加氢裂化技术问答

第一章基础知识1.1基础知识1.1.1什么是不饱和烃？不饱和烃就是分子结构中碳原子间有双键或三键的开链烃和脂环烃。与相同碳原子数的饱和烃相比，分子中氢原子要少。烯烃（如烯烃、丙烯）、炔烃（如乙炔）、环烯烃（如环戊烯）都属于不饱和烃。不饱和烃几乎不存在于原油和天然气中，而存在于石油二次加工产品中。1.1.2原料油特性因数K值的含义？K值的高低说明什么？特性因数K常用以划分石油和石油馏分的化学组成，在评价原料的质量上被普遍使用。它是由密度和平均沸点计算得到，也可以从计算特性因数的诺谟图求出。K值有UOPK值和WatsonK值两种。特性因数是一种说明原料石蜡烃含量的指标。K值高，原料的石蜡烃含量高；K值低，原料的石蜡烃含量低。但它在芳香烃和环烷烃之间则不能区分开。K的平均值：烷烃约为13；环烷烃约为11.5；芳烃约为10.5。特性因数K大于12.1为石蜡基原油；K为11.5～12.1为中间基原油；K为10.5～11.5为环烷基原油。另外非通用的分类法还有沥青基原油，K小于11.5；含芳香烃较多的芳香烃基原油。后两种原油在通用方法中均属于环烷基原油。原料特性因素K值的高低，最能说明该原料的生焦倾向和裂化性能。原料的K值越高，它就越易于进行裂化反应，而且生焦倾向也越小；反之，原料的K值越低，它就难以进行裂化反应，而且生焦倾向也越大。1.1.3什么是油品的比重和密度？有何意义？物质的密度是该物质单位体积的质量，以符号ρ表示，单位为千克/米3。液体油品的比重为其密度与规定温度下水的密度之比，无因次单位，常以d表示。我国以油品在20℃时的单位体积重量与同体积的水在4℃时的重量之比作为油品的标准比重，以d420表示。由于油品的实际温度并不正好是20℃，所以需将任意温度下测定的比重换算成20℃的标准比重。换算公式：）（204204trddt式中：r为温度校正值欧美各国，油品的比重通常用比重指数或称API度表示。可利用专用换算表，将API度换算成引,再换算成,也可反过来查，将d420换算成API比重指数。6.156.15d204d油品的比重取决于组成它的烃类分子大小和分子结构，油品比重反映了油品的轻重。馏分组成相同，比重大，环烷烃、芳烃含量多；比重小，烷烃含量较多。同一种原油的馏分，密度大，说明该馏分沸点高和分子量大。1.1.4什么叫做石油产品的灰分？油品在规定条件下灼烧后，所剩的不燃物质，称为灰分。以百分数表示。此种不燃物质是油品中的矿物质，主要是环烷酸的钙盐、镁盐、钠盐等形成的。重油中此种碱金属的含量占灰分总量的2O～3O％。1.1.5什么是原料油的残炭？它是由什么组成？残炭是实验室破坏蒸馏（油样在不充足的空气中燃烧）后剩留的物质，是用来衡量裂化原料的非催化焦生成倾向的一种特性指标，得到非常普遍的使用。作为加氢裂化原料的馏分油的残炭值很低，一般不超过0.2%（质），其胶质、沥青质含量也很少。渣油的残炭值较高，在5%～27%（质）之间，胶质、沥青质含量也很高。残炭一般由多环芳烃缩合而成，而渣油中不仅含有大量芳烃，而且含有大量的胶质和沥青质，而胶质和沥青质也含有大量多环芳烃和杂环芳烃，因而实验室中分析出来的残炭，也是一些加工过程中生焦的前身物质。1.1.6什么是油品的粘度？有何意义？与温度压力的关系如何？什么是油品的粘温性质？液体受外力作用时，分子间产生的内摩擦力。分子间的内摩擦阻力越大，则粘度也越大。粘度是评定油品流动性的指标，是油品尤其是润滑油的重要质量指标。润滑油必须具有适当的粘度，若粘度过大，则流动性差，不能在机器启动时迅速流到各摩擦点去，使之得不到润滑；粘度过小，则不能保证润滑效果，容易造成机件干摩擦，对于油品来说，粘度合适，则喷射的油滴小而均匀，燃烧完全。粘度的表示方法很多，可归纳分为绝对粘度和条件粘度两类。绝对粘度分动力粘度和运动粘度两种。动力粘度的单位为Pa·s，其物理意义为：面积各为1m2并相距1m的两层液体，以1m/s的速度作相对运动时所产生的内摩擦力，旧用单位是P（泊）和cP（厘泊），换算关系为1Pa·s=10P=1000cP。运动粘度是液体的动力粘度η与同温度下密度ρ之比，在温度t℃时，运动粘度以符号v1表示。运动粘度的单位是m2/s，旧用mm2/s和cSt（厘沲），换算关系为1mm2/s=1cSt。石油产品的规格中，大都采用运动粘度，润滑油的牌号很多是根据其运动粘度的大小来规定的。条件粘度有恩氏粘度、赛氏通用粘度、赛氏重油粘度、雷氏1号粘度、雷氏2号粘度等几种，在欧美各国比较通用。油品在流动和输送过程中、粘度对流量和阻力降有很大的影响。粘度是一种随温度而变化的物理参数，温度升高则粘度变小。温度升高时，油品的粘度减小，而温度降低时，粘度则增大，油品这种粘度随温度变化的性质称为粘温性质。有的油品的粘度随温度变化小，有的则变化大，受温度变化小的油品粘温性能就好。油品的粘温性质常用的有两种表示法：一种是粘度比，即油品在两个不同温度下的运动粘度的比值；另一种是粘度指数。通常压力小于40大气压时，压力对粘度影响可忽略，但在高压下，粘度随压力升高而急剧增大。特别要说明的是，油品混合物的粘度是没有可加性的。1.1.7油品的残炭如何测定（康氏残炭法）？将油品放入残炭测定器中，在不通入空气的条件下加热，油品中的多环芳烃、胶质和沥青质等受热蒸发，分解并缩合，排出燃烧气体后所剩的鳞片状黑色残余物，称为残炭，以质量百分数表示，残炭的多少主要决定于油品的化学组成，残炭多还说明油品容易氧化生胶或生成积炭。残炭它不完全是炭而是一种会进一步热解变化的焦炭。试样或10％蒸余物的康氏残炭值X[(％)质量/质量]按照下式计算：10001mmX式中：m1――残炭的质量m0――试样的质量1.1.8什么叫油品的沸点、初馏点、干点和馏程？有何意义？对于纯物质，在一定的外压下，当加热到某一温度时，其饱和蒸汽压等于外界压力，此时汽液界面和液体内部同时出现汽化现象，这一温度即称为沸点。对于一种纯的化合物，在一定的外压条件下，都有它自己的沸点，例如纯水在1个标准大气压力下，它的沸点是100℃。油品与纯化合物不同，它是复杂的混合物，因而其沸点表现为一段连续的沸点范围，简称沸程。初馏点和干点是表示油品馏分组成的两个重要指标，其中初馏点是表示油品在馏程实验测定时馏出第一滴凝液时的温度；干点是表示馏出最后一滴凝液时的温度；在规定的条件下蒸馏切割出来的油品，是以初馏点到终溜点（或干点）的温度范围，称为馏程（即“沸程”）来表示其规格的。（注：一般使用终馏点而不使用干点，对于特殊用途的石脑油，如涂料工业用石脑油，可以报告干点。当某些样品的终馏点的精密度总是不能符合精密度规定时也可以用干点代替终馏点。）我们可以从馏程数据来判断油品轻重馏分所占的比例及蒸发性能的好坏。初馏点和10%馏出温度的高低将影响发动机的起动性能。过高则冷车不易起动，过低则易形成“气阻”而中断油路（特别是夏季）。50%馏出温度的高低将影响发动机的加速性能。90%馏出温度和干点表示油品不易蒸发和不完全燃烧的重质馏分含量。1.1.9什么叫残留百分数？待经过干点的测定后，待烧瓶冷却后，将其内容物倒入5ml量筒中，并且将烧瓶悬垂在5ml量筒上，让蒸馏烧瓶排油，直至观察到5ml量筒的体积没有增加为止。该测得的体积为残留体积，以百分数表示或者以毫升表示。1.1.10什么是油品的闪点？有何意义？闪点是在规定试验条件下，加热油品时逸出的蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度，用℃表示。根据测定方法和仪器的不同，分开口（杯）和闭口（杯）两种测定方法，前者用以测定重质油品，后者用以测定轻质油品。闪点常用来划定油品的危险等级，例如闪点在45℃以上称为可燃品，45℃以下称为易燃品。汽油的闪点相当爆炸上限温度，煤油、柴油等相当于下限浓度的油温。闪点与油品蒸发性有关，与油品的10%馏出点温度关联极好。1.1.11什么是油品的燃点？什么是油品的自燃点？燃点是油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5秒钟时的最低温度。油品在加热时，不需外部火源引燃，而自身能发生剧烈的氧化产生自行燃烧，能发生自燃的最低油温称为自燃点。油品愈轻，其闪点和燃点愈低，而自燃点愈高。烷烃比芳香烃易自燃。1.1.12什么叫油品的浊点、冰点、倾点和凝点？浊点是指油品在试验条件下，开始出现烃类的微晶粒或水雾而使油品呈现浑浊时的最高温度。油品出现浊点后，继续冷却，直到油中呈现出肉眼能看得见的晶体，此时的温度就是油品的结晶点，俗称冰点。倾点是指石油产品在冷却过程中能从标准型式的容器中流出的最低温度。凝点是指油品在规定的仪器中，按一定的试验条件测得油品失去流动性（试管倾斜45角，经一分钟后，肉眼看不到油面有所移动）时的温度。凝点的实质是油品低温下粘度增大，形成无定形的玻璃状物质而失去流动性或含蜡的油品蜡大量结晶，连接成网状结构，结晶骨架把液态的油包在其中，使其失去流动性。同一油品的浊点要高于冰点，冰点高于凝点。浊点和结晶点高，说明燃料的低温性较差，在较高温度下就会析出结晶，堵塞过滤器，妨碍甚至中断供油。因此，航空汽油和航空煤油规格对浊点和结晶点均有严格规定。1.1.13什么是油品的冷滤点？冷滤点是按照SH/T0248规定的测定条件，当试油通过过滤器的流量每分钟不足20mL时的最高温度。由于冷凝点的测定条件近似于使用条件，所以可以用来粗略地判断柴油可能使用的最低温度。冷滤点高低与柴油的低温粘度和含蜡量有关。低温下粘度大或出现的蜡结晶多，都会使柴油的冷凝点升高。1.1.14油品苯胺点表示什么？所谓苯胺点是指以苯为溶剂与油品按体积1：1混合时的临界溶解温度。苯胺点是表示油品中芳烃含量的指标，苯胺点越低，说明油品烃类结构与苯胺越相似，油品中芳烃含量越高。1.1.15什么叫烟点？什么叫辉光值？烟点或称无烟火焰高度，是指在特制的灯中测定燃料火焰不冒烟时的最大高度，烟点又称无烟火焰高度。无烟火焰的最大高度，以毫米表示。烟点是控制航煤积炭性能的规格指标。烟点的值愈大愈好，燃料生成积炭倾向越小。它与以下因素有关：芳香烃含量越高，烟点越低。馏分加重，烟点变低。不饱和烃含量增加，烟点变低。实际胶质含量高，烟点变低。油品含芳烃量越低，烟点越高。辉光值表示燃料燃烧时火焰的辐射强度。表示燃料芳烃含量高，火焰中的炭微粒数量多，火焰辐射强度大。1.1.16什么是油品的酸度和酸值？酸度是指中和100mL试油所需的氢氧化钾毫克数[mg（KOH）/100mL]，该值一般适用于轻质油品；酸值是指中和1g试油所需的氢氧化钾毫克数[mg（KOH）/g]，该值一般适用于重质油品。测试方法是用沸腾的乙醇抽出试油中的酸性成分，然后再用氢氧化钾乙醇溶液进行滴定。根据氢氧化钾乙醇溶液的消耗量，算出油品的酸度或酸值。1.1.17什么叫做石油产品碘值？其数值的大小说明什么问题？1OO克试油所能吸收碘的克数，称为石油产品的碘值。碘值是表示油品安定性的指标之一。从测得碘值的大小可以说明油品中的不饱和烃含量的多少。石油产品中的不饱和烃愈多，碘值就愈高，油品安定性也愈差。1.1.18什么是溴价？油品的溴价代表什么？将一定量的油品度样用溴酸钾-溴化钾标准滴定溶液滴定，滴淀完成时每100克油品所消耗的溴的克数表示溴价。溴价越高，代表油品中不饱和烃含量越高。1.1.19什么是BMCI值？BMCI值也称芳烃指数，是依据油品的馏程和密度两个基本性质建立起来的关联指标，数值表示油品芳烃含量的多少，数值高表示芳烃含量高。它的基础是以正己烷的BMCI值为0，苯的BMCI值为100。计算公式为：8.4567.473273/486406.156.15dtBMCI）（体其中t体对于单一的烃为沸点，对混合烃为体积平均沸点，为比重。6.156.15d要求加氢裂化尾油BMCI值不能超过20，一般以小于10为佳。反应深度越大，BMCI值越低，乙烯收率越高。1.1.20什么叫做汽油辛烷值？汽油辛烷值是汽油在稀混合气情况下抗爆性的表示单位。在数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。辛烷值