02工艺学(课件二原油的加工过程).ppt

主要内容 课前提问 石油的基本知识 原油的一次加工 汽油和柴油的质量指标 原油的二次加工 作业 课前提问 什么是化学工艺学？ 石油的性质 又称原油，一种有气味的黄到黑褐色或青色的粘稠液体，相对密度为0.75~1.0； 存在于地下多孔的储油构造中，由低级动植物在地压和细菌作用下，经复杂的化学和生物化学变化而形成。 石油的组成 元素组成：主要元素为C（85~87 %）、H（11~14 %），少量元素O、S、N合计约1 %。 化合物组成：主要为烷烃、环烷烃和芳烃等烃类，及少量S、O、N有机化合物。 硫化物如H2S、硫醇(RSH) 、二硫化物(RSSR)和杂环化合物等，多数石油含硫量小于1 %。 硫化物的危害和脱硫的必要性 H2S和硫醇等有腐蚀性，而本身无腐蚀性的硫醚和二硫化物等热分解后生成H2S和硫醇； 燃烧产物SO2是污染物； 硫化物使催化剂中毒。向含硫原油中加入适量的碱性中和剂和缓蚀剂，可减轻硫化物对设备的腐蚀。 氮化物和氧化物 氮化物：主要如吡咯、吡啶、喹啉和胺类等，含量在千分之几至万分之几，胶质、沥青质和沥青质酸等胶状物质越多，含氮量越高。 氧化物：主要如环烷酸和酚类等，含量在千分之几至百分之一。因呈酸性，有腐蚀性，作为有用化合物可回收利用。 原油的分类 原油的分类（续） 石蜡基原油：烷烃含量一般50%，密度较小，含蜡量较高，凝点高，含S、N和胶质较低，如大庆原油。 环烷基原油：环烷烃和芳烃含量较多，密度较大，凝点较低，含S、胶质和沥青质较多，如胜利油田的孤岛原油。 中间基原油：介于两者之间。 原油的分类（续） 将原油放在特定的简易蒸馏设备中，按规定的条件蒸馏，切割出的250~275℃和395~425℃的馏分分别作为第一和第二关键馏分，测定其密度后进行分类，如第一关键馏分为石蜡，第二关键馏分为中间，则原油为石蜡－中间，见表2-3-05。 注：原油有时也按关键馏分进行分类。 原油的一次加工 原油的预处理 原油的常减压蒸馏 原油的预处理 原油中的水会增加燃料消耗和蒸馏塔顶冷却器的负荷； NaCl等无机盐受热后易水解成盐酸，腐蚀设备，还在换热器和加热炉管壁上结垢，影响传热效果； 重馏分油和渣油中残存的盐类还会影响油品二次加工过程及其产品的质量。 原油常减压蒸馏流程图 原油常减压蒸馏流程 原油预热至200~240℃后，入初馏塔，轻汽油和水蒸气由塔顶蒸出，冷却至常温，经分离器分离掉水和未凝气，得轻汽油（国外称“石脑油”），未凝气称“原油拔顶气”，主要为丁烷和丙烷等低碳烷烃，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。 原油常减压蒸馏流程（续） 初馏塔底油料经常压加热炉2加热至360~370℃后，入常压塔3，塔顶出直馏汽油，第一、二侧线分别出直馏煤油和柴油。常压塔釜重油在减压加热炉4中加热至380~400℃，进入减压蒸馏塔5。减压操作的目的是避免重组分在高温下分解（裂解）。常压塔三、四线油和减压塔侧线油总称“常减压馏分油”，用作炼油厂催化裂化等装置的原料。 汽油的质量指标 馏分组成：和蒸馏塔的操作有关； 安定性：指生成胶质的难易性，和原油性质有关，对催化裂化等二次加工所得汽油，还与其不饱和烃含量有关； 辛烷值：汽油在内燃机中燃烧时衡量抗暴振性能的指标，和汽油组分有关，通常，直链烷烃的暴振大，而芳烃、环烷烃和异构烷烃等暴振小。辛烷值越高，汽油质量越好。 传统提高汽油辛烷值的方法 添加四乙基铅； 增加芳烃、环烷烃和异构烷烃，尤其是芳烃量； 添加烷基醚或烷基醇，尤其是甲基叔丁基醚(MTBE)。趋势是汽油无铅化，采用新配方汽油，见2-3-08。 新配方汽油 通过限制雷德蒸汽压，将芳烃、稀烃和苯的含量分别降至≤25%、≤5%和≤1.0%，减少汽油因蒸发而逸散的挥发性毒物（主要是致癌物苯）和C5以下烃类的量。芳烃含量25%后，汽车尾气中氮氧化物（NOx）、未燃烧烃和CO含量急剧增加。烯烃除对汽油安定性不利外，其较高的光化学反应活性还能促进地面臭氧的生成，减少稀烃还可使尾气中NOx含量下降； 新配方汽油（续） 氧含量提高至2.0%以上，减少尾气中CO和未燃烧烃类量。 添加烷基醚（如甲基叔丁基醚MTBE）和烷基醇等不仅能提供低挥发性的氧，且辛烷值较高。 辛烷值的测定 将异辛烷规定为100，正庚烷为0，两者以不同比例混合，制成标准燃料汽油。然后在标准汽油机中，将待测汽油和标准汽油相比，若两者在标准汽油机中的抗暴振性能一样，则待测汽油的辛烷值就是同测标准汽油中异辛烷的百分含量。 测定方法有马达法和研究法两种，通常取两者的平均值作为汽油指标，市售汽油号数即为辛烷值数值。 柴油自燃性能的衡量——十六烷值 在单缸发动机中测定，当试验油料的自燃性和十六烷与2-甲基萘某一混合物的自燃性能相同时，待测油料的十六烷值就是混合油料中十六烷的体积百分数