石油炼制工艺学

石油炼制工艺学复习提纲第二章石油及其产品组成和性质1.石油的元素组成：基本元素（5种）CHSNO微量元素2.杂原子(SNO和微量元素）存在的影响：a石油加工过程(催化剂失活、腐蚀、能耗↑）b产品的质量杂质含量的高低与油品轻重有关3.我国原油较为典型的元素组成特点：低硫高氮高镍低钒4.直馏馏分：原油直接分馏得到5.石油的馏分组成：石油气，汽油（石脑油），喷气燃料（航煤），轻柴油，重油（润滑油），常压渣油，减压渣油6.我国原油组成特点：轻质馏分含量低、渣油含量高7.石油及其馏分的烃类（C、H）组成（分布情况）：a天然气（干气）：主要由甲烷（80％）、乙烷、丙烷，丁烷、二氧化碳组成b炼厂气氢气、C1～C4(烷烃和烯烃)c汽油馏分（≤C11）d中间馏分（C11～C20的煤油、柴油）e高沸馏分（C20～C36）f渣油g蜡8.石油中的非烃类化合物:主要是含硫、含氮、含氧化合物及胶质、沥青质a含硫化合物b含氧化合物(主要石油酸)c含氮化合物d胶质、沥青质：原油中的大部分硫、氮、氧及绝大部分金属集中在渣油的胶质、沥青质中第三章石油产品及其质量要求1.石油产品分类（6大类产品）燃料油品：气体燃料、LPG、汽油、航空煤油、柴油、燃料油占80％以上润滑剂：其中内燃机油、齿轮油、液压油三大主要品种溶剂油和化工原料蜡沥青焦2.燃料的使用性能（能判断对应性能的指标）燃烧性（抗爆性）：辛烷值（汽油）十六烷值（柴油）芳烃%烟点辉光值粘度发热值密度（航煤）安定性：实际胶质诱导期烯烃%（汽油）碘价氧化安定性10%残炭颜色（柴油）碘价实际胶质动态热氧化安定性（航煤）腐蚀性：硫%硫醇%水溶性酸碱铜片腐蚀银片腐蚀（航煤）低温性：凝点粘度冷滤点（柴油）结晶点冰点（航煤）3.辛烷值标准组分：异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）=100正庚烷=04.替代燃料（知道一些）：LPG、CNG、二甲醚(十六烷值55～60)生物柴油GTL合成油品5.汽油的清洁化要求：无铅化低（蒸气压、硫、烯烃、芳烃、90%馏出温度)较高的含氧化合物6.我国汽油性质特点：硫含量高汽油中烯烃含量高汽油中芳烃水平相对较低汽油的蒸汽压偏高含氧化合物低辛烷值分布差汽油的蒸汽压偏高7.柴油清洁化要求：低硫、低芳烃（稠环芳烃）、高十六烷值8.与汽油相比，柴油特点：节油经济环保清洁动力（热值高）安全9.润滑油的作用：密封、冷却、减磨10.润滑油组成：基础油添加剂11.基础油的分类（按粘度指数）12.内燃机油的牌号（代表的含义）：按质量等级和粘度等级分类质量等级分类（按字母顺序依次提高）：a汽油机油:S（A～M)等b柴油机油：C（A～J）等c通用油（汽/柴通用）：SD/CC、SE/CC、SF/CD粘度等级分类单级油:20、30、40、50、60、0W、5W、10W、15W、20W、25W等多级油:5W/3010W/3015W/4020W/20等表达任何一个品种的内燃机油牌号必须同时包括质量等级和粘度等级两部分如SC15W/3013.石油蜡（产品的牌号和从何得到）a石蜡商品牌号：按熔点（2℃）从50～70划分牌号从减压馏分中获取b微晶蜡商品牌号：按滴熔点划分70、75、80、85、90等5个牌号从减压渣油中获取液体石蜡14.沥青的三个重要指标：针入度（沥青的牌号）延度软化点15.溶剂油和化工原料种类：a溶剂油10个牌号用作溶剂、洗涤剂、萃取剂b化工原料石脑油、低碳烯烃、芳烃、白油、石油脂（凡士林）、硫磺、石油酸等16.石油焦的质量指标：挥发分、硫含量、灰分第四章原油评价及加工方案1.原油的分类：(1)关键馏分特性分类法：根据两个关键馏分的密度确定各馏分的属性（石蜡基、中间基、环烷基）并后组合，共分为七类。（见p120)(2)商品分类法（关注硫含量）：低硫含硫高硫2.我国的原油分类：关键馏分特性分类法+商品分类法（a大庆--低硫石蜡基b胜利--含硫中间基）3.原油评价的作用与目的：评价目的（了解原油的性质、各直馏馏分和渣油的产率及性质，为炼厂装置设计和原油的加工方案提供依据）a常规评价:炼厂装置设计依据b综合评价:确定加工方案依据4.原油加工类型:a燃料型b燃料－润滑油型c燃料－化工5.大庆原油的加工方案与胜利油加工方案的比较(必考):抓住石蜡基的区别大庆原油：(1)原油特点：（含蜡量、凝点）高，（硫、重金属、沥青质）含量低渣油40%(2)直馏产品特点：a直馏汽油(石脑油)产率低、辛烷值低，但适合做乙烯原料b航空煤油密度小，结晶点高，只能生产2＃航煤c直馏柴油十六烷值高（70以上），凝点高d煤－柴油馏分含烷烃多，是良好的制乙烯原料e350～525℃的减压馏分（VGO）链烷烃多环状烃少，润滑油潜含量高且粘度指数高，是生产润滑油基础油的良好原料，也是理想的催化裂化原料。f减压渣油的（硫、重金属、沥青质）含量低，饱和烃量高，适合掺炼作为催化裂化原料，可作生产低硫石油焦的原料，还可在脱沥青后作残渣润滑油生产原料g减压渣油胶质沥青质含量低且含蜡量高，不能直接生产沥青，也不能生产高质量沥青蜡含量高且质量好(3)加工方案:发展重油深加工润滑油生产高辛烷值汽油生产胜利原油：(1)原油特点：含硫、含氮较高(产品均需精制脱硫)重金属、酸值、胶质沥青质含量高(2)直馏产品特点：a直馏汽油辛烷值比大庆汽油高，但产率不高。石脑油芳烃潜含量高，是催化重整的良好原料，b直馏航煤密度大、结晶点低，精制后可作1＃航煤c柴油十六烷值较高，凝点低。可生产－20#柴油d减压馏分（VGO）的脱蜡油粘度指数低，且酸值和硫含量高，不宜生产润滑油基础油，可作催化裂化或加氢裂化原料。e减压渣油的脱蜡油粘度指数低，且酸值和硫含量高，不宜生产润滑油基础油；它的、重金属含量、残炭值高，只能少量掺炼或经加氢处理后作为催化裂化原料；一般作焦化原料，但石油焦品级低。f减压渣油胶质沥青质含量较高，可直接生产沥青(3)加工方案:大多采用燃料型加工方案，在重油深加工必须考虑加氢技术，以提高产品质量。6.中东（含硫、高硫）原油加工方案中东原油特点是轻馏分油多，重馏分油和渣油少，且（硫、残炭、重金属）高，沥青质量好。加工方案以加氢技术为核心。7.含酸原油加工方案主要是环烷酸第五章原油蒸馏1.原油预处理（脱盐脱水）的作用：降低能耗设备防腐平稳操作改善二次加工原料油质量2.脱盐脱水的措施：注水→升温→加破乳剂（乳状液油包水→水包油）→加电场（小水滴极化聚集长大）3.三种蒸馏形式及作用：a平衡汽化（闪蒸）:确定油品不同汽化率时如：进料段温度泡点温度露点温度b恩氏蒸馏（渐次汽化）：用于反映油品的馏程指标c实沸点蒸馏（精馏）：用于原油评价4.分离要求：一般精馏（塔顶液相回流塔底气相回流塔底再沸器产品纯度高）石油精馏(分离要求不高,只要求产品沸程在一定范围内)5.石油蒸馏特点:a复合塔:除了塔顶、塔底产品外，还有多个侧线产品b水蒸气汽提(过热水蒸气):航煤侧线不用水蒸气汽提,采用重沸器;侧线汽提塔叠置布置;塔底不设再沸器c塔内汽液相负荷分布:汽化率e%＞塔顶产品＋各侧线产品收率(差值为过汽化率)；全塔热平衡Q入Q出→剩余热△Q→确定回流比d减压蒸馏（抽真空抽的是不凝汽）：提高汽化段真空度措施（知道一些）：塔顶抽真空减少塔板数和降低板低压降填料加大汽提蒸汽用量限制减压加热炉出口塔底缩径（1）干式减压蒸馏（2）湿式减压蒸馏（用的多）：增压喷射泵高压蒸汽6.回流取热：a塔顶冷回流b顶循环回流c中段回流(热量高，回收价值大，最有作用)7.工艺流程图内容:原料,产品名称等,反映主要设备名称,管线连接,进出物料位置和流向,仪表及控制点8.常压塔：a蒸馏塔出料相态：塔顶出气相，塔底出液相，侧线出液相（侧线、塔底水蒸气汽提（航煤用重沸器），侧线汽提塔）b设冷回流、顶循环回流、二个中段回流9.减压塔:塔顶不出产品，不设冷回流(催化裂化和延迟焦化也不设冷回流)10.产物：a初馏塔：石脑油b常压塔汽油、常一～常五线(航煤、柴油)、常压渣油c减压塔重油VGO（可出减一～减五线）、减压渣油11.原油蒸馏的作用:分离得到汽油煤油柴油，为后续二次加工装置提供原料12.能量消耗:燃料、电、水、蒸汽13.耗能大户：常减压蒸馏，催化裂化14.腐蚀类型:a低温部位（塔顶馏出线、冷凝冷却器等）:HCl-H2S-H2Ob高温部位:活性硫化物（H2S、RSH等）腐蚀,环烷酸(主要集中在250～500℃组分中)腐蚀15.防腐措施:低温轻油部位:一脱三注(电脱盐注氨注缓蚀剂注软化水)、塔顶防止露点腐蚀第六章催化裂化1.重油轻质化解决什么问题：H/C和脱杂质2.两个手段：加氢：加氢裂化缓和加氢裂化渣油加氢；脱碳：催化裂化延迟焦化溶剂脱沥青3.催化裂化：世界上最大的催化过程，炼油化工一体化核心工艺（约80％的成品汽油、约1/3的成品柴油，约40%的丙烯，大部分的液化气（LPG））（还有加氢裂化催化重整）4.原理：重质油在Y型分子筛催化剂、～500℃、近常压的环境下，在提升管反应器中按正碳离子机理发生裂解反应（2～4s），生成轻质油、气体和焦炭。总体上为平行－顺序反应吸热过程5.反应类型：裂解、异构化、芳构化、氢转移、缩合6.反应－再生系统：流态化提升管内瞬间反应催化剂失活旋风分离催化剂再生－循环（提供反应所需热量）油气分离7.原料：减压馏分油（VGO）掺炼常压渣油掺炼焦化蜡油加氢后渣油掺炼减压渣油或脱沥青油8.产物及特点：a裂化气（干气：C1-C2：含有10～20%的乙烯，可作为提升气体、燃料液化气：C3-C4：烯烃含量高（约占50%），平均30%以上的丙烯来自RFCC，我国约40%，丁烯作石化原料和合成高辛烷值）b汽油：辛烷值较高（RON～90)S高c柴油：十六烷值低(～30)且安定性差d焦炭（不作产品）S高9.工艺流程及作用：a分馏：得到富气粗汽油柴油回炼油油浆b回流取热顶循环回流1-2个中段回流塔底循环,塔顶设冷凝冷却器但不设塔顶冷回流（主要为了减小塔顶油气管线和冷凝冷却器的负荷，从而降低压降）c吸收－稳定：将富气、粗汽油分离得到干气、液化气、稳定汽油(稳定是指蒸汽压合格)d烟气能量回收：热能、动能、化学能。烟气驱动主风机并发电，余热锅炉10.工艺参数（影响因素）（1）反应部分：a原料性质b催化剂类型（Y型分子筛催化剂）c反应温度（提升管出口）d反应压力(提升管顶部)e反应时间（以s计）f剂油比（C/O）（剂油比提高，转化率提高）g回炼比（2）再生部分:焦炭来源催化焦:缩合、氢转移反应生成附加焦:残炭所致11.重油催化裂化的主要困难：a残炭高引起的生焦量增加b重金属沉积对催化剂的污染c油烯烃、汽/柴油硫含量偏高12.催化裂化家族技术(降烯烃多产丙烯)：工艺名称生产目的原料催化剂反应温度℃反应器型式MIP清洁汽油和丙烯VGO+VRCGP~510提升管上部扩径FDFCC清洁汽油和丙烯VGO+VRCC-20重油~520、汽油550双提升管TSRFCC清洁汽油和丙烯VGO+VRLC系列重油~520、循环油530双提升管第九章延迟焦化1.延迟含义：将减压渣油在加热炉出口转化率控制在最大可裂化度以内，使生焦裂化反应而延缓到专设的焦炭塔(反应器）中进行反应。自由基反应机理、平行顺序反应(裂解、缩合)2.延迟手段：a无焰或双面辐射炉：热强度高、升温快、受热均匀b注软化水（2％）：提高油品流速（2m/s）3.产物：裂化气（C1-C2多,干气LPG）汽油（RON~70，加氢后作石脑油)柴油（十六烷值～50）柴汽比2(柴汽比最高，转化深度低)焦化蜡油（CGO、作为FCC原料）石油焦（硫含量、灰分高）4.工艺流程：a焦化:焦化炉炉管细、流速高；反应器(焦炭塔)、水力除(切)焦b分馏:油气脱过热，得到富气、粗汽油、柴油、焦化蜡油回流取热：顶循环、中段回流、塔底循环,塔顶设冷凝冷却器但是不设塔顶冷回流c吸收－稳定：将富气、粗汽油分离得到干气、液化气、稳定汽油d冷焦污水处理溶剂脱沥青1.目的：为重油催化裂化/残渣润滑油生产提供原料2.原料：减压渣油3.产物：沥青、脱沥青油4.原理：以丙烷/丁烷作溶剂，液液萃取（生产润滑油基础油只能用丙烷）萃取塔：转