能源化学工程概论第三章 石油 下

3.5石油的炼制3.5石油的炼制一、原油的预处理二、原油的蒸憎三、石油深度加工过程1、热裂化2、减粘裂化3、焦化4、催化裂化5、催化重整6、加氢精制7、延迟焦化石油炼制过程石油炼制过程石油炼制过程石油炼制过程原油-脱盐脱水常压蒸憎»常压占占汽油A石脑車转为催化重整、蒸汽裂解原料（石脑油）、煤油、柴油VRI减压蒸憎原油的预

处理原油的蒸憎匚;减压憎分：VGO'!润滑油基础油、催化裂化、加氢裂化厂;的原料溶剂脱沥青、焦化、催化裂化、减粘裂化、加氢转化的原料石油深度加工过程原油Q原油Q燃料.化工原野重油轻质化工艺油品精制工艺高辛烷值汽油生产工艺化工原料生产工艺润滑油老三套工艺—、原油的预处理从油井开采出来的原油首先进入油、气、水三相分离器分出原油，但原油中仍含有水分、盐类和泥沙等，一般在油田脱除后外输至炼油厂。但由于一次脱盐、脱水不易彻底，一般进厂原油杂质含量如下S含盐量（毫克/升）含水量（w%）进厂原油3-2000.2-1.8炼厂要求<3<0.2因此，原油进炼厂进行蒸懈前，还要再进一步脱盐、脱水。

胜利油田电脱水脱盐罐二、原油的蒸f留原油是极其复杂的混合物，通过原油的蒸憎可以按所制定的产品方案将其分割成直帼汽油、煤油、轻柴油或重柴油馆分以及各种润滑油馆分和渣油等。原油蒸tg是石油加工中第一道不可少的工序，所以通常称原油蒸憎为一次加工，其它加工工序为二次加工。仁蒸憎操作的基本原理★★蒸憎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。2.ta分是指用分憎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＞用分憎的方法，可以把石油憎分分成不同温度段，如＜200°C.200〜350°C等，称为石油的一个懈分＞帼分不等同于石油产品，憎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3•直憎憎分:从原油直接分憎得到的憎分。它基本保留了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱和婭,在化学组成中含有烷婭、环烷婭、芳香婭等原油蒸憎包括两部分:♦通过常压蒸馆从原油中分出沸点妙匹的您分（轻质他分），作为汽、煤、柴车用燃料或裂解制乙烯的原料。♦通过减压蒸馆从原油中分出沸点迦QX的憎分僮质憎分），作为催化裂化原料或生产各种牌号的润滑油。4•石油憎分组成A从常压蒸憎开始tg出的温度（初憎点）到小于200°C的憎分为汽油馆分（也称轻油或石脑油憎分）A常压蒸憎200〜35CTC的憎分为煤、柴油馆分（也称常压瓦斯油，AGO）A沸点相当于常压下350〜500°C的憎分为减压tg分（也称减压瓦斯油,VGO）A沸点相当于常压下大于500°C的憎分为减渣憎分（VR）2222苫^:^5〜一1(卅蟲苫^)-烧郵八al1>'16翔舔：P5〜一8厂)4^IC20匕”W*爲W*庐寄)4界聲▼人釈郞郵(±版权所有：北京金洪恩电脑有限公司版权所有：北京金洪恩电脑有限公司版权所有：北京金洪恩电脑有限公司版权所有：北京金洪恩电脑有限公司洪恩在线洪恩在线Hong^蒸f留石油实验实验装置图纽装实验装置实验现象热交换器热交换器三、石油深度加工过程（一般了解）》以常压重油、减压憎分油、焦化蜡油等为原料，在高温（450〜550°C）和高压（20〜50atm）下裂化成裂化汽油、裂化气、裂化柴油和燃料油》主要目的产物是裂化汽油，但质量差（安定性、抗爆性等）＞热裂化过程目前已经被催化裂化过程所取代

2、减粘裂化2、减粘裂化＞减粘裂化（简称减粘）实质上是一种以渣油（AR或VR）为原料的浅度热裂化（转化率小于10%）＞减粘的目的是将重质高粘度石油原料通过浅度热裂化转化为较低粘度和较低凝固点的燃料油＞减粘主要是适用于原油浅度加工和大量需要燃料油的情况＞减粘的原料：减渣、常压重油、全憎分重质原油或拔头重质原油等反应温丿400〜反应温丿400〜450°C反应压力：4—5atm

熱裂化减粘装置3、焦炭化E5＞焦炭化过程（简称焦化）是以贫氢的重油，如减渣、裂化渣油等为原料，在高温（500〜550°C）下进行深度的热裂化和缩合反应的热加工过程＞焦化过程的产物有气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭（现主要用于生产优质石油焦），减渣经焦化过程可得到70%〜80%的tg分油＞焦化汽油和焦化柴油中不饱和炷的含量高，而且含硫、氮等非婭类化合物也高，因此，它们的安定性很差。44、催化裂化★★■催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在500°C左右、1X10MX105Pa下发生裂解，生成轻质油、气体和焦炭的过程。■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■催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手段■催化裂化原料：重质憎分油（减压馆分油、焦化憎分油）、常压重油、减渣（掺一部分憎分油）、脱沥青油主要控制指标：金属含量和残碳值Ni+V：不大于20PPm残碳：不大于6%■产品分布及特点：♦气体:10〜20%,气体中主要是C3、C4,烯疑含量很高♦汽油:产率在30〜60%之间，ON高，RON可达90左右♦柴油:产率在0〜40%,CN较低，需调和或精制♦油浆:产率在0〜10%♦焦炭:产率在5%〜10%,原子比大约是C:H=1:0.3〜1哈炼80万吨/年催化裂化装置、催化重整、催化重整★★、催化重整、催化重整★★催化重整是指在催化剂的作用下，婭类分子重新排列成新分子结构的工艺过程。催化重整又按所采用的催化剂不同分为单金属重整、双金属重整和多金属重整。＞“重整”是指婭类分子重新排列成新的分子结构★★A目的：催化重整是生产高辛烷值汽油及轻芳婭（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＞催化重整原料：直憎汽油帼分（石脑油）、目前为了扩大原料来源，也有用焦化汽油、加氢汽油＞产品：高辛烷值汽油、轻芳婭（BTX）、副产氢气和液化气

1940年建成第一套催化重整装置1940年建成第一套催化重整装置(一般了解)□其发展大体可以分为三个阶段:从1940年至1949年为第一阶段。这个时期是以氧化钳/氧化铝和氧化铅/氧化铝为催化剂的重整过程，亦称为临氢重整过程；1949年美国环球油公司(UOP)开发出了钳重整催化剂；1968年雪弗隆研究公司研究成功钳铢/氧化铝双金属重整催化剂并投入工业应用，称为钳铢重整

广州石化100万吨/年催化重整联合装置6v6v加氢精制★★＞加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非桂化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以达到精制油品的目的。A加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通过精制来改善油品的使用性能。

镇海炼化180万吨/年蜡油加氢脱硫及300万吨/年加氢精制

联合装置7v延迟焦化A延迟焦化装置的作用：将重质油馆分经裂解、聚合，生成油气、轻质油，中间馆分油和焦炭。A工作原理：由于重质油在管式炉中加热，采用高的流速（在炉管中注水）及高的热强度（炉出口温度500°C）,使油品在加热炉中短时间内达到焦化反应所需的温度，然后迅速进入焦炭塔，使焦化反应不在加热炉中而延迟到焦炭塔中去进行，因此,称之为延迟焦化。（一般了解）延迟焦化约生产70%的液体产品，其中:I汽油10%〜20%；■柴油25%〜35%；I裂化原料（蜡油）25%〜35%；I石油气6%〜8%；I焦炭（也称石油焦）15%〜20%。焦化所得的气体婭和液体油品中含较多的烯炷，安定性较差，故往往作为其他装置的原料或经加氢精制等处理后成为产品。3.7石油产品3.7石油产品—、汽油二、柴油三、航空煤油四、润滑油五、石油蜡六、石油沥青七、石油焦八、液化天然气九、炼厂气我国目前将石油产品分为六大类:♦燃料：汽油、柴油、灯用煤油、喷气燃料、重质燃料油。♦润滑剂：润滑油和润滑脂。♦石油沥青：道路沥青和建筑沥青。♦石油蜡：液体石蜡、石油脂、石蜡、微晶蜡。♦石油焦炭：电极焦炭、燃料焦炭等。♦溶剂与化工原料：芳桂溶剂、溶剂油等。——、汽油——、汽油（一）、汽油机对其燃料的要求（二）、汽油的蒸发性（三）、汽油的安定性㈣、汽油的抗爆性（五）、我国汽油的牌号（六）、新配方汽油I1（一）、汽油机对其燃料的要求★★♦蒸发性能良好；♦燃烧性能良好，不产生爆震；♦储存安定性好，生成胶质的倾向小;♦对发动机没有腐蚀性。（二）、汽油的蒸发性★★汽油的蒸发性是汽油最重要的特性之一。要求汽油在进入气缸之前，能迅速气化并与空气形成可燃性混合气。一般汽油在进气管中的停留时间为0.005〜605秒，在气缸中的停留时间为0.02〜0.03秒。要想使汽油在如此短的时间内与空气形成均匀的可燃性混合气，汽油的蒸发性好坏是决定性的因素。只有当汽油具有良好的蒸发性时，发动机才能正常运转。♦如果汽油的蒸发性太差，汽油气化不完全，导致汽油机的功率降低，起动和加速都较困难。♦如果汽油的蒸发性太强，汽油在输油管中因气化而产生气阻，造成供油不足。反映汽油蒸发性能的质量指标是憎程和饱和蒸气压。★★（三）、汽油的安定性★★♦汽油安定性的定义：汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力。♦安定性差的汽油，在储存和运输的过程中易发生氧化反应生成胶质，使油品颜色变深，并产生胶状沉淀。安定性差的汽油产生的后果:♦油箱、滤网、气化器中形成胶状物，影响供油O♦沉积在电火花塞上的胶质，高温下形成积炭而短路。♦沉积在进、排气阀上的积炭，导致阀门关闭不严。♦沉积在气缸盖、活塞上的积炭，造成气缸散热不良;温度升高，以致增大爆震燃烧的倾向。

(四)、汽油的抗爆性★★(四)、汽油的抗爆性★★抗爆性：♦衡量燃料是否易于发生爆震的性质。汽油的抗爆性是用辛烷值(OctaneNumber,简称ON)来表示的，辛烷值越高，抗爆性越好。辛烷值的定义★★规定如下的标准燃料=♦抗爆性很好的异辛烷的ON=100♦抗爆性很差的正庚烷的ON=0两种物质以不同的体积比混合可得到一系列的标准燃料，标准燃料中异辛烷的体积百分数就是其辛烷值。——、汽油——、汽油（一般了解）（一般了解）根据发动机试验的方法不同，分为两种:研究法辛烷值（RON）:也就是国内采用的标号，是以较低的混合气温度（一般不加热）和较低的发动机转速（一般达600转/分）的中等苛刻条件为其特征的实验标准发动机测定的辛烷值。马达法辛烷值（MON）:美国采用此作为标号，以较高的混合气温度（一般加热至149°C）和较高的发动机转速（一般达900转/分）的苛刻条件为其特征的实验标准发动机测得辛烷值。（五）、我国汽油的牌号★★车用汽油与航空汽油均按辛烷值划分牌号。♦车用无铅汽油：90#、93#、97#,它们的RON分别不小于90、93、97o其中硫含量的指标不大于0.05m%。♦航空汽油：75#、95#、100#,它们的RON分别不小于75、95、98.6o其中硫含量的指标不大于0.05m%o

（六）、新配方汽油（六）、新配方汽油♦从汽油的憎分组成上看，憎分越轻，其抗爆性越好。♦从汽油的化学组成上看，芳婭、异构烷婭、烯婭是高辛烷值汽油组分，加入四乙基铅也可改善汽油的抗爆性能。♦含铅汽油中的四乙基铅是危害人体健康的剧毒物质，汽油中的各种芳桂也对人体具有毒害作用0二、柴油（一）、柴油机对燃料的使用要求（二）、柴油的燃烧性（三）、柴油的蒸发性㈣、柴油的流动性㈣、柴油的流动性（五）、柴油的品种和牌号（五）、柴油的品种和牌号二、柴油（一）、柴油机对燃料的使用要求★★♦良好的燃烧性能♦良好的蒸发性能和雾化性能♦适当的粘度和良好的低温性能♦良好的储藏安定性和热安定性♦对发动机没有腐蚀和磨损作用二、柴油（二）、柴油的燃烧性★★柴油良好的燃烧性能是指柴油喷入燃烧室内与空气形成均匀的可燃混合气之后，能在较短的时间内发火自燃并正常完全燃烧十六烷值（简称CN）是衡量柴油在压燃式发动机中发火性能的指标。人为规定标准燃料：★★♦正十六烷的CA/=100；♦w甲基蔡的CN=QO将这两种标准燃料按不同的体积比混合，即可配成不同十六烷值的标准燃料，其正十六烷的体积百分数即表示该标准燃料的十六烷值。把待测燃料与标准燃料在标准的单缸试验机上进行比较，与发火性能相同的标准燃料的十六烷值即为所测燃料的十六烷值。（三）、柴油的蒸发性柴油机正常工作和启动的前提条件:♦柴油先气化，气化后的柴油蒸气与空气形成均匀的可燃混合气。★★柴油机内可燃混合气形成的速度由柴油的蒸发速度决定，而柴油的蒸发速度又由燃烧室内空气的温度和压力的高低与柴油憎分的轻重两个因素来决定。★★柴油憎分过轻或过重对柴油机的工作也有不利影响:♦柴油tg分过轻，蒸发速度太快，在极短的时间内形成大量的可燃混合气发火燃烧，而使气缸内的压力急剧上升，导致柴油机工作不稳定。♦柴油tg分过重，蒸发速度太慢，来不及在极短的时间内形成混合气，而使燃烧不完全。我国轻柴油的憎程控制在200〜38CTC。

㈣、柴油的流动性㈣、柴油的流动性1.粘度柴油的粘度对柴油机中供油量的大小以及雾化的好坏有密切的关系。★★粘度过小:♦易从高压油泵的柱塞与泵筒之间的间隙回漏，导致供油不足，功率下降。♦柴油雾化后的液滴直径太小，喷出的油流射程太短，与空气混合不均，导致燃烧不完全。粘度过大:♦泵送困难，导致供油不足。♦雾化后油滴直径过大，喷出的油流射程太长,使油滴的有效蒸发面积减小，蒸发速度减慢,导致混合不均匀、燃烧不完全、耗油量增加。2、低温流动性柴油的低温流动性是关系到柴油在低温下的供油、储存和运输等作业能否正常进行的性能。柴油的低温流动性与其化学组成有关，正构烷桂含量越高，其低温流动性越差。★★为了使柴油具有良好的低温性能，柴油不能含有较多的正构烷桂；而只有一个或两个支链的异构烷婭的凝点较低，又具有较高的十六烷值，因而它是柴油的理想组分。（五）、柴油的品种和牌号★★我国的柴油分为轻柴油和重柴油。♦轻柴油适用于高速柴油机，按其凝点分为六个牌号:10vOv-10%-20v-35v-50号。♦重柴油适用于低速和中速柴油机，按5（rc的运动粘度分为10、20、30三个牌号。三、航空煤油三、航空煤油三、航空煤油三、航空煤油（一）、喷气发动机对燃料的要求（二）、喷气燃料的燃烧性能（三）、喷气燃料的热值和密度、喷气燃料的安定性1%储存安定性2、热安定性（五）、喷气燃料的低温性能（一）、喷气发动机对燃料的要求★★♦良好的燃烧性能♦适当的蒸发性♦较高的热值♦良好的安定性♦良好的低温性能♦无腐蚀性♦良好的洁净性♦较小的起电性♦适当的润滑性

（二）.（二）.喷气燃料的燃烧性能★★喷气燃料的燃烧性能良好表现在:♦热值较咼；♦燃烧稳定，不因工作条件变化而熄火，一旦熄火后在高空中容易再起动;♦燃烧完全，产生的积炭少。(三)、喷气燃料的热值和密度喷气发动机的推力取决于所用燃料的热值。(1)重量热值和体积热值★★♦重量热值是指单位重量的燃料燃烧时所放出的热量，kJ/kgo♦体积热值是指单位体积的燃料燃烧时所放出匚1匚1的热:kJ/dm3Q♦燃料的密度越大，单位体积内储备的燃料重量越大，如果重量热值较大的话，则单位体积的燃料燃烧时所能放出的热量就越多。♦重量热值越大，发动机的推力越大，耗油率越低。♦对于飞机而言，其油箱的容积是一定的，为了使一定容量的油箱中能够储备较多的热量，使飞机的航程尽可能地远一些，因而要求喷气燃料具有较高的体积热值。换言之，要求喷气燃料具有较高的重量热值和较大的密度。♦体积热值越大，飞机航程越远。

（四八喷气燃料的安定性喷气燃料的安定性也包括：★★♦储存安定性♦热安定性1、储存安定性喷气燃料在储存过程中喷气燃料在储存过程中不安定的原因:runfl含有较多的烯炷、带不饱和侧链的芳婭、非婭化合物等。这些都是不安定的组分，导致其胶质和酸度增加。2、热安定性喷气燃料受热不安定的原因:♦由于飞机在高空中以两倍以上的音速飞行，飞机表面不可避免地要与空气摩擦生热，导致油箱内燃料的温度达到10CTC以上。♦在这样高的温度下，燃料中不安定组分更加容易氧化而生成胶质和沉积物。（五）、喷气燃料的低温性能喷气燃料低温性能的定义：★★♦低温下燃料在飞机燃料系统能否顺利泵送和过滤的性能，即不能因为产生炷类结晶或所含水分结冰而堵塞过滤器影响供油。表征喷气燃料的低温性能的质量指标：★★♦结晶点：燃料在低温下出现肉眼可见的结晶时的最高温度。♦冰点：是燃料出现结晶时，再升高温度使原来结晶消失时的最低温度。四、润滑油四、润滑油四、润滑油四、润滑油（一）、润滑的定义（二）、润滑剂润滑的原理（三）、润滑剂的作用（四）、润滑油的分类（一）、润滑的定义★★（一）、润滑的定义★★润滑就是在相对运动的摩擦接触面之间加入润滑剂，使两接触表面之间形成润滑膜，是一种减少摩擦和降低磨损的技术。(-)、润滑剂润滑的原理(-)、润滑剂润滑的原理润滑剂在机件的摩擦表面上形成一层润滑剂膜，摩擦剂表面被润滑剂隔开，不会直接接触当摩擦表面做相对运动时，机件表面的直接摩擦变为润滑剂分子之间的摩擦，从而降低摩擦和磨损

（三）、润滑剂的作用（一般了解）（三）、润滑剂的作用（一般了解）润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油占全部润滑材料的85%,种类牌号繁多，现在世界年用量约3800万吨。

（四）、润滑油的分类（一般了解）（四）、润滑油的分类（一般了解）♦内燃机润