石油产品的基本知识（PPT72页)

石油产品应用技术第一章石油产品应用技术基本知识第一节石油产品的基本生产过程简介第一章石油产品应用技术基本知识第一节石油产品的基本生产过程简介第二节石油产品的主要使用指标第三节石油产品的分类第一节石油产品的基本生产过程简介1．常减压蒸馏常压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同，利用加热炉、分馏塔等设备将原油进行多次的的部分汽化和部分冷凝，使汽液两相进行充分的热量交换和物质交换，以达到分离的目的，从而制得汽油、煤油、柴油等馏分。减压蒸馏是利用降低压力从而降低液体沸点的原理，将常压渣油在减压塔内进行分馏。减压塔的真空是靠二至三级蒸汽喷射泵抽空而造成的。塔顶真空度控制在93.3kPa左右，从减压塔侧线可以引出各种润滑油馏分或催化裂化的原料。塔底重油叫减压渣油，可作为焦化和制取沥青的原料或作为锅炉燃料。常减压装置的原理流程原油汽油常压塔换热器电脱盐罐换热器常压炉常压塔汽油回流煤油轻柴油重柴油减压炉减压塔接抽空系统减一线减二线减三线减四线减渣初馏塔表1-1常减压蒸馏的产物和产率蒸馏塔部位产物名称沸点范围/℃产率/%（重）初馏塔顶汽油组分或重整原料初馏点~95或1302~4常压塔顶汽油组分或重整原料95~200或95~1303~8或2~3常压一线灯用煤油或喷气燃料200~250或130~2505~8或8~10常压二线轻柴油组分250~3007~10常压三线重柴油或轻柴油组分300~3507~10常压四线变压器油原料或裂化原料350~3704~5减压一线裂化原料370~4004~5减压二线润滑原料或裂化原料400~4509~10减压三线润滑原料或裂化原料450~50010.5~11.5减压四线润滑原料或裂化原料500~5354.5~5.52．热裂化仅靠温度和压力的作用来实现的石油裂化过程叫热裂化。热裂化的原理，是利用高温使重油一类的大分子烃，受热分解裂化成为汽油一类的小分子烃。所用的原料通常是常压重油、减压馏分、焦化蜡油等。这种方法的优点是汽、柴油的产率高。但是由于热裂化产品中含有较多的不饱和烃，所以安定性不好，储存中易氧化变质。同时，热裂化过程中发生的缩合反应，会使加热炉的管道中严重生焦，使开工周期缩短。由于热裂化工艺存在上述缺点，所以此法已在逐渐淘汰。3．催化裂化在催化剂存在下进行的石油裂化过程叫催化裂化。原料油是在催化剂的作用下，使烃分子受热裂化，由于合成硅酸铝催化剂或沸石催化剂的作用，大分子烃变成小分子烃外，并改变其分子结构，使不饱和烃大大减少，异构烷烃和芳香烃增加。催化裂化通常用减压馏分油、焦化柴油及蜡油、脱沥青油、常压渣油、减压渣油等为原料。产品特点：气体（C1~C4）中C3、C4（液化气）占绝大多数。汽油产率高，辛烷值高（RON为90左右），性质稳定，汽油中异构物和芳烃多，但含硫也高；催化裂化汽油是航空汽油和高辛烷值汽油的基本组分。柴油十六烷值低，安定性差，需考虑加氢精制。油浆一般不作为产品。催化裂化工艺流程4．加氢裂化在有催化剂和氢气存在的条件下，使重质油受热后通过裂化反应转化为轻质油的加工工艺，叫做加氢裂化。加氢裂化工艺是增产优质航空喷气燃料和优质轻柴油采用最广泛的方法。一般是在硅酸铝担体含铂、钯、氧化钨和镍等的催化剂上，在9.81~14.71Mpa压力和380~440℃的温度下，生产汽油、煤油、柴油等产品。加氢裂化具有原料油的范围广、生产灵活性大和收率高等优点，同时加氢裂化产品的质量高。由于它不饱和烃含量少，基本上不含非烃类，所以安定性好；由于含环烷烃多，是催化重整制取高辛烷值汽油的原料；由于含异构烷烃较多，芳香烃较少，因而凝点和冰点都很低、十六烷值较高，是生产喷气燃料和优质柴油的原料。一段加氢裂化工艺流程5．延迟焦化原料油受热后的生焦现象不在加热炉管内而延迟到焦炭塔内出现的过程叫做延迟焦化。焦化的原料油主要是减压渣油，也可用热裂化渣油。延迟焦化的反应原理，一方面是高分子烃裂解，使渣油转化为气体烃和低沸点液体烃；另一方面是芳香烃和烯烃缩合，使渣油转化为焦炭。焦化过程的化学反应：主要是裂解反应、缩合反应、脱氢反应、环化反应。延迟焦化的产物和产率是：焦化气6%~8%，汽油10%~20%，柴油25%~35%，裂化原料油（也叫焦化蜡油）25%~30%，石油焦15%~25%。6．催化重整在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫做催化重整。催化重整按所用催化剂种类的不同，分为铂重整、铂铼重整和多金属重整。将汽油馏分进行催化重整，可以得到高辛烷值汽油、轻芳烃和氢气三大产品。催化重整的原料油是直馏、裂化和焦化汽油馏分。当生产高辛烷值汽油时，一般采用90~180℃（或200℃）的馏分，叫做宽馏分重整；当生产轻芳烃时，宜用60~145℃的馏分，叫做窄馏分重整。7．烷基化烯烃加成到异构烷烃或芳烃上的热反应或催化反应过程叫做烷基化。当烷基化的原料是异丁烷-丁烯气体馏分时，产物是异辛烷和其他烃类组成的混合物，这种混合物叫做烷基化油。将烷基化油进行分馏，切割50~180℃的主要成分是各种不同结构的异辛烷的馏分叫做工业异辛烷。工业异辛烷的马达法辛烷值可高达94，是航空汽油和高级车用汽油的高辛烷值组分8．油品的精制从石油炼制中所得的半成品，还含有一些不良成分（如硫化物、氧化物、氮化物、胶质、沥青质等），不能直接使用，须经精制出去后方可使用，常用的精制方法有：酸碱精制酸碱精制目的在于去除油品中的不饱和烃、稠环芳烃、沥青以及一部分含硫、氧、氮的化合物，油品经硫酸精制后还需水洗，降低油品中的残余酸。碱精制目的是除掉油中环烷酸、酚类以及硫酸精制后的残余酸和硫酸酯。酸碱精制后还要进行水洗，除去酸碱作用生成的溶于水的盐类。加氢精制在高温、高压和有催化剂存在的条件下，向被精制油中通入氢气，使氢气与油中的非烃化合物和不饱和烃等有害物质发生化学反应，从而将他们除去或转变为饱和烃的精制工艺，叫做加氢精制。加氢精制的催化剂有钼酸镍、钼酸钴、硫酸钨、硫化镍等。加氢精制可使烯烃饱和，使含硫、氮的化合物变成硫化氢、氨、水等除去。加氢后的油品颜色、气味、酸值、残炭、安定性都大大改善。这是一种较好的精制方法，可以简化精制工序、提高油品的产率。润滑油基础油的生产生产基础油的过程是一个脱除非理想组分的过程。润滑油的理想组分：分支比较多的异构烷烃；少环长侧链的环烷烃，少环长侧链的芳烃。非理想组分：多环短侧链的芳香烃，含硫，含氮，含氧化合物及少量的胶质。基础油生产工艺过程简介——溶剂精制工艺常压渣油减压塔减二酮苯脱蜡装置轻脱油白土补充精制装置150N400N650N120BS基础油罐区糠醛精制装置丙烷脱沥青装置减三减四减压渣油中间罐区1中间罐区2脱氮装置基础油生产工艺过程简介—三段加氢工艺之一常压渣油减压塔减三加氢处理装置轻脱油常减压装置70N150N500N150BS基础油罐区糠醛精制装置丙烷脱沥青装置减四VHVI料减压渣油中间罐区1中间罐区2VHVI抽出油加氢异构装置加氢精制装置溶剂精制在一定温度条件下，利用溶剂的极性分子溶解润滑油料中的一些非理想组分（多环短侧链的芳香烃和环烷烃，以及胶质、沥青质和其他硫、氮、氧化合物等），将它们分离出来，从而改善油品的粘温性能，降低残炭值和酸值，提高安定性。将分离物蒸发出溶剂后，便获得抽出油，抽出油可用作调合燃料油、生产炭黑的原料等。常用的溶剂有糠醛、酚极性溶剂等。润滑油加氢处理润滑油加氢处理是在中、高压（7.85~14.71MPa）氢气和催化剂存在下对润滑油料进行精制和改质的工艺过程。通过该过程使原料中的多环芳烃、胶质、沥青质等不理想组分发生适度加氢裂解使之变成有益组分，从而达到精制润滑油和提高粘度指数的目的。减压馏分油经加氢裂解工艺和脱蜡后，还可制得高粘度指数（VI130以上）、低倾点（-20℃以下）的相当于100SN的中性油。此油可调制严寒区使用的大跨度内燃机油（5W/30、5W/40等）、低温液压油、家用电冰箱压缩机油等高档润滑油品。白土补充精制润滑油馏分经酸碱精制或溶剂精制后，通常还要经过白土补充精制，除去精制过程中残留的胶质、环烷酸皂、酸渣、磺酸、残余酸碱以及溶剂等。这样，可提高润滑油抗氧化安定性和抗乳化安定性，改善润滑油的颜色。丙烷脱沥青利用丙烷在一定温度下对减压渣油中的润滑油组分和蜡有相当大的溶解能力，而对于胶质和沥青质几乎不溶解的特性，将减压渣油中的胶质，沥青质除去，以生产高粘度润滑油，同时还得到沥青。在装置中，油和蜡溶于丙烷，沥青不溶于丙烷而沉降出来。脱蜡蜡是在常温下呈固体状态的烃，蜡虽然不是有害物质，但它是不理想的组分，因为常温下在油中呈溶解状态的蜡在较低温度下会从油中析出，温度越低，析出量越多，为了改善油的低温流动性，在生产润滑油、柴油和喷气燃料的过程中，通常都要进行脱蜡。脱蜡的方法有：①冷冻脱蜡把含蜡的油料通过冷冻到低温（依具体要求而定）的结晶槽，使油品中石蜡结晶后，通过压滤机或离心分蜡机等把液体油和石蜡结晶分开，从而降低油品的凝点。②尿素脱蜡当尿素与长链烷烃和带有短分支侧链的长链烷烃混合在一起后，尿素就呈螺旋形排列在这些链烃周围，把烃分子包在中间，形成络合物从油中分离出来。尿素脱蜡能获得凝点很低的油品。脱蜡③溶剂脱蜡用溶剂将原料油稀释，使油的粘度降低，然后在低温下将油和蜡分离。常用的溶剂有酮类和苯系物的混合物。溶剂脱蜡是目前主要采用的脱蜡方法。④分子筛脱蜡分子筛是人工合成的泡沸石，它是一种多孔的吸附剂，具有特殊的孔道结构，仅能吸附正构烷烃分子，从而达到脱蜡的目的。⑤加氢降凝加氢降凝也叫加氢脱蜡，其降凝的原理是利用具有高度选择性的催化剂，使润滑油原料中的正构烷烃发生异构化反应转变为异构烷烃，或者发生选择性加氢裂化反应，使高分子烷烃变成低分子烷烃，而对其他烃类基本上不发生反应。由于将油中的固态烃大量转变为液态烃，因而使原料油的凝点显著降低。加氢降凝的关键是催化剂，现在研究比较成熟的有加氢异构化催化剂和选择性加氢裂化催化剂两种。9．调合调合是生产润滑油的最后一道工序，调合的方法分为罐式调合和管道调合两种，我国现阶段大多是采用罐式调合。调合的步骤是按计算出来的数量用泵将各组分油从原料油储罐中泵入调合罐，然后再加入各种添加剂进行调合。调合高档油品时，加入添加剂颇有研究。（调合配方）10．烯烃合成和石蜡合成润滑油烯烃合成是以软蜡油为原料，经高温热裂解和分馏获得烯烃。用三氯化铝或三异丁基铝为催化剂将烯烃进行聚合。聚合油经过白土和氢氧化钙处理、减压分馏和精制，便可获得合成润滑油。这种油的凝点很低、粘温性能良好。目前这类合成润滑油有冷冻机油、液压油等。此外还可用乙烯齐聚法制取高粘度指数合成油。（聚—烯烃）石蜡合成是将石蜡通过精制、氯化、聚合、脱氯、水洗等工序获得合成油。将合成油分馏后，便得到产品。它的特点是粘度大、粘温性能良好、凝点较高。目前这类产品有65号汽缸油等。第二节石油产品的主要使用指标第三节石油产品的分类第二节石油产品的主要使用指标概念、影响因素、使用意义、表示方法1．密度与相对密度2．馏程3．辛烷值4．十六烷值5．实际胶质6．诱导期7．饱和蒸气压8．燃灯试验9．烟点（无烟火焰高度）10．芳香烃含量11．碘值12．粘度13．粘度指数14．闪点15．凝点、倾点、冷滤点18．水分19．机械杂质20．腐蚀试验21．水溶性酸或碱22．酸值和酸度（中和值）23．残炭在规定条件下，油品在裂解中所形成的残留物叫残炭，以重量百分数表示。根据残炭值的大小，可以大致判定油品在发动机中结炭的倾向，结合其它指标可以判定润滑油的精制深度。一般精制深的油品，残炭小。油品中含氮、硫、氧化物、胶质、沥青质及多环芳香烃较多时，残炭也有所增加，炭质也较硬。添加剂含量高的油品是控制其基础油残炭,而不控制成品油残炭。24．灰分在规定条件下油品被炭化后的残留物经煅烧所得的无机物叫做灰分，以重量百分数表示。灰分主要是油品中含有的环烷酸盐类。通常油品中的灰分含量都很小。在润滑油中加入某些高灰分添加剂后，油品的灰分含量会增大。发动机燃料中灰分增加，会增加气缸体的磨损。润滑油灰分过大，容易在机件上生成坚硬的