第八章燃料油品的性质

第八章燃料油品的精制知识目标：了解燃料油精制的目的、方法；熟悉燃料油精制生产原理、工艺流程、操作影响因素分析、产品组成要求；初步掌握燃料油调合原理和方法。将各种加工过程所得的半成品加工成为石油商品，一般需要通过以下两个过程：一、精制

常见的几种精制过程精制过程主

要

原

理化学精制使用化学药剂，如硫酸、氢氧化钠等与油品中的一些杂质，如硫化合物、氮化合物、胶质、沥青质、烯烃和二烯烃等发生化学反应，将这些杂质除去，以改善油品的颜色、气味、安定性，降低硫、氮的含量等。主要有：酸碱精制和氧化法脱硫醇。溶剂精制利用某些溶剂对油品的理想组分和非理想组分（或杂质）的溶解度不同，选择性地从油品中除掉某些不理想组分，从而改善油品的一些性质。例如，用二氧化硫或糠醛作为溶剂，降低柴油的芳香烃含量，改善柴油的燃烧性能，同时还能使含硫量等大为降低。由于溶剂的成本较高，且来源有限，溶剂回收和提纯的工艺较复杂，因而溶剂精制在燃料生产中应用不多。吸附精制利用一些固体吸附剂如白土等对极性化合物有很强的吸附作用，脱除油品的颜色、气味，除掉油品中的水分、悬浮杂质、胶质、沥青质等极性物质。目前，在炼厂中应用的分子筛脱蜡过程也是一种吸附精制过程。加氢精制由于有高压氢气和催化剂的存在条件下，原料中的烯烃和二烯烃等不饱和烃得到饱和，含氧、氮等非烃化合物中的氮和氧亦能变成水和氨，从油中脱除；与此同时，烃基却仍旧保留在油品中，因而产品质量得到很大的改善，而精制产品产率在各种精制方法中也最高。目前加氢精制已逐渐代替其它的精制过程成为重要的燃料精制过程。柴油脱蜡用冷冻的方法，使柴油中含有的蜡结晶出来，所得的油为低凝点的柴油，含油的蜡经脱油后可制成商品石蜡。

二、油品调合调合包含两层含义，其一，不同来源的油品按一定比例混合，如催化裂化汽油和重整汽油调合成高辛烷值汽油，常减压柴油和催化裂化柴油调合成高十六烷值柴油；其二，在油品中加入少量称为“添加剂”的物质，使油品的性质得到较明显的改善，如加抗氧剂改善燃料油的抗氧化性能。第一节酸碱精制主要内容:第二节轻质油品脱硫醇

本章小结

第一节酸碱精制

一、酸碱精制的原理

1．酸洗硫酸洗涤可以很好地除去胶质、碱性氮化物和大部分环烷酸、硫化物等非烃类化合物，以及烯烃和二烯烃。同时也除去一部分良好的组分，例如异构烷和芳香烃。2．碱洗碱洗可以除去油品中的含氧化合物（如环烷酸，酚类等）和某些含硫化合物（如硫化氢、低分子硫醇等）以及中和酸洗之后的残余酸性产物（如磺酸、硫酸酯等）。由于碱液的作用仅能除去硫化氢及大部分环烷酸、酚类和硫醇，所以碱洗过程有时不单独应用，而是与硫酸洗涤联合应用，统称为“酸碱精制”。3．高压电场沉降分离纯净的油是不导电的，但在酸碱精制过程中生成的酸渣和碱渣能够导电。在电场的作用下，一是促进反应，二是加速聚集和沉降分离。酸和碱在油品中分散成适当直径的微粒，在高电压（15000～25000v）的直流（或交流）电场的作用下，加速了导电微粒在油品中的运动，强化油品中的不饱和烃、硫化合物、氨化合物等与酸碱的反应；同时加速反应产物颗粒间的相互碰撞，促进了酸、碱渣的聚集和沉降作用，从而达到快速分离的目的。二、酸碱精制工艺流程

酸碱精制的工业流程一般有预碱洗一酸洗一水洗一碱洗一水洗等步骤。依需要精制的油品的种类、杂质的含量和精制产品的质量要求，决定每一步骤是否必需。酸碱精制—电沉降分离过程的原理流程

三、酸碱精制操作条件的选择

影响精制效果的因素和操作条件的选择

影响因素

影响精制效果的因素分析

操作条件选择精制温度

硫酸浓度

硫酸用量

接触时间碱浓度和用量

电场梯度较高温度，有利于除去芳香烃、不饱和烃以及胶质，叠合损失较大。较低温度，有利于脱除硫化物酸渣损失和叠合损失随硫酸浓度增大而增大。精制含硫量较大的油品时，须在低温下使用浓硫酸(98%)，并尽量缩短接触时间对于多硫的原料则应适当增大硫酸用量油品与酸渣接触时间过长，会使副反应增多，增大叠合损失，引起精制收率降低，也会使油品颜色和安定性变坏。接触时间过短，反应不完全，达不到精制的目的，同时也降低了硫酸的利用率为了增加液体体积、提高混合程度和减少钠离子带出，一般采用低浓度碱液，碱渣可循环利用，一般低至55%才外排电场梯度过低，起不到均匀及快速分离的作用；但过高则不利于酸渣的沉聚常温(20～35℃)

93%～98%

原料的1%

数秒到数分钟反应，十多分钟沉降

10%～30%碱液，原料重量的0.02%～0.2%

1600～3000V／cm第二节轻质油品脱硫醇

直馏产品精制的目的主要是脱除硫化物（特别是含硫原油加工的油品），而汽油、喷气燃料等轻质油品中所含硫化物大部分为硫醇。一、脱硫醇的方法

脱硫醇的方法一般有氧化、抽提、抽提－氧化三种方法1.氧化法用空气中的氧或氧化剂直接氧化油料中的硫醇，生成二硫化物。其反应如下：2.抽提法用氢氧化钠水溶液抽提油料中的硫醇。由于随着硫醇分子增大，其酸性减弱，用碱溶液抽提变为困难，因此在抽提过程中加入一些助溶剂或试剂增加硫醇在碱液中的溶解能力。常用的助溶剂有甲醇、甲酚、脂肪酸或烷基酚等。用碱液抽提硫醇反应是碱与硫醇反应生成硫醇钠。3.抽提－氧化法抽提－氧化法是将抽提法和氧化法结合起来，将碱液抽提后仍残余在油品中的高级硫醇氧化成二硫化物。具有代表性的是催化氧化脱硫醇。二、催化氧化脱硫醇法

1.催化氧化脱硫醇原理催化氧化脱硫醇法是利用一种催化剂使油品中的硫醇在强碱液（NaOH）及空气存在的条件下氧化成二硫化物，最常用的催化剂是磺化酞菁钴和聚酞菁钴等金属酞菁化合物，其化学反应为：催化氧化脱硫醇法可用于精制液化石油气（液态烃）、汽油、喷气燃料、柴油以及烷基化、叠合和石油化工生产的原料。也可以处理硫醇含量较高的催化裂化汽油、热裂化汽油和焦化汽油。2.催化氧化脱硫醇工艺流程

催化氧化脱硫醇法的流程包括抽提部分和氧化脱臭部分。

催化氧化脱硫醇工艺流程

3.催化氧化脱硫醇操作条件

催化氧化脱硫醇法所使用的催化剂磺化酞菁钴的平均分子量为730，钴含量8.1%，硫含量为8.8%。催化剂在碱溶液中浓度一般为10～125μg/g，催化剂寿命为8000～14000m3原料／kg催化剂，氢氧化钠溶液浓度为4%～25%，常用为10%。此法的反应全部在液相中进行，除抽提部分的再生段（氧化塔）在40℃左右外，其余都在常温下操作，压力为0.4～0.7MPa。脱硫醇后的成品中的硫醇含量可降低到几个或十几μg/g，液化石油气的硫醇脱除率可达100%，汽油的硫醇脱除率也可达80%以上。1．酸碱精制工艺流程：预碱洗—酸洗—水洗—碱洗—水洗影响因素：温度，硫酸用量和浓度，碱用量和浓度，反应时间及电场梯度原理：利用酸和碱对燃料