和的商，重均相对分子质量是用光散射等方法测定的。4流体分子的内摩擦使流体带有一定的粘滞性，从而产生流体抵抗剪切作用的能力。衡量这种能力或粘滞性的性质指标，就是粘度。粘度的测定：毛细管粘度计法。毛细管粘度计分为顺流和逆流两种，分别用来测定不同油品的粘度，顺流用来测轻质油品或透明油品，而逆流则测重质油品或深色油品油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大。当烃类分子中的环数相同时，其侧链越长则其粘度越大。相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃,其粘度：环烷烃>芳香烃。粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质。粘温性质的表示法：粘度比：比值越小，表示该油品的粘温性质越好。粘度指数(VI)：粘度指数越大表明其粘温性质越好5浊点：是煤油的低温指标，在规定条件下降温，当煤油出现雾状或浑浊时的最高温度。6结晶点：是在规定条件下冷却油品，出现用肉眼可以分辨的结晶时的最高温度。7冰点：是在规定条件下冷却油品到出现结晶后，再使其升温，使原来形成的结晶消失时的最低温度同一油品：浊点>冰点>结晶点冰点：对于石油产品，没有固定的“冰点”，也没有固定的“溶点”。所谓油品的“凝点”是在严格的仪器、操作条件下测得油品刚失去流动时的最高温度。8倾点：是指油品能从规定仪器中流出的最低温度，也称为流动极限9冷滤点：是在规定的压力和冷却速度下，测得20ml试油开始不能全部通过363目/in2的过滤网时的最高温度。10闪点：是指在规定条件下，加热油品所溢出的蒸气和空气组成的混合物与火焰接触时发生瞬间闪火时的最低温度。11燃点：油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5秒钟时的最低温度第三章石油产品的分类和使用要求一.汽油1汽油的抗爆性（Antidetonatingquality)汽油在发动机中的抗爆震能力称为抗爆性，是汽油最重要的质量指标之一,用来衡量燃料是否易于发生爆震。用辛烷值、抗爆指数、品度等的大小来表示抗爆性的优劣。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率，我国车用汽油以辛烷值作为其牌号。2爆震的原因①主要原因是与汽油化学组成和馏分有关，如果汽油中含有过多容易氧化的组分，形成的过氧化物又不易分解，自燃点低，就很容易产生爆震现象。②另外与发动机的工作条件和机械结构（主要是压缩比）、驾驶操作和气候条件等。③汽油机的压缩比越大，压缩过程终了时混合气的温度和压力就越高，这就大大加速了未燃混合气中过氧化物的生成和积聚，使其更容易自燃。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率。3汽油抗爆性的表示方法：汽油的抗爆性是用辛烷值来表示。汽油的辛烷值表示与被测汽油抗爆性相同的正标准燃料混合物中纯异辛烷的体积百分数。因此汽油的辛烷值并不表示汽油中的异辛烷含量。4.汽油的抗爆性与组成的关系汽油由各种烃类组成，对分子量大致相同的不同烃类正构烷烃<环烷烃和正构烯烃<异构烷烃和异构烯烃<芳烃烷烃分子的碳链上分支越多，排列越紧凑，辛烷值越高。对于烯烃，双键位置越接近碳链中间位置，辛烷值越高。同族烃类，分子量越小，沸点越低，辛烷值越大。汽油的干点降低，辛烷值会升高。含芳香烃、异构烷烃多的轻质汽油辛烷值高5.汽油的理想组分：高度分支的异构烷烃6.汽油的安定性：汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性。是反映汽油在使用和储存过程中变质难易的指标。7安定性的评价方法和指标：通常用不饱和烃含量、氧化难易程度和胶质含量等来表示汽油安定性好坏，具体指标为：碘值，诱导期—评价储存安定性的方法：表示汽油在储存过程中氧化生成胶质的倾向。实际胶质8.汽油的腐蚀性指标：酸度、水溶性酸或碱、铜片腐蚀、硫含量等①硫及含硫化合物②有机酸③水溶性酸或碱二柴油1柴油是压燃式发动机的燃料，也是目前国内消费量最大的发动机燃料，分为馏分型和残渣型两种。2柴油机对燃料的使用要求具体表现在以下几个方面：（1）

具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能；（2）

具有良好的燃料供给性能；（3）

对发动机部件没有腐蚀和磨损作用；（4）良好的储存安定性和热安定性。（5）低污染排放3与汽油机爆震的区别：柴油机和汽油机产生爆震虽然都是由于燃料的自燃引起的，但两者有根本的差别：汽油机的爆震出现在火焰传播过程中，是由于燃料自燃点太低造成的。而柴油机的爆震发生在燃烧阶段的初期，是由于燃料的自燃点太高造成的。汽油机、柴油机的爆震还与各自的工作原理有关。汽油机是点燃式发动机，不需要燃料自燃，而柴油机是压燃式发动机，是通过燃料自燃来达到燃烧的目的。4柴油抗爆性的表示方法十六烷值(CN)5柴油的理想组分：应从两个方面入手，即应保证它的十六烷值比较高，又要保证它的凝点比较低。单烷基（T型）或二单烷基（π型）的异构烷烃(CN=40~70)。三航空煤油1.航空煤油的燃烧性能①燃料的起动性、燃烧稳定性及燃烧完全度②积炭性能③热值和密度热值与组成的关系重量热值：随氢含量增大而增大，故有烷烃>环烷烃>芳烃体积热值：随密度的增大而增大，故有烷烃<环烷烃<芳烃同族烃：沸点↗，重量热值↙，体积热值↗异构烷烃的重量热值与正构烷烃相近，而其体积热值比正构烷烃明显增大航空煤油的理想组成：煤油型的带侧链的环烷烃和异构烷烃2高空性能(低温性能)3.热安定性喷气燃料的热安定性主要取决于其化学组成第四章原油评价原油的分类1.商品分类法又称工业分类法，是化学分类方法的补充。商品分类按原油的密度、硫含量、氮含量、含蜡量和胶质含量分类2.化学分类以原油的化学组成为基础，通常用与原油化学组成直接有关的参数作为分类依据。如特性因数分类、美国矿务局关键馏分特性分类、相关指数分类、石油指数和结构族组成分类等以前两种应用最广3.我国现采用关键馏分特性分类法和硫含量分类法相结合的分类方法加工方案：燃料型，燃料-润滑油型，燃料-化工型，燃料-润滑油-化工型。原油加工方案确定的原则：根据原油特性制定合理的加工方案；根据国民经济发展和市场需求，对产品品种、质量、数量等提出要求；尽量采用先进技术和加工方法大庆原油：主要特点(根据原油评价结果）：含蜡量高（26%～30%），凝点高（约30℃），硫含量低（0.10%），金属含量低（Ni:2ppm、V<0.1ppm），正庚烷沥青质含量低（接近于0），特性因数K=12.5～12.6，属于典型的低硫石蜡基原油其主要的直馏馏分性质特点如下：200℃；煤柴油馏分（200～300℃），收率为20%(w)左右；减压蜡油馏分（350～500℃），收率为26%(w)左右；500℃大庆原油的加工方案采用燃料-润滑油型加工方案最为理想，或者采用燃料-润滑油-化工型方案。原油评价数据表明，大庆原油是生产优质润滑油和各种蜡的良好原料。胜利混合原油胜利混合原油的评价结果如下：主要特点：胶质含量高(约为23%)，密度较大(大约在0.900g/cm3)，另外，含蜡量较高，含硫（大部分在1%左右）原油，因此是属于较为典型的含硫中间基原油。胜利原油中的轻馏分含量比大庆原油少。200℃以前的收率约7%(w)，350℃前约24～25%，500℃第五章原油脱盐脱水的基本原理：利用水和油基本不互溶，容易形成两相，依靠密度差别使水滴产生自由沉降，达到油水分离。原油中的盐大部分溶于水中，所以脱水的同时，盐也被脱除。常用的脱盐脱水过程是向原油中注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度、压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成较大水滴，因密度差别，借助重力水滴从油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的，称为电化学脱盐脱水，简称电脱盐过程。措施：加热，注水，加破乳剂，高压电场，电化学脱盐脱水第六章石油蒸馏过程1蒸馏原理：按其组分沸点的不同而达到分离的目的2蒸馏操作的三种基本类型:闪蒸——平衡汽化简单蒸馏——渐次汽化精馏（连续式和间歇式）简单蒸馏特点：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，是渐次气化过程精馏特点（包括一些小知识点）：精馏可分为连续式和间歇式两种；沿精馏塔高度建立了两个梯度：自塔底至塔顶逐级下降的温度梯度；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。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a精馏过程由两段构成，进料段以上的塔段称为精馏段，属于平衡冷凝过程，精馏段的产品为馏出产品；进料段以下为提馏段，属于平衡气化过程，提馏段的产品为逐级蒸发后的剩余物料。b精馏段和提馏段内，分别装有提供气、液两相接触、传热和传质的塔内件塔板或填料两类，前者温度和浓度随塔高离散变化，而后者连续变化。塔内件是精馏塔沿塔高建立温度梯度和浓度梯度的接触设施，为传质过程的实现提供相界面积，是精馏过程得以进行的必要条件。3泡点和露点概念：在一定压力下，加热油品，当其温度升高到某一数值时，油品开始气化，油品刚刚出现第一个气泡并保持相平衡状态时的温度，称为泡点温度，或称为平衡气化0%温度。继续升高温度使油品不断气化，当油品刚刚全部气化并保持相平衡时的温度，称为露点温度，也称为平衡气化100%的温度。7.原油加工方案中设初馏塔的主要作用：降低加热炉和常压塔的负荷，有利于提高装置的处理量；降低原油换热系统的操作压力，从而节约装置能耗和操作费用；保证常压塔的操作平稳，有利于提高产品质量；减轻常压塔顶的、馏出管线和冷凝冷却设备的腐蚀炼厂蒸馏装置的工艺流程方案及各特点燃料型特点：1常压塔前一般设置初馏塔或闪蒸塔；2常压塔设3～4个侧线，连同塔顶产生产汽油、溶剂油、煤油或喷气燃料、轻柴油和重柴油等产品或调和组分；4为了调整各侧线产品的闪点和馏程范围，各侧线均设汽提塔；5减压塔侧线出催化裂化或加氢裂化原料，馏分简单，要求不高，一般设2～3个侧线；6减压塔侧线不设汽提塔；7对减压塔的操作应以提高拔出率为主燃料-润滑油型特点：1减压系统比燃料型复杂，一般设4～5个侧线，；2为了调整减压塔各侧线产品的闪点、粘度和馏程范围，各侧线均设汽提塔，以满足生产润滑油的要求；3减压炉要严格控制加热温度，炉内最高不大于395℃；4减压塔内和减压炉管内均需注入水蒸气，目的是改善炉管内油流型式，避免局部过热和降低油品在炉管内的停留时间，降低减压塔内油气分压；5减压塔的进料段与最低侧线抽出口之间，设洗涤段，改善润滑油的质量燃料-化工型特点：常压塔前一般只设置闪蒸塔，闪蒸塔油气进入常压塔中部；常压塔产品作为裂解原料，分离要求不高，因此塔板数可以减少；常压塔侧线一般设2～3个侧线，不设汽提塔；减压塔与燃料型相同9初馏塔和闪蒸塔的区别：初馏塔顶出产品，而闪蒸塔不出；初馏塔顶有冷凝冷却设备，闪蒸塔没有；闪蒸塔顶油气进入常压塔中部。10原油常压精馏塔的工艺特征（1）．原料和产品都是复杂的混合物（2）．石油精馏塔是复合塔和不完全塔（3）．恒摩尔（分子）回流的假定不成立。各组分之间的汽化潜热和沸点相差很大（4）．常压塔的进料汽化率至少应等于塔顶产品和侧线产品的产率之和，原油进塔要有适量的过汽化度（5）热量基本上全靠进料带入，回流比是由全塔热平衡决定的，调节余地很小。在一般情况下，由全塔热平衡所确定的回流比已完全能满足精馏的要求。在常压塔的操作中，如果回流比过大，则必然会引起塔的各点温度下降、馏出产品变轻，拔出率下降。（6）常压塔中，进料段温度最高，塔顶最低11汽提蒸汽的作用：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；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，即保证了塔顶轻质产品的收率，又保证了侧线产品的质量12常压塔气液相负荷变化规律：沿塔高自下而上，液相负荷先缓慢增加，到抽出板，由一个突增，然后再缓慢增加，到抽出板又突增……至塔顶第二块板达最大，到第一块板又突然减小；而汽相负荷一直是缓慢增加的，到第二块板达最大，到第一块板又突然减小13分馏精确度的表示方法：对于石油馏分分馏精确度的表示方法：用ASTM(0～100)间隙=t0H-t100L表示。t0H-t100L>0，馏分间有间隙，间隙越大，分离精确度越高t0H-t100L<0，馏分间有重叠，重叠越大，分馏精确度越差14回流方式：1、塔顶冷回流2．塔顶油气二级冷凝冷却3循环回流（塔顶循环回流，中段循环回流）15采用各种回流的目的：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16中段循环回流优点：使塔内汽、液相负荷分布均匀；可以更加合理地利用回流热量（回流热量是原油换热的主要热源）。不足：打入冷回流，需增加换热板；循环回流段以上内回流减少了，塔板效率降低；投资高，制造工艺复杂17操作条件：1．操作压力（注意：回流罐的压力至少要大于产品在该温度下的泡点压力，即P≥P泡，一般P≥0.1～0.25MPa）2．操作温度（重要小知识点）塔顶温度为塔顶油气分压下产品的露点温度；各侧线抽出板温度为侧线板油气分压下产品的泡点温度；汽化段温度为在汽化段油气分压下，汽化率为eF时的温度；塔底温度为在塔底油气分压下塔底产品的泡点温度。(1)塔顶温度：塔顶温度是塔顶产品在其油气分压下的露点温度。在确定塔顶温度时，应同时校核水蒸气在塔顶是否会冷凝(2)侧线温度：通常是按经汽提后的侧线产品在该处油气分压下的泡点温度来计算；最好从最低侧线开始猜算。(3)汽化段温度：汽化段温度是指进料的绝热闪蒸温度(4)塔底温度：轻馏分气化所需的热量，绝大部分由液相油料本身的显热提供，油料的温度由上而下逐板下降，塔底温度比汽化段温度低不少。原油常、减压塔的塔底温度一般比汽化段温度低5～10℃(5)侧线汽提塔底温度：当用水蒸气汽提时，汽提塔底温度比侧线抽出温度约低8～10℃或更低。当用再沸器提馏时，温度为塔底压力下侧线产品的泡点温度，此温度可高出侧线抽出温度十几度3．汽提蒸汽用量，汽提蒸汽一般都是用温度为400～450℃的过热水蒸气侧线汽提：驱除低沸点组分，提高产品闪点，改善分馏精确度；常压塔底汽提：降低塔底重油中<350℃的馏分含量，以提高轻质油收率，同时也减轻了塔的负荷；减压塔底汽提：降低汽化段的油气分压，尽量提高减压塔的拔出率18减压蒸馏的核心设备是减压精馏塔和塔顶抽真空系统。对减压塔的基本要求：尽量的提高拔出率。根据生产任务不同，减压塔可分为润滑油型和燃料型减压塔。19减压蒸馏塔的一般工艺特征（1）塔顶设有抽真空系统，不出产品（2）减压塔也是一个复合塔和不完全塔3）采用塔顶循环回流，尽量减少馏出管线及冷却系统的压降（4）采用低压降的塔板和较少的塔板数，以降低从汽化段到塔顶的流动压降（5）一般的减压塔塔底汽提蒸气用量比常压塔大，其主要目的是降低气化段中的油气分压。20减压蒸馏的抽真空系统：蒸汽喷射器；机械真空泵21湿式减压蒸馏：传统的减压塔使用水蒸气以降低油汽分压，其目的是在最高允许温度和气化段能达到的真空度的限制条件下尽可能地提高减压塔的拔出率；多用于润滑油型减压蒸馏。干式减压蒸馏：如果能够提高减压塔顶真空度，并且降低塔内的压力降，则有可能在不使用气提蒸气条件下也可以获得提高减压拔出率的同样效果。这种不依赖注入水蒸气以降低油气分压的减压蒸馏方式称为。22实现干式减压蒸馏的措施：使用三级抽真空（增压喷射器），以提高塔的真空度；利用填料代替塔板，达到降低汽化段到塔顶压降的目的；采用低速转油线，降低减压炉出口到塔入口之间的压降；为减少气相携带杂质，塔内设洗涤段；采用填料时，上方设液体分配器，保证填料表面的有效利用率第七章催化裂化（FCC）1催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化的核心工艺，是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段。2重油轻质化的手段：①分解反应：热加工、催化裂化；②提高H/C比：加氢、脱碳。3催化裂化的原料：各种重质油，如：VGO、CGO（焦化蜡油）、VR、AR等；原料的主要控制指标：①金属含量：Ni+V≯20PPm；②残碳≯6%(m%)。产品及其特点：①干气②LPG（液化石油气），含有大量C3和C4烯烃（50%左右），产品附加值高；③高辛烷值汽油，RON=88～93；④催化柴油（LCO），CN<40；⑤外甩油浆，稠环芳烃多；⑥焦炭，只利用烧焦热。4催化裂化工艺流程：反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统、余热回收系统。Ⅰ.反-再系统：①反应吸热，再生放热，催化剂作为热载体；②再生烟气能量很高，余热应回收利用；③生产过程中，催化剂会有损失和失活，需定期补充或置换；④催化裂化装置的技术关键是，保证催化剂在反应器和再生器之间按正常流向循环以及再生器有较好的流化状态。Ⅱ.分馏系统：①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、重柴油和回炼油，塔底产品是油浆；②分馏塔的特点：ⅰ.设脱过热段和洗涤段;ⅱ.为了取走剩余热量，设有塔顶循环回流、一个至两个中段回流以及塔底循环油浆；ⅲ.塔顶回流采用循环回流而不用冷回流：塔顶油气含有大量的不凝气和惰性气体，会影响塔顶冷凝冷却器的效果；提高富气压缩机的入口压力以降低气压机的功率损耗。Ⅲ.吸收—稳定系统：①主要由吸收塔（低温高压、放热、提高C3回收率的关键）、解吸塔（高温低压、吸热）、再吸收塔及稳定塔（实质上是个精馏塔、提高C4回收率的关键）组成;②吸收稳定系统的作用：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。5反应-再生系统的形式：高低并列式、同轴式、等高并列式和两段提升管催化裂化等。6单体烃的催化裂化反应：Ⅰ.烷烃:①主要发生分解反应,生成小分子的烷烃和烯烃;②异构烷烃的反应速度比正构烷烃快;③碳链两端的碳碳键很少发生分解。Ⅱ.烯烃:①分解反应(ⅰ.速度比烷烃快得多、ⅱ.大分子比小分子快、ⅲ.异构比正构快)；②异构化反应（ⅰ.正构变异构、ⅱ.双键向中间移动、ⅲ.空间结构的变化）；③氢转移反应；④环化和芳构化。Ⅲ.环烷烃:①开环（有叔碳，速度较快）；②氢转移反应。Ⅳ.芳香烃：①侧链断裂；②多环芳烃主要是缩合成稠环芳烃，最后生成焦炭。三点说明：①裂化反应是最主要、最重要的反应，对整个反应起决定作用；②氢转移反应是催化裂化的特征反应，是造成催化裂化汽油饱和程度高的主要原因；反应放热，低温有利；③芳构化反应，反应能力较弱，汽油辛烷值的提高主要靠裂化和异构化反应。7催化裂化反应机理：正碳离子学说。8FCC反应的特点：①各类烃的竞争吸附和对反应的阻滞作用；ⅰ.各类烃在催化剂表面上的吸附能力：稠环芳烃>稠环环烷烃>烯烃>带烷基侧链的单环芳烃>环烷烃>烷烃；ⅱ.各种烃类在催化剂表面上的化学反应速度大小：烯烃>大分子单烷基侧链的单环芳烃>异构烷烃及环烷烃>小分子单烷基侧链的单环芳烃>正构烷烃>稠环芳烃。ⅲ.对指导生产有实际意义：选择合适的催化原料、对芳香基原料或循环油浆应选择合适的反应条件或者通过预处理来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料②复杂的平行—顺序反应，ⅰ.提升管油剂混合处，为快速反应区，以一次反应为主（占整个反应的50%～70%）；提升管的中下部为主要反应区；上部称为二次反应区和汽油改质区。ⅱ.为了提高原料的转化深度和轻质油收率，大部分工业装置采用回炼操作。③渣油催化裂化是气、液、固的非均相催化反应。9催化裂化反应的热效应：①强吸热反应：分解、脱氢反应，热效应很大；②放热反应：氢转移、缩合、异构化等，其热效应很小；③总表现为吸热反应。催化裂化反应热的计算方法：Ⅰ.以生成的汽油量或“汽油+气体”(<205℃产物)为基准计算Ⅱ.以新鲜原料为基准，在一般工业条件下,每反应掉1kg新鲜原料所需反应热为300～500kJ。Ⅲ.催化碳法,以催化反应生成的焦炭量(只计算其中的碳，不计其中的氢)为基准，一般采用每生成1kg催化碳所需吸收的热量为9127kJ(510℃)，考虑到反应温度的影响：校正系数催化碳的计算方法：其中，①总碳：烧焦中烧掉的总碳量，由热平衡求出；②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，与转化率成正比；③附加碳：原料本身带碳(残碳)，可由原料残炭值计算，附加碳=新鲜原料量×新鲜原料的残炭%×0.6；④可汽提碳：与汽提程度和催化剂循环量有关，可汽提碳=催化剂循环量×0.02%。转化率：表示催化裂化反应中的反应深度，Ⅰ.单程转化率：指总进料(包括新鲜原料、回炼油、回炼油浆)一次通过反应器的转化率,反映了反应条件的苛刻程度.单程转化率直接反映了反应速度与反应时间，因此考察动力学时总是用单程转化率。Ⅱ.总转化率：以新鲜原料为基准，不考虑回炼油和回炼油浆,反映了新鲜原料最终转化程度。藏量，再生器、反应器中经常保持一定的催化剂的量。空速：每小时进入反应器的进料量与反应器催化剂藏量的比值，包括：重量空速和体积空速，计算体积空速时，进料量的体积是按20℃的液体体积计。催化剂循环量：单位时间内进入反应器或离开反应器的催化剂量，用t/hr.表示。剂油比：催化剂循环量比总进料量（一般在5～10之间）。回炼比：回炼油量（包括回炼油和回炼油浆等）比新鲜原料处理量（0～1.0）。回炼比高，降低单程转化率，反应深度降低，柴油产率升高，凝点降低；回炼比升高，反应器负荷增大，处理量降低。生产中解决回炼油裂化难的方法是：①采用低回炼比，将一部分回炼油作为产品(如重柴)；②用加氢精制；③将回炼油和直馏原料油分别在不同的条件下裂化。催化裂化反应速度的影响因素：主要控制因素为表面化学反应。催化剂活性：①提高催化剂活性，反应速度提高、提高转化率、提高处理能力、促进氢转移反应和异构化反应，对提高产品质量有利、催化剂的活性取决于它的结构和组成；②催化剂活性和表面积炭有关，积炭量↗，活性↙，积炭量与催化停留时间有关，；③剂油比，C/O反映了单位催化剂上有多少原料进行了反应并在其上沉积焦炭：C/O↗，积炭量↙，催化剂活性下降慢；C/O大，原料与催化剂接触更充分，有利于提高反应速度。反应温度:①T↗，在其他条件不变的情况下，转化率提高;②反应温度的改变可改变热裂化和催化裂化反应的比例,T↗，热裂化反应严重，但主要仍是催化裂化反应,气体产品中C1和C2相对增加，产品的不饱和度增加;③反应温度对各类反应的影响不同(影响产品分布),同样转化率下，T↗，气体产率升高，汽油产率下降，焦炭产率下降;④反应温度对产品质量的影响,提高反应温度,烯烃和芳烃的含量升高，汽油的RON↗，但安定性变差.一般工业生产装置采用的反应温度约为460～520℃，在我国，现阶段主要以生产柴油方案，催化裂化反应温度一般采用470～510℃.原料性质:①沸点范围相似时，含芳烃多的原料则较难裂化；K＞12的原料属高裂化性能的烷烃类；K=11.3～12.0的原料，属中等裂化性能的环烷烃类；K＜11.3的原料，则属难裂化的芳烃类。②催化剂是酸性的，碱性氮化物会引起催化剂中毒而使其活性下降；含硫化合物（0.3%～1.6%）对催化裂化反应速度影响不大，但使产品质量下降。③有机金属化合物在高温下发生分解沉积在催化剂表面，造成催化剂活性下降和选择性变差。反应压力（油气分压）：油气分压升高，反应物浓度升高，反应速度加快，但生焦速度也加快，而且影响比较明显，因此工业上一般不采用较高的反应压力，一般为1～4atm(表)。FCC催化剂的种类：①无定型硅酸铝，主要成分是氧化铝和氧化硅，依铝含量不同，分为低铝（12%～13%Al2O3）和高铝（～25%）两种。催化剂表面的质子酸和非质子酸形成的酸性中心是硅酸铝催化剂的活性来源，它们能引发正碳离子反应。无定型硅酸铝催化剂的特征：ⅰ.孔径大小不一，平均孔径4～7nm；ⅱ.新鲜催化剂的比表面积可达500～700m2/g；ⅲ.孔容为0.4～0.7ml/g。②结晶型硅铝酸盐（分子筛催化剂），是以SiO2和Al2O3为主要成分的具有晶格结构的结晶硅铝酸盐。与无定型硅酸铝相比，分子筛催化剂具有更高的选择性、活性和稳定性。特点：具有稳定的、均一的微孔结构（0.8～0.9nm）,具有很大的内表面（新鲜分子筛催化剂的比表面积为600～800m2/g）。按分子筛的组成和晶体结构不同分为A型、X型、Y型及丝光沸石等几种（主要区别在于Si/Al和孔径不同）。目前工业上FCC催化剂主要有四种:H-Y型、RE-Y型、RE-H-Y型、超稳Y型。经离子交换的分子筛，其活性比无定型硅酸铝催化剂高100多倍。担体（载体或基质）的作用：①起稀释作用；②容纳分子筛中未除去的Na+；③增强催化剂的耐磨程度；④储存和传递热量；⑤降低催化剂的成本；⑥重油催化裂化中，担体可以起到预裂化的作用；⑦容纳进料中容易生焦的物质,如沥青质、胶质等，保护分子筛。FCC催化剂的使用性能：①密度（真实密度、颗粒密度、堆积密度）②活性-评价催化剂促进化学反应的能力大小的指标（微反活性（MA）法（相对指标）、水热老化-800℃、常压、100%水蒸气下处理4h或17h）③稳定性-耐高温和水蒸气老化的性能（平衡催化剂活性、一般为60~75、，Si/Al高则稳定性好）④选择性-增加目的产品和减少副产品的选择反应能力（汽油产率/转化率、焦炭产率/转化率、裂化气中的H2/CH4）⑤抗金属污染性能(PI)（中毒、污染、PI=0.1(14Ni+4V+Fe+Cu)PPm）⑥筛分组成和机械强度（粒径分布、20～100μm、磨损指数-高速气流冲击4小时后，所生成的<15μm细粉的质量占试样中>15μm催化剂质量的百分数，通常要求不大于2。）。40~80μm的约占1/2，20催化剂的失活与再生：①失活原因：水热失活、结焦失活、中毒失活（Ni、V、Cu、Fe、碱性氮化物）。②再生（烧焦），只能恢复因结焦而丧失的活性。催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力。Ⅰ.再生反应：Ⅱ.反应的热效应:Ⅲ.影响烧焦速率的主要因素有：①再生温度②氧分压—再生压力③催化剂含碳量④再生器催化剂藏量。重油（渣油）催化裂化的技术困难：①焦炭产率高；②金属污染催化剂；③产品质量差；④减压渣油的沸点高，有相当大的一部分难于汽化；⑤催化剂孔径为0.8～1.0nm，渣油大分子难于进入催化剂的微孔⑥污染环境。第八章催化重整原料：直馏汽油馏分（石脑油）、目前为了扩大原料来源，也有用焦化汽油、加氢汽油①在生产高辛烷值汽油时，一般用80～180℃的馏分(宽馏分）；②当以生产BTX为主时，则宜用60～145℃的馏分作原料(窄馏分）。生产实际中常用60～130℃馏分作原料催化重整目的：催化重整是生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯，简称BTX)的重要石油加工过程，同时也生产相当数量的副产氢气产品：高辛烷值汽油、轻芳烃(BTX)、副产氢气和液化气4.催化重整工艺流程以高辛烷值汽油为主：原料预处理重整反应以生产芳烃为主：原料预处理重整反应芳烃抽提和分离部分（1）原料的预处理包括原料的预分馏（切取合适沸程的重整原料）、预脱砷（含砷量降到100ppb以下）、预加氢（除去原料油中的能使催化剂中毒的毒物）三部分，其目的是得到馏分范围、杂质含量都合乎要求的重整原料。脱水塔进行脱水。重整反应部分:重整反应是强吸热反应，为了维持较高的反应温度和反应速度，一般采用三至四个反应器串联，反应器间有加热炉加热原料至所需的反应温度，通常在四个反应器中加入的催化剂量之比为1:1.5:2.5:5，反应器的入口温度一般为480～520℃（3）生产芳烃和生产高辛烷值汽油时，其原料预处理和重整反应两部分的工艺流程基本相同，不同之处在：①因存在裂解反应，重整生成油中含有少量烯烃，在芳烃抽提时，烯烃会混入芳烃而影响芳烃纯度，因此要经过后加氢使这些烯烃饱和②分离出富氢气体后的重整生成油进入脱戊烷塔，塔顶分出≤C5的轻组分，塔底为脱戊烷油，即芳烃抽提的进料（4）以生产芳烃产品为目的时，重整反应产物——脱戊烷油中一般含芳烃30％～60％，其余是非芳烃。这一混合物中，芳烃和非芳烃的沸点相近或有共沸现象一般用精馏的方法很难将它们分开，通常采用液-液抽提（原理是根据芳烃在溶剂中的溶解度不同，使芳烃和非芳烃得到分离）的方法，先分出混合芳烃，然后进行芳烃精馏（目的就是将抽提后得到的苯、甲苯、二甲苯和重芳烃的混合物分离成单体芳烃）。5.化学反应（一）总的反应是强吸热六员环的脱氢反应芳香烃（几乎可完全转化）最主要反应吸热五员环烷烃的异构脱氢反应 芳香烃（有一部分会发生副反应）最主要反应吸热异构化反应放热；烷烃的环化脱氢反应吸热；加氢裂化反应放热；热烈化吸热（2）六员环的脱氢反应芳香烃五员环烷烃 芳香烃烷烃芳香烃这三种反应的反应深度是不一样的：①六员环的脱氢反应最快，而且转化充分，是催化重整的基本反应；②五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多，但大部分转化；③烷烃脱氢环化反应速度很慢，转化率较低异构化反应：五员环异构生成六员环。正构烷烃异构生成异构烷烃。虽不能直接生成芳烃，但能对生成芳烃和提高汽油辛烷值有利加氢裂化生成小分子的烃类，而且在催化重整条件下，加氢裂化还包含有异构化反应，因此，加氢裂化反应有利于提高辛烷值，但过多的加氢裂化会使液体收率降低，所以，对加氢裂化反应要适当控制6.评价（1）重整原料的反应性能生产上通常用“芳烃潜含量”来表征重整原料的反应性能，即当原料中的环烷烃全部转化成芳烃时所能得到的芳烃量。芳烃潜含量定义：重整原料中C6～C8的环烷烃全部转化成芳烃，再加上原料中本身含有的C6～C8芳烃，二者总共占原料油的质量百分数（%）实质：原料中的C6～C8环烷烃全部转化成芳烃时所能得到的芳烃（2）重整原料的转化深度和操作水平高低用“芳烃转化率”或“重整转化率”来表征重整原料的转化深度和操作水平高低原料中芳烃潜含量越高，重整后得到的芳烃产率就越高。芳烃潜含量只是说明生产芳烃的可能性（潜在能力），并不是最高能力。在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率7.催化重整的催化剂（1）重整催化剂的特点：1.重整催化剂是贵金属催化剂，主金属活性组分是Pt2.重整催化剂对原料中的杂质含量要求很高3.重整催化剂是一种双功能催化剂：金属催化功能（进行脱氢和环化等反应）和酸性功能（进行异构化和加氢裂化反应）（2）重整催化剂是由金属组分（以贵金属为主）、酸性组分（添加卤族元素氯或氟来实现）和担体(氧化铝载体)组成的。8.重整催化剂的失活(1)．积炭失活，重整催化剂上的积炭主要是缩合芳烃，重整反应中催化剂上积炭的速度与原料的性质和操作条件有关：①原料终馏点过高，不饱和烃含量高时，积炭速度快；②反应条件苛刻，如高温、低压、低空速、低氢油比等也会使积炭加快。催化剂因积炭引起活性降低可以用提高反应温度的办法来补偿，但重整装置一般限制反应温度≯520℃(