教学情境二石油化工产品

1、石油化工产品什么是石油？什么是石油？第一节第一节 石油的一般性状、元素组成、石油的一般性状、元素组成、 馏份组馏份组成成一、石油的一般性状一、石油的一般性状石油是一种粘稠的液体。石油是一种粘稠的液体。颜色颜色：黑色的；暗黑、暗绿、暗褐色；赤：黑色的；暗黑、暗绿、暗褐色；赤褐色和浅褐色褐色和浅褐色相对密度相对密度： 0.80.98二、石油的元素组成二、石油的元素组成C、H、O、N、S1. 碳、氢含量和氢碳比碳、氢含量和氢碳比2. 硫、氮、氧的含量硫、氮、氧的含量3. 石油中的微量元素及存在形态石油中的微量元素及存在形态氢碳原子比氢碳原子比：定义：定义：分子中的氢原子数与碳原子数的比值。分子中的氢

2、原子数与碳原子数的比值。氢碳原子比由大到小的顺序是氢碳原子比由大到小的顺序是： 烷烃环烷烃芳香烃烷烃环烷烃芳香烃一般轻质原油的氢碳比较高，重质原油氢碳一般轻质原油的氢碳比较高，重质原油氢碳比较低。比较低。碳碳+氢氢95 99%小结小结：氢氢（H H）：11.011.014.0%14.0%硫（硫（S S）：）：0.050.058.00%8.00%氧（氧（O O）：）：0.050.052.00%2.00%氮（氮（N N）：）：0.020.022.00%2.00%碳碳（C C）：83.083.087.0%87.0%二、石油中的微量元素及存在形态二、石油中的微量元素及存在形态石油中的微量元素按其化学属

3、性分为三类：石油中的微量元素按其化学属性分为三类：1.变价金属变价金属 ： V，Ni，Fe，Cu， Mo，W， Mn，Pb，Ga，Hg，Ti等等2.碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属：Na，K，Ba，Ca，Sr，Mg等等3.卤素和其它元素卤素和其它元素：Cl，Br，I，Si，Al，As等等催化裂化催催化裂化催化剂毒物化剂毒物催化重整催化剂毒物催化重整催化剂毒物催化剂减活催化剂减活第二节第二节 石油馏分的烃类组成石油馏分的烃类组成烷 烃环 烷 烃芳 香 烃烃 类含 氧 化 合 物含 硫 化 合 物含 氮 化 合 物胶 状 沥 青 状 物 质非 烃 类石 油第三节第三节 石油中的非烃化合物石油中的非

4、烃化合物 （一）石油中的含硫化合物（一）石油中的含硫化合物 低硫原油：低硫原油：S0.5%S0.5%含硫原油：含硫原油：0.5%S2.0%0.5%S2.0%S2.0%活性硫化物：活性硫化物：S S、H H2 2S S、低分子、低分子RSHRSH等，性质相对较等，性质相对较 活泼，能与金属作用而腐蚀设备活泼，能与金属作用而腐蚀设备 非活性硫化物非活性硫化物：硫醚硫醚(RSR)(RSR)，环硫醚，二硫化，环硫醚，二硫化 物物(RSSR)(RSSR)，噻吩及其同系物，噻吩及其同系物 原油中的含硫化合物一般以原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类硫醚类和噻吩类为主为主 1 1硫的存在形态硫的存在形态

5、腐蚀性腐蚀性 Fe+HFe+H2 2SFeS+HSFeS+H2 2 环境污染环境污染 影响产品的储存安定性影响产品的储存安定性 影响燃料的燃烧性能影响燃料的燃烧性能 硫可使催化剂中毒硫可使催化剂中毒 3 3含硫化合物对石油加工及产品应用的影响含硫化合物对石油加工及产品应用的影响（二二）石油中的含氮化合物石油中的含氮化合物 石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中在常集中在0.050.050.5%0.5%范围内范围内 随沸点的升高，含量增加随沸点的升高，含量增加 ，大部分在胶质沥，大部分在胶质沥青质中青质中 碱性氮化物：碱性氮化物：NNN非碱性氮化物

6、：非碱性氮化物： NNN氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害1. 1. 影响产品的安定性：如柴油含氮量高，时间久了会变成胶质。是柴油影响产品的安定性：如柴油含氮量高，时间久了会变成胶质。是柴油安定性差的主要原因。安定性差的主要原因。2. 2. 氮与微量金属作用，形成卟啉化合物。这些化合物的存在，会导致催氮与微量金属作用，形成卟啉化合物。这些化合物的存在，会导致催化剂中毒，使催化剂的活性和选择性降低。化剂中毒，使催化剂的活性和选择性降低。 （三三） 石油中的含氧化合物石油中的含氧化合物 石油中的含氧量比硫、氮少，约为石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之

7、几千分之几；个别的可高；个别的可高达达2 23% 3% 随沸点升高，含氧化合物增加随沸点升高，含氧化合物增加 酸性氧化物：酸性氧化物： 环烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚类环烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚类( (统称石油酸统称石油酸) ) 中性氧化物：中性氧化物： 醛、酮、酯等，含量极少醛、酮、酯等，含量极少 石油中的含氧化合物的含量一般用石油中的含氧化合物的含量一般用酸度酸度( (酸值酸值) )来间接表示来间接表示 环烷酸的危害环烷酸的危害 原油含环烷酸多，容易乳化，对加工不理，且腐蚀设备原油含环烷酸多，容易乳化，对加工不理，且腐蚀设备 产品中含环烷酸，对铅、锌等有色金属有腐蚀性，对铁、产品中含环烷酸，对

8、铅、锌等有色金属有腐蚀性，对铁、铝几乎无腐蚀；铝几乎无腐蚀； 灯用煤油含环烷酸，可使灯芯堵赛，结花灯用煤油含环烷酸，可使灯芯堵赛，结花石油中的微量元素石油中的微量元素 （一）石油中的微量元素类型（一）石油中的微量元素类型目前发现的石油中的微量元素有目前发现的石油中的微量元素有5959种种，可分为三类：，可分为三类： 过渡过渡( (变价变价) )金属元素金属元素 碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属 卤素和其他元素卤素和其他元素 就世界范围来看，在石油中含量最多的微量元素是就世界范围来看，在石油中含量最多的微量元素是钒钒，其，其次是次是镍镍 我国大多数原油的我国大多数原油的镍含量明显高于钒含量镍含量

9、明显高于钒含量 石油化工产品石油怎样进行炼制？石油怎样进行炼制？原油原油电脱盐脱水电脱盐脱水常压蒸馏常压蒸馏常压馏分：汽油（石脑油）、煤油、柴油常压馏分：汽油（石脑油）、煤油、柴油石脑油作为催化重整、蒸汽裂解原料石脑油作为催化重整、蒸汽裂解原料AR减压蒸馏减压蒸馏减压馏分：减压馏分：VGO润滑油基础油、催化裂化、加氢裂化润滑油基础油、催化裂化、加氢裂化的原料的原料溶剂脱沥青、焦化、催化裂化、减粘溶剂脱沥青、焦化、催化裂化、减粘裂化、加氢转化的原料裂化、加氢转化的原料VR炼油工艺过程简介炼油工艺过程简介一、原油预处理的必要性一、原油预处理的必要性原油中含有哪些杂质呢？原油中含有哪些杂质呢？少量的

10、泥沙和铁锈等固体杂质。少量的泥沙和铁锈等固体杂质。原油中含水原油中含水（油田伴生水、开采过程中注水油田伴生水、开采过程中注水）原油中含盐原油中含盐（Na、K、Ca、Mg的氯化物，含量：的氯化物，含量：Na盐盐Ca盐，盐，Mg盐和盐和K盐很少。硫酸盐、碳酸盐和油溶性有机酸盐）盐很少。硫酸盐、碳酸盐和油溶性有机酸盐）一、原油预处理的必要性一、原油预处理的必要性原油中含水、含盐的影响原油中含水、含盐的影响（1）增加能量消耗增加能量消耗 水汽化潜热大（水汽化潜热大（2255KJ/Kg），含水增加加工过程的），含水增加加工过程的燃料和冷却水消耗。燃料和冷却水消耗。 换热器、加热炉中，水蒸发后盐析出形成盐

11、垢换热器、加热炉中，水蒸发后盐析出形成盐垢, 影响影响传热效果，堵塞管道，严重时可形成传热效果，堵塞管道，严重时可形成“盐堵盐堵”。 一、原油预处理的必要性一、原油预处理的必要性（2 2）干扰常压塔的平稳操作干扰常压塔的平稳操作水的分子量小，汽化后塔内汽相负荷急剧增大，导致蒸馏过程水的分子量小，汽化后塔内汽相负荷急剧增大，导致蒸馏过程波动，波动，影响正常操作，严重时会引起分馏塔超压或出现影响正常操作，严重时会引起分馏塔超压或出现冲塔事故冲塔事故。一、原油预处理的必要性一、原油预处理的必要性（3 3）腐蚀设备腐蚀设备22HFeSSHFeHClOHCaOHCaCl2)(2222HClOHMgOHM

12、gCl2)(2222SHFeClHClFeS222一、原油预处理的必要性一、原油预处理的必要性（4 4）影响二次加工过程影响二次加工过程 Na+对分子筛催化剂的晶格有破坏作用，造成分子筛催化剂对分子筛催化剂的晶格有破坏作用，造成分子筛催化剂的永久性失活。的永久性失活。 盐含量高的渣油在延迟焦化时，加热炉炉管结焦，产物石油盐含量高的渣油在延迟焦化时，加热炉炉管结焦，产物石油焦中灰分增加。焦中灰分增加。要求：要求： 设渣油流化催化裂化：含盐量设渣油流化催化裂化：含盐量3mg/L，含水，含水0.2%； 无渣油流化催化裂化：含盐量无渣油流化催化裂化：含盐量5mg/L，含水，含水0.3%； 一次加工一次

13、加工常减压蒸馏常减压蒸馏初初馏馏塔塔常常压压塔塔减渣减渣( (催化、焦化催化、焦化) )减减压压塔塔煤油煤油柴油柴油加氢裂化加氢裂化催化裂化催化裂化原油原油加加热热炉炉加加热热炉炉三段汽化蒸馏的工艺流程三段汽化蒸馏的工艺流程 常常压压炉炉典型三段汽化常减压蒸馏流程典型三段汽化常减压蒸馏流程初初馏馏塔塔汽油汽油电脱盐电脱盐原油原油常常压压塔塔减减压压炉炉减减压压塔塔汽油蜡油蜡油煤油煤油柴油柴油减压渣油减压渣油减四减四减三减三减二减二减一减一减顶油减顶油原油换热至 220-240初馏塔底油经常压炉加热至370常压塔底油经常压炉加热至385回流罐汽提塔电脱盐罐大港300万吨年常减压蒸馏装置 二次加工

14、二次加工催化裂化催化裂化催化裂化工艺流程催化裂化工艺流程催化裂化工艺的组成单元催化裂化工艺的组成单元按照工艺流程，整个装置可以分为四个单元按照工艺流程，整个装置可以分为四个单元或或“系统系统”： (1)反应反应-再生系统再生系统（Respond-reborn system ）。包括原料油的裂化反应和催化剂的。包括原料油的裂化反应和催化剂的再生两个工艺过程。再生两个工艺过程。 (2)分馏系统分馏系统（ distillating system ）。根据）。根据裂化产品的沸程不同，将其分割成气体、汽油、裂化产品的沸程不同，将其分割成气体、汽油、柴油、回炼油和油浆。柴油、回炼油和油浆。催化裂化工艺的组

15、成单元催化裂化工艺的组成单元(3)吸收稳定系统吸收稳定系统（Absorb stability system ）。用稳定汽油将裂化气体中的。用稳定汽油将裂化气体中的C3和和C4组分组分(液化石油气的主要成分液化石油气的主要成分)吸收下来，把乙烷吸收下来，把乙烷及其以下的轻组分及其以下的轻组分(裂化干气的主要组分裂化干气的主要组分)汽提出汽提出去，作为燃料气使用。去，作为燃料气使用。(4)能量回收系统能量回收系统（Energy recovering system ）。由于催化剂再生时产生的烟气携带有大。由于催化剂再生时产生的烟气携带有大量热能和压力能，回收这部分能量，可以降低生产量热能和压力能，回

16、收这部分能量，可以降低生产成本和能耗，提高经济效益。对于大型装置，一般成本和能耗，提高经济效益。对于大型装置，一般都是采用都是采用烟气轮机回收压力能烟气轮机回收压力能，用作驱动主风机的，用作驱动主风机的动力和带动薄电机发电；用动力和带动薄电机发电；用余热锅炉进行热能回收余热锅炉进行热能回收，以产生蒸汽，供汽轮机使用或外输。以产生蒸汽，供汽轮机使用或外输。催化裂化工艺的组成单元催化裂化工艺的组成单元一、催化裂化的工艺流程框图反应再生系统分馏系统吸收稳定系统一、催化裂化的工艺流程框图反应反应-再生系统与分馏系统流程再生系统与分馏系统流程等高并列提升管催化裂化装置等高并列提升管催化裂化装置分馏塔分馏

17、塔沉降器沉降器再生器再生器提升管提升管高低并列提升管催化裂化装置高低并列提升管催化裂化装置分馏塔分馏塔沉降器沉降器再生器再生器 二次加工二次加工催化重整催化重整 什么是催化重整？什么是催化重整？ 概概 述述 重整装置的生产目的？重整装置的生产目的？ 高辛烷值汽油、芳烃、氢气高辛烷值汽油、芳烃、氢气概概 述述预处理原料重整产品重整 催化重整过程？催化重整过程？ 原料预处理原料预处理以高辛烷值汽油为主以高辛烷值汽油为主 重整反应重整反应 原料预处理原料预处理重整反应系统重整反应系统重整原料重整原料拔头油拔头油副产氢气副产氢气燃料气燃料气高辛烷值高辛烷值汽油组分汽油组分重整循环氢重整循环氢指直馏汽油

18、（见原油蒸馏）在蒸馏（或称拔头）时指直馏汽油（见原油蒸馏）在蒸馏（或称拔头）时所得到的所得到的沸点低于沸点低于 60的轻质馏分。的轻质馏分。炼厂中为了提炼厂中为了提高直馏汽油中的辛烷值或将其用于催化重整以生产高直馏汽油中的辛烷值或将其用于催化重整以生产芳烃，要求除去重整原料中的拔头油。芳烃，要求除去重整原料中的拔头油。其组成主要其组成主要是是 C5 烃类，烃类，收率约为原油处理量的收率约为原油处理量的 0.4 % -0.6% (质量质量)。可做为石油化工原料，用于烃类裂解、或。可做为石油化工原料，用于烃类裂解、或直接做为工业溶剂等。直接做为工业溶剂等。 原料预处理原料预处理以生产芳烃为主以生产芳烃为主 重整反应重整反应 芳烃抽提和分离部芳烃抽提和分离部分分 二次加工二次加工加氢裂化加氢裂化?第一节第一节 概概 述述?石油加氢技术是石油加氢技术是提高原油加工深度、合理利用石提高原油加工深度、合理利用石油资源、油资源、改善产品质量、提高轻质油收率和重