第二章-石油炼制产品及炼制工艺.pdf

2015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组1第二章石油炼制产品及炼制工艺第一节石油炼制产品第二节石油一次加工第三节石油二次加工第四节石油合格炼制产品的生产工艺12015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组2石油炼制产品第一节22015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组3石油、天然气可称之为百宝之源，用途广泛，在工业、农业、交通运输、国防和人们的日常生活中到处都有它们的身影。在世界资源宝库中，无论是从总产的价值还是从用途的广泛程度而论，没有任何一种不可再生的资源能与石油、天然气相竞争。石油产品与人类的衣、食、住、行的密切相关，石油产品已经渗透到现代社会的方方面面！石油产品石油炼制产品石油化工产品（第九章）32015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组4尼龙、涤纶、腈纶、锦纶、人造皮革等各种衣服面料均来自于石油石化产品，用于洗脸、化妆、洗衣服的各类洗化产品的主要原材料也来自于石油。据统计，全球每10件衣服，就有7件是由石油化工产品生产的。衣42015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组5食我们餐桌上的食物，从播种、施肥、收割到物流的全过程都离不开石油石化产品的参与。其中，化肥、塑料大棚的作用尤其明显。化肥是用石油、天然气为原料制造合成氨并进一步生产硝酸铵、硫酸铵、尿素而最终得来；大棚所用的薄膜主要是聚乙烯，也是由石化产品合成而来的。52015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组6住各种家用电器，塑胶门窗、化纤窗帘和沙发布料、化纤地毯、塑胶地砖、塑料灯具、塑料家具等都来自于石油石化产品，纵然是木制家具，也要用到石化产品合成的粘合剂和涂料等。厨房所用的天然气（液化气）是也是石油石化产品，通过输气管道和气站输送到各家各户。62015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组7行汽车和飞机的合成橡胶轮胎是以石油化工产品为原料加工而成。家用轿车用汽油，卡车用柴油，乘坐的飞机用的航空煤油都是石油炼制产品。除此之外，这些动力机械的运动部分都必须加入润滑油或是润滑脂，不然就会很快损毁。用于铺设柏油马路的沥青也是石油炼制产品。72015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组8汽油煤油柴油沥青石油焦液化石油气润滑油和润滑脂石蜡地蜡润滑油品石油炼制产品燃料油品82015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组992015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组10一、燃料油品1.汽油•汽油按用途可分为两大类，即车用汽油和航空汽油。•汽油是复杂烃类（碳原子数约为4-12）的混合物，是消耗量最大的轻质石油产品之一，是发动机的一种重要燃料。102015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组11汽油的抗爆性能是指汽油在发动机中燃烧时抵抗爆震的能力。抗爆性能通常以辛烷值来衡量。辛烷值是指和汽油的抗爆性相当的标准燃料中，所含工业异辛烷的百分数。标准燃料：将抗爆性能较好的工业异辛烷的辛烷值定为100，较差的正庚烷的辛烷值定为0，将两者按不同的比例混合，组成标准燃料，用来对比各种汽油的抗爆性。112015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组12汽油按研究法辛烷值划分为90号、93号、95号、97号等几种标号。譬如93号汽油表示这种汽油与93%的工业异辛烷和7%的正庚烷组成的标准燃料的抗爆性相同。从烃类组成看，异构烷烃和芳香烃具有良好的抗爆性；正构烷烃昀容易产生爆震。辛烷值越高，表示汽油的抗爆震性能越好，耗油也越省，油价也越高。122015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组13石油直接分馏得到的直馏汽油和重油裂化而成的裂化汽油的研究法辛烷值均低于90。添加汽油抗爆剂是提高汽油辛烷值的重要手段。1921年，美国人托马斯·米基利发现优良的抗爆剂四乙基铅，1923年得到广泛应用。1970年，日本东京发现铅中毒。我国2000年开始停止使用含铅汽油。目前抗爆剂主要有甲基环烷二烯三羰基锰（MMT）、甲基叔丁基醚（MTBE）、叔丁醇、甲醇、乙醇等。132015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组14开始煤油用来照明，后来被用作工业洗涤剂、杀虫剂的溶剂和航空燃料。上世纪五十年代末，苏联与我国断交，不再给我们提供航空煤油，侯祥麟院士带领课题组攻下了这个难题。2.煤油142015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组151892年2月27日，德国工程师狄赛尔取得了柴油机技术的专利。和汽油机相比，柴油机具有结构简单、省油、热效率高、压缩比大、扭矩大等优点，其缺点是比较笨重。最能发挥柴油机优点的还是重型机械和装甲车辆。柴油机的发明3.柴油152015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组16柴油燃烧性能的一个指标是柴油的十六烷值，它是表示柴油抗爆性。自燃点为205℃的正十六烷是抗爆性很好的柴油机标准燃料，将它的十六烷值定为100；自燃点高达529℃的α-甲基萘是抗爆性很差的柴油机标准燃料，它的十六烷值定为0。与测汽油辛烷值类似，可用标准燃料对比的方法测定柴油的十六烷值。例如一种柴油样品的十六烷值与40%正十六烷和60%1-甲基萘的混合液相等，该样品的十六烷值即为40。162015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组17轻柴油的十六烷值要求不低于45。十六烷值大小与柴油组分的性质有关。一般说来，烷烃的十六烷值最大，芳香烃的最小，环烷烃和烯烃则介于两者之间。使用十六烷值高的柴油，机器的热效率高，节省燃料。柴油的标号是指凝固点。0号柴油的凝固点为0℃。172015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组18•公元前2500左右，两河流域的苏美尔人就用沥青进行雕刻，还用沥青和砖混合，建造神庙和宫殿。•公元8世纪，阿拉伯帝国的新都巴格达，全部街道都由柏油铺成，这是世界上第一座“柏油马路化”的城市。•古代波斯阿尔利卡，石板上明确记载了用沥青治疗癣疥等皮肤病的实例。10世纪阿拉伯旅行家麦斯欧迪在笔记中称，巴库人用沥青给马治疗皮肤病。4.沥青182015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组19沥青的特点：粘结性、绝缘性、不渗水性，可抵抗酸碱侵蚀。沥青的用途：筑路、房屋建筑、水利工程、管道防腐、电器元件和电缆绝缘等。192015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组20用途：主要用于制取炭素制品，如石墨电极、阳极弧，提供炼钢、有色金属、炼铝之用；制取炭化硅制品，如各种砂轮、砂皮、砂纸等；制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品；也可做为燃料。石油焦可当燃料，其热值较煤炭高；挥发物及灰份较煤炭少，但水份及硫份较煤炭高，常被用来取代水泥窑的煤炭。5.石油焦202015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组21油田气和炼厂气的主要成分是丙烷、丁烷和烯烃，它们在常温下都是气体，贮存和运输很不方便。人们发现，只要稍加压力，这些气体就会变成液体。人们便把它们液化，制成液化石油气（LPG），装在钢瓶里。LPG可用作发动机燃料、家用燃料、基本有机合成原料等。6.液化石油气212015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组22润滑油的作用润滑作用冷却作用冲洗作用密封作用保护作用减振、传递力等作用二、润滑油品1.润滑油和润滑脂（1）润滑油222015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组23润滑油分类内燃机润滑油齿轮油电器用油液压油机械油工艺用油特定用途润滑油在变压器里要装满润滑油，因为它既能绝缘，又能散热。许多大型的电开关里也要装满润滑油，因为它既能绝缘，又能防止开关启闭的时候产生电火花。232015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组24人们还制成各种润滑脂，这就是平常说的“黄油”。润滑脂是一类常用的润滑剂，它在常温下是半固体。润滑脂的主要功能是润滑，它广泛用于轻、重工业各类机械的滚动轴承中，汽车的轴承离合器、转向器以及拖拉机、飞机、火车等的相关部位都得用润滑脂。（2）润滑脂242015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组25石蜡是一种矿物蜡，主要组分为直链烷烃，碳原子数约为19-35。石蜡的用途：用作蜡烛、防水剂、电绝缘材料、化妆品原料，也可用于水果保鲜。2.石蜡252015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组26地蜡主要成分是含36-53个碳原子的环烷烃、异构烷烃，还含少量的直链烷烃和芳香烃，熔点比石蜡高。地蜡常常用来制造鞋油、化妆油膏、汽车蜡，在工业上，还用来做电气绝缘材料、假漆和油漆等。用地蜡还可以制成凡土林。医用的凡士林昀纯，是白色的，常用来配制各种药膏。在工业上，凡士林常涂在金属零件和机器上，用来防锈。在电容器中加入凡士林，可以起绝缘作用。3.地蜡262015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组27石油炼制工艺第二节272015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组2819世纪20年代主要石油产品为灯用煤油，原油加工量较少，原油蒸馏用釜式蒸馏法（原油间歇送入蒸馏釜,在釜下加热）进行。1823年，俄国杜比宁三兄弟在莫兹多克建立了俄国第一座釜式蒸馏厂炼制石油。19世纪80年代,随着原油加工量逐渐增加，将4～10个蒸馏釜串联起来,原油连续送入，称为连续釜式蒸馏。发展历史282015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组291912年，美国M.T.特朗布尔应用管式加热炉与蒸馏塔等加工原油，形成了现代化原油连续蒸馏装置的雏形，原油加工量越来越大。近30年来，原油蒸馏沿着扩大处理能力和提高设备效率的方向不断发展，逐渐形成了现代化大型装置。292015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组30原油加工图302015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组31炼油原理一：原油按沸点不同分割成不同馏分。不同馏分有不同的沸点一、石油炼制原理312015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组32非法炼油加工点322015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组33催化重整反应炼油原理二：根据油品的需要，通过化学反应转化成所需要的组分，如催化裂化、催化重整、催化加氢、延迟焦化等。催化裂化反应332015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组34石油炼制技术上一个最常用的术语“馏分”就是指馏出的组分沸点小于180℃为汽油馏分180-350℃为煤、柴油馏分350~500℃为减压馏分大于500℃为渣油342015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组35原油通过炼制可以获得几百种甚至更多的油品我国石油产品的构成百分比大体如下石油燃料72.7％化工原料及石油溶剂20％石油沥青2.5％石油焦2.5％润滑油类1.5％石蜡0.8％352015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组36原油的初加工原油的预处理常压蒸馏减压蒸馏二、原油的初加工362015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组371.原油的预处理原油预处理的目的脱水脱盐（1）原油含盐含水的来源地下：油井原油含盐含水油田注水：提高采收率原油所含盐分的组成大部分是NaCl，其余是CaCl2、MgCl2。372015/3/18版权所有：中国石油大学（华东）石油工业概论课程组38（2）原油含盐含水对石油加工的危害原油含水在加工过程中必然增加燃料动力消耗，严重时会引起蒸馏塔超压或出现冲塔现象；原油含盐大部分是NaCl，其余是CaCl2、MgCl2。受热后易水解成HCl，腐蚀设备，并容易结成盐垢,降低传热效率，甚至堵塞管路，而且原油中的盐在