第六章-石油化学及炼制.ppt

1、第一节石油的化学成分、I .石油的一般特性、石油：粘性液体、原产地不同，其化学成分也不同，颜色、比重、熔点等特性也大不相同。2020/7/3，第6章石油精炼，第2，第1节石油的化学成分，初分：蒸馏第一滴石油时的气象温度。50%点：蒸馏50%油体积时的气象温度。最终蒸馏点：最后达到的气象最大温度，也称为干点。馏分：在一定温度范围内蒸馏的油。蒸馏范围：馏分从初始馏分到干点的温度范围。2020/7/3，第6章石油精炼，3，由馏分和馏分组成，2020/7/3，第6章石油精炼，4，第1节石油的化学成分，低成本馏分：200，汽油的沸点：2020/7/3，第6章石油炼制，5，原油馏分沸点与碳原子数量和分子量

2、的关系，2020/7/3，第6章石油炼制，6，石油成分，石油中的碳氢化合物石油中的非碳氢化合物石油的胶体沥青物质石油中的固体碳氢化合物，以及石油的碳氢化合物组成，石油的碳氢化合物：烷烃、环烷烃和芳香烃分子质量：从甲烷到162000左右的大分子烷烃：含量高，常温下C1C4的气体C5C15的液体C16以上的固体，2020/7/3，第6章石油精炼，8，环烷烃基于实验摘要的经验关系：k特性系数；t原油或石油产品的平均沸点，k；d原油或石油产品的相对密度。一般原油的k值为9.7(芳烃)13.0(烷烃)，2020/7/3，第6章石油精炼，10，石油的烃分析，单体烃分析：气相色谱烃分析：饱和碳氢化合物(p)

3、，环，2020/7/3，第6章石油炼制，11，测定平均分子量和元素，建立馏分的平均馏分。P301，2020/7/3，第6章石油炼制，12，3。石油的非碳氢化合物，石油的s，o，n元素质量分数只有1%，但该化合物高达1520%，是原油的重要组成部分。石油馏分中s，o，n元素含量随馏分沸点的增加而增加。大多数集中在重油、残渣、粘合剂沥青上。2020/7/3，第6章石油精炼，13，含S化合物，W(S):2.0%高硫石油W(S):0.52.0%含硫石油W(S):0 第6章石油精制，包含15，n化合物，含量(质量)10-510-4存在：粘合剂沥青，90%的馏分集中在残渣中的碱性氮化合物：HCLO4滴定，

4、吡啶，喹啉非碱性氮化合物：不可用的hcll 中毒会引起油改性及变色。2020/7/3，第6章石油炼制，16，4。石油中的冻胶沥青物质是石油中非烃成分中最重要的一类s，n，o的存在形式是部分高含量，分子中的一个或多个复合原子的复合化合物不知道其结构，并根据其特性建造：硅胶和变质危险：用胶产生碳渣，磨损部件，石油堵塞，2020/7/3，第6石油中的固体碳氢化合物、高熔点、与石油分离的固体碳氢化合物(如C16以上的n-烷烃)，在工业上被称为“蜡”。石蜡：柴油，从润滑油馏分中分离，板状，烷烃基，分子量300500，特性稳定；用于医学、化妆品和精细化学等。地蜡：从减压渣油中分离，针状，固体环烷烃和芳香烃

5、基，分子量500700，活性特性；用于电子、宇宙和其他行业。危害：低温影响流动性，不利于运输和处理，2020/7/3，第6章石油炼制，18，第2节燃料油生产，1。原油的预处理原油在油田开采后一般进行脱水和脱盐处理。进入大气和真空装置的原油需要盐量10mg/l，水分含量0.2%。1.含盐水原油水分损伤：系统压降增加，功耗增加；增加燃料消耗和冷却水的数量，降低设备的处理能力。原油含盐量：沉积在加热炉和换热器管壁上，形成盐地，影响传热，从而提高燃料消耗，降低管寿命。2020/7/3，第6章石油炼制，19，2。去除方法原油中，盐的大部分溶于水，盐水可以同时去除。但是原油一般以稳定的乳状液形式的乳化液存

6、在，因此只能依靠加热沉淀不能去除水。一般来说，电化学脱盐脱水法是在乳化剂和高压电场的作用下，起到破碎的乳化作用，水迅速凝聚沉淀，盐也去除的原则。工程二次电脱盐和脱水工艺，2020/7/3，第6章石油精炼，20，二次原油的蒸馏，原油是多种复杂有机化合物的混合物，其中很多成分具有类似的沸点，比重等物理特性。原油根据特定沸点范围分为多个馏分进行加工。在现代炼油厂原油分馏在外部气体萃取的复杂塔中进行。2020/7/3，第6章石油精炼，22，三重真空蒸馏装置，1。大气和真空蒸馏(三阶段)工艺早期蒸馏大气蒸馏真空蒸馏，2020/7/3，第6章石油精炼，24，2。主要影响因素(1)。大气压系统a温度b压力c

7、回流比d蒸汽速度e水蒸气用量(2)。减压系统a塔压降b塔气体诱导管压降c真空设备性能，2020/7/3，第6章石油炼制，25，摘要大气压力系统的核心是温度波动时调节最佳温度的最主要调节手段是回流比变化；减压系统运行中蒸汽压力变化时，引起真空度波动的关键因素必须注意规制。2020/7/3，第6章石油精炼，26，4延迟焦化，绝大多数原油在大气和真空蒸馏后仅供应汽油、煤油、柴油等30%左右的柴油，应以化学处理方式处理。根据化学过程，是否有催化剂可以分为热处理过程和催化处理过程。热处理工艺：热分解，降粘分解，延迟焦化，2020/7/3，第6章石油炼制，27，延迟焦化的基本工艺：延迟焦化通过加热炉炉管，

8、将残余物以高流速加热到反应所需温度500505，然后进入焦炭塔，由自己带来的热量引起的分解，热残余物达到了管内反应温度，但焦油的流速快，停留时间短，裂解和缩合反应太晚之前离开加热炉，其反应推迟到超碳塔，称为延迟焦化。反应温度，系统压力，分馏精馏塔操作温度，循环比，2020/7/3，第6章石油炼制，29，5催化分解，催化分解以重质奶粉为原料，催化剂存在条件及450530，0.10.3MPa下的气体，主要特征：柴油产率达7080%，比热开裂和延迟焦化都很高。气体产量为1020%，主要是C3，C4，烯烃含量在50%以上，是优秀的石油化学原料，也是生产高辛烷值成分的原料。2020/7/3，第6章石油精

9、制，30，汽油收率为3060%，安全性好，辛烷值高。马达方式辛烷值约为7080，高于直馏汽油、裂解汽油、焦化汽油。柴油产量为2040%，是芳香烃多的宝贵化学原料。世界范围内约75%的转化工艺通过流化催化分解，我国几乎所有炼油厂都被用作最重要的二次加工手段。立管催化裂化反应器是70年代以来最重要的风格。2020/7/3，第6章石油精炼，31，1催化分解化学反应，气固相异构催化反应过程如下：扩散吸附反应解吸和再扩散石油馏分的催化分解反应是复杂的平行连接串(序)反应。原料可以同时朝多个方向进行，分解和缩合这种反应称为平行反应。同时深度加深，中间产品会继续反应，这种反应称为顺序反应。2020/7/3，

10、第6章石油炼制，32，2020/7/3，第6章石油炼制，33，这种平行-顺序反应，产品馏分范围比原料大，反应深度对各产品产量分布有重要影响，应控制适当的催化裂化转化深度。化学反应：分解反应芳构化反应异构化反应氢转移反应层压反应烷基化，分解反应，异构化反应，氢转移反应，芳构化反应，层压反应，烷基化反应，2020/7/3，第6章石油精炼，38，2催化分解催化剂，业界广泛使用a型硅酸盐，包括天然活性黏土和合成硅酸铝b结晶铝盐，也称为分子筛，合成气泡沸石是具有立方体晶格的硅铝酸盐。一般由强酸性水溶液中的硅酸钠和偏铝酸钠合成的晶体，金属氧化物、二氧化硅、氧化铝和水是主要成分。2020/7/3，第6章石油

11、精炼，39，目前业界使用的分子筛硅酸铝催化剂一般只包含分子筛的515%，其余为硅酸铝载体。分子筛催化剂具有降解活性及氢转移活性高、选择性好、稳定性好和耐金属性好等优点。中毒：暂时性中毒永久性中毒老化重金属污染，2020/7/3，第6章石油炼制，40，3催化裂化过程a流化床催化裂化工业过程b分自立管催化裂化，催化裂化装置配置：反应再生系统分馏系统吸收稳定系统，2020/7/3，第6章石油炼制C1C4碳氢化合物、H2等其中烯烃和异种碳氢化合物占多数，是优秀的石油化学原料，也是生产高辛烷值成分的原料。b汽油：产量3060%。含有大量异质烷烃和芳烃，辛烷值达到7080，耐爆炸性好。c柴油：产量2040

12、%。芳香烃多4050%，辛烷值低3545，性能不好，应与直馏柴油配套使用。2020/7/3，第6章石油精炼，43，6加氢裂化，加氢裂化在催化剂和氢存在下，重油是通过分解等反应转化为汽油、煤油、柴油等柴油的加工过程。与伴随加氢反应的催化裂化反应不同。加氢裂化也能提高柴油产量，同时获得各种优质油。1反应原理加氢裂化技术的核心是催化剂。目前工业中使用的加氢催化剂是分子筛或硅酸铝，以Ni、w、Mo、Co或Pt、Pd为加氢成分的催化剂。石油在H2和催化剂存在的情况下，对分解、加氢、异构化做出反应。2020/7/3，第6章石油精炼，44，2加氢裂化工艺轻质原料一般为固定床，重原料一般为沸腾床。由于催化剂的

13、改进，已经倾向于采用一些工艺。参见中柴油的固定层加氢裂化工艺，2020/7/3，第6章石油精炼，46，3加氢裂化产品，特点：非碳氢化合物杂质少，饱和碳氢化合物少，产品没有腐蚀性，安全性好。a汽油：环烷烃和异构烷烃多，辛烷值高，特别适合为催化改性提供环烷烃的高质量改性原料。2020/7/3，第6章石油精炼，47，B航空煤油：不仅产量高，质量好。含有大量异构烷烃和环烷烃，大，燃烧性能好。尤其是结晶点和冰点低是最大的优点，也是扩大航空煤油来源的最好方法。c柴油：产量高，质量好。由于芳烃少，十六烷值高，一般可达到5070。凝固点低，可达到-30以下，加氢裂化含s，n高的劣质原料，适合生产低沸点柴油。2

14、020/7/3，第6章石油精炼，48，7精炼，精炼是通过去除石油中的部分杂质或不理想成分来改善石油质量的工序。精制方法主要用于柴油的化学精制和物理精制：加氢处理电化学精制，2020/7/3，第6章石油精制，49，1加氢处理，原料油在催化剂和压力H2的作用下，去除含有s，o，n化合物的s，o，n复合物，使烯烃和部分稠环芳烃饱和，从而提高油质量氢处理和裂解的主要区别在于催化剂不同，操作条件相对缓和，反应深度浅，裂解、异构化等反应极少发生。该工艺应用范围广，成品油质量高，产率高。2020/7/3，第6章石油精炼，51，2电化学精炼，高压电场下的酸碱精制是目前石油精炼的主要方法之一。2020/7/3，

15、第6章石油精炼，52，第3节润滑油生产，1润滑油的分类，目前我国的润滑油有200多个品种，根据GB500-65润滑的机器种类和结构部件的特点，分为15个组。各种工业润滑剂额定值以40点动态粘度中心值的里斯(mm2/s)数的整数表示，具体取决于GB3141-82。2020/7/3，第6章石油精炼，53，第3节润滑油生产，轻质馏分油6条：喷气润滑油、汽轮机油、冷冻机油、轻型机械油仪表、油轮轴、油中馏分润滑油7条：航空润滑油、汽油、汽油、机油、柴油、柴油、压缩机油、粘度指数是国际通用的粘度温度特性的指标，表示润滑剂的粘度根据温度变化程度与标准油粘度和温度变化程度进行比较的相对数值。低温流动性：润滑剂

16、的流动性随着温度的降低而恶化，温度下降到一定水平，就会失去流动性，这称为粘性温度凝固。2020/7/3，第6章石油精炼，55，防止氧化稳定性：在特定条件下润滑油和氧气的接触发生化学反应，称为润滑剂的氧化。润滑剂本身特定条件下的防止氧化能力称为氧化稳定性。润滑油的一般要求：适当的粘度、良好的粘度、良好的粘度、良好的低温流动性能和良好的防氧化稳定性。腐蚀性、清洁分散、残碳、水分和机械杂质等也有一定要求。2020/7/3，第6章石油精炼，56，第二润滑剂的一般生产工艺，要获得良好质量的润滑油，大部分口香糖、沥青质、多环短侧链碳氢化合物必须用包含s，o，n的化合物去除，这些物质统称为润滑油的理想成分要满足凝血要求，必须脱蜡。此外，一般情况下，去除加工过程中残留的溶剂，补充白土进行精制，以改善颜色和稳定性。2020/7/3，第6章石油炼制，58，4节