煉油工藝基礎(chǔ)知識(shí)-最全.ppt

煉油工藝基礎(chǔ)知識(shí) 二一一年九月,第二章 石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求,第三章 石油煉制概述,第四章 常減壓裝置,第五章 催化裂化裝置,第六章 延遲焦化裝置,第七章 加氫精制和加氫裂化裝置,第一章 石油及其產(chǎn)品的化學(xué)組成和物理性質(zhì),第八章 催化重整裝置,第九章 煉廠氣加工,第一章 石油及其產(chǎn)品的化學(xué)組成和物理性質(zhì) 第一節(jié) 石油的化學(xué)組成 一、石油的外觀性質(zhì) 1、顏色及密度 石油通常是黑色、褐色或黃色的流動(dòng)或半流動(dòng)的粘稠液體； 石油都有不同程度的臭味，這是因?yàn)楹辛蚧锏木壒剩?多數(shù)原油的密度集中在800980kg/m3之間，但也有個(gè)別原油的相對(duì)密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下； 不同石油的流動(dòng)性差別很大，有的石油其50運(yùn)動(dòng)粘度為1.46mm2/s，有的卻高達(dá)20000mm2/s；,2、我國(guó)主要原油的特點(diǎn) 大多數(shù)原油的相對(duì)密度（d204）0.85，屬較重原油； 凝點(diǎn)高，含蠟量高； 含硫量較低； 含氮量偏高，大部分原油N0.3% ； 二、石油的元素組成 原油中的主要元素是C、H，其中碳含量為8387%，氫含量為1114%； 原油中除C、H外，還有S、N、O及其他微量元素(15%) 原油中的微量金屬元素有V、Ni、Fe、Cu、As、Ca、Cl、P、Si等 ；,石油中的非碳?xì)湓臃Q為雜原子。與國(guó)外原油相比，我國(guó)原油的含硫低、含氮量高 ； 碳?xì)浔龋菏怯脕?lái)反映原油的屬性的一個(gè)參數(shù)，與原油的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)系 各種烴類碳?xì)湓颖却笮№樞蚴牵和闊N環(huán)烷烴芳香烴 各種油品的H/C 天然氣 液化氣 汽油 柴油 輕質(zhì)油 3.90 2.20 1.902.20 1.601.80 1.802.0 普通原油 重質(zhì)油 減壓渣油 瀝青 石油焦 1.501.90 1.50 1.401.70 1.101.20 0.300.40,三、石油的烴類組成 1、石油的烴類組成 從化學(xué)組成來(lái)看，石油中主要含有烴類和非烴類這兩大類，其中烴類主要是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。 烴類和非烴類存在于石油的各個(gè)餾分中，但因石油的產(chǎn)地及種類不同，烴類和非烴類的相對(duì)含量差別很大。輕質(zhì)石油的烴類含量高達(dá)90%以上，但是重質(zhì)石油的烴類含量相對(duì)較低，有的甚至低于50%。 在同一原油中，隨著餾分沸程的升高，烴類含量在逐漸降低，而非烴類含量在漸漸增加。在輕油餾分中，烴類占絕大部分，非烴類的含量很少；相反，在高沸點(diǎn)的石油餾分中，尤其是在減壓渣油中，非烴類的含量明顯增多。,2、不同烴類對(duì)各種石油產(chǎn)品性質(zhì)的影響各不相同。 l）烷烴 烷烴是石油的主要組分。在常溫常壓下，C1-C4的烷烴為氣體，C5-C15的烷烴為液體，大于C16的正構(gòu)烷烴為固體。 含有大量甲烷和少量乙烷、丙烷的天然氣稱為干氣，除含有較多的甲烷、乙烷外，還含有少量易揮發(fā)的液化烴（如戊烷、己烷、辛烷）的天然氣稱為濕氣。 烷烴的密度最小，粘溫性最好，是燃料與潤(rùn)滑油的良好組分。正構(gòu)烷烴是壓燃式內(nèi)燃機(jī)燃料的良好組分，但正構(gòu)烷烴的含量也不能過(guò)多,否則凝點(diǎn)高,低溫流動(dòng)性差。異構(gòu)烷烴是點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的良好組分。,2）環(huán)烷烴 環(huán)烷烴具有良好的化學(xué)安定性，與烷烴近似但不如芳香烴。其密度較大，自燃點(diǎn)較高，辛烷值居中。它的抗爆性及燃燒性較好、凝點(diǎn)低、潤(rùn)滑性好，故也是汽油、潤(rùn)滑油的良好組分。環(huán)烷烴有單環(huán)烷烴與多環(huán)烷烴之分。潤(rùn)滑油中含單環(huán)烷烴多則粘溫性能好，含多環(huán)烷烴多則粘溫性能差。 3）芳香烴 芳香烴化學(xué)安定性良好，與烷烴、環(huán)烷烴相比，其密度最大，自燃點(diǎn)最高，辛烷值也最高，故其為汽油的良好組分。但由于其發(fā)火性差，十六烷值低，對(duì)于柴油而言則是不良組分。潤(rùn)滑油中若含有多環(huán)芳香烴則會(huì)使其粘溫性顯著變壞，應(yīng)盡量去除。,此外，芳香烴對(duì)有機(jī)物具有良好的溶解力，某些溶劑油中需有適當(dāng)含量，但因其毒性較大，含量應(yīng)予控制。 4）不飽和烴 不飽和烴在原油中含量極少，主要是在二次加工過(guò)程中產(chǎn)生的。熱裂化產(chǎn)品中含有較多的不飽和烴，主要是烯烴，也有少量二烯烴，但沒(méi)有炔烴。 烯烴的化學(xué)安定性差，易氧化生成膠質(zhì)，但辛烷值較高，凝點(diǎn)較低。故有時(shí)也將熱裂化餾分(含有烯烴、二烯烴)摻入汽油中以提高其辛烷值，摻入柴油中以降低其凝點(diǎn)。但因烯烴安定性差，這類摻合產(chǎn)品均不宜長(zhǎng)期儲(chǔ)存，摻有熱裂化餾分的汽油還應(yīng)加入抗氧防膠劑。,3、原油中的非烴化合物 石油中的非烴化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物和膠狀瀝青狀物質(zhì)。 l）石油中的含硫化合物 活性硫化物：元素硫、硫化氫以及硫醇等，對(duì)金屬設(shè)備具有較強(qiáng)腐蝕作用； 非活性硫化物：硫醚、二硫化物和噻吩等，對(duì)金屬設(shè)備無(wú)腐蝕作用；但一些非活性硫化物受熱分解后會(huì)變成活性硫化物； 2）石油中的含氮化合物 石油中的氮含量一般比硫含量低，通常在0.050.5%之間，僅有少部分原油的氮含量超過(guò)0.6%。石油中的氮分布也是隨著餾分沸點(diǎn)的升高，其氮含量迅速增加，約有80%的氮集中在400以上的重油中。我國(guó)原油的氮含量偏高，且大多數(shù)原油的減壓渣油中濃集了約90%的氮。,3）石油中的含氧化合物 石油中的氧含量一般為千分之幾，個(gè)別石油可高達(dá)23%。在石油中，氧元素都是以有機(jī)含氧化合物的形式存在的，主要分為酸性含氧化合物和中性含氧化合物兩大類。 酸性含氧化合物：環(huán)烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚類等 中性含氧化合物：醇、酯、醛及苯并呋喃等 原油的酸值一般不是隨著其沸點(diǎn)的升高而逐漸增大，而是呈現(xiàn)出若干個(gè)峰值，原油不同，其峰值也不同，但是大多數(shù)原油在300450餾分左右存在一個(gè)酸值最高峰。 石油中的含氧化合物主要以酸性含氧化合物為主，其中主要是環(huán)烷酸，占石油酸性含氧化合物的90%左右。經(jīng)受環(huán)烷酸腐蝕的一般光滑無(wú)垢，低流速部位僅留下尖銳的孔洞，高流速部位則順著流向出現(xiàn)溝槽。處于環(huán)烷酸腐蝕條件下，碳鋼腐蝕率可為79毫米年，高環(huán)烷酸含量及某些特殊部位達(dá)到20毫米年。,第二節(jié) 石油及其產(chǎn)品的物理性質(zhì) 一、密度和相對(duì)密度 1、定義 密度是單位體積物質(zhì)在真空中的質(zhì)量，g/cm3，kg/m3 我國(guó)規(guī)定20時(shí)的密度為石油產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)密度，20 在一定條件下，以一種液體的密度與另一種參考物質(zhì)密度的比值來(lái)表示物質(zhì)的相對(duì)密度，又稱比重； 常用的有d204 (我國(guó))，d15.615.6(歐美),2、油品密度與化學(xué)組成的關(guān)系 分子量相近的不同烴類之間密度有明顯差別 芳烴環(huán)烷烴烷烴 同一種原油 沸點(diǎn)增加，分子量增大，密度增大 對(duì)不同原油 ，同樣沸程，相對(duì)密度差別很大 一般來(lái)說(shuō)，環(huán)烷基的中間基的石蠟基的 3、與溫度、壓力的關(guān)系 同一油品，溫度上升，相對(duì)密度減小 在一定壓力范圍內(nèi)，壓力升高，對(duì)油品相對(duì)密度的影響可以忽略，只有當(dāng)壓力極大(幾十兆帕)時(shí)，才考慮壓力對(duì)相對(duì)密度的影響,4、油品的混合密度 屬性相近油品混合，混合密度可近似按可加性計(jì)算； 屬性相差很大的兩類組分(如烷烴和芳香烴)混合時(shí)，體積可能增大 ； 密度相差懸殊的兩個(gè)組分(如重油和輕烴)混合時(shí)，體積可能收縮 ； 二、特性因數(shù)(K) 1、定義 特性因數(shù)是反映石油或石油餾分化學(xué)組成特性的一種特性數(shù)據(jù)，應(yīng)用極為普遍。是烴類絕對(duì)溫度表示的沸點(diǎn)的立方根對(duì)相對(duì)密度作圖，所得曲線的斜率；,2、不同烴類K值的大小 同族的烴K值相近，不同族的烴K值不同 含烷烴多的石油餾分K值較大，約為12.513.0，含芳烴多的石油餾分K值為1011，一般石油的特性因數(shù)在12.513.0之間，我國(guó)大慶原油K值為12.5，勝利原油K值為12.1。 3、用途 特性因數(shù)對(duì)于了解原油分類和確定原油加工方案，油品的化學(xué)組成及油品的其它特性是十分有用的。石油餾分的特性因數(shù)，結(jié)合相對(duì)密度或平均沸點(diǎn)可求得油品的其他物理性質(zhì)。,三、平均相對(duì)分子量 1、定義 在煉油設(shè)備計(jì)算中，應(yīng)用最多的是數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量，石油餾分的平均相對(duì)分子量隨餾分沸程的升高而增大。 2、油品分子量的變化規(guī)律 汽油：100120 煤油：180200 輕柴油：210240 低粘度潤(rùn)滑油：300360 高粘度潤(rùn)滑油：370500,四、粘 度 1、定義 粘度是評(píng)價(jià)原油及其產(chǎn)品流動(dòng)性能的重要指標(biāo)，是噴氣燃料、柴油、重油和潤(rùn)滑油的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，特別是對(duì)各種潤(rùn)滑油的分級(jí)、質(zhì)量鑒別和用途具有決定意義。粘度對(duì)油品流動(dòng)和輸送時(shí)的流量和壓力降也有重要影響。 粘度是表示液體流動(dòng)時(shí)分子間摩擦而產(chǎn)生阻力的大小。粘度的表示方法有動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度及恩氏粘度等。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）規(guī)定統(tǒng)一采用運(yùn)動(dòng)粘度。,煉油工藝基礎(chǔ),動(dòng)力粘度 動(dòng)力粘度是表示液體在一定剪切力下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度。在我國(guó)法定單位制中以帕秒（Pas）表示，習(xí)慣上用厘泊（cP）為單位。1 Pas=1000 cP。 運(yùn)動(dòng)粘度 運(yùn)動(dòng)粘度是表示液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，其值為相同溫度下液體的動(dòng)力粘度與其密度之比，在法定單位制中以m2/s表示。在物理單位制中運(yùn)動(dòng)粘度單位為cm2/s（st），常用單位是mm2/s，稱作厘斯（cSt）。,煉油工藝基礎(chǔ),恩氏粘度 恩氏粘度是條件性粘度，常用于表示油品的粘度。 2、粘度性質(zhì) 石油及其餾分或產(chǎn)品的粘度隨其組成不同而不同。含烷烴多（特性因數(shù)大）的石油餾分粘度較小，含環(huán)狀烴（特性因數(shù)小）的石油餾分粘度較大。一般來(lái)說(shuō)，石油餾分愈重、沸點(diǎn)愈高，則其粘度愈大。 溫度對(duì)油品的粘度影響較大，溫度升高，液體油品的粘度減少，而油蒸汽的粘度增大。,煉油工藝基礎(chǔ),對(duì)于相同沸點(diǎn)的不同石油餾分，含環(huán)狀烴多則粘度高；環(huán)數(shù)越多，粘度越大 當(dāng)烴類分子中的環(huán)數(shù)相同時(shí)，其側(cè)鏈越長(zhǎng)則其粘度越大 相同環(huán)數(shù)和碳數(shù)的芳香烴和環(huán)烷烴：環(huán)烷烴芳香烴 五、 油品的低溫性能 1、油品在低溫下失去流動(dòng)性有兩種情況： 粘溫凝固：含蠟很少或不含蠟的油品，在溫度下降時(shí)，粘度迅速升高，當(dāng)粘度大到一定程度后（3105mm2/s）,油品就會(huì)變成無(wú)定型的玻璃狀物質(zhì)，失去流動(dòng)性，這種凝固稱為粘溫凝固。,煉油工藝基礎(chǔ),構(gòu)造凝固：含蠟原油或油品，在溫度下降過(guò)程中，由于蠟結(jié)晶析出而引起的凝固。 2、 濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)和冰點(diǎn) 是表征煤油、航空汽油和噴氣燃料的低溫性能指標(biāo)。 濁點(diǎn)：是煤油的低溫指標(biāo)，在規(guī)定條件下降溫，當(dāng)煤油出現(xiàn)霧狀或渾濁時(shí)的最高溫度。 結(jié)晶點(diǎn)：是在規(guī)定條件下冷卻油品，出現(xiàn)用肉眼可以分辨的結(jié)晶時(shí)的最高溫度。 冰點(diǎn)：是在規(guī)定條件下冷卻油品到出現(xiàn)結(jié)晶后，再使其升溫，使原來(lái)形成的結(jié)晶消失時(shí)的最低溫度。同一油品的冰點(diǎn)比結(jié)晶點(diǎn)高13。 同一油品：濁點(diǎn)冰點(diǎn)結(jié)晶點(diǎn)。,煉油工藝基礎(chǔ),3、 凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和冷濾點(diǎn) 是原油、柴油、潤(rùn)滑油和燃料油的重要使用性能指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)正逐步采用以傾點(diǎn)代替凝點(diǎn)、用冷濾點(diǎn)代替柴油凝點(diǎn)。 對(duì)于石油產(chǎn)品，沒(méi)有固定的“冰點(diǎn)”，也沒(méi)有固定的“溶點(diǎn)”。所謂油品的“凝點(diǎn)”是在嚴(yán)格的儀器、操作條件下測(cè)得油品剛失去流動(dòng)時(shí)的最高溫度。 (Condensation Point) 傾點(diǎn)：是指油品能從規(guī)定儀器中流出的最低溫度，也稱為流動(dòng)極限，它比凝點(diǎn)能更好地反映油品的低溫性能，被規(guī)定作為ISO標(biāo)準(zhǔn)。(Pour Point) 冷濾點(diǎn)：是在規(guī)定的壓力和冷卻速度下，測(cè)得20ml試油開(kāi)始不能全部通過(guò)363目/in2的過(guò)濾網(wǎng)時(shí)的最高溫度。冷濾點(diǎn)能較好地反映柴油的泵送和過(guò)濾性能，與實(shí)際使用情況有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以目前用冷濾點(diǎn)替換凝點(diǎn)指標(biāo)。,煉油工藝基礎(chǔ),六、油品的燃燒性能 石油和石油產(chǎn)品大都是易燃易爆產(chǎn)品，其使用性能主要用閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)來(lái)描述。 1、閃點(diǎn)(flash point) 爆炸上限和下限 在加熱油品時(shí)，隨著油品溫度的升高，油品上方空氣中的油氣濃度逐漸增大，當(dāng)用外來(lái)火源去引燃油氣混合氣時(shí)，發(fā)現(xiàn)在一定濃度范圍內(nèi)，油品上方會(huì)出現(xiàn)瞬間閃火或爆炸現(xiàn)象。當(dāng)油氣濃度低于這一范圍，油氣不足，而高于這一范圍，則空氣不足，都不能閃火爆炸，因此稱這一油氣濃度范圍為爆炸范圍。其下限濃度稱為爆炸下限，上限濃度稱為爆炸上限。因此,煉油工藝基礎(chǔ),在儲(chǔ)存油品時(shí)，應(yīng)使油品上方的油氣濃度在爆炸范圍之外，這樣在有外來(lái)火源時(shí)，才不至于發(fā)生閃火爆炸事故。 閃點(diǎn)是指油品在常壓下油氣混合氣相當(dāng)于爆炸下限或上限時(shí)的油品溫度。因此閃點(diǎn)可以認(rèn)為是一個(gè)溫度范圍。而平時(shí)我們使用爆炸下限溫度或者爆炸上限溫度來(lái)作為油品的閃點(diǎn)。 汽油的閃點(diǎn)是相當(dāng)于爆炸上限的油品溫度，而煤、柴油和潤(rùn)滑油等的閃點(diǎn)是相當(dāng)于爆炸下限時(shí)的油品溫度。 石油產(chǎn)品的餾程越輕，蒸汽壓越大，閃點(diǎn)越低。 閃點(diǎn)越低表明其著火危險(xiǎn)性越大。因此石油產(chǎn)品以其閃點(diǎn)作為著火危險(xiǎn)等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。,煉油工藝基礎(chǔ),通過(guò)油品閃點(diǎn)的大小來(lái)確定油品儲(chǔ)存或使用時(shí)應(yīng)采用的溫度。從防火角度來(lái)看，敞開(kāi)裝油容器或傾倒油品時(shí)的溫度應(yīng)比油品的閃點(diǎn)低至少17。 混合油品的閃點(diǎn)不具備加和性，其閃點(diǎn)總是低于按可加性計(jì)算的混合油閃點(diǎn)。 2、燃點(diǎn)：油品在規(guī)定條件下加熱到能被外部火源引燃并連續(xù)燃燒不少于5秒鐘時(shí)的最低溫度 。 3、自燃點(diǎn)：把油品預(yù)熱到很高溫度，然后使其與空氣接觸，則不需引火，油品即可能因劇烈氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒，能產(chǎn)生自燃的最低溫度。,煉油工藝基礎(chǔ),通過(guò)定義我們可以看到，測(cè)閃點(diǎn)與燃點(diǎn)時(shí)需外部火源引燃；而自燃點(diǎn)卻不需要，但它也有條件，就是油品在具有高溫時(shí)才會(huì)出現(xiàn)自燃。象煉廠高溫法蘭處漏油時(shí)發(fā)生的火災(zāi)就屬于油品的自燃。 4、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)與油品的組成的關(guān)系 同族烴中，分子量增大，閃點(diǎn)增高，燃點(diǎn)增高，自燃點(diǎn)降低 油品越輕，閃點(diǎn)越低，燃點(diǎn)越低，自燃點(diǎn)越高 烷烴比芳烴易于自燃，所以烷烴的自燃點(diǎn)低(芳香烴比烷烴穩(wěn)定)，但烷烴的閃點(diǎn)卻比粘度相同而含環(huán)烷烴和芳香烴較多的油品高。,煉油工藝基礎(chǔ),從安全放火的角度來(lái)說(shuō)，輕質(zhì)油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重質(zhì)油品應(yīng)防止高溫泄露，遇空氣自燃。 七、油品的其他物理性質(zhì) 1、含硫量 石油中的硫化物對(duì)石油加工及石油產(chǎn)品的使用性能影響很大。因此，含硫量是評(píng)價(jià)石油性質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是選擇石油加工方案的依據(jù)。含硫量的測(cè)定方法有多種，如硫醇硫含量、硫含量（即總硫含量）、腐蝕等定量或定性方法，通常，含硫量是指油品種含硫元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 2、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和含蠟量 這三種物質(zhì)對(duì)石油輸送、加工方案的確定影響很大，特別是制定高含蠟易凝石油加熱輸送方案時(shí)，膠質(zhì)與含蠟量間之比會(huì)顯著影響熱處理的效果。三者含量均以m%表示，是評(píng)價(jià)原油的重要指標(biāo)。,煉油工藝基礎(chǔ),3、殘?zhí)亢突曳?油品的殘?zhí)渴窃谝?guī)定儀器中，油品按規(guī)定條件蒸發(fā)、分解、灼燒后形成的黑色焦?fàn)顨埩粑镎荚嚇拥膍%稱為殘?zhí)?，其大小間接表明油品在使用中出現(xiàn)結(jié)焦和積炭的傾向；也反映了油品，特別是潤(rùn)滑油的精制深度，精制深的油品，含重組分、非烴類化合物及膠質(zhì)少，殘?zhí)恐稻偷汀?灰分是油品煅燒后的固體殘余物，其組成、含量隨石油種類、性質(zhì)和加工方法不同而異。油品中的灰分主要是由少量無(wú)機(jī)鹽、金屬化合物及機(jī)械雜質(zhì)所構(gòu)成。油品中的灰分會(huì)導(dǎo)致油品在使用中引起機(jī)械磨損、積炭、積垢和腐蝕，因而是汽輪機(jī)油和鍋爐燃料等石油產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標(biāo)。,煉油工藝基礎(chǔ),第二章 石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求 第一節(jié) 汽油(gasoline) 汽油是消耗量最大的品種。汽油的沸點(diǎn)范圍（又稱餾程）為30205 ， 密度為0.700.78克/厘米3，商品汽油按該油在汽缸中燃燒時(shí)抗爆震燃燒性能的優(yōu)劣區(qū)分，標(biāo)記為辛烷值70、（80、85、）90、93、97、98等。號(hào)越大，抗爆性能越好，汽油主要用作汽車、摩托車、快艇、直升飛機(jī)、農(nóng)林用飛機(jī)的燃料。過(guò)去商品汽油中添加有含鉛添加劑（如抗爆劑四乙基鉛）以改善使用和儲(chǔ)存性能。受環(huán)保要求，今后將限制芳烴和鉛的含量。 一、餾程(恩氏餾程) 1、10%餾出溫度是為了保證汽油具有良好的啟動(dòng)性能 。（我國(guó)車用汽油10%餾出溫度70）,煉油工藝基礎(chǔ),2、50%餾出溫度表示汽油的平均蒸發(fā)性能，是為了保證汽油餾分的組成分布均勻，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的加速性和平穩(wěn)性，保證其最大功率和爬坡能力。（我國(guó)車用汽油的50%餾出溫度120） 3、90%餾出溫度和終餾點(diǎn)(干點(diǎn))表示汽油蒸發(fā)的完全程度（我國(guó)車用汽油90%餾出溫度190，終餾點(diǎn)205 ） 二、汽油的抗爆性 汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的抗爆震能力稱為抗爆性，是汽油最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。用辛烷值、抗爆指數(shù)、品度等的大小來(lái)表示抗爆性的優(yōu)劣。 車用汽油辛烷值的測(cè)定方法主要有兩種：馬達(dá)法和研究法。研究法辛烷值（RON）比馬達(dá)法辛烷值(MON)高510個(gè),煉油工藝基礎(chǔ),單位，我國(guó)車用汽油的商品牌號(hào)是以研究法辛烷值（RON）劃分為90、93、95、97等號(hào)汽油。 汽油的抗爆性是用辛烷值來(lái)表示。人為規(guī)定異辛烷的辛烷值為100，正庚烷的辛烷值為0，將這兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料按不同體積比混合就得到了不同抗爆性等級(jí)的正標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物，以異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)作為正標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物的辛烷值。 汽油的辛烷值表示與被測(cè)汽油抗爆性相同的正標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物中純異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)。需要注意的是,汽油辛烷值只表示汽油的爆震程度,并不表示汽油中異辛烷的真正含量。,煉油工藝基礎(chǔ),三、汽油的抗爆性與組成的關(guān)系 汽油由烴類組成，對(duì)分子量大致相同的不同烴類其辛烷值 正構(gòu)烷烴環(huán)烷烴、烯烴正構(gòu)烯烴異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴芳烴 含芳香烴、異構(gòu)烷烴多的輕質(zhì)汽油辛烷值高 烷烴分子的碳鏈上分支越多，排列越緊湊，辛烷值越高。 對(duì)于烯烴，雙鍵位置越接近碳鏈中間位置，辛烷值越高。 同族烴類，分子量越小，沸點(diǎn)越低，辛烷值越大。汽油的干點(diǎn)降低，辛烷值會(huì)升高。 汽油的理想組分：高度分支的異構(gòu)烷烴,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),四、提高汽油辛烷值的方法 1、加少量能提高汽油辛烷值的添加劑抗爆劑。以前最常用的是四乙基鉛，現(xiàn)已被各類辛烷值助劑所取代。 2、依靠生產(chǎn)工藝：如催化裂化、催化重整、烷基化、異構(gòu)化和醚化等加工過(guò)程，使汽油改質(zhì)，增加其中的芳烴、異構(gòu)烷烴含量。 3、高辛烷值調(diào)和組分（主要是含氧化合物）：醚類化合物（MTBE、TAME等）、醇類化合物（甲醇、乙醇等）。甲基叔丁基醚（MTBE）單獨(dú)使用具有很高的辛烷值（RON為117，MON為101），摻入汽油在不改變汽油性能的前提下，可改善汽油的某些性質(zhì)，提高汽油辛烷值，它的缺點(diǎn)是使汽油比較容易吸收水份，在使用、儲(chǔ)運(yùn)中應(yīng)中以控制。MTBE在汽油中的加入量各國(guó)規(guī)定不一，美國(guó)規(guī)定11%，歐共體允許15%。 4、調(diào)整工藝操作條件，如降低汽油干點(diǎn)、改變反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、強(qiáng)化異構(gòu)化、芳構(gòu)化反應(yīng)等。,煉油工藝基礎(chǔ),第二節(jié) 噴氣燃料 噴氣燃料主要供噴氣式飛機(jī)使用。沸點(diǎn)范圍為60280（俗稱航空汽油）或150315 （俗稱航空煤油）。航空煤油的主要指標(biāo)是它的發(fā)熱值、密度和低溫性能，此外，還對(duì)它的餾程范圍和粘度也有一定的要求。航空煤油主要用于噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的燃料。這種飛機(jī)要求飛行高度高、續(xù)航里程遠(yuǎn)、飛行速度快。這就要求航空煤油有較高的發(fā)熱值和較大的密度。噴氣式飛機(jī)的飛行高度在一萬(wàn)米以上，這時(shí)高空氣溫低達(dá)-55-60，這就要求航空煤油在這樣的低溫下不能凝固。具體要求航空煤油的冰點(diǎn)指標(biāo)不得高于-55-60，,煉油工藝基礎(chǔ),以便確保飛機(jī)在高空能正常飛行。航空煤油的餾程范圍會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能和是否能完全燃燒，同時(shí)餾程情況與煤油本身的密度、低溫性能有直接關(guān)系。航空煤油的粘度大小會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴的工作情況和燃燒的質(zhì)量。粘度太大，噴進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的油滴大，造成燃燒不完全，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的出力；粘度過(guò)小，使噴出的油霧角度大，射程近，會(huì)引起內(nèi)部過(guò)熱。由于對(duì)航空煤油要求嚴(yán)格，所以在煉油中主要采用加氫裂化的辦法來(lái)生產(chǎn)。為適應(yīng)高空低溫高速飛行需要，這類油要求發(fā)熱量大，在-50 不出現(xiàn)固體結(jié)晶。,煉油工藝基礎(chǔ),第三節(jié) 柴油(diesel oil) 1、劃分 沸點(diǎn)范圍有200380和350410兩類。對(duì)石油及其加工產(chǎn)品，習(xí)慣上對(duì)沸點(diǎn)或沸點(diǎn)范圍低的稱為輕，相反成為重。故上述前者稱為輕柴油，后者稱為重柴油。 輕柴油：1000r/min的高速發(fā)動(dòng)機(jī)，一般規(guī)定輕柴油恩氏蒸餾的50%點(diǎn)的溫度不高于300,90%點(diǎn)溫度不高于350355。 按凝點(diǎn)劃分牌號(hào) 10#、5#、0#、-10#、-20#、-35#和-50#； 重柴油：中速、低速（500r/min）發(fā)動(dòng)機(jī)，按粘度分級(jí)。 餾分組成； 餾程中要求柴油的50%流出溫度不高于300； 我國(guó)輕柴油的餾程范圍一般在200380 ； 2、閃點(diǎn) 國(guó)產(chǎn)輕柴油規(guī)定-35#、-50#輕柴油的閉口杯法閃點(diǎn)不低于45，其余牌號(hào)不低于55 。,煉油工藝基礎(chǔ),汽油機(jī)、柴油機(jī)的主要區(qū)別,煉油工藝基礎(chǔ),3、柴油抗爆性的表示方法 柴油的十六烷值：表示與被測(cè)柴油抗爆性相同的標(biāo)準(zhǔn)燃料中正十六烷的體積百分?jǐn)?shù)。例如：某柴油的抗爆性與含52%的正十六烷的標(biāo)準(zhǔn)燃料的抗爆性相同，則該柴油的十六烷值就等于52。 我國(guó)輕柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定十六烷值不低于45 并非柴油的十六烷值越大越好，一般不高于65 4、 柴油的十六烷值與化學(xué)組成和餾分的關(guān)系 相同碳數(shù)的不同烴類，以正構(gòu)烷烴的十六烷值最高，正構(gòu)烯烴、異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴居中，芳香烴最小。 相同碳數(shù)的異構(gòu)烷烴，十六烷值隨支鏈數(shù)的增加而降低；對(duì)于同一族烴類，隨分子量增加，自然點(diǎn)降低，十六烷值增加。但餾分變重，由于蒸發(fā)性能變差，耗油量會(huì)增加。,煉油工藝基礎(chǔ),不同基屬的原油，其生產(chǎn)的柴油由于化學(xué)組成的不同，其十六烷值相差較大。石蠟基原油生產(chǎn)的柴油比環(huán)烷基原油生產(chǎn)的柴油十六烷值高。 對(duì)于柴油，十六烷值并不是越高越好，十六烷值過(guò)高，會(huì)帶來(lái)不利影響。十六烷值過(guò)大，由于燃料太易自燃，尚未與空氣混合均勻就開(kāi)始燃燒，使得空氣不足而造成燃燒不完全，部分烴類熱分解（500700），產(chǎn)生黑煙。另外，十六烷值過(guò)大，凝點(diǎn)高，低溫流動(dòng)性差。所以，一般規(guī)定十六烷值不要高于65。,煉油工藝基礎(chǔ),5、柴油的低溫流動(dòng)性 我國(guó)以凝點(diǎn)表示柴油的低溫流動(dòng)性和牌號(hào)； 凝點(diǎn)并不是柴油可能使用的最低溫度； 柴油的餾分越重，其低溫流動(dòng)性越差； 柴油中含環(huán)烷烴和芳烴多，則凝點(diǎn)低，而含正構(gòu)烷烴多，則凝點(diǎn)高； 柴油的理想組分為“T”型或“”型的異構(gòu)烷烴；,煉油工藝基礎(chǔ),第四節(jié) 瀝青和石油焦 一、瀝青 瀝青是主要的石油產(chǎn)品之一，可有合適的原油經(jīng)減壓蒸餾直接制得，也可將減壓渣油經(jīng)淺度氧化，或經(jīng)丙烷脫瀝青工藝所得的瀝青作為調(diào)和組分值得。瀝青根據(jù)用途不同分為道路瀝青、建筑瀝青、專用瀝青和乳化瀝青，其中道路瀝青的需求和產(chǎn)量最大。 瀝青最主要的質(zhì)量要求是軟化點(diǎn)、針入點(diǎn)和延度。道路瀝青都是以針入度作為商品牌號(hào)。 軟化點(diǎn)表示瀝青的耐熱性能，用環(huán)球法測(cè)定。軟化點(diǎn)越高，耐熱性能越好。 針入度反映瀝青的軟硬程度。針入度越大，瀝青越軟。道路瀝青要求高的針入度，以便于砂石粘結(jié)緊密。 延度表示瀝青的抗張性和塑性。道路瀝青對(duì)延度的要求最高,煉油工藝基礎(chǔ),二、石油焦 石油焦是一種黑色或暗灰色的固體焦炭，是各種渣油、瀝青或重油在高溫下(490550)分解、縮合、焦化后而制得的，它是焦化過(guò)程所特有的產(chǎn)品。 石油焦的組分別是瀝青質(zhì)，含碳9097%，含氫1.58%，同時(shí)還含有少量的氮、氯、硫及重金屬化合物。 目前國(guó)際上普遍采用以硫含量為基礎(chǔ)的分類方法，對(duì)石油焦進(jìn)行分類。高硫焦(硫含量4%)主要用作燃料；中硫焦(硫含量24%)主要用作制作鋁電極；低硫焦(硫含量2%)主要用作制作高級(jí)焦； 延遲焦化生產(chǎn)的普通焦(也稱生焦)，按質(zhì)量分為一級(jí)品和合格品，可分別用作煉鋼工業(yè)制作普通功率的石墨電極、煉鋁工業(yè)中制作鋁用炭素等； 延遲焦化在一般條件下主要生產(chǎn)普通焦，但通過(guò)對(duì)原料油和工藝條件調(diào)整可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)焦(也稱針狀焦)。針狀焦主要用作煉鋼工業(yè)制作高功率和超高功率的石墨電極；,煉油工藝基礎(chǔ),第三章 石油煉制概述,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),第一節(jié) 中國(guó)石油工業(yè)現(xiàn)狀 一、概述 目前石油在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中約占20%（煤炭占70%），預(yù)計(jì)到2020年，石油在我國(guó)總能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例將上升至26% ,世界仍將保持目前 38%水平。 二、煤炭、石油、天然氣資源人均可采儲(chǔ)量： 煤炭/噸 石油/噸 天然氣/立方米 世界平均 162.5 23.5 24796 美國(guó) 876.4 13.1 16843 中國(guó) 9.8 2.6 1074,煉油工藝基礎(chǔ),三、世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(%)變化,括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為中國(guó),煉油工藝基礎(chǔ),四、世界石油消費(fèi)量情況 石油消費(fèi)水平現(xiàn)已成為一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的重要標(biāo)志，是國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)繁榮的關(guān)鍵和社會(huì)文明的基礎(chǔ)。 年人均消費(fèi)量 kg/人： 世界 580 美國(guó) 4200 日本 2040 韓國(guó) 1500 臺(tái)灣 1200 中國(guó) 159,煉油工藝基礎(chǔ),我國(guó)石油工業(yè)1949年后發(fā)展迅速。發(fā)現(xiàn)了以大慶、勝利為代表的342個(gè)油田(儲(chǔ)量1億噸以上的有26個(gè))，110個(gè)氣田(儲(chǔ)量100億立方米的有17個(gè))。2002年我國(guó)原油產(chǎn)量1.6475億噸（世界第四） 我國(guó)煉油工業(yè)1965年后發(fā)展突飛猛進(jìn)。目前兩大集團(tuán)公司共有95個(gè)煉油廠，煉油能力已達(dá)22641萬(wàn)噸，僅次于美國(guó)(82822)、俄羅斯(27177)和日本(23932)，居世界第四 中國(guó)現(xiàn)已成為世界產(chǎn)油大國(guó)和煉油大國(guó),煉油工藝基礎(chǔ),五、我國(guó)煉油能力增長(zhǎng)情況 年 煉油能力/萬(wàn)噸/a 1949 17 1952 99 1965 1423 1984 10750 1994 18100 1997 20000 2002 22641 2010 3.03.5億噸,煉油工藝基礎(chǔ),六、我國(guó)煉油工業(yè)面臨的主要問(wèn)題 煉油企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小，經(jīng)濟(jì)效益受影響 裝置利用率（負(fù)荷率或開(kāi)工率）較低(國(guó)外80%，國(guó)內(nèi)80%)，且難以適應(yīng)原油品種結(jié)構(gòu)變化 煉油裝置結(jié)構(gòu)不太合理，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量、檔次低，綜合商品率低(90%) ，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場(chǎng)的矛盾突出，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 裝置生產(chǎn)周期短，物耗、能耗較高，勞動(dòng)生產(chǎn)率低 輕質(zhì)油收率較低(66%)，加工損失率較高(1.39%) 市場(chǎng)需要清潔燃料，標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高,煉油工藝基礎(chǔ),七、煉化企業(yè)規(guī)?，F(xiàn)狀（截止2002年） 世界 中國(guó) 煉廠個(gè)數(shù) 732 95 平均規(guī)模（萬(wàn)噸/年） 554 238 1000萬(wàn)噸/年 100座 4坐 2000萬(wàn)噸/年 15座 無(wú) 最大規(guī)模（萬(wàn)噸/年） 700 1800（鎮(zhèn)海） 單套能力（萬(wàn)噸/年）一般1000 500 最大 1250 1000,煉油工藝基礎(chǔ),世界主要國(guó)家煉油能力 萬(wàn)t/a 截止2003-01-01,煉油工藝基礎(chǔ),八、國(guó)內(nèi)外煉廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比 國(guó)外平均 中石油股份 中石化股份 平均規(guī)模/萬(wàn)噸 540 379 480 開(kāi)工率/% 90 73.65 81.0 綜合商品率/% 9293 90.92 91.78 加工損失率/% 0.50 1.05 1.12 輕油收率/% 73 68.53 70.10 煉油能耗 67.84 82.09 73.64,煉油工藝基礎(chǔ),第二節(jié) 原油的分類 一、工業(yè)分類法 原油的商品分類法又稱商品分類法，是分別按原油的密度、硫含量、氮含量、含蠟量和膠質(zhì)含量等進(jìn)行分類。 國(guó)際石油市場(chǎng)常用以計(jì)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，多用比重指數(shù)API分類和含硫量分類。第十二屆世界石油會(huì)議規(guī)定的原油分類標(biāo)準(zhǔn)。,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),二、化學(xué)分類法 應(yīng)用最廣泛的是特性因數(shù)分類法和關(guān)鍵餾分特性分類法。 1、特性因數(shù)分類法 根據(jù)原油特性因數(shù)K值大小分為石蠟基、中間基和環(huán)烷基三類原油，分類標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表,石蠟基原油的特點(diǎn)：烷烴含量一般在50%以上，密度較小，含蠟量較高，凝點(diǎn)高，含硫、含氮、含膠質(zhì)量較低。我國(guó)大慶原油和南陽(yáng)原油是典型的石蠟基原油。,煉油工藝基礎(chǔ),環(huán)烷基原油的特點(diǎn)：環(huán)烷和芳香烴的含量較多，密度較大，凝點(diǎn)較低，一般含硫、含膠質(zhì)、含瀝青質(zhì)較多，所以又叫瀝青基原油。我國(guó)孤島原油和單家寺(勝利油區(qū)) 屬于環(huán)烷基原油。 中間基原油的特點(diǎn)：介于上述兩者之間。 特性因數(shù)分類法多年來(lái)為歐美各國(guó)普遍采用，它在一定程度上反映了原油的組成特性。 缺點(diǎn)： 不能表明原油中低沸點(diǎn)餾分和高沸點(diǎn)餾分中烴類的分布規(guī)律，因此它不能反映原油中輕、重組分的化學(xué)特性。 由于原油的特性因數(shù)K難以準(zhǔn)確求定，用其他參數(shù)計(jì)算或查特性因數(shù)K容易造成誤差，因此這一方法并不完全符合原油組成的實(shí)際情況。,煉油工藝基礎(chǔ),2、關(guān)鍵餾分特性分類法 關(guān)鍵餾分特性分類法是將原油用簡(jiǎn)易精餾裝置切取250275和395425兩個(gè)輕重關(guān)鍵餾分分別作為第一關(guān)鍵餾分和第二關(guān)鍵餾分，根據(jù)密度對(duì)這兩個(gè)餾分進(jìn)行分類，最終確定原油的類別。 三、原油特點(diǎn) 石蠟基原油一般含烷烴量超過(guò)50%，其特點(diǎn)是密度小，含蠟量較高，凝點(diǎn)高，含硫、膠質(zhì)較少，屬于地質(zhì)年代古老的原油 。 環(huán)烷基原油的特點(diǎn)是含環(huán)烷烴和芳烴較多，密度大，凝點(diǎn)低，一般含硫、膠質(zhì)瀝青質(zhì)較多，是地質(zhì)年代較年輕的原油。,煉油工藝基礎(chǔ),以中東原油為代表的含硫和高硫原油，其加工特點(diǎn)： （1）產(chǎn)品含硫高，需要精制脫硫。 （2）柴油收率高，凝點(diǎn)低，十六烷指數(shù)高，適合于生產(chǎn)低凝優(yōu)質(zhì)柴油。 （3）減壓渣油蠟含量低，飽和烴含量少，是生產(chǎn)高等級(jí)瀝青的優(yōu)質(zhì)原料。,煉油工藝基礎(chǔ),第三節(jié) 原油評(píng)價(jià) 原油評(píng)價(jià)是就是在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)、分析，對(duì)原油進(jìn)行一系列的分析、蒸餾等試驗(yàn)，以了解原油的性質(zhì)、組成及類別，并估計(jì)直餾產(chǎn)品的產(chǎn)率及品質(zhì)，取得對(duì)原油性質(zhì)的全面認(rèn)識(shí)，為選擇合理的石油煉制過(guò)程、確定煉油廠的生產(chǎn)方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。原油評(píng)價(jià)也是制定原油加工方案的依據(jù)。 恩氏蒸餾：是一種簡(jiǎn)單蒸餾，它是以規(guī)格化的儀器和在規(guī)定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行的，是一種條件性的試驗(yàn)方法。將餾出溫度(汽相溫度)對(duì)餾出量(體積百分率)，就得到恩氏蒸餾曲線。恩氏蒸餾的本質(zhì)是漸次汽化，基本上沒(méi)有精餾作用，因而不能顯示油品中各組分的實(shí)際沸點(diǎn)，但它能反映油品在一定條件下的,煉油工藝基礎(chǔ),汽化性能，而且簡(jiǎn)便易行，所以廣泛用作反映油品汽化性能的一種規(guī)格試驗(yàn)，也是油品最基本的物性數(shù)據(jù)之一。 實(shí)沸點(diǎn)蒸餾：是一種實(shí)驗(yàn)室間歇蒸餾。如果一個(gè)間歇蒸餾設(shè)備的分離能力足夠高，則可以得到混合物中各個(gè)的量及對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)，所得數(shù)據(jù)在一張餾出溫度-餾出百分率的圖上標(biāo)繪可以得到一根階梯形曲線。實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線只是一根大體反映各組分沸點(diǎn)的變遷情況的連續(xù)曲線。實(shí)沸點(diǎn)蒸餾主要用于原油評(píng)價(jià)。 平衡汽化曲線：根據(jù)平衡汽化曲線，可以確定油品在不同汽化率時(shí)的溫度（如精餾塔進(jìn)料段的溫度），泡點(diǎn)溫度（如精餾塔側(cè)線溫度和塔底溫度），露點(diǎn)溫度（精餾塔頂溫度）等。,煉油工藝基礎(chǔ),第四節(jié) 原油加工 一、分類 習(xí)慣上將石油煉制過(guò)程不很嚴(yán)格地分為一次加工、二次加工、三次加工三類過(guò)程。 1、一次加工過(guò)程：把原油蒸餾分為幾個(gè)不同的沸點(diǎn)范圍(即餾分)叫一次加工；一次加工裝置；常壓蒸餾或常減壓蒸餾。是將原油用蒸餾的方法分離成輕重不同餾分的過(guò)程，常稱為原油蒸餾，它包括原油預(yù)處理、常壓蒸餾和減壓蒸餾。一次加工產(chǎn)品可以粗略地分為：輕質(zhì)餾分油（見(jiàn)輕質(zhì)油）,指沸點(diǎn)在約370以下的餾出油,如粗汽油、粗煤油、粗柴油等。重質(zhì)餾分油(見(jiàn)重質(zhì)油)，指沸點(diǎn)在370540左右的重質(zhì)餾出油,如重柴油、各種潤(rùn)滑油餾分、裂化原料等。渣油（又稱殘油）。習(xí)慣上將原油經(jīng)常壓蒸餾所得的塔底油稱為重油（也稱常壓渣油、半殘油、拔頭油等）。,煉油工藝基礎(chǔ),2、二次加工過(guò)程：將一次加工得到的餾分再加工成商品油叫二次加工；二次加工裝置：催化、加氫裂化、延遲焦化、催化重整、烴基化、加氫精制等。一次加工過(guò)程產(chǎn)物的再加工。主要是指將重質(zhì)餾分油和渣油經(jīng)過(guò)各種裂化生產(chǎn)輕質(zhì)油的過(guò)程，包括催化裂化、熱裂化、石油焦化、加氫裂化等。其中石油焦化本質(zhì)上也是熱裂化，但它是一種完全轉(zhuǎn)化的熱裂化，產(chǎn)品除輕質(zhì)油外還有石油焦。二次加工過(guò)程有時(shí)還包括催化重整和石油產(chǎn)品精制。前者是使汽油分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，用于提高汽油辛烷值或制取輕質(zhì)芳烴（苯、甲苯、二甲苯）；后者是對(duì)各種汽油、柴油等輕質(zhì)油品進(jìn)行精制，或從重質(zhì)餾分油制取餾分潤(rùn)滑油，或從渣油制取殘?jiān)鼭?rùn)滑油等。 3、三次加工過(guò)程：將二次加工得到的商品油制取基本有機(jī)化工原料的工藝叫三次加工。三次加工裝置：裂解工藝制取乙烯、芳烴等化工原料。,煉油工藝基礎(chǔ),二、原油加工方案 所謂原油加工方案，其基本內(nèi)容是指原油可以生產(chǎn)什么產(chǎn)品以及使用什么樣的加工手段來(lái)生產(chǎn)這些產(chǎn)品。理論上，可以從任何一種原油生產(chǎn)出各種所需的石油產(chǎn)品，但實(shí)際上，原油加工方案的確定（確定原油加工方案的原則）取決于許多因素：如市場(chǎng)需要、經(jīng)濟(jì)效益、投資力度、加工技術(shù)水平和原油特性等。如果選擇的加工方案適應(yīng)原油的特性，則可以做到用最小的投入獲得最大的產(chǎn)出。 主要從原油特性的角度來(lái)討論如何選擇原油的加工方案。例如，屬于石蠟基原油的大慶原油，其減壓餾分油是催化裂化的好原料，更是生產(chǎn)潤(rùn)滑油的好原料，用其生產(chǎn)的潤(rùn)滑油質(zhì)量好、收率高，同時(shí)得到的石蠟質(zhì)量也很好，但由于大慶原油中含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)較少，用其減壓渣油很難制得高質(zhì)量的瀝青產(chǎn)品。因此，在確定大慶這類原油的加工方案時(shí)，應(yīng)首先考慮生產(chǎn)潤(rùn)滑油和石蠟，同時(shí)生產(chǎn)一部分輕質(zhì)燃料。與此相反，用屬于環(huán)烷基的孤島原油生產(chǎn)的潤(rùn)滑油，不僅質(zhì)量差，而且加工十分復(fù)雜，但利用孤島原油的減壓渣油可以得到高質(zhì)量的瀝青產(chǎn)品,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),根據(jù)生產(chǎn)目的不同，原油加工方案主要有以下幾種類型： 1、燃料型 這類加工方案的產(chǎn)品基本上都是燃料，如汽油、噴氣燃料、柴油和重油等，還可以生產(chǎn)燃料氣、芳烴和石油焦等。 燃料型煉油廠的特點(diǎn)是通過(guò)一次加工(即常減壓蒸餾)盡可能將原油中的輕質(zhì)餾分汽油、煤油和柴油分出，并利用催化裂化和焦化等二次加工工藝，將重質(zhì)餾分轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油。隨著石油的綜合利用及石油化工的發(fā)展，大多數(shù)燃料型煉廠都已轉(zhuǎn)變成了燃料-化工型煉廠。,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),2、燃料-化工型 這種加工方案以生產(chǎn)燃料和化工產(chǎn)品或原料為主，具有燃料型煉廠的各種工藝及裝置，同時(shí)還包括一些化工裝置。原油先經(jīng)過(guò)一次加工分出其中的輕質(zhì)餾分，其余的重質(zhì)餾分再進(jìn)一步通過(guò)二次加工轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油。輕質(zhì)餾分一部分用作燃料，一部分通過(guò)催化重整、裂解工藝制取芳香烴和烯烴，作為有機(jī)合成的原料。利用芳香烴和烯烴為基礎(chǔ)原料，通過(guò)化工裝置還可生產(chǎn)醇、酮、酸等基本有機(jī)原料和化工產(chǎn)品。,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),3、燃料-潤(rùn)滑油型 這種加工方案除生產(chǎn)各種燃料外，還生產(chǎn)各種潤(rùn)滑油。原油通過(guò)一次加工將其中的輕質(zhì)餾分分出，剩余的重質(zhì)餾分經(jīng)過(guò)各種潤(rùn)滑油生產(chǎn)工藝，如溶劑脫瀝青、溶劑瀝青、溶劑脫蠟、白土精制或加氫精制等，生產(chǎn)各種潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。將各種基礎(chǔ)油及添加劑按照一定要求進(jìn)行調(diào)合，及可制得各種潤(rùn)滑油。石蠟基原油大多數(shù)的是這種燃料-潤(rùn)滑油型加工方案。 4、燃料-潤(rùn)滑油-化工型 這種加工方案除生產(chǎn)各種燃料和潤(rùn)滑油外，同時(shí)還生產(chǎn)一些石油化工產(chǎn)品或者為石油化工提供原料。他是燃料-潤(rùn)滑油加工方案向化工發(fā)展的結(jié)果。,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),第四章 常減壓裝置 第一節(jié) 原油的預(yù)處理 一、脫鹽、脫水 原油采出后要脫鹽和脫水。原油所含無(wú)機(jī)鹽一般溶解在水中以乳化液形式存在。脫鹽和脫水同時(shí)進(jìn)行。由于在原油中水是以微滴形式分散于連續(xù)的油相中，并被原油含的天然乳化劑穩(wěn)定，所以僅用加熱不能將水脫除。工業(yè)上普遍采用電化學(xué)脫鹽脫水法。原理是：在破乳劑和高壓電場(chǎng)作用下進(jìn)行破乳化過(guò)程，使水凝聚沉降分離。破乳劑一般為非離子型表面活性劑等，用量較少。電壓一般為1635kV。,煉油工藝基礎(chǔ),目前的電脫鹽主要有三種電脫鹽技術(shù)，分別是交流電脫鹽技術(shù)、交直流電脫鹽技術(shù)和高速電脫鹽技術(shù)。事實(shí)上交流電脫鹽技術(shù)已經(jīng)不再煉廠應(yīng)用，目前主要是交直流電脫鹽技術(shù)和高速電脫鹽技術(shù)在煉廠應(yīng)用，特別是高速電脫鹽技術(shù)作為電脫鹽技術(shù)的發(fā)展方向， 經(jīng)電脫鹽脫鹽脫水后，脫后原油一般含鹽3mg/l；脫后原油含水一般0.3% wt；排出污水含油一般100ppm； 注水的目的是溶解結(jié)晶鹽。,煉油工藝基礎(chǔ),煉油工藝基礎(chǔ),二、四注 1、注氨 注氨的作用是中和塔頂酸性物質(zhì)HCl等。一般注入1020%濃度的氨水，注入氨量約為4克純氨/噸原油，調(diào)節(jié)范圍是控制塔頂回流罐的污水PH值在7.5 8.5之間。 2、注緩蝕劑 注緩蝕劑的作用是在鋼鐵表面形成一層保護(hù)膜，以抑止腐蝕性介質(zhì)對(duì)鋼鐵的侵蝕，從而達(dá)到防腐作用，而且注入緩蝕劑對(duì)設(shè)備和管線還同時(shí)具有一定的清洗作用。緩蝕劑注入量一般為塔頂總餾出物的約0.5ppm。 3、注堿液 將一定濃度的堿液(5%)注入從電脫鹽罐出來(lái)的原油管線內(nèi)，用來(lái)中和原油中殘存的鹽和硫化物在加熱過(guò)程中進(jìn)一步分解產(chǎn)生的HCl、H2S和環(huán)烷酸等物質(zhì)。注堿具有良好的防腐效果，但從工藝和產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)衡量，則存在著以下缺點(diǎn)：,煉油工藝基礎(chǔ),a.中和產(chǎn)生的鈉鹽殘留在渣油中，對(duì)渣油的進(jìn)一步加工或作為燃料油成分，均有一定影響，如一常常渣作為催化原料，過(guò)多的鈉鹽沉積在催化劑上，其活性迅速下降。 b. 注堿易引起高溫部位(如輻射爐管)鋼材的堿脆，同時(shí)將加速設(shè)備和爐管的結(jié)構(gòu)。 c.降低了環(huán)烷酸回收裝置環(huán)烷酸的回收率。 因此，裝置一般在深度脫鹽后原油含鹽量小于5mg/l時(shí)可不注堿。 4、注水 塔頂管線內(nèi)注氨后與HCl作用生成氯化銨，逐漸沉積在管線及冷凝器管壁上，造成介質(zhì)阻力增大和傳熱速率下降，同時(shí)還產(chǎn)生垢下腐蝕，因而縮短了管線和冷凝器的使用年限。注水的作用主要是使氯化銨溶解于水中，另一方面，注入適宜水量后，可使塔頂油氣急冷，而將介質(zhì)初凝點(diǎn)移至冷凝器之前，并稀釋最初冷凝下來(lái)的腐蝕性較強(qiáng)的冷凝液，從而減少設(shè)備和管線腐蝕。,煉油工藝基礎(chǔ),第二節(jié)、原油的精餾 原油成份復(fù)雜，需要通過(guò)精餾將其分離成不同的沸點(diǎn)相近油品。原油精餾塔一般為帶外部汽提裝置的復(fù)雜塔。原油由第一段中部進(jìn)入，塔底分出重油，汽油、柴油、煤油在這一段被蒸出。然后在塔的第二段被分離成沸點(diǎn)不同的重柴油、輕柴油等油品。提餾段操作是在外部塔中進(jìn)行的。第三段底部分離出煤油，汽油從塔頂蒸出。,煉油工藝基礎(chǔ),一、全塔熱平衡； 常壓塔進(jìn)料的汽化率至少等于塔頂和各側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)率之和，一般略高，高出的部分稱為過(guò)汽化度，常壓塔過(guò)氣化度一般為24；常壓塔主要靠進(jìn)料供熱且進(jìn)料狀態(tài)已被規(guī)定，塔內(nèi)回流比實(shí)際就已被全塔熱平衡規(guī)定了?；亓鞅冗^(guò)大塔內(nèi)各點(diǎn)溫度下降，餾出產(chǎn)品變輕，拔出率下降。 恒分子回流的假定不適用。即在塔內(nèi)的汽、液相的摩爾流量不隨塔高而變化這個(gè)近似假設(shè)不適用常壓塔。 二、產(chǎn)品分離精度 石油餾分產(chǎn)品的分餾質(zhì)量要求通常以相鄰兩組分的恩氏蒸餾曲線之間的間隔和重疊來(lái)表示。如果一個(gè)餾分的終餾點(diǎn)低于下一個(gè)餾分的初餾點(diǎn)，則兩點(diǎn)的溫度差稱為相鄰兩餾分之間隔。間隔越大，分餾的精度越高。相反，一餾分的終餾點(diǎn)高于,煉油工藝基礎(chǔ),它下面一餾分的初餾點(diǎn)，則兩點(diǎn)的溫度交叉稱之為相鄰餾分的重疊，重疊越大，分餾的精確度越差。一般以較重餾分的5%點(diǎn)與較輕餾分的95%點(diǎn)之間的差值來(lái)表示(tH5- tL95)，如果是正值即為脫空，負(fù)值則為重疊。脫空是由于恩氏蒸餾本身是一種粗略的分離過(guò)程，并不嚴(yán)格反映各組分的沸點(diǎn)分布，因此才會(huì)出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。 t=t0H-t100L 或 t=t5H-t95L t0 脫空 t0 重疊 式中t0H，t5H為重餾分的初餾點(diǎn)、5點(diǎn)的溫度（）； t100L、t95L為輕餾分的干點(diǎn)、95點(diǎn)的溫度（）。,煉油工藝基礎(chǔ),三、工藝流程 一般分為三段：初餾、常壓和減壓精餾。工藝流程如下圖,燃料型原油蒸餾典型工藝流程圖,煉油工藝基礎(chǔ),四、工藝過(guò)程 1、初餾：塔頂130，分出重整原料或重汽油。側(cè)線不出產(chǎn)品，塔底液進(jìn)入常壓塔繼續(xù)蒸餾。 2、常壓精餾：初餾塔底原油經(jīng)常壓爐加熱到360370進(jìn)入常壓塔，塔頂溫度90110，塔頂出汽油。側(cè)線出煤油、輕柴油、重柴油；塔底液到減壓精餾。 3、減壓精餾：常壓塔塔底經(jīng)減壓爐加熱到390左右進(jìn)入減壓分餾塔，塔頂不出產(chǎn)品只分出不凝氣和水蒸氣，經(jīng)冷凝冷卻抽出不凝氣使塔內(nèi)保持減壓狀態(tài)。側(cè)線分出蠟油或潤(rùn)滑油，塔底為減壓渣油，也用過(guò)熱蒸汽汽提出輕組分后出塔。,煉油工藝基礎(chǔ),五、主要操作條件 溫度/ 壓力 初餾塔：進(jìn)料215230 塔頂110130 塔頂0.120.20MPa 塔底210220 回流3040 常壓塔：進(jìn)料350365 塔頂110130 塔頂0.120.20MPa 回流3040 側(cè)1線150180 側(cè)2線230260 側(cè)3線300320 塔底 350360 減壓塔：進(jìn)料390400 塔頂60100 塔頂26kPa 減一線170180 減二線240270 減三線280310 減四線350360 塔底 370380,煉油工藝基礎(chǔ),六、常減壓蒸餾產(chǎn)品,煉油工藝基礎(chǔ),七、常減壓蒸餾的腐蝕 1、高溫部位的環(huán)烷酸腐蝕 眾所周知，遼河原油具有酸值高密度大的特點(diǎn)，酸中95%以上是環(huán)烷酸。環(huán)烷酸是一種含氧有機(jī)酸，也叫環(huán)烷烴羧酸，是以飽和五員環(huán)為主的有機(jī)酸。環(huán)烷酸的通式是CnH2n-1COOH可簡(jiǎn)單表示為RCOOH，相對(duì)分子質(zhì)量為180700，以300400居多，在210420的餾程范圍內(nèi)均存在有環(huán)烷酸，一般集中在270280和360370餾程范圍內(nèi)。常壓塔的常二線、常二中部位，減壓塔的減二線、減三線部位是環(huán)烷酸腐蝕比較嚴(yán)重的部位 ；,煉油工藝基礎(chǔ),2、塔頂系統(tǒng)的HClH2S H2O腐蝕 產(chǎn)生這種腐蝕的主要部位是三塔頂、塔頂餾出線、空冷等部位。這種腐蝕的根源在于原油中的硫和氯組分，在電脫鹽的操作過(guò)程中，含有硫和氯離子的鹽類在水存在的情況下發(fā)生水解生成H2S、HCl，它們?cè)谠驼麴s過(guò)程中伴隨輕烴油氣從塔頂揮發(fā)出來(lái)，在有水蒸氣冷凝水存在的溫度條件下，形成酸性的腐蝕環(huán)境，從而造成三塔頂系統(tǒng)等低溫部位的酸性腐蝕。 3、加熱爐低溫露點(diǎn)腐蝕 腐蝕的機(jī)理是燃料中的硫及硫化物在燃燒過(guò)程中形成SO2 、SO3等，當(dāng)煙氣溫度達(dá)到或低于煙氣“露點(diǎn)”時(shí)即發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，從而發(fā)生硫酸及亞硫酸對(duì)加熱爐產(chǎn)生的嚴(yán)重腐蝕。加熱爐的露點(diǎn)腐蝕主要發(fā)生在預(yù)熱器、保溫釘及爐壁、彎頭箱等。其中預(yù)熱器的腐蝕是最嚴(yán)重的。,煉油工藝基礎(chǔ),八、常減壓蒸餾系統(tǒng)的換熱網(wǎng)絡(luò)及節(jié)能措施 提高熱回收率是原油蒸餾設(shè)備節(jié)能的關(guān)鍵。通常采用下列措施來(lái)提高原油換熱終溫： 1、分餾塔取熱合理分配，增加高溫?zé)嵩吹臒崃浚m當(dāng)減少塔頂回流，從塔的中下部取出高溫位熱源； 2、充分利用中、低溫?zé)嵩矗?3、優(yōu)化換熱流程； 換熱網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)和目標(biāo) 初底油終溫最高；側(cè)線產(chǎn)品終溫最低；中間物流終溫合適（熱出料）；脫前、脫后原油終溫滿足要求；回流返塔溫度滿足要求；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、換熱器數(shù)目少、好操作、有彈性、安全可靠；,煉油工藝基礎(chǔ),較好換熱流程的標(biāo)志 (1)換熱量多，原油預(yù)熱溫度較高且合理； (2)傳熱系數(shù)高，換熱器的熱強(qiáng)度較大； (3)壓降較?。?(4)操作和檢修方便； (5)合理利