化工工藝章精品課件

1、化工工藝章第1頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二第7章 石油煉制Petroleum-refine process7.1 原油的組成與一般性質(zhì)7.2 燃料油的生產(chǎn)7.3 潤(rùn)滑油的生產(chǎn)第2頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.1 原油的組成與一般性質(zhì)7.1.1 原油的元素組成原油是成份極其復(fù)雜的有機(jī)礦物質(zhì)。主要元素：C、H、S、O、N 其它金屬及非金屬元素產(chǎn)地不一，各元素的比例也不同。具體情況見(jiàn)表7.1.第3頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二表7.1 原油的元素組成產(chǎn)地 比重 元素組成 d420 C 大慶 0.8615

2、85.74 13.31 0.11 0.15 勝利 86.88 11.11 0.90 0.32孤島 0.9640 84.24 11.74 2.20 0.47大港 0.8896 85.82 12.70 0.14 0.09新疆 86.13 13.30 0.12 0.28美國(guó) 0.8740 84.90 13.70 0.50 - 0.90俄國(guó) 83.90 12.30 2.67 0.33 0.74 第4頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 7.1.2 原油的餾分和餾分組成石油蒸餾時(shí)，低沸點(diǎn)成分先被蒸發(fā)出來(lái)。蒸餾出第一滴油時(shí)的氣相溫度稱初餾點(diǎn)。蒸餾出10%,20%油時(shí)的氣相溫度分別稱

3、為石油的10%,20%餾點(diǎn)。蒸餾到最后的氣相最高溫度叫終餾點(diǎn)或干點(diǎn)。蒸餾出來(lái)的成分稱為餾分。 初餾點(diǎn) 干點(diǎn) 42C 餾程 500C如航空汽油的餾程約為40180 C 車用汽油的餾程約為35200 C 第5頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二餾分的溫度范圍石油餾分一般必須再加工后才能真正成為汽油、煤油等產(chǎn)品。200C 汽油餾分或低沸餾分200250C 煤油、柴油餾分或中沸餾分350500C 潤(rùn)滑油餾分或高沸餾分餾分沸點(diǎn)升高，C原子數(shù)和平均分子量均增加。較詳細(xì)的餾分及沸點(diǎn)與C原子數(shù)關(guān)系如表7.2.第6頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二表 7.2 原

4、油餾分的沸點(diǎn)與C原子數(shù)關(guān)系餾分 沸點(diǎn) C數(shù) 分子量航空汽油 40180C C5 C10 100 120車用汽油 80205C C5 C11 100 120溶劑油 160200C C8 C11 100 120燈用煤油 200300C C11 C17 180 200輕柴油 200350C C15 C20 210 240低粘度潤(rùn)滑油 C20 300 360高粘度潤(rùn)滑油 370 470第7頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 7.1.3 原油的烴類組成原油中烴類包括分子量為16的甲烷到分子量為2000左右的大分子化合物，甚至還有C125H234烴類。原油中烷烴含量多。常溫下C1

5、C4為氣體，C5C15為液體，C16以上為固體。環(huán)烷烴中主要有五元環(huán)和六元環(huán)的環(huán)烷烴。芳香烴有單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)芳香烴。天然石油中一般不含不飽和烴，二次加工產(chǎn)品中才含有不飽和烴。非烴類：含S、O、N的化合物，瀝青質(zhì)。 元素量不多，但組成的化合物量多。第8頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二特性因數(shù)沸點(diǎn)高比重大，但化學(xué)組成不同時(shí)，同沸點(diǎn)范圍的餾分其比重也不同。由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出下列經(jīng)驗(yàn)關(guān)系來(lái)表示組成與比重的關(guān)系。定義特性因數(shù) 平均沸點(diǎn) 相對(duì)密度 烴類特性因數(shù)K烴類 沸點(diǎn)C 相對(duì)密度 K甲苯 110.6 0.867 10.03 甲基環(huán)已烷 100.9 0.769 11.35正庚烷

6、98.4 0.684 12.77第9頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二烴類族組成烴類族組成是指各族烴類的含量多少。汽油餾分中主要有烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。一些原油的汽油餾分的烴類族組成見(jiàn)表7.3和7.4.一般規(guī)律：環(huán)烷烴含量隨沸點(diǎn)升高而下降， 芳香烴含量隨沸點(diǎn)升高而增加。 沸點(diǎn)范圍/C 烷烴 環(huán)烷烴 芳香烴 6095 56.8 41.1 2.1 95122 56.2 39.0 4.3 122150 60.5 32.6 6.9 150200 65.0 25.3 9.7第10頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二表7.3 大慶及中原重整原料的烴族組成大

7、慶油田碳數(shù) 烷烴/%環(huán)烷烴/%芳香烴/%總計(jì)/%C3C4C5C6C7C8C9C10總計(jì)0.051.436.3310.9814.6016.2713.191.5164.361.247.8912.486.315.960.2534.130.260.920.321.510.051.437.5719.1327.0823.5019.471.76100.00中原油田碳數(shù) 烷烴/%環(huán)烷烴/%芳香烴/%總計(jì)/%C4C5C6C7C8C9C10總計(jì)0.101.215.9113.9717.359.870.7549.160.215.399.508.314.990.2228.625.878.876.930.5522.220

8、.101.4217.1732.3432.5915.410.97100.00第11頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二表7.4 大慶200500餾分的烴族組成 實(shí)沸點(diǎn)范圍/200250250300300350350400400450450500烷烴/%正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴環(huán)烷烴/%一環(huán)烷烴二環(huán)烷烴三環(huán)烷烴四環(huán)烷烴五環(huán)烷烴六環(huán)烷烴55.732.623.136.625.69.71.362.040.221.827.618.26.92.564.5 45.119.425.617.15.72.86.3.141.122.024.811.86.82.62.90.752.823.729.133

9、.213.68.45.33.31.80.844.715.729.039.017.410.67.33.10.6第12頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二結(jié)構(gòu)族組成概念：石油組成復(fù)雜，有些分子中既有芳香環(huán)又有環(huán)烷環(huán)還有烷基側(cè)鏈。如是由一芳香環(huán)、一環(huán)烷環(huán)加一烷基側(cè)鏈組成。所以石油中一些復(fù)雜分子很難說(shuō)是一種烴類?？梢詫⑵淇闯梢环N平均分子，從它是由多少芳香烴、環(huán)烷烴和烷基側(cè)鏈組成來(lái)分析組成。具體可用各結(jié)構(gòu)單元C原子數(shù)占總C數(shù)的比例來(lái)表示。如前例：C總20，C芳6 C環(huán)4 C側(cè)10 -C10H21第13頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二用CA、CN、CP分

10、別表示芳香、環(huán)烷和烷基側(cè)鏈C原子數(shù)占總C數(shù)的百分比。前例有 CA = 6/20=30% CN =4/20=20% CP = 10/20=50%再用RT表示總環(huán)數(shù)， RA、 RN分別表示芳香環(huán)和環(huán)烷環(huán)的環(huán)數(shù)。 RT =2, RA =1, RN =1。由實(shí)驗(yàn)測(cè)出平均分子量和元素組成后，就可以寫出這些餾分的平均分子式。如大慶原油376400C窄餾分飽和烴的分子式為C22.8H44.1, CnH2n-1.5.表7.5是我國(guó)主要原油潤(rùn)滑油餾分的結(jié)構(gòu)族組成。第14頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二表 7.5第15頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 7.1

11、.4 原油中的非烴化合物原油中的非烴類主要有含S、N、O等雜原子的化合物，雖然這些元素含量少，但組成的化合物含量大。這些物質(zhì)一般由大分子化合物組成，且隨沸點(diǎn)升高非烴類增多。絕大部分非烴類都集中在重油、渣油及膠狀瀝青物質(zhì)中。1. 含硫化合物通常稱含S2的為高硫石油，0.52.0%為含硫石油，5202338(或23)58(或810)710710約303550第34頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.2.2.4 常減壓蒸餾設(shè)備防腐蝕原油雖經(jīng)脫鹽脫水，但仍含有少量無(wú)機(jī)鹽，可引起設(shè)備腐蝕。主要腐蝕反應(yīng) CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HCl(g) MgCl2

12、+ 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl(g)HCl遇水則可引起腐蝕。 Fe + 2HCl(aq) FeCl2 + H2 H2S + Fe F2S + H2 FeS + 2HCl(aq) FeCl2 + H2S第35頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二預(yù)防腐蝕措施(1)控制原油電脫鹽標(biāo)準(zhǔn)。(2)脫鹽后的原油注堿，將氯化鈣和氯化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鈉，中和氯化氫、硫化氫等。(3)塔頂餾出線注氨，中和殘存氯化氫、硫化氫，調(diào)節(jié)PH值。(4)塔頂餾出線注緩蝕劑，吸附在金屬表面形成抗水性保護(hù)膜。(5)塔頂餾出線注堿性水，沖洗注氨生成的銨鹽，中和冷凝的酸性水。第36頁(yè)，共112頁(yè)，202

13、2年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.2.2.5 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)嵩吹臒崃窟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?優(yōu)化換熱流程應(yīng)用夾點(diǎn)設(shè)計(jì)技術(shù),用計(jì)算機(jī)計(jì)算優(yōu)化的換熱系統(tǒng)可使原油換熱后的終溫由過(guò)去的230240提高到285310，減少常壓爐的熱負(fù)荷，燃料消耗量降低約36 %48 %。第37頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.2.3 延遲焦化原油經(jīng)常壓減壓精餾后，剩余大部分是重質(zhì)餾分和殘?jiān)?，若不二次加工，汽油?/p>

14、柴油、煤油的產(chǎn)量少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要。此外，直餾汽油辛烷值低，不符合汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。所以余油要經(jīng)化學(xué)加工以提供更多汽油和高辛烷值的汽油。辛烷值的概念：辛烷值是表示汽油抗爆性的指標(biāo)。將汽油樣與異辛烷(規(guī)定辛烷值為100)和正庚烷(規(guī)定辛烷值為0)的混合溶液在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)汽油機(jī)中比較。當(dāng)油樣的抗爆性與某一濃度溶液抗爆性相同時(shí)，溶液中異辛烷的體積百分濃度就是該汽油的辛烷值。辛烷值越大，汽油抗爆性越好。第38頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二原油的化學(xué)加工可分為熱加工和催化加工。熱加工：主要有熱裂化、減粘裂化和延遲焦化等工藝。經(jīng)這些化學(xué)加工都可提高輕質(zhì)油收率。本節(jié)主要

15、討論延遲焦化工藝。1.延遲焦化基本原理將渣油高速通過(guò)溫度為500505的加熱爐，由于高速渣油在這里來(lái)不及反應(yīng)，而是到后續(xù)設(shè)備焦炭塔中再進(jìn)行裂化、縮合反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氣體、汽油、柴油及焦炭。這一過(guò)程稱為延遲焦化。其主要反應(yīng)有： 裂解反應(yīng)吸熱，產(chǎn)生小分子 縮合反應(yīng)放熱，生成大分子。第39頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二2. 延遲焦化的工藝流程延遲焦化工藝流程如圖7.5.過(guò)程：原料經(jīng)加熱爐對(duì)流室預(yù)熱管預(yù)熱至350C進(jìn)入焦化分餾塔下部與來(lái)自焦炭塔頂?shù)母邷赜蜌鈸Q熱，可同時(shí)將輕質(zhì)油蒸出。換熱后原料油溫度約390395C，再與循環(huán)油一起泵入加熱爐爐管，迅速加熱到500C再進(jìn)入焦炭塔底

16、。為了防止?fàn)t管結(jié)焦，需向爐管內(nèi)注水以加大流速。渣油在焦炭塔內(nèi)停留足夠長(zhǎng)時(shí)間以完成裂化、縮合反應(yīng)，生成的焦炭留在焦炭塔內(nèi)。高溫油氣從塔頂通入分餾塔下部；經(jīng)換熱后分餾得到產(chǎn)品氣、汽油、柴油等。焦炭塔輪流使用。第40頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二圖 7.5 延遲焦化工藝流程圖第41頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二3. 延遲焦化主要操作條件加熱爐出口溫度：500C左右 太低，反應(yīng)不完全 太高，汽油、柴油繼續(xù)裂解，結(jié)焦增多。壓力：分餾塔頂油氣分離器壓力略高于大氣壓(0.150.17MPa).分餾塔底溫度：375 395C，過(guò)高易結(jié)焦。分餾塔頂溫度

17、：100 110C柴油輸出線溫度：275 285C第42頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二4. 焦化產(chǎn)品(略)焦化汽油安定性差，必須再處理精制才能作為汽油調(diào)合組分。焦化柴油也要加工后才能使用。表7.9 幾種減壓渣油延遲焦化產(chǎn)品分布原料油大慶減壓渣油勝利減壓渣油魯寧管輸減壓渣油遼河減壓渣油主要工藝條件 爐出口溫度/ 聯(lián)合循環(huán)比產(chǎn)品分布/% 氣體 石腦油 柴油 餾出油 焦炭 液體收率5001.308.315.736.325.714.077.75001.456.814.735.619.023.969.35001.438.315.932.320.722.868.95001.4

18、39.915.025.327.224.665.5第43頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二5. 針狀焦的生產(chǎn)針狀焦是20世紀(jì)60年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型炭素材料。用它制成的炭素制品具有高結(jié)晶度、高純度、低燒蝕量、低熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)。重油在液相碳化過(guò)程中，其中稠環(huán)芳香烴逐漸經(jīng)熱解及縮聚并定向排列成不溶于母液的球狀塑性物，即中間相小球體，小球體內(nèi)部有層次地聚集著很多稠環(huán)芳香烴分子。圖7.6為典型中間相小球體的結(jié)構(gòu)示意圖。 第44頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二生產(chǎn)針狀焦必須創(chuàng)造一個(gè)有利于中間相小球體出生、長(zhǎng)大、融并、定向、固化的條件，即慢速、低溫

19、、長(zhǎng)停留時(shí)間的液相焦化反應(yīng)，以達(dá)到分子有序排列而使中間相小球體充分長(zhǎng)大；以后再快速升溫，在氣相流動(dòng)的外力作用下，使中間相小球體定向變形，最后轉(zhuǎn)變成細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的針狀焦。圖 7.4 中間相小球體的結(jié)構(gòu)示意圖第45頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.2.4 催化裂化催化裂化是與延遲焦化并行的重油加工方法，主要反應(yīng)與延遲焦化差不多，但由于催化裂化有催化劑存在，反應(yīng)選擇性好，輕質(zhì)油收率高，汽油安定性好，辛烷值高。催化裂化過(guò)程在催化劑表面仍有結(jié)焦，所以催化劑使用一段時(shí)間后必須再生。再生反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而裂化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)裝置必須處理好這一矛盾。1. 催化裂化的化學(xué)反應(yīng)第4

20、6頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二(1)催化劑上反應(yīng)的特點(diǎn)擴(kuò)散吸附反應(yīng)脫附再擴(kuò)散吸附能力順序：稠環(huán)芳香烴稠環(huán)環(huán)烷烴烯烴單烷基側(cè)鏈單環(huán)芳香烴環(huán)烷烴烷烴 同類烴分子量越大越易吸附反應(yīng)速度順序：烯烴異構(gòu)烷烴與烷基環(huán)烷烴正構(gòu)烷烴烷基苯稠環(huán)芳香烴第47頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二平行連串反應(yīng)反應(yīng)深度(裂化后反應(yīng)進(jìn)行的程度)對(duì)產(chǎn)品分率分配影響大，必須適當(dāng)控制反應(yīng)深度。重質(zhì)石油餾分中間餾分汽油氣體 縮合產(chǎn)物焦炭第48頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二(2)反應(yīng)種類裂化反應(yīng)：主反應(yīng)。 裂化速率順序：叔碳仲碳伯碳 C7H16

21、C3H6 + C4H10 異構(gòu)化反應(yīng)： C C C H-C=C-H H-C=C-H C -C-C-CC C=C-CC-C-C-C+第49頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)： + C-C=C-C + C-C-C-C 芳構(gòu)化反應(yīng)：疊合反應(yīng)： 烯烴與烯烴加合成大烯烴的反應(yīng)。烷基化反應(yīng)：-C-C-C-CC7H146H-C+C=C-C-C-C-C-C-CC第50頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二3. 催化劑催化裂化反應(yīng)用催化劑主要有兩大類： 無(wú)定形硅酸鋁和結(jié)晶型硅鋁酸鹽(分子篩型)。(1)無(wú)定形硅酸鋁用Na2SiO3和Al2(SO4)3溶液按

22、一定比例配合生成凝膠，再經(jīng)水洗、過(guò)濾、成型、干燥、活化等步驟制成合成硅酸鋁催化劑。 主要成份：SiO2Al2O3 MgONa2O少量第51頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二(2)結(jié)晶型硅酸鋁催化劑目前大多數(shù)催化裂化反應(yīng)用這種催化劑。這種催化劑是一種立方型晶格結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽。通常用硅酸鈉和偏鋁酸鈉在強(qiáng)堿性水溶液中合成晶體。主要成份：金屬氧化物、氧化硅、氧化鋁和水。晶體結(jié)構(gòu)具有整齊均勻孔隙，孔隙大小為分子尺寸級(jí)。分子篩的化學(xué)組成通式 Me2/nOAl2O3xSiO2yH2O不同類型的分子篩主要是硅鋁比不同，結(jié)合的金屬離子不同。第52頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，

23、17點(diǎn)14分，星期二人工合成的分子篩還需用離子置換法得到各種類型活性分子篩。如H-Y，Re-Y, Re-H-Y, 應(yīng)用最多的是用稀土元素置換得到的Re-Y型催化劑，其活性很高，通常比硅酸鋁催化劑高出百倍。優(yōu)點(diǎn)：裂化活性高，氫轉(zhuǎn)移活性高，選擇性好，穩(wěn)定性好，抗重金屬能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：允許含C量低(0.2%) 含C量每增加0.1%，轉(zhuǎn)化率就降34%第53頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 (3)催化劑的性質(zhì)物理性質(zhì)：密度、孔隙率、比表面積、孔徑催化性質(zhì)：活性、穩(wěn)定性、選擇性。(4) 催化劑的中毒和污染堿、硫、氮都可使催化劑永久中毒。焦炭可使催化劑中毒，但可燒焦后恢復(fù)。催化劑的

24、重金屬污染主要是由鎳等在催化劑表面沉積引起，降低了催化劑選擇性，對(duì)其活性影響不大。 措施：用抗污染的分子篩，除去原料油中的硫和重金屬。第54頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二4. 操作因素分析(1)基本概念回?zé)挶龋貉h(huán)油(回?zé)捰?與新鮮原料油之比。藏量：反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)常保持的催化劑量。空間速度V0：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)原料量與催化劑藏量之比。常以空速的倒數(shù)來(lái)表示時(shí)間。催化劑的對(duì)油比(劑油比)：催化劑循環(huán)量與總進(jìn)料量之比，記為C/O.它反映了反應(yīng)時(shí)與原料油接觸的催化劑的活性。第55頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二強(qiáng)度系數(shù)： 定義為 該值不變，轉(zhuǎn)化率基本不變

25、；C/O提高使催化劑活性提高，但V0上升，反應(yīng)時(shí)間縮短，反應(yīng)減少。強(qiáng)度系數(shù)越大，轉(zhuǎn)化率越高。(2) 操作因素分析原料油性質(zhì) 環(huán)烷烴多為好，吸附力強(qiáng)、反應(yīng)快、選擇性好、氣體和汽油產(chǎn)率高、焦炭少。含重金屬應(yīng)盡可能少，以減少對(duì)催化劑的污染。 第56頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二反應(yīng)溫度 溫度升高，反應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)化率上升。(注意不是平衡轉(zhuǎn)化率！)在460470C較低溫度，高回?zé)挶瓤傻幂^多柴油；在較高溫度500530 C,低回?zé)挶炔僮鲿r(shí)可多得汽油；溫度更高，可多得氣體。根據(jù)油品需要，調(diào)節(jié)溫度可調(diào)節(jié)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 反應(yīng)壓力 提高壓力相當(dāng)于延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，可提高轉(zhuǎn)化率。但焦炭生成多，

26、汽油產(chǎn)率略降。通常壓力為0.170.02MPa,提升管催化裂化可提高壓力到0.20.3MPa.第57頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二空速和反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)時(shí)間常為24 秒。催化劑對(duì)油比 提高對(duì)油比，減少積炭量，增加活性，可提高轉(zhuǎn)化率?；?zé)挶?回?zé)挶却?，轉(zhuǎn)化率下降，處理能力降。但反應(yīng)條件溫和，單程轉(zhuǎn)化率低，二次反應(yīng)少，汽油和輕質(zhì)油的總產(chǎn)率高。第58頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二5. 催化裂化工藝流程(1) 流化床催化裂化工藝流程流化床催化裂化使用無(wú)定形硅酸鋁催化劑，普遍采用反應(yīng)再生型吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。催化劑循環(huán)采用密相輸送方式。反應(yīng)再生系統(tǒng)和吸

27、收穩(wěn)定系統(tǒng)流程如圖7.8, 7.9。反應(yīng)再生系統(tǒng)過(guò)程 原料油加熱霧化反應(yīng)器提升管反應(yīng)器床層旋風(fēng)分離分餾塔 積炭催化劑下降到汽提段汽提吸附的油通過(guò)U形管增壓風(fēng)作用下進(jìn)入再生器再生。催化劑在再生器內(nèi)燒去積炭進(jìn)入溢流管、U形管反應(yīng)器循環(huán)使用。 第59頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二圖7.8 同高并列式催化裂化反應(yīng)-再生及分餾系統(tǒng)流程第60頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二圖79 雙塔吸收穩(wěn)定工藝流程 1吸收塔；2脫吸塔；3再吸收塔；4脫丁烷塔；5平衡罐；6冷凝器；7換熱器；8重沸塔；9回流罐第61頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14

28、分，星期二催化裂化產(chǎn)品分餾系統(tǒng)過(guò)程反應(yīng)器出來(lái)的裂化氣體進(jìn)入分餾塔底部，經(jīng)分餾后可得氣體、汽油、輕柴油、重柴油、最后剩下重油渣。過(guò)程與前面原料精餾相似。注意：油漿循環(huán)以盡可能利用。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)過(guò)程 作用：將粗油品變成穩(wěn)定實(shí)用產(chǎn)品。 粗油品吸收解吸塔(用穩(wěn)定汽油吸收C3、C4組分) 貧氣 柴油吸收塔干氣。 次油品 穩(wěn)定塔穩(wěn)定油品。 第62頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)操作壓力為1.02.0MPa，主要設(shè)備是吸收-解吸塔、再吸收塔和脫丁烷塔。吸收-解吸塔以穩(wěn)定汽油為吸收劑，富氣由塔的中部進(jìn)入與吸收劑逆流接觸，富氣中C2，C3，C4組分被吸收。在解吸段，汽

29、油與來(lái)自塔底的高溫氣流(塔底有再沸器)相遇，C2被解吸出來(lái)。最后塔頂餾出物基本上是脫除了C3的貧氣。 貧氣中夾帶的汽油經(jīng)來(lái)自分餾塔的柴油餾分再吸收塔吸收后，干氣由塔頂引出。 脫丁烷塔操作壓力一般在0.81.0MPa。吸收了C3, C4的汽油自塔中部進(jìn)入，塔底產(chǎn)品是合格的穩(wěn)定汽油，塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷凝后分為液態(tài)烴(主要是C3, C4)和氣態(tài)烴(C2)。第63頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二(2) 分子篩提升管催化裂化工藝流程催化劑不同，用稀土高活性催化劑。分餾、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)相同，只是反應(yīng)再生系統(tǒng)不同。關(guān)鍵是催化劑及其輸送方式不同。高低并列式提升管催化裂化工藝如圖7.10,同

30、軸式提升管催化裂化工藝如圖7.11.特點(diǎn)：高溫、短接觸時(shí)間(1.54s)，輕質(zhì)油收率高，油品質(zhì)量改善，抗重金屬污染力強(qiáng)。再生溫度也相應(yīng)提高。第64頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二圖7.10 高低并列式提升管催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)流程 第65頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二反應(yīng)進(jìn)料反應(yīng)產(chǎn)物主風(fēng)再生煙氣圖7.11 同軸式提升管催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)流程圖7.12 逆流兩段再生流程 第66頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二6. 催化劑再生技術(shù)及動(dòng)力回收(1)催化劑再生技術(shù)的發(fā)展 催化劑再生質(zhì)量對(duì)催化劑活性影響很大，目前除提

31、高再生溫度來(lái)降低催化劑殘?zhí)苛客?，還采用了單器兩段再生和快速床再生、兩器錯(cuò)流兩段再生、逆流兩段再生和煙氣串聯(lián)兩段再生等新技術(shù)。目前再生技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是提高燒焦溫度、降低再生催化劑含碳量及系統(tǒng)中催化劑藏量，實(shí)際使用的以兩段高效再生方式為主。逆流兩段再生流程如圖7.12所示。約20%的焦炭在第二再生器被燒掉,第二再生器的煙氣進(jìn)入第一再生器繼續(xù)燒焦，離開第一再生器的煙氣含4%6%的CO和1%O2。該流程可使再生催化劑含碳量降到0.05%。第67頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 快速床再生由快速床(又稱前置燒焦罐)、稀相管和鼓泡床組成。兩段再生流程如圖7.13所示。燒焦罐實(shí)

32、際上是快速流化床，其中高流速、高溫度、高氧含量和低催化劑藏量的條件，使燒焦強(qiáng)度提高到500kg/(ht) ,輔以CO燃燒可使管內(nèi)溫度高達(dá)700，約90%焦炭在高速床被燒掉。再生催化劑含碳量可降低到0.1%左右。 煙氣串聯(lián)高速床兩段再生流程如圖7.14所示。該工藝采用了燒焦罐、湍流床的煙氣串聯(lián)布局。一段再生與二段再生的分界有一個(gè)大孔徑、低壓降的分布板。這樣不僅使第一段達(dá)到快速床條件，而且使第二段達(dá)到高速湍流床條件，兩段燒焦都得到強(qiáng)化，總燒焦強(qiáng)度提高。該工藝可將反應(yīng)再生系統(tǒng)的總催化劑藏量降低到25kg/(dt)，再生催化劑碳含量0.1%。第68頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，

33、星期二(2) 煙氣輪機(jī)動(dòng)力回收技術(shù)的應(yīng)用 隨著催化劑再生技術(shù)的發(fā)展，再生煙氣溫度和壓力都越來(lái)越高，再生器頂部煙氣溫度可達(dá)730以上，壓力達(dá)0.36MPa左右。再生器高溫?zé)煔馑鶐ё叩哪芰考s占全裝置能耗的1/4。因此，如何有效利用這部分能量是提高全裝置能量利用率的關(guān)鍵。 圖7.15是一種典型煙氣輪機(jī)動(dòng)力回收工藝流程。熱煙氣從再生器進(jìn)入三級(jí)旋風(fēng)分離器，除去煙氣中絕大部分催化劑微粒后進(jìn)入煙氣輪機(jī)。煙氣在煙氣輪機(jī)中推動(dòng)機(jī)械做功后，溫度大約降低120180，排出的煙氣可以進(jìn)入CO鍋爐或余熱鍋爐回收剩余的熱能。 一些運(yùn)行良好的裝置回收的能量除能滿足主風(fēng)機(jī)動(dòng)力需要外，還可向外輸出電力。第69頁(yè)，共112頁(yè)，2

34、022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二1再生器；2三級(jí)旋風(fēng)分離器；3閘閥；4調(diào)節(jié)蝶閥；5煙氣輪機(jī)；6軸流風(fēng)機(jī)；7汽輪機(jī)；8變速箱；9電機(jī)發(fā)電機(jī)；10主旁路閥；11小旁路閥；12余熱鍋爐；13煙囪圖 7.15 再生煙氣能量回收系統(tǒng)流程圖第70頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.2.5 加氫裂化加氫裂化目的:普通裂化后大分子變?yōu)樾》肿?輕質(zhì)油產(chǎn)率不高,重要原因是元素H不夠。所以加H裂化可使部分裂解物變成輕烴類，提高輕油產(chǎn)率。優(yōu)點(diǎn)：適用原料廣泛，可根據(jù)需要生產(chǎn)汽油、柴油等。產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好、流程簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：操作溫度較高300450C,壓力也較高10 20MPa，投資

35、大、操作費(fèi)用高。第71頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二與催化裂化不同之處：采用固定床，未反應(yīng)的H要循環(huán)。由于操作壓力高，采用高、低壓分離器。圖7.16 單段串聯(lián)一次通過(guò)加氫裂化原則工藝流程 第72頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二圖7.17 單段串聯(lián)全循環(huán)加氫裂化反應(yīng)部分工藝流程圖1精制反應(yīng)器；2裂化反應(yīng)器；3循環(huán)氫加熱爐；4循環(huán)氫壓縮機(jī)；5高壓分離器；6低壓分離器；7分餾塔第73頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.2.6 加氫精制精制目的：除去油品中的某些雜質(zhì)或不理想組分，改善油品質(zhì)量。十六烷值:代表柴油在發(fā)動(dòng)

36、機(jī)中發(fā)火性能的一個(gè)約定量值。在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，采用和被測(cè)定燃料具有相同發(fā)火滯后期的標(biāo)準(zhǔn)燃料中十六烷值的體積百分?jǐn)?shù)表示。精制一般采取加氫精制和電化學(xué)精制兩種。加氫精制特點(diǎn)：可同時(shí)脫除硫、氮、氧等雜原子，使烯烴和某些稠環(huán)芳烴加氫飽和。適用范圍廣泛，精制油質(zhì)量好，收率高。加氫精制和加氫裂化的主要區(qū)別是催化劑不同，操作條件較溫和，反應(yīng)深度較淺。第74頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二加氫精制基本原理通常使用的催化劑：氧化鋁為擔(dān)體的鉬酸鈷或鉬酸鎳、硫化鎢硫化鎳。主要化學(xué)反應(yīng)： 硫化物硫化氫 RSH + H2 RH + H2S RSR +2H2 RH+RH+H2S

37、+ 4H2 + H2S 氮NH3 +5H2 C5H12 + NH3 R-SC-C-C-CRN第75頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二加氫精制工藝流程與加氫裂化不同之處：加堿洗除去H2S。圖 7.18第76頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.2.7 電化學(xué)精制電化學(xué)精制基本原理：將硫酸和氫氧化鈉加入油品，在高壓電場(chǎng)作用下使其與油品中雜質(zhì)反應(yīng)生成酸渣、堿渣，并迅速沉降分離，以改善油品質(zhì)量。主要反應(yīng)： H2S + 2 NaOH Na2S + 2H2O RSH + NaOH RSNa + H2O OH ONa + NaOH + H2O 第77頁(yè)，共

38、112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二電化學(xué)精制工藝流程特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單、投資和操作費(fèi)用低，適應(yīng)性廣。但精制油收率低、質(zhì)量不高，設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重。大量酸渣、堿渣的處理較難。圖 7.19第78頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.3 潤(rùn)滑油的生產(chǎn)Production of lubricating oil7.3.1 潤(rùn)滑油的分類和使用要求1. 分類一般分為輕餾分的噴氣機(jī)潤(rùn)滑油類，重餾分的航空潤(rùn)滑油類，電氣類潤(rùn)滑油，特種潤(rùn)滑油等。按粘度規(guī)定潤(rùn)滑油牌號(hào)：除內(nèi)燃機(jī)和車輛齒輪油外，以40C時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度中心值的厘斯(mm2/s)數(shù)的整數(shù)表示。第79頁(yè)，共112頁(yè)，2022

39、年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二2. 使用要求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油需耐高溫，且在高溫下粘度也要足夠大。一般潤(rùn)滑油要求抗氧化能力強(qiáng)，有較好的安定性。對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)的潤(rùn)滑油要求有較好的低溫流動(dòng)性。各種潤(rùn)滑油都要腐蝕性小。特殊油品有特殊要求：如變壓器油要有良好的絕緣性，汽輪機(jī)油需要很強(qiáng)的抗乳化能力，壓縮機(jī)油要求有良好的安定性和較高的閃點(diǎn)。一般要求：適當(dāng)?shù)恼扯?，良好的粘溫性、低溫流?dòng)性、抗氧化安定性，腐蝕性小、殘?zhí)可俚取５?0頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.3.2 潤(rùn)滑油使用性能與化學(xué)組成的關(guān)系1. 粘度與粘溫性能潤(rùn)滑油餾分的沸點(diǎn)升高，粘度增大。烷烴和少環(huán)烴粘度低，多環(huán)烴粘

40、度大。粘溫特性：粘度隨溫度變化的特性稱粘溫特性。粘溫特性好就是粘度隨溫度變化而變化的幅度小。通常所說(shuō)的優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油的主要指標(biāo)即粘溫特性好。粘度指數(shù)：粘度隨溫度變化程度與標(biāo)準(zhǔn)油粘度變化值的比較。 粘度指數(shù)越大，粘溫特性好。第81頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二粘度指數(shù)順序：正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴環(huán)烷烴芳香烴分子量大的組分粘度指數(shù)大環(huán)數(shù)多的組分粘度指數(shù)隨環(huán)數(shù)增加急劇降低。側(cè)鏈長(zhǎng)側(cè)鏈多且近中央的異構(gòu)烷烴的粘度指數(shù)小。膠質(zhì)、瀝青質(zhì)是多環(huán)及雜環(huán)的非烴化合物，粘度大，粘度指數(shù)很低。因此，高粘度指數(shù)的潤(rùn)滑油必須除去膠質(zhì)、瀝青、多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)烴。烷烴雖粘度指數(shù)高，但粘度小、凝固點(diǎn)高、低溫流動(dòng)

41、性差，也應(yīng)在生產(chǎn)潤(rùn)滑油時(shí)除去?？傊?，少環(huán)長(zhǎng)側(cè)鏈烴類才是潤(rùn)滑油的理想組分。第82頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二2. 低溫流動(dòng)性粘溫凝固：在低溫時(shí)潤(rùn)滑油的粘度大到使其失去流動(dòng)性的現(xiàn)象稱粘溫凝固。 粘溫凝固主要是由膠質(zhì)及多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)狀烴的粘度大、粘溫特性差引起的。 結(jié)構(gòu)凝固是由油中高凝固點(diǎn)的正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴及長(zhǎng)烷基鏈的環(huán)狀烴即固體蠟引起的。措施：除去膠質(zhì)和多環(huán)短側(cè)鏈環(huán)烴，除去固體烴。第83頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二3. 抗氧化安定性潤(rùn)滑油與空氣接觸時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)稱潤(rùn)滑油的氧化。潤(rùn)滑油本身的耐氧化能力稱抗氧化安定性。組分的抗氧化順序：芳

42、香烴環(huán)烷烴高溫時(shí)的烷烴?；旌衔镯樞蚴謴?fù)雜?；旌衔镏蟹枷銦N不能太多，因它在抗氧化過(guò)程中要生成酚類沉淀。膠質(zhì)有抗氧化作用，但膠質(zhì)含量不能高，因其粘溫性差，氧化后要生成沉積物。第84頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.3.3 潤(rùn)滑油的一般生產(chǎn)過(guò)程一般生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)歷減壓蒸餾、丙烷脫瀝青、精制、脫蠟、白土補(bǔ)充精制或加氫精制等過(guò)程。如圖7.20.減壓蒸餾精制脫蠟白土補(bǔ)充精制或加氫精制 丙烷脫瀝青減一線減二線減三線減四線不同種類的潤(rùn)滑油第85頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.3.4 丙烷脫瀝青1. 原理以丙烷為溶劑，在一定溫度壓力下，利用丙烷對(duì)減壓渣

43、油中潤(rùn)滑油組分和蠟有較大溶解度的特性，將渣油和丙烷在抽提塔內(nèi)進(jìn)行逆流抽提。瀝青不溶于丙烷而使瀝青沉降下來(lái)。控制殘?zhí)亢?，丙烷脫瀝青后殘?zhí)?.7%的重油作為裂化原料。丙烷在40C以上對(duì)脫瀝青油的溶解能力隨溫度升高而減小，到丙烷的臨界溫度96C、臨界壓力4.2MPa時(shí)溶解能力最小。操作中利用此特性回收丙烷。第86頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二2. 工藝流程渣油經(jīng)冷卻到40C后進(jìn)入抽提塔下部,與丙烷逆流接觸進(jìn)行萃取操作，瀝青和膠質(zhì)降到塔底。輕脫瀝青油經(jīng)加熱到94C進(jìn)入臨界回收塔，將丙烷分出循環(huán)使用。臨界回收塔底的輕脫瀝青油經(jīng)降壓、預(yù)熱、升膜蒸發(fā)、旋風(fēng)分離、再加熱、閃蒸、

44、汽提、蒸發(fā)進(jìn)一步分出丙烷后得產(chǎn)品。抽提塔下部的重油仍含丙烷，也需加熱、蒸發(fā)、汽提等過(guò)程分出丙烷循環(huán)使用。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)分析丙烷循環(huán)利用過(guò)程。體會(huì)工業(yè)生產(chǎn)復(fù)雜性的原因。第87頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二-減壓渣油；-脫瀝青油；-殘脫瀝青油；-瀝青；-丙烷1-轉(zhuǎn)盤抽提塔(一次抽提塔)； 2-臨界分離塔； 3-二次抽提塔； 4-輕脫瀝青油汽提塔； 5-重脫瀝青油汽提塔； 6-瀝青蒸發(fā)塔； 7-瀝青汽提塔； 8-殘脫瀝青油蒸發(fā)塔； 9-殘脫瀝青油汽提塔； 10-瀝青加熱爐； 11-丙烷壓縮機(jī)； 12-輕脫瀝青油閃蒸罐； 13-重脫瀝青油閃蒸罐； 14-升膜加熱器； 15-

45、混合冷卻器； 16-丙烷氣體接收罐； 17-丙烷罐； 18-丙烷泵 13圖 7.21 二次抽提脫瀝青工藝流程第88頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 一次抽提兩段沉降脫瀝青工藝流程如圖7.22所示。 該工藝將抽提與一段沉降在一個(gè)塔內(nèi)進(jìn)行。 一段沉降溫度較低，沉降析出物全部作為回流返回抽提段。經(jīng)一段沉降的抽出液與臨界回收丙烷換熱后進(jìn)入二段沉降塔。二段沉降析出物含膠質(zhì)較多，粘度大，稱重脫瀝青油。經(jīng)兩段沉降的抽出液與臨界回收丙烷換熱并加熱后，在臨界分離塔內(nèi)回收丙烷。 臨界分離塔底物經(jīng)蒸發(fā)及汽提后得輕脫瀝青油。 第89頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期

46、二 一次抽提塔底脫瀝青液經(jīng)換熱、蒸發(fā)和汽提得到瀝青。 重脫瀝青油中丙烷的蒸發(fā)是用脫油瀝青和輕脫瀝青油蒸發(fā)塔頂?shù)倪^(guò)熱丙烷氣換熱完成的。蒸出丙烷后再經(jīng)汽提得到重脫瀝青油。 該流程有以下特點(diǎn)：各部分油的質(zhì)量由各部溫度控制，兩次沉降提高了分離效果、減輕了塔負(fù)荷、提高了處理能力。用增壓泵直接將丙烷送回抽提塔，能耗較低。 第90頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 -減壓渣油；-輕脫瀝青油；-重脫瀝青油；-瀝青；-丙烷1-抽提沉降塔； 2-臨界分離塔； 3-二段沉降塔； 4-瀝青加熱爐； 5-瀝青蒸發(fā)塔； 6-重脫瀝青油蒸發(fā)塔； 7-丙烷蒸發(fā)塔； 8-瀝青汽提塔； 9-重脫瀝青油汽

47、提塔； 10-輕脫瀝青油汽提塔； 11-混合冷卻器； 12-丙烷氣接收罐； 13-丙烷罐； 14-丙烷壓縮機(jī)； 15-丙烷泵； 16-丙烷增壓泵圖 7.22 一次抽提兩段沉降脫瀝青工藝流程第91頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二3. 影響因素丙烷純度要求：乙烷含量3，丁烷含量4。丙烷用量：控制溶劑比(丙烷溶劑與油量之比)來(lái)控制丙烷用量，溶劑比與油品收率和油品質(zhì)量的關(guān)系如圖7.23.兩條曲線都有一最低點(diǎn)。前段：溶劑比 油收率 油品質(zhì)量后段：溶劑比 油收率 油品質(zhì)量應(yīng)根據(jù)原油及油品要求選擇合適的溶劑比。操作溫度：4060C 壓力：比飽和蒸汽壓大0.81.0MPa (保證為

48、液體) 3.5 4.5MPa 圖 7.23第92頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.3.5 潤(rùn)滑油的溶劑精制1. 原理利用某些溶劑對(duì)石油餾分各種烴類的溶解度不同而將潤(rùn)滑油不需要組分分離出來(lái)。選擇的溶劑對(duì)潤(rùn)滑油的非理想組分(不需要組分)溶解度大而對(duì)潤(rùn)滑油的理想組分溶解度小，分離操作后改善潤(rùn)滑油的質(zhì)量。主要除去的有芳香烴、膠質(zhì)、硫化物、環(huán)烷酸等粘度指數(shù)小、抗氧化安定性差的物質(zhì)。第93頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二 常用溶劑一般要求：選擇性好、對(duì)非理想組分溶解能力強(qiáng)、比重大、性質(zhì)穩(wěn)定、易回收等。酚、糠醛、N甲基吡咯烷酮等。2. 溶劑精制的影響

49、因素(1)溶劑比通常精制重質(zhì)潤(rùn)滑油時(shí)用較大比3.56.0. 精制輕質(zhì)潤(rùn)滑油時(shí)用較小比1.32.5.(2)溫度臨界溫度10 30C(保證分成兩相)溫度對(duì)油收率和粘度指數(shù)的影響見(jiàn)圖7.24.第94頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二溫度對(duì)粘度指數(shù)的曲線有一最高點(diǎn)。而溫度與收率曲線是單調(diào)下降的。圖 7.24 溶劑比及溫度對(duì)產(chǎn)品收率和質(zhì)量的影響第95頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二(3)抽提塔理論段數(shù)抽提塔理論段數(shù)越多，精制油收率越高。通常采用67個(gè)理論段。理論段數(shù)對(duì)油品收率的影響關(guān)系如圖7.25所示。 圖 7.25 抽提塔理論段數(shù)對(duì)油收率的影響第9

50、6頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二(4) 操作方法和溫度梯度逆向抽提;塔內(nèi)裝填料或用轉(zhuǎn)盤來(lái)增大接觸面積;塔內(nèi)保持適當(dāng)溫度梯度。 塔頂溫度高，油品質(zhì)量高，但油收率降低。塔底溫度低，產(chǎn)率高，但油品質(zhì)量差。塔頂溶解的部分理想組分可隨溶劑流到塔下部低溫區(qū)析出，再返回油相，形成內(nèi)回流，提高分離效果。 塔底泵入部分抽出油循環(huán)，保證油品質(zhì)量。同時(shí)減少理想組分的溶解損失。第97頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二(4) 工藝流程用酚精制潤(rùn)滑油的工藝流程如圖7.26.經(jīng)歷的主要過(guò)程：吸收干燥塔來(lái)的酚蒸汽酚抽提精制液汽提蒸發(fā)(分離出精制油)抽出液蒸發(fā)汽提(分離出

51、酚)干燥塔(分離酚蒸汽和水蒸氣)圖 7.26 酚精制工藝流程第98頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二采用三級(jí)蒸發(fā)、雙效換熱、溶劑后干燥的N-甲基吡咯烷酮精制工藝流程如圖7.27所示。特點(diǎn)：利用水對(duì)N-甲基吡咯烷酮相對(duì)揮發(fā)度很大和精制中溶劑需含適量水的特性，采用了后干燥方案，節(jié)約大量熱能。幾個(gè)蒸發(fā)塔和汽提塔都用回流嚴(yán)格控制塔頂溫度，防止塔頂過(guò)多地帶走輕油，進(jìn)一步降低了能耗。 第99頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二-原料油；-濕溶劑；-精制油；-抽出油1-吸收塔； 2-抽提塔； 3-精制液蒸發(fā)塔； 4-精制油汽提塔； 5-抽出液一級(jí)蒸發(fā)塔； 6

52、-溶劑干燥塔；7-抽出液二級(jí)蒸發(fā)塔； 8-抽出液減壓蒸發(fā)塔； 9-抽出油汽提塔； 10-精制液加熱爐； 11-抽出液加熱爐； 12-精制液罐； 13-循環(huán)溶劑罐； 14-真空泵； 15-分液罐圖7.27 N-甲基吡咯烷酮精制工藝流程第100頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二7.3.6 潤(rùn)滑油的脫蠟?zāi)康模好撓灪蠼档蜐?rùn)滑油的凝固點(diǎn)。脫蠟方法：冷榨脫蠟、離心脫蠟都屬降溫、分離.較古老的方法，只適用于輕質(zhì)潤(rùn)滑油。分子篩脫蠟：利用0.5nm分子篩能吸附正構(gòu)烷烴，而不吸附異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的特性，分離烷烴。適用于航空煤油和輕柴油脫蠟。尿素脫蠟：尿素與蠟形成絡(luò)合物，再分離絡(luò)合物可脫去

53、蠟。適用于低粘度油品。溶劑脫蠟：加入溶劑稀釋，然后冷卻使蠟析出。適用范圍廣泛，但工藝流程復(fù)雜，能耗高，投資大。第101頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二溶劑脫蠟基本原理選擇對(duì)潤(rùn)滑油溶解度大而對(duì)蠟溶解度小的溶劑，溶解后再降溫，蠟就可結(jié)晶析出。通常用甲基乙基酮甲苯混合溶劑。加苯的目的是酮對(duì)蠟的溶解度雖小，粘度降低，但對(duì)潤(rùn)滑油的溶解能力更低,在低溫時(shí)甚至不能將潤(rùn)滑油完全溶解。根據(jù)油品需要可調(diào)整溶劑組成來(lái)調(diào)節(jié)溶解能力和選擇性。第102頁(yè)，共112頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)14分，星期二1. 溶劑脫蠟的影響因素(1)溶劑組成 甲乙基為極性溶劑，具有很好的選擇性。甲苯對(duì)油與蠟都有很好的溶解能力，但選擇性差。甲苯含量高，溶解能力大，脫蠟油收率高；但選擇性差，脫蠟溫差大，結(jié)晶小，過(guò)濾速度慢。若甲乙基酮含量高，溶劑的選擇性好，脫蠟溫差小，蠟結(jié)晶大，過(guò)濾速度快，但溶解能力降低；含量過(guò)大時(shí)，低溫下有油與溶劑分層現(xiàn)象，反而使過(guò)濾困難。通常情況下，粘度大、難溶的重質(zhì)餾分油，采用含酮量較少、溶解能力大的混合溶劑；反之，對(duì)粘度小、易溶解的輕質(zhì)油，則采用含酮量大、溶解能力適中的混合溶