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1、2.4 石油化学与加工 2.4.1 石油 广义：原油、天然气、天然气液、重质原油、天然沥青 狭义：原油 黏度、密度不同 发动机燃料 工业原料 用途广泛 燃烧充分 热值高 密度小 有流动性 开采 成本低 2.4 石油化学与加工 2.4.2 石油的特点 石油化学与加工 2.4.3 2.4.3 原油组成原油组成 原油及其馏分中烃类组成原油及其馏分中烃类组成： 链烷烃(P)、环烷烃(N) 、烯烃(O) 、芳香烃(A) 原油及其馏分中非烃类组成原油及其馏分中非烃类组成： S S：元素硫、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩、结构复杂 的含硫化物 N N：碱性含氮化合物-吡啶、喹啉、吖啶、苯胺 非碱性含氮化合物-吡
2、咯、吲哚、咔唑、金属卟啉 化合物 O O：存在于高沸馏分和渣油中、有机酸 微量金属元素如Fe、Ni、V、Cu、Ca 胶质、沥青质 石油化学与加工 2.4.3 2.4.3 原油组成原油组成 原油及其馏分中非烃类组成：原油及其馏分中非烃类组成： 原油中的盐、有机金属化合物和非金属微量元素：原油中的盐、有机金属化合物和非金属微量元素： 碱金属及碱土金属的盐酸盐、硫酸盐、碳酸盐、酸式碳酸盐 和有机酸盐 非金属微量元素如As、Si、B等 沥青质和胶质沥青质和胶质 不溶于小分子正构烷烃而溶于苯 的无定形固体，分子量最大，极 性最强的非烃组分 与沥青质接近 的物质，但溶 于正庚烷，分 子量较低 石油化学与加
3、工 2.4.3 原油的组成： 胶质、沥青（14.2%) 烃类（85.8%)环烷烃 （31.9%) 链烷烃 （33.3%) （34.5%) 芳香烃 石油化学与加工 表征原油及其馏分的化学指标表征原油及其馏分的化学指标 特性因素特性因素K K 关联指数关联指数BMCIBMCI （33.3%) 链烷烃 1213 环烷烃、芳香烃 1011 正己烷 0 苯 100 石油化学与加工 表征成品油的质量标准 汽油的质量标准 辛烷值辛烷值 汽油抗爆性指标汽油抗爆性指标 异辛烷异辛烷 100 100 正庚烷正庚烷 0 0 实验油样与标准样比较实验油样与标准样比较 芳香烃含量和苯含量芳香烃含量和苯含量 汽油的安定性
4、汽油的安定性 胶质、沥青（14.2%) 烃类（85.8%) 石油化学与加工 柴油的质量标准 $ $ 十六烷值十六烷值 柴油指标燃烧特性的指标柴油指标燃烧特性的指标 十六烷十六烷 100 100 - -甲基萘甲基萘 0 0 实验油样与标准样比较实验油样与标准样比较 $ $ 柴油低温流动性柴油低温流动性 $ $ 柴油的安定性柴油的安定性 胶质、沥青（14.2%) 烃类（85.8%) 石油化学与加工 2.4.5 2.4.5 石油炼制石油炼制 工艺过程工艺过程 一次加工 二次加工 三次加工 烷基化 叠合 异构化 催化重整 催化裂化 延迟焦化 减压蒸馏 常压蒸馏 预处理 石油化学与加工 2.4.5.1
5、原油蒸馏 预处理：脱盐、脱水 蒸馏方式： 减压蒸馏 常压蒸馏 拔顶气，直馏汽油，航 空煤油，煤油，轻柴油 ，重柴油等 润滑油馏分、催化裂化 和加氢裂化的原料油 石油化学与加工 原油三段气化常减压蒸馏 230-240oC 360-370oC405-410oC 石油化学与加工 原油蒸馏的工艺特征 复合塔：两个主塔，每个塔设有侧线 最高进料温度，防止烃类裂解和结焦；供热量固定 ，采用管式炉供热，使塔底温度高 设有气提段和气提塔：用过热水蒸汽降低油气分压 使其中轻组分得以气化 适当过气率：气化量稍高于塔顶和侧线产品收率之 和，保证最低侧线下的塔板上有液体回流 回流比多元化：回流比由热平衡确定，分塔顶循
6、环 回流，中段循环回流，塔底循环回流 石油化学与加工 2.4.5.2 催化重整：分子结构发生重排 目的：生产芳烃 高辛烷值汽油 原料：馏分低的石脑油(60150馏分） (生产芳烃） 60180馏分 (生产高辛烷值汽油） 石油化学与加工 催化重整中的化学反应 芳构化反应 石油化学与加工 催化重整中的化学反应 异构化反应 石油化学与加工 催化重整中的化学反应 加氢裂化反应 石油化学与加工 重整催化剂 双功能催化剂 脱氢 酸性中心 catalyst 金属金属 载体或卤素载体或卤素 石油化学与加工 催化重整工艺流程 石油化学与加工 催化重整工艺参数 反应温度：温度高，有利于重整; 但过高， 反应加剧，
7、催化剂积炭严重 压力：降低压力对脱氢和提高芳烃收率有利 ，但压力降低，催化剂积炭加剧 空速：适当降低空速有利于芳烃产率和汽 油辛烷值提高 氢油比：增加氢油比减少催化剂积炭，但不 利于脱氢 一、 工艺原理 （一）溶剂的基本特性和要求 芳烃抽提是借助选择性溶剂的作用从烃类混合物中分离高纯芳烃的物理 过程。抽提过程的技术指标在很大程度上取决于溶剂的性能。一个好的工业 抽提溶剂应具备如下特性： l 对芳烃的选择性要好，有利于提高芳烃的纯度 l 对芳烃溶解能力大，以利于降低溶剂比和操作费用 l 与芳烃的沸点差大，以便与溶剂分离 l 热稳定性及化学稳定性好，以确保芳烃不被降解物质所污染 l 无毒、无腐蚀性
8、，便于操作和设备材质选取 l 价廉易得 2.4.5.2.4芳烃抽提 石油化学与加工 2.4.5.2.4芳烃抽提 石油化学与加工 2.4.5.3 催化裂化 重油轻质化 原料：350-500 0C的减压馏分油和少量二次加工重馏分 产物：汽油、轻柴油、干气、液化气 裂化 缩聚 石油化学与加工 催化裂化工艺流程 石油化学与加工 催化裂化工艺参数 温度：反应温度高、裂化快、转化率高，一般采用 480-520之间的温度。提高温度能提高汽油的辛烷值。 压力：提高压力，反应物浓度增加，反应速度加快，转 化率高。 生焦率、干气产率提高，汽油产率稍有降低，但不太明显。 催化剂：催化剂活性越高，转化率越高，产品中烯
9、烃含 量减少，而烷烃含量增加。 石油化学与加工 2.4.5.4 延迟焦化 渣油的深度热裂化 石油化学与加工 2.4.5.4 延迟焦化 原料：减压渣油 产品：焦化气体、焦化汽油、柴油、 焦化馏出油、石油焦 石油化学与加工 延迟焦化工艺流程 石油化学与加工 延迟焦化工艺参数 温度：加热炉出口温度高于焦炭塔的温度，以带入更多热量 压力：压力提高，反应深度增加，液体产品收率下降，焦 炭和气体收率提高，但压力高成本高，一般0.20.3MPa 循环比：大循环比多产汽油、柴油，低循环比增加 装置处理能力，多产蜡 石油化学与加工 2.4.5.5 加氢裂化 原料：直馏减压馏分油，掺入部分焦化蜡 油、催化裂化循环油、溶剂脱沥青油 产品：重石脑油、喷气燃料、轻柴油、 润滑油基础油、乙烯裂解原料油 原油深加工 石油化学与加工 加氢裂化催化剂 新型催化剂：新结构沸石分子筛、杂原子沸石分子筛、中孔结晶硅铝分子筛、 超微粒沸石分子筛、固体超强酸、非晶态合金，金属超微粒子 石油化学与加工 加氢裂化反应 烷烃烯烃裂解-碳正离子位断裂 异构化反应 加氢脱硫、脱氮、脱氧反应 金属化合物还原 石油化学与加工 加氢裂化工艺流程
