常减压装置技术问答.doc
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1、目录第一章 原油性质及评价- 2 -第二章产品种类和性质- 3 -第三章加工方案和工艺流程- 3 -第四章蒸馏原理- 3 -第五章塔及其操作- 3 -第六章加热炉及其操作习题- 3 -第七章 冷换设备及其操作- 3 -第八章泵及其操作- 3 -第九章抽真空系统- 3 -第十章蒸汽发生器- 3 -第十一章 电脱盐及精制- 3 -第十二章 装置开停工- 3 -第十三章 仪表- 3 -第十四章 节能- 3 -第一章原油性质及评价1、原油的一般性状是什么?我们所说的原油是指地下开采出来的未经加工的石油。原油通常是淡黄色到黑色的,流动或半流动的,带有浓烈气味的粘稠液体,密度一般小于1000kg/m3,但
2、世界各地所产原油从外观到性质都有不同程度的差异,从颜色看,绝大多数原油都是黑色的,但也有暗黑、暗绿、暗褐色的;从凝固点来看也有很大差异,我国沈北混合原油高达54,而新疆克拉玛依原油则低于-50。2、原油是由哪些元素组成的?这些元素以什么形式存在的?组成原油主要元素是碳、氢、硫、氧,其中碳的含量占8387%,氢含量占1114%, 两者合计达9699%, 其余的硫、氮、氧及微量元素总共不过14%,微量元素包括金属与非金属元素,在金属中量最重要的是钒(V)、镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铅(Pb)。在非金属元素中主要有氯(Cl)、硅(Si)、磷(P)、砷(As)等,这些元素虽然含量极微,但对原
3、油的炼制工艺过程影响很大。上述各种元素并非以单质出现,组成原油的化合物主要是碳元素和氢元素,是以烃类化合物的形式存在。硫、氮、氧这些元素则以各种含硫、含氧化合物以及兼含有硫、氮、氧多种元素的高分子的胶状和沥青状物质存在于原油中,它们统称为非烃类化合物。3、原油中的烃类组成是什么?原油中的烃类主要含有烷烃、芳香烃,一般不含稀烃,只有在原油的二次加工产品中含有稀烃,这些烃类组成是以气态、液态、固态的化合物存在,原油伴生气主要是甲烷及其低分子同系物组成的,因组成不同可分为干气(贫气)及湿气(富气)。在干气中,含有大量的甲烷和少量的乙烷,丙烷等气体,而在湿气中,除含有较多的甲烷、乙烷外,还含有少量易挥
4、发的液态烃如戊烷、己烷直至辛烷蒸汽,还可能有少量的芳香烃及环烷烃存在。在原油伴生气中还经常杂有非烃气体,其中最主要的是二氧化碳、氮气。在含硫原油产地的原油伴生气中,常有硫化氢的存在。原油含的液体状态按其沸点不同,可分为低沸点馏分、中间馏分以及高沸点馏分。低沸点馏分如在汽油馏分中含有C5C11的正构烷烃、异构烷烃、单环环烷烃、单环芳香烃(苯系)中间馏分如在煤油、柴油馏分中含有C10C20的正异构烷烃、带侧链的单环环烷烃、双环及三环环烷烃、双环芳香烃、环烷-芳香的混合烃。高沸点如润滑油馏分中含有C20C36左右的正构烷烃、环烷烃和芳香烃。环烷烃包括从单环直到六环甚至高于六环的带有环戊烷或环己烷的环
5、烷烃,其结构主要是以稠环类型为主。芳香烃除包括含单环、双环、三环芳香环外,还含有四环的甚至多于四个芳香环的额芳烃。此外,在芳香环中还含有为数不等,多至56个环的环烷-芳香混合烃,它们主要也是呈稠合型的。原油中还含有一些高熔点、在常温下为固态的烃类,它们通常在原油中是处于溶解状态,但如果温度降到一定程度,其溶解度就会有一部分结晶析出,在工业上称之为蜡,它们主要是分子量很大的正构烷烃,少量的异构烃、环烷及极少量芳香烃。4、原油中非烃组成是什么?原油中含有相当数量的非烃化合物,尤其在原油重馏分中其含量更高。非烃化合物的存在对原油的加工及产品的使用性能具有很大的影响。在原油加工过程中,绝大多数的精制过
6、程都是为了解决非烃化合物的问题。原油中的非烃化合物主要包括含硫、含氧、含氮化合物以及胶状、沥青状物质。硫在原油馏分中的分布一般是随着馏分沸程的升高而增加,大部分硫均集中在重馏分和渣油中。硫在原油中的存在形态已经确定的有:元素硫(S)、硫化氢(H2S)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)、环硫醚、噻吩及其同系物。直馏汽油馏分中的有机含硫化合物有硫醇、硫醚以及少量二硫化物和噻吩。直馏中间馏分中的硫化物主要是硫醚类和噻吩类。高沸馏分中含硫化物大部分也是稠环、硫原子也多在环结构上。原油中的氧大部分集中在胶状、沥青状物质中,除此之外,原油中氧均以有机化合物存在。这些含氧化合物,可分为酸
7、性氧化物和中性氧化物两类。酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸以及酚类,总称为石油酸。中性氧化物有醛、酮等,它们在原油中含量极少。在原油的酸性氧化物中,以环烷酸为最重要,它约占原油酸性氧化物的90 %左右。环烷酸的含量,因原油产地不同而异,一般多在1%以下。环烷酸在原油馏分中的分布规律很特殊,在中间馏分中(沸程约为250350左右)环烷酸含量最高,而在低沸程馏分以及高沸重馏分中环烷酸含量都比较低。原油中氮含量一般在万分之几至千分之几。在我国大多数原油含氮量均低于千分之五。大部分氮也是以胶状、沥青状物质形态存在于渣油中。原油中的氮化物可分为碱性和非碱两类。所谓碱性氮化物是指用高氯酸(HCIO)在醋酸溶液
8、中滴定的氮化物,非碱性氮化物则不能。在原油非烃化合物中,大部分是胶状、沥青状物质,它们在原油中的含量相当可观,我国目前各主要原油中,含有大约百分之之十几至四十几的胶质和沥青质。胶状、沥青状物质是原油中结构最复杂,分子量最大的物质,在其组成中除了碳、氢、氮以及一些金属元素。5、原油有哪几种分类法,我国几种典型原油怎样分类?原油的组成极为复杂,对原油的确切分类是很困难的,原油性质的差别,主要由于化学组成不同,所以一般倾向于化学分类,但有时为了应用方便,也采用工业分类。1)化学分类:原油的化学分类是以它的化学组成为基础,但因为有关原油化学组成的分析比较复杂,所以分析比较复杂,所以通常都利用原油的几个
9、与化学组成有直接关联的物理性质作为分类基础。在原油的化学分类中,最常用的有特性因数分类及关键特性分类。特性因数分类研究各族烃类的性质时发现:将各族烃类的沸点()的立方根对比重()作图,都近似直线,但其斜率不同,因此将此斜率命名为特性因数K。特性因数(K)大小,原油分为三类:特性因数(K)K12.1石蜡基原油特性因数(K)11.5K12.1中间基原油特性因数(K)10.5K40(K11.9)在0.8210-0.8562比重指数33-40(K=11.5-11.9)在0.8562以上比重指数33(K30 K12.2在0.8723-0.9305比重指数2030(K=11.5-12.2)在0.9305以
10、上比重指数20 (K11.5) 表1-2 关键馏分特性分类编号轻油部分的类别重油部分的类别原油的类别1石蜡(P)石蜡(P)石蜡(P)2石蜡(P)中间(I)石蜡-中间(P-I)3中间(I)石蜡(P)中间-石蜡(I-P)4中间(I)中间(I)中间 (I)5中间(I)环烷(N)中间-环烷(I-P)6环烷(N)中间(I)环烷-中间(N-I)7环烷(N)环烷(N)环烷(N) (1)按原油的比重分类: 原油种类:密度kg/m3轻质原油966 (2) 按原油的含硫量分类:原油种类含硫量低硫原油2%(w)但世界各国都按本国所使用原油性质规定,互不相同,以上所列的数可看作是分类的参考标准。(3)根据上述分类原则
11、,我国几种原油的分类如表1-3所示。 表1-3 我国几种原油的分类原油名称含硫%(重)密度kg/m3特性因数特性因数分类第一关健组分第二关健组分关键馏分特性分类按原油含硫量分类建议原油分类命名大庆混合原油0.11861.512.5石蜡基0.814K=12.00.85K=12.5石蜡基低硫低硫石蜡基玉门混合原油0.18861.512.3石蜡基0.818 K=12.00.87 K=12.3石蜡基低硫低硫石蜡基中原原油0458410122石蜡基石蜡基低硫低硫石蜡基克拉玛依原油0048689122中间基08280895中间基低硫低硫中间基胜利混合原油0.838896118中间基0860887中间基含硫
12、低硫环烷中间基大港混合原油0.14889.611.8中间基0.86K=11.40.887K=12环烷中间基低硫孤岛原油2039574116中间基0890936环烷基高硫高硫环烷基 注:原油特性因数分类,对某些原油分类可能不当,关键馏分分类较为合理,因为它对于沸点较低和沸点较高的馏分取不同数值,比较符合一般原油组成的实际情况。6、原油评价的内容是什么?如何评价我国几种典型原油的性质?原油评价是对原油的一般性质及特点进行一系列化验分析得出的数据和结论。可根据实际需要进行简单评价和综合评价。为了确定炼油厂加工总流程及产品方案,必须进行原油的综合评价,特别是在我国原油日趋变重和加工多种原油混合油时,更
13、有重要意义。为确定原油类别和特点,并为炼油厂设计和制定加工方案提供数据而进行的原油分析研究工作,通常包括如下内容:原油的一般性质分析如比重,粘度,凝点,含蜡量,沥青质,硅胶,胶质,残碳,水分含盐量,灰分,机械杂质,元素分析,微量金属及馏程等。原油的实沸点蒸馏,分析原油窄馏分收率及性质,并绘出原油实沸点曲线。窄馏分性质测定,将原油切割成汽油,煤油,柴油馏分以及重整原料,裂解原料等馏分,并测定其主要性质,提出原油的不同切割方案。馏分的族组成测定,进行汽油,柴油和重馏分油的烃族组成分析,进行润滑油,石蜡和地蜡的潜含量测定。有时为了得到复杂混合物的汽液间的平衡数据,还须进行平衡汽化,并作出平衡汽化时馏
14、出物的产率与温度的关系曲线。大庆原油是一种低硫,低胶,高含蜡,凝固点高的石蜡基原油,由于含烷烃多,所以,在其各个馏分中,烷烃的相对含量高,生产汽油抗爆性较差,小于180馏分,马达法辛烷值仅40左右,航煤的比重较小,结晶点较高,故只能符合2号喷气燃料规格。由于硫含量很低,因此,轻质燃料油不需精制。同时,在加工中,设备腐蚀问题不大,大庆原油的馏分组成较重,故需采取二次深度加工,以提高轻质透明燃料收率,润滑油馏分的粘温特性好,但凝固点高,加工时需要脱蜡。表1-4是我国几种典型原油的一般性质。性 质大庆混合原油胜利混合原油孤岛混合原油辽河曙光原油中原混合原油大港原油克拉玛依混合原油密度kg/m30.8
15、5220.9070.94920.91910.8410.88960.8718粘度 50厘斯22.15121.38243.570.910.1320.6428凝固点 2420-4103220-23.5含蜡量(吸附法)%25.519.6712.748.4921.414.15.12蜡熔点 41.535.0沥青质 %0.45.15.79012.560.56硅胶胶质%13.321.0534.6418.348残碳 %2.76.67.816.163.63.5含硫 %0.090.8991.8680.290.450.140.13含氮 %0.150.481.3660.15含盐 mgNacl/L14019.928.34
16、0.574水分 %0.210.81.20.90.21.40.07馏程初馏点 72719380608273200馏出%(重)127.134.257.9319.810.011.5300馏出%(重)2517.131521.0136.72531特性因数K12.512.111.711.811.712.2重金属Fe ppm8.98126.22.2Ni ppm4.04.913.630.42.518.511.9V ppm0.50.340.720.61.110.43Cu ppm120.050.160.10.760.53酸值mgKOH/g0.561.71.950.39机械杂质%0.045灰分 %0.0160.02
17、0.018胜利原油比重较大,含硫较多,胶质,沥青质含量较多,属于含硫中间基原油,由于是含硫中间基原油,因此汽油馏分的辛烷值较大庆汽油馏分的辛烷值要高,催化重整原料中的芳香烃潜含量也比大庆催化重整原料要高。喷气燃料馏分密度大,结晶点低,减压馏分拨出深度受到限制。润滑油馏分经过脱蜡后,其粘度指数较相应的大庆润滑油馏分为低,含硫多,对设备腐蚀严重,需要采取合适的防腐措施,直馏产品,二次加工产品都需要进行精制,由于胶质、沥青质含量多,经蒸馏深拨渣油,可以得到质量较好的沥青。孤岛混合原油是胜利油田中比较特殊的原油,其特点是含硫,氮,胶质较高,酸值大,粘度大,凝固点较低,属环烷-中间基原油。孤岛原油的馏分
18、较重,200以前的馏分占原油的5.8%,300以前的馏分占原油的15.8%,500以前的总拨出率为原油的45.8%,直馏汽油初馏点130馏分含环烷烃约60%,但需要精制,以除去含硫,含氮化合物才适合作重整原料,初馏点180馏分马达法辛烷值65。航空煤油比重大,结晶点低(-65),环烷烃含量高达64%,体积发热值高,但芳香烃含量高,对燃烧性能不利。直馏柴油的凝固点低,柴油指数为3839,十六烷值为4143,能满足轻柴油要求,它的主要不足之处是实际胶质太高,经碱洗后刚满足轻柴油的规格要求。减压馏分中润滑油组分的粘度指数低,为5070,大于500的减压渣油约占原油的53%,含有大量的胶质,沥青质,尤
19、其是胶质的含量更高,可以直接作为道路沥青,还可以用来制取各种高质量的沥青产品。克拉玛依原油是低硫中间基原油,特点是含硫量很低,约为0.040.07%,含蜡少,凝固点低。直馏汽油辛烷值高,加入四乙基铅后,辛烷值可达70。克拉玛依原油是生产喷气燃料和低凝固点的轻柴油的良好原料,生产的直馏馏分的缺点是酸度不合格,都超过规格指标的要求,应加以碱洗。中原混合原油比重小,粘度、胶质和硫、氮含量均较低,属低硫-石蜡基原油。小于350馏分占73.2%,是国内少有的轻质原油。宽,窄重整原料杂质含量低,可生产芳香烃和高辛烷值汽油。汽油馏分中,芳香烃含量较高,马达法辛烷值可达56,柴油馏分有较高的十六烷值,为555
20、6。颜色安定性较好,只是酸度较高需要进一步精制,减压馏分油比大庆,胜利油有较高的饱和烃含量和更低的芳烃含量,是很好的裂化原料。350500馏分中四环环烷烃含量占环烷烃总量的35%,如果作为润滑油的原料,可能会影响粘温性能。大于500渣油中饱和烃和芳香烃含量高,胶质只占总量的1/3左右,金属含量不高,可作为深度加工的较好原料。辽河曙光首站原油密度大,粘度大,含蜡量低,属低硫环烷-中间基原油。小于200度馏分收率为7.93%,小于350馏分收率为29.05%,小于565馏分收率为69.97%,汽油馏分马达法辛烷值为46.549,可作为汽油的调和组分。350565催化裂化原料油饱和烃不高,裂化性能不
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