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石油炼制工艺学精品资料石油炼制工艺学复习提纲第二章 石油及其产品组成和性质1.石油的元素组成：基本元素（5种）C H S N O 微量元素2.杂原子(S N O和微量元素）存在的影响：a石油加工过程(催化剂失活、腐蚀、能耗） b产品的质量 杂质含量的高低与油品轻重有关3.我国原油较为典型的元素组成特点：低硫 高氮 高镍 低钒4.直馏馏分：原油直接分馏得到5.石油的馏分组成：石油气，汽油（石脑油），喷气燃料（航煤），轻柴油，重油（润滑油），常压渣油， 减压渣油6.我国原油组成特点：轻质馏分含量低、渣油含量高7.石油及其馏分的烃类（C、H）组成（分布情况）： a天然气（干气）：主要由甲烷（80）、乙烷、丙烷，丁烷、二氧化碳组成 b炼厂气 氢气、C1C4(烷烃和烯烃) c汽油馏分（C11） d中间馏分（C11C20的煤油、柴油） e高沸馏分（C20C36） f渣油 g蜡8. 石油中的非烃类化合物: 主要是含硫、含氮、含氧化合物及胶质、沥青质 a含硫化合物 b含氧化合物(主要石油酸) c含氮化合物 d胶质、沥青质：原油中的大部分硫、氮、氧及绝大部分金属集中在渣油的胶质、沥青质中第三章 石油产品及其质量要求1.石油产品分类（6大类产品）燃料油品 ：气体燃料、LPG、汽油、航空煤油、柴油、燃料油 占80以上润滑剂 ：其中内燃机油、齿轮油、液压油三大主要品种溶剂油和化工原料 蜡 沥青 焦 2. 燃料的使用性能（能判断对应性能的指标）燃烧性（抗爆性）：辛烷值（汽油）十六烷值（柴油）芳烃% 烟点 辉光值 粘度 发热值 密度（航煤）安定性 ：实际胶质 诱导期 烯烃% （汽油） 碘价 氧化安定性 10%残炭 颜色（柴油）碘价 实际胶质 动态热氧化安定性（航煤）腐蚀性 ：硫% 硫醇% 水溶性酸碱 铜片腐蚀 银片腐蚀（航煤）低温性：凝点 粘度 冷滤点（柴油） 结晶点 冰点（航煤）3. 辛烷值标准组分：异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）=100 正庚烷=04. 替代燃料（知道一些）：LPG、CNG、二甲醚(十六烷值5560) 生物柴油 GTL合成油品5. 汽油的清洁化要求：无铅化 低（蒸气压、硫、烯烃、芳烃、90%馏出温度) 较高的含氧化合物6. 我国汽油性质特点：硫含量高 汽油中烯烃含量高 汽油中芳烃水平相对较低 汽油的蒸汽压偏高 含氧化合物低 辛烷值分布差 汽油的蒸汽压偏高7.柴油清洁化要求：低硫、低芳烃（稠环芳烃）、高十六烷值8.与汽油相比，柴油特点：节油 经济 环保 清洁 动力（热值高） 安全9.润滑油的作用：密封、冷却、减磨10.润滑油组成：基础油 添加剂11.基础油的分类（按粘度指数）12.内燃机油的牌号（代表的含义）：按质量等级和粘度等级分类 质量等级分类（按字母顺序依次提高）：a汽油机油:S（AM)等 b柴油机油：C（AJ）等 c通用油（汽/柴通用）：SD/CC、SE/CC、SF/CD 粘度等级分类 单级油 :20、30、40、50、60、0W、5W、 10W、15W、20W、25W等 多级油 :5W/30 10W/30 15W/40 20W/20等 表达任何一个品种的内燃机油牌号必须同时包括质量等级和粘度等级两部分如SC 15W/3013. 石油蜡（产品的牌号和从何得到） a石蜡 商品牌号：按熔点（2）从5070划分牌号 从减压馏分中获取 b微晶蜡 商品牌号：按滴熔点划分70、75、80、85、90等5个牌号 从减压渣油中获取液体石蜡14. 沥青的三个重要指标：针入度（沥青的牌号） 延度 软化点15. 溶剂油和化工原料种类：a溶剂油 10个牌号用作溶剂、洗涤剂、萃取剂 b化工原料 石脑油、低碳烯烃、芳烃、白油、石油脂（凡士林）、硫磺、石油酸等16. 石油焦的质量指标：挥发分、硫含量、灰分第四章原油评价及加工方案1. 原油的分类： (1)关键馏分特性分类法：根据两个关键馏分的密度确定各馏分的属性（石蜡基、中间基、 环烷基）并后组合，共分为七类。（见p120) (2)商品分类法（关注硫含量）：低硫 含硫 高硫2. 我国的原油分类 ：关键馏分特性分类法+商品分类法（a大庆-低硫石蜡基 b胜利-含硫中间基）3. 原油评价的作用与目的： 评价目的（了解原油的性质、各直馏馏分和渣油的产率及性质，为炼厂装置设计和原油的加工方案提供依据） a常规评价: 炼厂装置设计依据 b综合评价: 确定加工方案依据4. 原油加工类型: a燃料型 b燃料润滑油型 c燃料化工5. 大庆原油的加工方案与胜利油加工方案的比较(必考):抓住石蜡基的区别 大庆原油： (1)原油特点：（含蜡量、凝点）高，（硫、重金属、沥青质）含量低 渣油40% (2)直馏产品特点： a直馏汽油(石脑油)产率低、辛烷值低，但适合做乙烯原料 b航空煤油密度小，结晶点高，只能生产2航煤 c 直馏柴油十六烷值高（70以上），凝点高d煤柴油馏分含烷烃多，是良好的制乙烯原料e 350525的减压馏分（VGO）链烷烃多环状烃少，润滑油潜含量高且粘度指数高，是生产润滑油基础油的良好原料，也是理想的催化裂化原料。 f减压渣油的（硫、重金属、沥青质）含量低，饱和烃量高，适合掺炼作为催化裂化原料，可作生产 低硫石油焦的原料，还可在脱沥青后作残渣润滑油生产原料 g减压渣油胶质沥青质含量低且含蜡量高，不能直接生产沥青，也不能生产高质量沥青蜡含量高且质量好 (3)加工方案: 发展重油深加工 润滑油生产 高辛烷值汽油生产胜利原油：(1)原油特点： 含硫、含氮较高(产品均需精制脱硫) 重金属、酸值、胶质沥青质含量高(2)直馏产品特点： a直馏汽油辛烷值比大庆汽油高，但产率不高。石脑油芳烃潜含量高，是催化重整的良好原料， b直馏航煤密度大、结晶点低，精制后可作1航煤 c柴油十六烷值较高，凝点低。可生产20#柴油d减压馏分（VGO）的脱蜡油粘度指数低，且酸值和硫含量高，不宜生产润滑油基础油，可作催化裂化或加氢裂化原料。 e减压渣油的脱蜡油粘度指数低，且酸值和硫含量高，不宜生产润滑油基础油；它的、重金属含量、残炭值高，只能少量掺炼或经加氢处理后作为催化裂化原料；一般作焦化原料，但石油焦品级低。f减压渣油胶质沥青质含量较高，可直接生产沥青(3) 加工方案: 大多采用燃料型加工方案，在重油深加工必须考虑加氢技术，以提高产品质量。6. 中东（含硫、高硫）原油加工方案中东原油特点是轻馏分油多，重馏分油和渣油少，且（硫、残炭、重金属）高，沥青质量好。加工方案以加氢技术为核心。7. 含酸原油加工方案 主要是环烷酸第五章 原油蒸馏1. 原油预处理（脱盐脱水）的作用：降低能耗 设备防腐 平稳操作 改善二次加工原料油质量2. 脱盐脱水的措施：注水升温加破乳剂（乳状液油包水水包油）加电场（小水滴极化聚集长大）3. 三种蒸馏形式及作用： a平衡汽化（闪蒸）: 确定油品不同汽化率时 如：进料段温度 泡点温度 露点温度 b恩氏蒸馏（渐次汽化） ：用于反映油品的馏程指标 c实沸点蒸馏（精馏）：用于原油评价4. 分离要求：一般精馏（塔顶液相回流 塔底气相回流 塔底再沸器 产品纯度高） 石油精馏 (分离要求不高,只要求产品沸程在一定范围内)5. 石油蒸馏特点: a复合塔: 除了塔顶、塔底产品外，还有多个侧线产品 b水蒸气汽提(过热水蒸气): 航煤侧线不用水蒸气汽提,采用重沸器;侧线汽提塔叠置布置;塔底不设再沸器 c塔内汽液相负荷分布: 汽化率e%塔顶产品各侧线产品收率(差值为过汽化率)； 全塔热平衡 Q入Q出剩余热Q 确定回流比 d减压蒸馏（抽真空抽的是不凝汽）：提高汽化段真空度措施（知道一些）：塔顶抽真空 减少塔板数和降低板 低压降填料 加大汽提蒸汽用量 限制减压加热炉出口 塔底缩径（1）干式减压蒸馏（2）湿式减压蒸馏（用的多）：增压喷射泵 高压蒸汽6. 回流取热：a塔顶冷回流 b顶循环回流 c中段回流(热量高，回收价值大，最有作用)7. 工艺流程图内容:原料,产品名称等,反映主要设备名称,管线连接,进出物料位置和流向,仪表及控制点8. 常压塔： a蒸馏塔出料相态：塔顶出气相，塔底出液相，侧线出液相（侧线、塔底水蒸气汽提（航煤用重沸器），侧线汽提塔） b设冷回流、顶循环回流、二个中段回流9. 减压塔:塔顶不出产品，不设冷回流(催化裂化和延迟焦化也不设冷回流)10. 产物：a初馏塔：石脑油 b常压塔 汽油、常一常五线(航煤、柴油)、常压渣油 c减压塔 重油VGO（可出减一减五线）、减压渣油11. 原油蒸馏的作用:分离得到汽油煤油柴油，为后续二次加工装置提供原料12. 能量消耗: 燃料、电、水、蒸汽 13. 耗能大户：常减压蒸馏，催化裂化14. 腐蚀类型: a低温部位（塔顶馏出线、冷凝冷却器等）: HCl-H2S-H2O b高温部位: 活性硫化物（H2S、RSH等）腐蚀, 环烷酸(主要集中在250500组分中)腐蚀15. 防腐措施:低温轻油部位: 一脱三注(电脱盐 注氨 注缓蚀剂 注软化水)、塔顶防止露点腐蚀第六章 催化裂化1. 重油轻质化解决什么问题：H/C 和 脱杂质2. 两个手段：加氢：加氢裂化 缓和加氢裂化 渣油加氢；脱碳：催化裂化 延迟焦化 溶剂脱沥青3. 催化裂化：世界上最大的催化过程，炼油化工一体化核心工艺（约80的成品汽油、约1/3的成品柴油，约40%的丙烯，大部分的液化气（LPG）（还有加氢裂化 催化重整）4. 原理：重质油在Y型分子筛催化剂、500、近常压的环境下，在提升管反应器中按正碳离子机理发生裂解反应（24 s ），生成轻质油、气体和焦炭。总体上为平行顺序反应 吸热过程5. 反应类型：裂解、异构化、芳构化、 氢转移、缩合6.反应再生系统：流态化 提升管内瞬间反应 催化剂失活 旋风分离 催化剂再生循环（提供反应所需热量）油气分离 7.原料：减压馏分油（VGO） 掺炼常压渣油 掺炼焦化蜡油 加氢后渣油 掺炼减压渣油或脱沥青油8.产物及特点：a裂化气（干气：C1-C2：含有1020%的乙烯，可作为提升气体、燃料 液化气：C3-C4：烯烃含量高（约占50%），平均30%以上的丙烯来自RFCC，我国约40%，丁烯作石化原料和合成高辛烷值） b汽油：辛烷值较高（RON90) S高 c柴油 ：十六烷值低(30)且安定性差 d焦炭（不作产品）S高9. 工艺流程及作用： a分馏：得到富气 粗汽油 柴油 回炼油 油浆 b回流取热 顶循环回流 1-2个中段回流 塔底循环, 塔顶设冷凝冷却器但不设塔顶冷回流 （主要为了减小塔顶油气管线和冷凝冷却器的负荷，从而降低压降） c吸收稳定：将富气、粗汽油分离得到干气、液化气、稳定汽油 (稳定是指蒸汽压合格) d烟气能量回收：热能、动能、化学能。烟气驱动主风机并发电，余热锅炉10. 工艺参数（影响因素） （1）反应部分：a原料性质 b催化剂类型（Y型分子筛催化剂） c反应温度（提升管出口） d反应压力(提升管顶部) e反应时间（以s计） f剂油比（C/O）（剂油比提高，转化率提高） g回炼比 （2）再生部分:焦炭来源 催化焦:缩合、氢转移反应生成 附加焦:残炭所致11. 重油催化裂化的主要困难：a残炭高引起的生焦量增加 b重金属沉积对催化剂的污染 c油烯烃、汽/柴油硫含量偏高12. 催化裂化家族技术(降烯烃多产丙烯)：工艺名称 生产目的 原料 催化剂 反应温度 反应器型式MIP 清洁汽油和丙烯 VGO+VR CGP 510 提升管上部扩径FDFCC 清洁汽油和丙烯 VGO+VR CC-20 重油520、汽油550 双提升管TSRFCC 清洁汽油和丙烯 VGO+VR LC系列 重油520、循环油530 双提升管第九章 延迟焦化1. 延迟含义：将减压渣油在加热炉出口转化率控制在最大可裂化度以内，使生焦裂化反应而延缓到专设的焦炭塔(反应器）中进行反应。自由基反应机理、平行顺序反应(裂解、缩合)2. 延迟手段：a无焰或双面辐射炉：热强度高、升温快、受热均匀 b注软化水（2 ）：提高油品流速（2m/s）3. 产物： 裂化气（C1-C2多,干气LPG） 汽油（RON70，加氢后作石脑油) 柴油（十六烷值50） 柴汽比2(柴汽比最高，转化深度低) 焦化蜡油（CGO、作为FCC原料） 石油焦 （硫含量、灰分高）4. 工艺流程：a 焦化 :焦化炉炉管细、流速高；反应器(焦炭塔)、水力除(切)焦 b分馏 :油气脱过热，得到富气、粗汽油、柴油、焦化蜡油 回流取热：顶循环、中段回流、塔底循环, 塔顶设冷凝冷却器但是不设塔顶冷回流 c吸收稳定：将富气、粗汽油分离得到干气、液化气、稳定汽油 d冷焦污水处理溶剂脱沥青1. 目的：为重油催化裂化/残渣润滑油生产提供原料2. 原料：减压渣油3. 产物：沥青、脱沥青油4. 原理：以丙烷/丁烷作溶剂，液液萃取 （生产润滑油基础油只能用丙烷） 萃取塔：转盘塔、温度梯度（1020）溶剂对油的溶解度随温度升高而降低 塔顶高：提高脱沥青油质量 塔底低：保证脱沥青油收率5. 溶剂回收（占总能耗的近85）：a临界回收：针对萃取液,在高于临界状态下操作 , 溶剂的密度 _溶解能力很低（分成轻、重液相)，无相变化,有利于节能.可回收其中8590的溶剂 b蒸发 c汽提 第七章 催化加氢1. 包括：加氢处理：15%的转化率 加氢裂化：15%的转化率2. 加氢处理包括: 对原料的处理：对催化重整原料油的加氢精制、对FCC原料（VGO、渣油）加氢精制 目的：降低原料中的杂质(硫、氮、氧、金属、残炭)含量，改善油品的后续加工性能 对半成品的的处理：对汽油、航煤、柴油、润滑油、石蜡、凡士林等的加氢精制 目的：脱除油品中的杂质(硫、氮、氧、金属、烯烃饱和)，部分芳烃的选择性加氢饱和，从而改善油品的使用性能3.加氢精制的化学反应：主要是脱杂元素 反应热效应：放热4.加氢裂化主要化学反应：烷烃（包括环上侧链）的裂化和异构化，芳香环的裂化（包括环的饱和、饱和环的开环、断裂等顺序进行的反应） 反应热效应：强放热5.正构烷烃在双功能催化剂上的加氢裂化反应步骤（P288图7-1）：必考（1）. 正构烷烃在催化剂的加-脱氢位(金属活性中心)上吸附。（2）. 吸附的正构烷烃脱氢生成正构烯烃（R1）。（3）. 正烯烃从脱氢位扩散到酸性位（酸性活性中心）。（4）. 烯烃在酸性位获得质子生成仲正碳离子（R2）。（5）. 仲正碳离子通过质子化环丙烷中间物生成叔正碳离子（R3）；（6）. 叔正碳离子通过-断裂生成异构烯烃和一个新的正碳离子（R4）。（7）. 叔正碳离子失去质子生成异构烯烃（R5）。（8）. 正、异构烯烃从酸性位扩散至金属位。（9）. 正、异构烯烃在金属位上加氢饱和（R6和R7）。（10）. 新生的正碳离子（如R+）既可获得负氢离子变成烷烃，也可继续发生-断裂（二次裂化），直至生成不能再进行-断裂的C3和i-C4正碳离子为止。这正是加氢裂化气体产物中富含的C3和i-C4的原因。6.加氢精制催化剂：Co、Mo、W、Ni的组合+助剂/载体7.加氢裂化催化剂：Co、Mo、W、Ni的组合+助剂/酸性载体 加氢 酸功能（异构化、裂化）8. 氢气来源：烃类（天然气、轻烃、石脑油）的水煤气法制氢 催化重整副产氢 9. 催化加氢工艺：（1） 加氢裂化：a原料：减压蜡油、焦化蜡油、FCC循环油、脱沥青油 b产物：干气、LPG、石脑油（轻、重） /汽油、 航煤/柴油、尾油（作润滑油基础油/乙烯裂解/FCC原料）-优质产品 c优点:原料适应面广，生产方案灵活，产品质量好(优质石脑油、航煤、低凝点柴油、尾油）收率高。 两段法工艺流程两种操作方案：a第一段精制，第二段加氢裂化 b第一段精制并进行部分裂化，第二段加氢裂化 能处理一段流程不能处理的原料、且灵活性大，航煤收率高，能生产汽油 循环氢作用：热载体、保护催化剂、使油气分布均匀、参与反应 冷氢：控制床层温升 新H2：补充耗氢 注软化水：溶解铵盐结晶水合物，防冷却管堵塞 油气分离罐：高压分离（高压分离器的作用分离得到循环氢）、低压分离 先稳定后分馏工艺条件：反应压力：1020MPa 氢油比（V）：氢油比PH2 反应速度主要加氢设备：热壁反应器（安全性好）( 2 )渣油加氢渣油加氢生产目的: 以渣油为原料，控制一定的转化深度（异构烷烃和异构烯烃正构烯烃及环烷烃正构烷烃 此外，醚类物质不仅具有极高的辛烷值，且有助于提高燃油经济性和环保2. 主要工艺：催化裂化 异构化 醚化 烷基化3. 国外的汽油组成：三三三制 （我国优质高辛烷值清洁汽油组分生产能力很低）4. 异构化：a优点：操作费用低、产率高、辛烷值高而芳烃含量低、能调节汽油前端辛烷值 b原料：直馏轻石脑油（C5C6馏分），重整拔头油 c产物：异构化汽油，RON达9092 d催化剂：Pt(Pd)/丝光沸石（中温）Pt/Al2O3,AlCl3(低温) e反应温度：中温 280，低温 200 f工艺方案：异构化吸附（5A分子筛）脱附5. MTBE（甲基叔丁基醚）生产: a优点：辛烷值高(RON117)，含氧量高，提高燃料使用的经济性。 b原料：甲醇、异丁烯 c催化剂：固体大孔磺酸树脂 d反应温度：约60 e反应压力：保持液相，1.0-1.5MPa f催化蒸馏技术（可逆放热反应、提高转化） ETBE、 TAME6. 烷基化: a原料：异丁烷和C4烯烃 b产物：烷基化油，RON 约为96 c催化剂： 硫酸， 氢氟酸 d反应温度：510 30左右 e反应压力：保持液相，约0.25Mpa第十一章 润滑油的生产1. “老三套”工艺：溶剂精制-溶剂脱蜡-白土补充精制2. 各工艺的作用： 常减压蒸馏：切割减压侧线油（VGO），控制粘度 溶剂脱沥青：降低残炭。采用丙烷作溶剂 溶剂精制：提高粘度指数和安定性，降低残炭。采用液液萃取 溶剂脱蜡：降低凝固点， 脱除正构烷烃。液液萃取 补充精制：脱除残余溶剂，改善色度，采用白土精制或加氢精制 调合：满足润滑油粘度要求，同时加5-15%的各种添加剂，以满足其它使用性能要求3. 溶剂精制工艺： 温度梯度：塔顶高（保质量），塔底低（保收率） 溶剂回收：多效蒸发（利用不同压力下溶剂蒸发温度高低，以便有较大的传热温差合 理安排换热）、蒸发汽提4. 溶剂脱蜡工艺： 目的：降低凝点，改善流动性。 通常以丁酮和甲苯的混合溶剂（溶解油） 液液萃取：对油和蜡溶解度差异。低温操作、固液分离 脱蜡温差脱蜡油凝固点脱蜡温度（过滤温度） 反映溶剂选择性（脱蜡温差小，选择性好） 溶剂回收：多效蒸发（对滤液）、水蒸气汽提5. 临氢工艺： a出发点是采用化学方法将非理想组分转化为高质量的润滑油馏分，避免了物理分离方法造成的环境污染和能源损耗。可生产和三类基础油。 b润滑油临氢工艺的三大优势：经济优势、 环保优势 、质量优势 c加氢补充（后）精制：原料先萃取再加氢 d加氢预处理：原料先加氢再萃取 e异构脱蜡 CHEVRON异构脱蜡工艺 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢10