石油加工概论(第二部分第1章石油加工过程)

石油加工概论（第二部分）张孔远第二部分石油加工过程◆石油加工将原油按沸点分割成不同馏分,然后根据油品使用要求,除去馏分中的非理想组分,或经化学反应转化成为所需的组分，从而获得合格的石油产品。●概述◆原油的一次加工(primaryprocessing)采用蒸馏的方法将原油分离成不同沸程的汽油、柴油、蜡油及渣油的加工过程。常压蒸馏或常减压蒸馏◆原油的二次加工（secondaryprocessing）将原油蒸馏得到的重质馏分转化为轻质馏分，将轻质馏分进行精制和用气体合成高辛烷值汽油组分等过程。如：催化裂化、延迟焦化、催化重整、加氢裂化、加氢精制、醚化、异构化等原油脱盐脱水、常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、加氢精制、加氢裂化、延迟焦化、减粘裂化、气体加工（叠合、烷基化、异构化、醚化等）、硫磺回收、沥青生产、氢气生产等。◆石油加工的主要过程第一章原油脱盐脱水第一节原油脱盐脱水的目的●原油脱盐脱水的目的◆减少储运、加工设备负荷，减少动力、热能和冷却水消耗。例如一座年处理量为250万吨的常减压蒸馏装置，如果原油含水量增加1%，热能耗将增加约7000MJ/h。◆减轻盐垢腐蚀设备、提高传热效率、保证常减压塔正常操作◆减轻盐类设备腐蚀，延长装置开工周期CaCl2+2H2O→Ca(OH)2+2HClMgCl2+2H2O→Mg(OH)2+2HCl加工含硫原油时，会产生H2S腐蚀设备，其生成的FeS附于金属表面，形成一层保护膜，保护下部金属不再被腐蚀。但如同时存在HCl，HCl能与FeS反应，破坏保护膜，反应生成物为H2S，会进一步腐蚀金属。Fe+H2S→FeS+H2FeS+2HCl→FeCl2+H2S●原油脱盐脱水的目标:脱后含水﹤0.2%，含盐﹤3mg/l◆盐类中的金属进入重馏分油或渣油中，毒害催化剂、影响二次加工原料质量及产品质量。●水在油中存在状态水在油中以乳状液的形式存在★乳状液:一种(或多种)液体分散在另一不互溶液体中所形成的多相分散体系。不稳定性，乳化剂★原油乳状液的性质:油包水型水相以0.1-10μm直径小水滴分散在连续的油相中★乳化剂：环烷酸、胶质、沥青质第二节原油脱盐脱水的基本原理◆影响原油乳状液稳定的因素所含乳化剂的性质和数量;原油粘度;水滴的大小与分散程度;乳状液形成的时间◆油水两相的自由沉降分离stokes定律(水直径大于0.5×10-6m)2223211222121//////.///18)(smgsmmkgmdsmgd重力加速度原油粘度水及原油密度水滴直径水滴沉降速度大部分盐溶于水中,脱水同时脱盐。向原油中注如入部分新鲜水,溶解原油中的结晶盐类,并稀释原有盐水,形成新鲜的乳状液。在一定的温度、压力、和破乳剂及高压电场的作用下，使微小的水滴聚集成大水滴，借助重力的作用使水滴从油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的。称为电化学脱盐脱水。●原油电脱盐脱水过程★降低粘度;★促进水滴聚集,增大水直径;★增大水与原油密度差(水密度随温度升高而下降的幅度比原油密度变化小）。温度适宜：高水和原油轻组分气化一般80-130℃◆加热对脱盐脱水的作用★破乳剂的作用原理:表面活性剂,性质与乳化剂相反;加入后改变水滴表面吸附膜的稳定性,小水滴汇集成大水滴,提高沉降速度,加速油水分离.★破乳剂：离子型（中性酸渣、中性磺酸植物油、有机磺酸盐）非离子型（聚氧乙烯烷基醇醚）加入量10-30ppm破乳剂的选择:上千种,没有普适性◆破乳剂对脱盐脱水的作用★电场对破乳和脱盐脱水的作用原理原油乳状液中的小水滴,在电场的作用下,两端带不同极性的电荷,产生诱导偶极.使水滴两端受到方向相反,使水滴被拉成椭圆状.◆电场对破乳和脱盐脱水的作用带正负电荷的多个水滴在电场中定向移动时,相互碰撞而合成大水滴,同时多个水滴在电场中排列,相邻水滴电荷相反,相互吸引产生偶极聚结力,使小水滴聚结成大水滴当电场梯度大于临界分散梯度时，水滴受电分散作用，使较大的水滴又重新分散。4700V/cm工厂使用强电场梯度：500-1000V/cm工厂使用弱电场梯度：150-300V/cm★临界电场分散梯度第三节原油脱盐脱水的工艺及设备◆一级和二级脱盐罐前注水溶解原油中的结晶盐类、增大原油中水含量，增加水的偶极聚结力。一级注水量为原油5-6%二级注水量为原油2-3%操作压力比原油的饱和蒸汽压高1.5-2.0×105Pa温度:80-130℃●原油脱盐脱水的工艺●原油脱盐脱水设备★脱盐灌：罐体尺寸由原油在强电场中的上升速度和处理量决定一般直径:3.2-3.6m，长度30m电极板为两层，两层间距离200-300mm，两层间形成强电场，下层电极板与水面间形成弱电场区★混合设备：可调差压混合阀与静态混合器