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1、石油炼制第二章到第八章的总结 第二章 石油及其产品的组成和性质 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: 在一定条件下,恩氏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、简述体积平均沸点、质量平均沸点、实分子平均沸点、立方平均沸点和中平均沸点的用途体积平均沸点主要用于求其他难于直接求得的平均沸点;质量年平均费点用于求油品的真临界温度;实分子平均沸点用于求烃类混合物或油品的假临界温度和偏心因子;立方平均沸点用于求取油品的特性因数和运动粘度;中平均沸点用于求油品氢含量、特性因数、假临界压力、燃烧热和平均相对分子质量等5、相对密
2、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。 6、特性因数:特性因数是表示烃类和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):117 、芳烃(A): 1011 8、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。 9、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。 10、运动粘度:流体的动力粘度与同温同压下该流体的密
3、度之比。 11、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。 12、粘温特性: 油品粘度随温度变化的性质称为粘温特性。 13、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; 14、临界压力:临界温度相应的蒸汽压称为临界压力。 15、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。 16、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。 17热焓(H):将1Kg 油品由某基准温度(常以-17.8, 即0F 为基准
4、)加热到某温度时, 所需的热量称为热焓。 18.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。 19.凝固点:试样在规定条件下冷却至液面停止移动时的最高温度。 20.冷滤点:在规定条件下20 毫升试样开始不能通过过滤器时的最高温度。 21.闪点:油品在规定条件下加热,蒸发的油蒸气与空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度 22.自燃点:将油品隔绝空气加热到一定的温度后与空气接触,无需引火即可自然,发生自燃的最低温度. 23、浊点:试油在规定条件下冷却, 开始呈现浑浊时的最高温度称为浊点。 26、倾点:在规定条件下被冷却的试样能流动的最低温度。 24、冰点:油品
5、被冷却时所形成的蜡结晶消失一瞬间的温度。 25、燃点:在规定条件下,当火焰靠近油品表面时即着火,并持续燃烧至规定时间所需的最低温废,以表示。 26、自燃点:在规定条件下油品在没有火焰时,即能自发着火的最低温度,以 表示。 27、苯胺点:油品与等体积苯胺达到临界溶解的温度 28.石油:主要是碳氢化合物组成的复杂化合物、 29.简述石油的一般性状。 石油从外观看来是一种暗色的,从褐色以至黑色的流动和半流动的粘稠液体。石油的相对密度大约在 0.8 至 0.98 间, 一般都小于 1.0 。石油组成相当复杂, 有分子量很小的气态烃,也有分子量大1500 至 2000 的烃类。 30、简述石油的元素组成
6、、化学组成。(烃类组成、非烃类)(非烃类化合物:分类、危害) 石油主要由 C、H 、S 、N 、O 等元素组成, 其中C 占8387,H 占1114 。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。石油主要由烃类和非烃类组成, 其中烃有:烷烃、环烷烃、芳烃,非烃类有: 含硫、含氮、含氧化合物以及胶质、沥青质。非烃类的危害:影响产品的质量;腐蚀设备;污染环境;污染催化剂。 31烃类组成表达方法:A、单体烃组成 B、族组成 C、结果族组成 32、石油酸:石油中酸性含氧化合物。33、要掌握的公式 t =(t+t+t+t+t)/5 恩氏蒸馏曲线的斜
7、率S=(t-t)/(90-10) 斜率体现了馏分沸程的宽窄,馏分越宽斜率越大。 34、油品的粘温特性表示方法。 油品粘温特性表示方法:(1)粘度比: V50/V100 粘度比越小, 油品粘度随温度变化越小, 粘温性质越好。(2)粘度指数: 粘度指数越高,油品粘度随温度变化越小, 粘温性质越好。 35油品失去流动性的原因是什么?粘温凝固:含蜡很少或不含蜡的油品, 温度降低时粘度增加很快, 当粘度增加到某个程度时, 油品变成无定型的粘稠的玻璃状物质而失去流动性。 构造凝固:含蜡油品, 当温度逐渐下降时, 蜡逐渐结晶析出形成网状结构, 将液体油品包在其中, 使油品失去流动性。 36. 总结归纳: 1
8、) 温度对蒸气压、相对密度、粘度、比热、蒸发潜热、热焓 有何影响? TP,d,粘度,比热,热焓 2) 化学组成对相对密度、粘度、凝点、闪点、自燃点、苯胺点、比热、蒸发潜热、热焓有何影响? 同碳数各种烃类相对密度: 芳烃环烷烃烷烃 ;粘度:环烷烃芳烃异构烷烃正构烷烃;凝点:自燃点:烷烃环烷烃 环烷烃芳烃;蒸发潜热:烷烃与环烷烃相近,芳香烃稍高;热焓:烷烃芳烃3) 馏分组成对蒸气压、相对密度、粘度、凝点、闪点、自燃点、比热、蒸发潜热、热焓有何影响?油品越轻蒸气压越大;油品越重,密度越大;馏分越重,粘度越大;轻组分闪点和燃点低, 自燃点高;同一类烃,分子量大则苯胺点高,但变化幅度不大;烃类的质量比热
9、随相对分子质量升高而增大;油品越重,汽化热越小;热焓:轻馏分重馏分 37、要掌握的计算题:P28 例2-3. 38、要掌握的图:A、P29 的图2-9 B、P62 的图2-34. 第3章 石油产品 1.简述汽油发动机/柴油发动机的工作过程。 四个工作过程: 进气压缩燃烧膨胀排气。 2. 压缩比 : 它是指气缸发动机总容积与燃烧室容积之比。进气中包含了空气与可燃性气体(汽油)。 3. 汽油机对燃料(汽油)的使用要求:n 1)蒸发性:在所有工况下,具有足够的挥发性以形成可燃混合气。n 2)抗爆性:燃烧平稳,不产生爆震燃烧现象。n 3)安定性:储存安定性好,生成胶质的倾向小。n 4)腐蚀性:对发动机
10、没有腐蚀作用。n 5)洁净性:排出的污染物少4 车用汽油的主要性能:蒸发性、抗爆性、安定性、腐蚀性。汽油的蒸发性由馏程、饱和蒸气压指标来评定。n 10%馏出温度(t 10%)反映了汽油中轻组分的多少。对发动机的启动性有决定性影响n 50%馏出温度(t50%):表示汽油的平均蒸发性能n 。90%馏出温度(t 90%)和 终馏点(或干点):t 90%反映了汽油中重组分含量的多少,终馏点(干点)反映了汽油中最重组分的程度。(二)汽油的抗爆性抗爆性:汽油在发动机内燃烧时防止产生爆震的能力。汽油的抗爆性指标: 用汽油的辛烷值(octane number,ON)表示,辛烷值越高,抗爆性越好。n 规定:异辛
11、烷ON=100 正庚烷ON=0我国车用汽油牌号用研究法辛烷值高低划分。(三)汽油的安定性v 安定性:石油产品保持其性质不发生永久变化的能力。指标:实际胶质、诱导期诱导期越长,油品形成胶质的倾向越小,抗氧化安定性越好,油品越稳定,可以储存的时间越长。(四)腐蚀性评定指标:1)硫含量2)硫醇3)铜片腐蚀4)水溶性酸碱汽油对蒸发性要求的原因:如果蒸发性太差,就不能全部汽化,启动与加速困难,燃烧不完全;蒸发性太好,则易在输油管中气化而造成气阻,供油不足甚至中断。 柴油对蒸发性要求的原因:馏分过轻,蒸发太快,不易氧化,自燃点高;馏分过重,蒸发太慢,太易氧化,自燃点低。 5.抗爆性:汽油在发动机内燃烧时防
12、止产生爆震的能力称为抗爆性,是汽油最重要的质量指标之一。评价汽油抗爆性的指标称为辛烷值(称ON),汽油的辛烷值越高,抗爆性愈好。 6.汽油抗爆性与化学组成的关系:在相同碳数下,各种烃类氧化顺序为正构烷烃 环烷烃异构烷烃芳烃;同类烃中,大分子烃比小分子烃易氧化。总趋势是:链越长越易氧化,抗爆性越差;支链越短越多、异构程度越高氧化性差,抗爆性越好。汽油的理想组分是异构烷烃。 7.辛烷值 车用汽油辛烷值的测定方法主要有两种,即马达法与研究法。所测得的辛烷值分别称为马达法辛烷值(MON)和研究法辛烷值(RON)。我国车用汽油的牌号一般按其 RON 的大小来划分,例如90 号汽油即汽油的RON=90。
13、& 辛烷值:常以标准异辛烷值规定为 100,正庚烷的辛烷值规定为零,这两种标准燃料以不同的体积比混合起来,可得到各种不同的抗震性等级的混合液,在发动机工作相同条件下,与待测燃料进行对比。抗震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数,即为该样品的辛烷值。提高 ON 的方法:A.加入抗暴挤 B.调合 C.催化重整工艺7.汽油的安定性影响因素:面的催化作用、照、与空气接触程度。8.柴油机的点燃方式:柴油机不是利用点火式使气体燃烧,而是自燃做功,推动活塞下行而产生动力。9.柴油机的燃烧过程:滞燃期(发火延迟期)、急燃期、缓燃期(主燃期)、后燃期。10.柴油机的主要性能: .流动性,其低温流动性与其化学组
14、成有关,其中正构烷烃的含量越高。则低温流动性越差。我国评定柴油流动性能的指标为凝点(或倾点)和冷滤点。 凝点是柴油质量中的一个重要指标,轻柴油的牌号就是按凝点划分的。 .蒸发性能 .抗爆性(十六烷值CN),柴油的理想组分是烷烃、环烷烃。 .安定性、腐蚀性和洁净度 以上的四点也是柴油的质量指标,其意义为:其为柴油的分类与炼制提供依据,为柴油的选用提供了数据理论基础,也为对柴油的评价提供标准尺寸。 11.喷气燃料(航空煤油) 1) 涡轮发动机的工作过程:进气、压缩、燃烧、排气(注意做功在排气)。 2) 喷气发动机对燃料的要求: A. 良好的燃烧性能 B.适当的蒸发性 C.较高的热值和密度 D.良好
15、的安定性 6 E.良好的低温性 F.无腐蚀性 G.良好的洁净性 I.较小的起电性和着火危险性 J.适当的润滑性 燃料结论如下:环烷烃具有较高的重量热值和体积热值,燃速快,不易生炭,安定性好,润滑性能好,结晶点低,是航煤的理想组分。高度分支的异构烷烃也是良好的航煤组分。正构烷烃结晶点高,不是航煤的理想组分。芳烃燃速慢、易生炭、安定性不好、水溶解度高(易吸水),不是航煤的理想组分,应加以限制。 3) 喷气燃料的主要性能:A. 燃烧性能:其指标有热值、密度、烟点、辉光值、萘系芳烃含量等。 烟点:又称无烟火焰高度,是指在规定条件下,试样在标准灯具中燃烧时,产生无烟火焰的最大高度,单位为毫米。喷漆燃料的
16、烟点高低与生成积炭的大小有密切相关,烟点越高,积炭越小。所以,烟点与油品组成的关系,就是积炭与油品组成的关系。烃类的 H/C 越小,生成积炭的倾向越大。各种烃类生成积炭的倾向为双环芳烃单环芳烃带侧链芳烃 环烷烃烯烃烷烃。B.启动性能:黏度、蒸发性。 C.安定性:储存安定性、热安定性 D.低温性能:燃料中含水分在低分下形成冰晶,会造成过滤器赌堵塞、供油不畅等问题。 E.腐蚀性 F.洁净度 G.起电性及着火危险性 12. 辉光值:燃料燃烧时火焰辐射强度用辉光值表示。喷气燃料辉光值是在规定条件下异辛烷与四氢萘进行比较所得的相对值。辉光值越高表示燃烧燃烧性能越好,燃烧越完全。13. 重量热值和体积热值
17、 重量热值越大,耗油率越低; 密度越大,储备的热量越多,航程也越远。 重量热值与燃料的H/C 有关,体积热值与燃料的密度和空间分子结构有关。 烃类的密度:芳烃环烷烃烷烃 烃类重量热值:烷烃环烷烃芳烃 烃类体积热值:烷烃环烷烃环烷烃烯烃异构烷烃芳烃; 同类烃中, 大分子烃比小分子烃易氧化。 15.试简述车用汽油规格指标中为什么要控制蒸汽压及10%、50%、90%和干点温度。 蒸气压的大小表明汽油蒸发性的高低。 用来控制车用汽油不至于产生气阻。 汽油的蒸发性由其馏程和饱和蒸汽压来评定。 10%馏出温度。(t10) 1) 其高低反映了汽油中轻组分的多少。2)用来保证具有良好的启动性。 2) 发动机易
18、于启动的最低大气温度的关系 3)10%的馏出温度值越低,则表明汽油中低沸点组分越多、蒸发性越强、起动性越好,在低温下也具有足够的挥发性以形式可燃混合气而易于起动。若过低,则易于在输油管道汽化形成气泡而影响油品的正常输送,即产生气阻。 4) 汽油的饱和蒸汽压越大,蒸发性越强,发动机就容易冷起动,但产生气阻的倾向增大,蒸发损耗以及火灾危险性也越大。50%馏出温度 1) 大小反映汽油的平均汽化性;2)用来保证汽车的发动机加速性能、最大功率及爬坡能力。 90%馏出温度 反映了汽油中重组分含量的多少。 干点(终馏点)反映了汽油中最重组分的程度。用来控制汽油的蒸发完全性及燃烧完全性。 16.为什么要限制喷
19、气燃料(航空煤油)中的芳烃含量? 芳烃燃速慢、易生炭、安定性不好、水溶解度高(易吸水),不是航煤的理想组分,应加以限制。航煤的理想组分:带支链的环烷烃。17. 评定汽油安定性的指标有哪些? 评定汽油安定性的两个重要指标为实际胶质和诱导期。 18.柴油的十六烷值是否越高越好? 十六烷值不是越高越好! 使用十六烷值过高(如大于 65)的柴油同样会形成黑烟,燃料消耗反而增加,这是因为燃料的着火滞燃期太短,自燃时还未与空气混合均匀,致使燃料燃烧不完全,部分烃类因热分解而形成带碳粒的黑烟;另外,太高还会减少燃料的来源。用十六烷值适当的柴油才合理。十六烷值在4055 之间最合适,65 滞燃期太短。 19.
20、为何不能将柴油兑入汽油中作车用汽油使用?同时也不能将汽油兑在轻柴油中使用? 绝对不能。因为汽油和柴油发动机燃烧原理不同,汽油机为点火式,而柴油机为压燃式。前者所用汽油,馏份轻,易挥发,自燃点高,辛烷值高;而车用柴油馏份重,自燃点低,辛烷值低,十六烷值高,因而混合的汽、柴油既不能在汽油发动机中使用,也不能在柴油机中使用。若在汽油发动机中使用,辛烷值太低,极易产生爆震。馏份重,燃烧的沉积物和积炭太重。若在柴油机中用,自燃点高,十六烷值太低,不易压燃,易产生爆震,损坏发动机。 20.试比较汽油机和柴油机工作原理的相同点和不同点,并从燃料的角度说明其产生爆震的原因及理想组分是什么。 相同点:二者都具有
21、进气、压缩、做功、排气四个工作过程。 不同点:燃烧方式不同,燃烧方式是自燃 ,柴油机汽缸内柴油燃烧不须点火,靠压缩空气升温达到自燃;而汽油机是靠火花塞打火达到燃烧的。 进气和压缩过程不同,汽油机进气是混合气(空气和汽油),压缩也是混合气, 而柴油机进气是新鲜的空气,压缩的也是新鲜空气。 柴油机爆震原因:燃料不易氧化,过氧化物不足,自燃点过高,致使着火落后期过长,燃料积存量过多,燃烧时大量能量瞬间释放出来,压力突增,产生爆震。 汽油理想组分:异构烷烃 柴油理想组分:烷烃、环烷烃。 21.为什么汽油机的压缩比不能设计太高,而柴油机的压缩比可以设计很高? 汽油机压缩的是可燃混合气,因为压缩比与汽油质
22、量不相适应,压缩比太大,压力与温度过高。形成很多过氧化物,在压缩过程中,温度接近、达到或超过汽油的自燃点,可能会引起爆震。而柴油机压缩的是空气,压缩比设计不受燃料油性质的影响,可比汽油机高出许多。 22.汽油、轻柴油的商品牌号分别依据什么划分?我国车用汽油的牌号按研究法辛烷值(RON)的大小划分。 柴油牌号以凝点和粘度高低来划分。 .轻柴油用于高速柴油机。按凝点分为10 号、0 号、-10 号、-20 号、-35 号、-50 号六个牌号。.重柴油用于中低速柴油机。按 50 运动粘度(mm2/s )分为 10 号、20 号、30 号三个牌号。 23.比较汽油机和柴油机的工作过程,并从原因及危害阐
23、述二者爆震的异同点。 答: 二者都具有进气、压缩、做功、排气四个工作过程。 汽油机产生爆震是由于汽油机压缩比与燃料质量不相适应,压缩比过大,燃料太易氧化,生成过多的过氧化物,过氧化物又不易分解,使燃料自燃点过低,燃料自燃而形成多个燃烧中心,产生爆炸性燃烧,瞬间释放出巨大的能量而产生爆震现象。 压燃式发动机产生爆震是由于燃料自燃点过高,燃料不易氧化,过氧化物生成量不足,迟迟不能自然(滞燃期太长),以至喷入的燃料积聚过多,自燃一开始,这些燃料同时燃烧,巨大能量瞬间释放出来,大大超过正常燃烧压力,引起爆震。 汽油机和柴油机虽然产生的爆震原因不一样,但产生的危害是一样的。即 10 爆震会损坏气缸部件,
24、缩短发动机寿命,燃料燃烧方式不完全,增加油耗量,发动机效率降低。 24.为什么喷气燃料的理想组分是环烷烃? 答: 环烷烃具有较高的重量热值和体积热值,燃速快,不易生炭,安定性好,润滑性能好,结晶点低,是航煤的理想组分。正构烷烃结晶点高,不是航空煤油的理想组分。芳烃燃速慢,易生炭,安定性不好,水解溶解度高(易吸水),不是航空煤油的理想组分,应加以限制。25.汽油机和柴油机的异同点? 相同点:都是内燃机;一个工作循环都要经历四个冲程,即二者都具有进气、压缩、做功、排气四个工作过程。 不同点: A.点燃方式不同,燃烧方式是自燃 ,柴油机汽缸内柴油燃烧不须点火,靠压缩空气升温达到自燃;而汽油机是靠火花
25、塞打火达到燃烧的。 B.进气和压缩过程不同,汽油机进气是混合气(空气和汽油),压缩也是混合气,而柴油机进气是新鲜的空气,压缩的也是新鲜空气。 C.理想组分不同:汽油理想组分:异构烷烃 柴油理想组分:烷烃、环烷烃。 D.抗暴的表示方法不同:汽油用辛烷值,而柴油用十六烷值。 E.构造方面不同:柴油机没有火花塞,而在相应位置上安装的是喷油嘴。 F. 压缩情况不同:柴油机压缩冲程末,气体体积要小得多,所以压强更大,温度更高,这个温度早已超过了柴油的燃点。即柴油机压缩的压强与温度比汽油机的都高。 G.用途方面不同:柴油机比汽油机便宜,但汽油机一般比柴油机轻巧,所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些
26、小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。 H.制作材料有所不同:柴油机的压缩比是汽油机的2 倍多,其主要零件受到高温高压冲击要比汽油机大得多,因而有些零部件的制作材料有所不同. I.燃料不同:柴油机以柴油为燃料,汽油机以汽油为燃料。26.为什么对喷气燃料要同时提出相对密度和发热值的要求? 要做到相对密度大、发热值高是否有矛盾? 为什么? 答:因为不同的航机对燃料不同,远程的要求体积热值大点,短程的要求质量热值大点,而体积热值和相对密度有关,质量热值与 H/C 有关,故要同时提出相对密度和发热值的要求;相对密度大与发热值高之间是相互矛盾的,重量热值与密
27、度及体积热值之间是相互矛盾的。 27.为什么对航空煤油的芳烃含量要加以限制? 因芳烃燃速慢,易生炭,安定性不好,水解溶解度高(易吸水),不是航空煤油的理想组分,应加以限制。28. 战斗机与运输机要求燃料热值有什么不同? 战斗机一般是短程的,故要求燃料的质量热值大点,这样重量负荷就少点,战斗时动作灵活点;而运输机一般是远程的,故一般用体积热值较大的,这样在一定的体积中可装更多质量的燃料,储藏更多热量,可供飞行的时间更长和距离更远。 第四章 原油评价与原油加工方案 1. 原油的分类:我国目前通常采用关键馏分特性,补充以硫含量的分类。其分类通常为化学分类(特性因数K 分类、关键馏分特性分类)和工业分
28、类(硫含量、相对密度、氮含量、蜡含量、胶质含量) 2. 特性因数K 的分类方法: 石蜡基原油(K12.1);中间基原油(11.5K12.1);环烷基原油(10.5K2.0%); 7. 原油含水量超过0.5%的情况下先脱水,再进行一般性质分析。 原油实沸点蒸馏时考察原油馏分组成的重要试验方法。8. 原油加工方向: 燃料型;燃料-润滑型; 燃料-化工型; 燃-润-化。 大庆原油宜采用燃料-润滑型加工方案,胜利原油采用燃料型加工方案。9.传统的“一脱四注”防腐措施主要针对低温操作,对高温效果不明显, 在较高温度下的腐蚀应用抑制腐蚀添加剂。10.将大庆原油和胜利原油分类,并初步评价这两种原油所产汽油、
29、柴油和润滑油的性质。 1)大庆原油的归类 低硫石蜡基原油 其产品的特点:(1)汽油的辛烷值低,抗爆性差;(2)柴油的十六烷值高,凝点较高,低温流动性差; (3)润滑油的粘温性能好. 2)胜利原油的归类 含硫中间基原油 其产品的特点:(1)汽油、煤油、柴油的性质不如大庆原油需精制;(2)油品的储存安定性差; (3) 润滑油的粘温性能差,所以一般不用胜利原油生产润滑油. 11特性因数分类法的缺陷:不能分别表明原油低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分布规律由于原油组成复杂,粘度测定不够准确,求定的特性因数K不能完全符合原油的实际情况12原油加工方案的确定(确定原油加工方案的原则)取决于许多因素:如市场需
30、要、经济效益、投资力度、加工技术水平和原油特性等主要从原油特性的角度来讨论如何选择原油的加工方案。13新世纪炼油厂的生产模式有哪些?各有什么特点?1.生产模式(1)清洁燃料型燃料的清洁化低硫氮、符合未来的标准低烯烃、低芳香烃催化裂化汽油降烯烃生产过程的清洁化催化剂的毒性、腐蚀性烷基化污染物的排放催化裂化SOx转移剂、降低再生烟气NOx助剂(2)油化结合型(燃料化工型)重油转化为清洁燃料多产化工原料,与现有乙烯厂和芳烃厂结合2.特点采用生物技术降低原油的硫、氮、重金属含量,为下游加工装置提供质量较好的原料采用升级换代的传统炼油技术,提高目的产品的质量和收率采用绿色技术,改善生产环境,生产绿色的油
31、品组分采用加氢裂化异构脱蜡/加氢处理技术,生产新一代润滑油基础油采用纳米催化剂和纳米添加剂技术,提高催化剂的活性、选择性、稳定性和油品的使用性能采用反应蒸馏和膜分离/反应技术,降低装置的投资和消耗采用气化联合一体化技术,把渣油、沥青和石油焦全部转化为氢气、蒸汽、电力、甲醇或羰基合成醇采用电子/信息技术对各装置和全厂进行优化控制和管理,实现效益最大化采用天然气合成液体烃技术,以天然气为原料,生产清洁燃料、III类高档润滑油基础油和专用石化原料,为炼油工业的发展提供后劲14、 实沸点蒸馏分哪三段,每段的馏出物分别是什么答:第一段在常压下进行,大约可蒸出200前的馏出物;第二段在减压下进行,残压为1
32、.3kPa(10mmHg);第三段也在减压下进行,残压小于677Pa(5mmHg),馏出物不经精馏柱。为避免原油受热分解,蒸馏釜温不得超过350.馏出物的最终费电通常为500520,釜底残留物为渣油。第五章原油蒸馏 1、平衡汽化:混合液体加热并部分汽化后,汽液两相一直接触,达到一定程度时,两相才一次分离,此过程称为平衡汽化。 2、 简单蒸馏(又叫渐次汽化,包括恩氏蒸馏和实沸点蒸馏):在一定的压力条件,给混合液加热,当温度升到泡点时,液体开始汽化,生成的蒸汽被引出并经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,这种蒸馏方式称为简单蒸馏。 3、精馏:精馏过程的俩个前提为气液相间的浓
33、度差(传质的推动力)和温度梯度(传热推动力)。精馏过程能够进行的必须具备以下俩个条件为:一是塔内必须有塔板或填料,二是塔内必须提供气液相回流。 总之,为了使精馏过程能够进行,必须具备什么条件? (1)温度梯度;(2)浓度梯度;(3)塔板汽液相充分接触、实现物质交换的场所 4、 三种蒸馏曲线: 平衡蒸发、恩氏蒸馏、实沸点蒸馏曲线。 恩氏蒸馏曲线:将馏出温度(气相温度)对馏出量(体积百分率)作图就得到恩氏蒸馏曲线; 实沸点蒸馏曲线:是以馏出温度为纵坐标,累计馏出质量分数为横坐标的曲线。 平衡汽化曲线:以汽化温度和对应的气化率作图就得到该曲线。 分离精确度:是相邻两个馏分中, 重馏分的初馏点减去轻馏
34、分的终馏点。 三种蒸馏曲线比较: 曲线斜率: 实恩平; 馏程(终馏点-初馏点): 实恩平; 分离精确度: 实恩平。实沸点蒸馏分离精确度最好, 但在同一温度下汽化率最小。平衡汽化分离精确度最差, 但在同一温度下汽化率最大, 故广泛使用。平衡汽化数据最难得到, 恩氏蒸馏数据最易得到。5. 物料衡算方法: (1)作隔离体系图 (2)标出进入体系和流出体系的各种物料名称; (3)选计算基准, 要以质量为基准(Kg/h); 若用体积或分子数为基准, 则进出体系的物料不平衡。 (4)列出物料平衡。 6、为什么平衡汽化在实际生产中得到广泛的应用? 答:因为在对分离精确度没有严格要求的情况下,采用平衡汽化可以
35、用较低的温度而得到较高的汽化率,从而不但可以减轻加热设备的负荷,而且也减轻或避免了油品因过热分解而引起降质和设备结焦。故这就是为什么平衡汽化的分离效果虽然最差却被大量采用的根本原因。 7、原油分馏塔内汽液负荷随塔高度增加而增大(即从塔底到塔顶,塔内汽液负荷渐渐增大,但要注意在侧线的塔板有突然增大)。 原因: (1)温度梯度: 沿塔高上行, 温度逐板降低, 塔板回流热逐板增大。 (2)浓度梯度: 沿塔高上行, 油品密度逐板变小, 分子量逐板变小, 分子汽化潜热逐板减小;(分子量越小分子汽化潜热越小, 温度越低分子汽化潜热越小) (3)回流量(负荷)=回流热/油品汽化潜热; 依公式 L=Q/H V
36、n=D+M+G+S+Ln-1 Q,HL 结论: 自进料段以上, 沿塔高上行, 从塔板上取走的回流热逐板增大, 分子汽化潜热又逐板减小, 所以汽液负荷逐板增大, 到塔顶第一、二板之间时达到最大。 8、原油精馏塔内汽液相负荷分布规律 自进料段以上, 沿塔高上行, 从塔板上取走的回流热逐板增大, 分子汽化潜热又逐板减小, 所以汽液负荷逐板增大, 到塔顶第一、二板之间时达到最大。沿塔高自下而上, 每经过一个侧线产品抽出板, 液相负荷除由塔板温降所造成的少量增加外, 另有一突然增加量, 突增量约等于抽出量。侧线产品冷凝后需要同量的液相回流汽化带走冷凝热, 所以侧线产品的抽出不影响汽相负荷, 在流经产品抽
37、出板时, 汽相负荷只是由于塔板温降所造成的少量增加, 没有突增量。 在塔顶第一、二板之间, 原油精馏塔的汽液负荷达到最高值, 越过塔顶第一板后, 汽液负荷均大幅度下降。中段循环回流取走大量回流热, 在中段循环回流的上一块塔板, 回流热大为减少, 汽液负荷(回流)将大大减小。 9、汽液负荷分布的结论 沿塔高自下而上, 每经过一个侧线抽出板, 液相负荷除由塔板温降所造成的少量增加外, 另有一突然增加量, 突增量约等于抽出量。 侧线产品冷凝为液相的同时,需要同量的液相回流汽化带走冷凝热, 汽化量与冷凝量相等,所以侧线馏分的抽出不影响汽相负荷, 在流经抽出板时, 汽相负荷只是由于塔板温降所造成的少量增
38、加,没有突增量。 10、塔顶第一、二层塔板之间的汽液负荷 流入塔顶第一块塔板的液相回流是过冷液体, 流入第二块塔板的液相回流是饱和液体, 温度相差很大(相差 60左右), 流入第一板的液相负荷比流入第二板的小得多, 因为汽相负荷等于汽油流量加液相负荷, 所以第一板的汽相负荷也比第二板小得多。 结论: 在塔顶第一、二板之间, 原油精馏塔的汽液负荷达到最高值, 越过塔顶第一板后, 汽液负荷均大幅度下降。11、设置中段循环回流处原油分馏塔内汽液相负荷 中段循环回流取走大量回流热, 在中段循环回流的上一块塔板, 回流热大为减少,汽液负荷(回流)将大大减小。12、为什么有侧线塔板的突增量等于侧线的抽出量
39、? 经过抽出板(m-1 层板)时,除了因为塔板温度下降而引起的回流热的少量增加以外,还有一个突增值,就算K(h) 其中K为产品D、M、G、S。它相当于抽出产品的冷凝潜热,与回流热相对应,回流量除了塔板下降引起有增加外,还有一个突增量,它就是抽出量,故Lm-2 比Lm-1 多一个突增量K。即要使侧线产物由汽相冷凝为液相, 需要额外的内回流将其冷凝热带走, 回流量的增加值恰好等于侧线产物量。 在某块抽出板,回流量增加的同时,塔内油蒸汽流率正好减少了一个侧线产物量,所以汽相负荷增量,与没有侧线抽出时相同。 13、原油含盐含水的危害(突沸, 积垢, 腐蚀, 影响产品性质, 能耗;) 突沸(冲塔) 由水的相对分子量相对比较小,当等质量时,依理想气体方程式可知,水蒸气占有的气体体积对于原油的成分而言就大很多,故原油含水量大, 塔内汽相负荷过大, 有可能造成冲塔, 破坏蒸馏过程。 能耗增加 水与油的汽化热分别为:水(100): 540kCal/kg,油: 70kCal/kg ;依其的汽化热可知,原油含水量多时, 会增加加热炉负荷和塔顶冷凝冷却负荷, 增加体积输送量, 使管路阻力增加, 泵送能耗大。 形成积垢 盐溶于水不溶于油, 水汽化后, 盐沉积下来形成积垢, 使得管路阻力增大和换热器和加热炉炉管传热效率降
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