第八章燃料油精制与调合全.doc

第八章 燃料油精制与调合 原油经过常减压蒸馏、焦化、催化裂化等加工过程得到的汽油、喷气燃料、煤油和柴油馏分一般还不能直接作为商品，其中所含烯烃、硫、氮、氧等化合物、可溶性金属盐以及乳化水等杂质致使油品有臭味、色泽深、腐蚀机械设备、不易保存等。特别是生成可溶性或不可溶性沉渣后，将严重影响油品的质量，大大降低了成品油的经济价值。 例如，由含硫原油加工得到的汽油需要经过精制处理，除去硫或硫化物，使汽油的辛烷值、安定性、抗腐蚀性等指标得到改善。当用含硫较多的原料生产喷气发动机燃料时，也需要用精制方法，去除硫、硫化物机酸和不饱和烃等。 焦化汽油含有大量烯烃特别是二烯烃，使汽油的安定性变坏，在贮存期间易生成胶质，因而需经过精制除去这些不安定的组分。直馏汽油的辛烷值往往比较低，为了提高其辛烷值，就应和辛烷值高的汽油，如催化裂化汽油、烷基化汽油等掺合，或加入适当的高辛烷值组分或抗爆剂。 直馏柴油因含环烷酸而导致酸度不合格，需进行精制。从石蜡基原油得到的直馏柴油因含蜡使其凝点偏高需进行脱蜡。焦化等热加工柴油因含胶质和含硫化物等非烃化合物使得安定性和抗腐蚀性较差，也需经过精制。柴油中芳香烃含量很高时燃烧性能差，也要采用精制的办法降低其芳香烃含量。例如，用二氧化硫或糠醛作为溶剂，降低柴油的芳香烃含量，不仅改善了燃烧性能，而且还大大降低硫含量。 同样，液化石油气(液态烃)也需除去硫化物，改善气味和消除腐蚀性等。 将各种加工过程所得的半成品加工成为商品，一般需要经过：精制、调合和加入添加剂过程。 第一节 精 制 将半成品中的某些杂质或不理想的成分除掉，以改善油品质量的加工过程称为精制。 目前，精制方法可分为加氢精制与非加氢精制两类。 加氢精制是在催化剂存在下，于300～425℃，1.5MPa压力下加氢，由于有高压氢气和催化剂的存在，不但各种石蜡基及环烷基硫化物的脱硫反应容易进行，而且芳香基硫化物也同样能进行反应。此外原料中的烯烃和二烯烃等不饱和烃可以得到饱和，含氧、氮等非烃化合物中的氮和氧亦能变成氨、水而从油中脱除，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，精制产品产率也高，可用于各种油品。但加氢精制主要存在固定投资多，生产成本高、操作难度大等问题。相关内容见催化加氢一章。非加氢精制往往是中小型炼厂的理想选择，采用的方法一般有：化学精制（主要有：酸碱精制和氧化法脱硫醇）、溶剂精制、吸附精制（如分子筛脱蜡）等。 一. 酸碱精制 1.酸碱精制的相关概念 1)酸精制 是用浓硫酸处理油品，在精制条件下浓硫酸对油品起着化学试剂、溶剂和催化剂的作用。浓硫酸可以与油品中某些烃类和非烃类化合物进行化学反应，而且对各种烃类和非烃类化合物均有不同的溶解能力。浓硫酸或者以催化剂的形式参与化学反应。在一般的硫酸精制条件下，硫酸对正构烷烃、环烷烃等主要组分基本上不起化学作用，但与异构烷烃，芳香烃，尤其是烯烃则有不同程度的化学作用，对各种烃类有微量溶解。 硫酸与异构烷烃和芳香烃可进行一定程度的磺化反应，反应生成物溶于酸渣而被除去。 硫酸与烯烃在不同条件下，进行叠合和酯化反应。 ①叠合反应 叠合反应在较高的酸浓度及温度下，通过生成酸性酯而生成的两分子或多分子叠合物大部分溶于油中，使油品终沸点升高，叠合物须用再蒸馏法除去。二烯烃的叠合反应能剧烈地进行，反应产物胶质溶于酸渣中。 非烃类可较多地溶解于硫酸中，并显著地与硫酸起化学反应。 环烷酸及酚类可部分地溶解于浓硫酸中，也能与硫酸起磺化反应，磺化产物溶解于酸 中，因而基本上能被酸除去。 硫酸对各类硫化物的作用分别是：硫酸对大多数硫化物（硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩）可借化学反应及物理溶解作用而将其除去，但硫化氢在硫酸的作用下氧化成硫，不溶于酸，仍旧溶解于油中未除去。四氢化噻吩与硫酸无作用，且不溶于酸，因此，当油品中含有大量的硫化氢时须采取预碱洗过程或加氢精制。 碱性氮化合物如吡啶等可以全部地被硫酸除去。 胶质与硫酸的作用是一部分溶于硫酸中，一部分磺化后溶于酸中，一部分缩合成沥青质，沥青质与硫酸反应亦溶于酸中。总之，胶质能溶于酸渣而被除去。 各类杂质与硫酸的反应速度大致顺序是碱性氮化物（如胺类、酰胺类及胺基酸等。）＞沥青质胶质＞烯烃＞芳香烃＞环烷酸。 总之，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。同时也除去一部分异构烷和芳香烃等良好的组分。 ②酯化反应 当温度低于30℃、硫酸用量