石油化工概论课件

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1、石油和基本有机化工概况石油和基本有机化工概况石油化工概论课件n化学工业的化学工业的分类分类：1.按产物组成分按产物组成分无机化工、有机化工、精细化工等无机化工、有机化工、精细化工等2.按原料资源分按原料资源分煤炭化工、石油化工、天然气化工、农产品煤炭化工、石油化工、天然气化工、农产品化工等化工等3按产品性质用途及其加工过程相似原则分：按产品性质用途及其加工过程相似原则分：n化肥工业化肥工业合成氨、尿素、氮、磷、钾、复合肥、微量肥合成氨、尿素、氮、磷、钾、复合肥、微量肥n基础化工基础化工三酸、两碱、无机盐等三酸、两碱、无机盐等n石油、煤化工；石油、煤化工；n基本有机化工；基本有机化工；n高分子化

2、工；高分子化工； n精细化工等精细化工等石油化工概论课件石油化学工业石油化学工业以石油和天然气以石油和天然气为原料，生产石油产品为原料，生产石油产品和石油化学品的石油加工工业。和石油化学品的石油加工工业。石油炼制石油炼制炼制石油制燃料油、润滑油、石炼制石油制燃料油、润滑油、石蜡、沥青、焦炭等石油产品蜡、沥青、焦炭等石油产品石油加工石油加工石油化工石油化工把石油分离成原料馏分，热裂解把石油分离成原料馏分，热裂解制制基本有机原料，合成生产各种石油化学制基本有机原料，合成生产各种石油化学制品品石油化工概论课件石油、天然气石油、天然气开采开采原油原油油田气油田气天然气天然气合成合成炼制炼制化肥化肥轻油

3、、渣油、重油、柴油、煤油、汽油、炼厂气轻油、渣油、重油、柴油、煤油、汽油、炼厂气裂解裂解造气造气重整重整裂解轻油裂解轻油裂解气裂解气合成气合成气重整油重整油抽提抽提分离分离苯、甲苯、二甲苯、萘苯、甲苯、二甲苯、萘乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、乙乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、乙炔炔石油化工概论课件苯、甲苯、二甲苯、萘苯、甲苯、二甲苯、萘合成气合成气乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、乙炔乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、乙炔合成合成醇、醇、醛、酮、酸、酯、醚、酚、腈醇、醇、醛、酮、酸、酯、醚、酚、腈 再加工再加工合成纤维、合成树脂、合成橡胶合成纤维、合成树脂、合成橡胶医药、农药、涂料、染料、助剂等医药、农药、涂料、染料、

4、助剂等石油化工概论课件n石油化工发展的石油化工发展的趋势趋势：n生产装置的规模化、炼油生产装置的规模化、炼油-化工一体化，加工技术综合化。化工一体化，加工技术综合化。n据据2004年统计：年统计：n世界炼油厂共有世界炼油厂共有674个，平均规模为个，平均规模为611万吨万吨/年；年；n美国共有炼油厂美国共有炼油厂132个，平均规模为个，平均规模为635万吨万吨/年；年；n世界炼油能力排序前世界炼油能力排序前20位的国家和地区中，在中国周边就位的国家和地区中，在中国周边就有有6个：俄罗斯、日本、韩国、印度、沙特、伊朗、新加个：俄罗斯、日本、韩国、印度、沙特、伊朗、新加坡、印尼。其中，韩国拥有平均

5、规模为坡、印尼。其中，韩国拥有平均规模为2147万吨万吨/年的炼年的炼油厂，位居世界第一。油厂，位居世界第一。n炼油能力炼油能力中国位居世界第四中国位居世界第四。 石油化工概论课件世界十大世界十大炼油公司油公司排名排名 2002年年 1997年年 公司公司原油加工能力原油加工能力/Mta-1公司公司原油加工能力原油加工能力/Mta-11埃克森莫比埃克森莫比尔尔公司公司268英荷壳牌集英荷壳牌集团2342英荷壳牌集英荷壳牌集团223埃克森公司埃克森公司1723英国石油公司英国石油公司160中国石化中国石化总公司公司1434中国石化集中国石化集团公司公司133委内瑞拉石油公司委内瑞拉石油公司125

6、5委内瑞拉石油公司委内瑞拉石油公司133莫比莫比尔尔公司公司1026康菲公司康菲公司131沙特阿拉伯石油公司沙特阿拉伯石油公司897TotalFinaELf公司公司125英国石油公司英国石油公司868Chevton Texaco公司公司119墨西石油公司哥墨西石油公司哥829沙特阿拉伯石油公司沙特阿拉伯石油公司106雪弗雪弗龙公司公司7710巴西石油公司巴西石油公司95巴西石油公司巴西石油公司63石油化工概论课件三、乙烯的重要性三、乙烯的重要性n基本有机化工中最重要的产品，基本中的基本，是三大合成材料和精基本有机化工中最重要的产品，基本中的基本，是三大合成材料和精细化工产品的基本原料。其发展带

7、动其它基本有机化工产品的发展，细化工产品的基本原料。其发展带动其它基本有机化工产品的发展，其产量是一个国家基本有机化工发展水平的重要标志其产量是一个国家基本有机化工发展水平的重要标志。1. CH2=CH2 聚合聚合 （CH2CH2）n 聚乙烯3 、CH2=CH2+Cl2 ClCH2CH2Cl Cl-CH=CH2 （CHCH2）n Cl石油化工概论课件乙乙烯下游下游产品：品： 聚合聚合 聚乙聚乙烯 塑料制品、薄膜塑料制品、薄膜 乙丙橡胶乙丙橡胶 电线、电缆氧化氧化 环氧乙氧乙烷 乙二醇乙二醇 涤纶、抗、抗冻剂、炸、炸药等等 表面活性表面活性剂、一乙醇胺、一乙醇胺 乙乙醛 醋酸醋酸 酯类、维尼尼龙

8、、制、制药等等 合成原料、增塑合成原料、增塑剂原料原料氯化化 二二氯乙乙烷 氯乙乙烯 聚聚氯乙乙烯塑料、薄膜、合成塑料、薄膜、合成纤维乙乙酰氧基化氧基化 醋酸乙醋酸乙烯 合成合成纤维、涂料、粘合、涂料、粘合剂苯苯烷基化基化 乙苯乙苯 苯乙苯乙烯 聚苯乙聚苯乙烯塑料、塑料、ABS、丁苯橡胶、丁苯橡胶二聚二聚 丁丁烯 聚丁聚丁烯齐聚、水合聚、水合 高碳醇高碳醇 表面活性表面活性剂、增塑、增塑剂 水合水合 乙醇乙醇 溶溶剂 石油化工概论课件表表2 20032005年年世界乙烯产能世界乙烯产能最大的最大的10个个国家国家（万吨（万吨/年）年）排名排名2003年年2004年年2005年年国家国家能力能力

9、国家国家能力能力国家国家能力能力1美国美国2765.3美国美国2832.3美国美国2874.12日本日本757.6日本日本750.7中国中国788.53沙特沙特564沙特沙特584.5日本日本730.04韩国国545德国德国551.6沙特沙特684.55德国德国541.5韩国国545.0德国德国556.76加拿大加拿大537.7加拿大加拿大540.7韩国国544.07中国中国498.8中国中国533.8加拿大加拿大541.88荷荷兰390荷荷兰391.5荷荷兰395.09法国法国346.2俄俄罗斯斯367.0俄俄罗斯斯367.010俄俄罗斯斯330法国法国337.3法国法国338.3*油气油气

10、杂志志报告中国告中国2005年乙年乙烯生生产能力能力为698.8万吨万吨/年，居世界第三位。年，居世界第三位。石油化工概论课件近年全球十大乙近年全球十大乙烯生生产商商拥有的乙有的乙烯生生产能力能力排名排名 2003年年 1998年年 公司公司生生产能力能力/万万ta-1公司公司生生产能力能力/万万ta-11道化学道化学985道化学道化学5432埃克森美孚公司埃克森美孚公司841等星等星5203壳牌集壳牌集团632埃克森美孚公司埃克森美孚公司3694Sabic520壳牌集壳牌集团3355等星等星488诺瓦瓦2226BP阿莫科阿莫科467BP阿莫科阿莫科2207雪佛雪佛龙菲利普斯菲利普斯374埃尼

11、化学埃尼化学2108中国石化中国石化总公司公司351菲利普斯菲利普斯2049阿托菲阿托菲纳339中国石化中国石化总公司公司17910诺瓦瓦297联碳碳178合合计5292合合计2930占世界占世界总能力比例能力比例47.8%占世界占世界总能力比例能力比例32.2%石油化工概论课件石油化工在国民经济中的作用石油化工在国民经济中的作用国民经济四大支柱产业：国民经济四大支柱产业：石油化学工业、汽车制造业、机械电子业和建筑业石油化学工业、汽车制造业、机械电子业和建筑业我国石油和化学工业主要经济指标居全国工业我国石油和化学工业主要经济指标居全国工业各行业之首各行业之首，以，以2003年计：年计：n总资产

12、总资产19299.6亿元亿元占全国工业总资产占全国工业总资产11.55%n销售收入销售收入18005亿元亿元占整个工业销售收入的占整个工业销售收入的12.8%n实现利润实现利润1764亿元亿元占全国工业实现利润占全国工业实现利润21.6%n累计利税总额累计利税总额2889亿元亿元占全国工业的占全国工业的18.7%n进出口贸易总额进出口贸易总额1133美元美元占全国进出口贸易的占全国进出口贸易的13.3%n2007年中国企业年中国企业500强中，中石化以强中，中石化以10000亿元的营业收入位居榜亿元的营业收入位居榜首，中石油位居第二名。中石化的炼油能力排名世界第三，乙烯产能首，中石油位居第二名

13、。中石化的炼油能力排名世界第三，乙烯产能排名世界第四。排名世界第四。石油化工概论课件我国主要石化产品产量位居世界前列我国主要石化产品产量位居世界前列n到到2005年底，中国年底，中国18个乙烯厂装置能力达个乙烯厂装置能力达766万吨，共计万吨，共计生产乙烯生产乙烯755.53万吨，比万吨，比2004年增加了年增加了128.16万吨。其万吨。其中中石化与中石油的乙烯产量分别为中中石化与中石油的乙烯产量分别为549.63万吨和万吨和188.79万吨。万吨。n2005年，中国有一批大型乙烯新建以及改扩建项目陆续建年，中国有一批大型乙烯新建以及改扩建项目陆续建成投产新增乙烯生产能力成投产新增乙烯生产能

14、力160万吨。万吨。到到2005年底，中国已年底，中国已成为超过日本、仅次于美国的世界第二乙烯生产大国。成为超过日本、仅次于美国的世界第二乙烯生产大国。n2005年，中国又有一批大型乙烯装置建设工程正式启动，年，中国又有一批大型乙烯装置建设工程正式启动，包括独山子石化包括独山子石化120万吨万吨/年乙烯工程、兰州石化年乙烯工程、兰州石化60万吨万吨/年乙烯改扩建工程、四川年乙烯改扩建工程、四川80万吨万吨/年乙烯项目以及天津年乙烯项目以及天津100万吨万吨/年乙烯项目。中国乙烯工业发展已经进入高速成长期，年乙烯项目。中国乙烯工业发展已经进入高速成长期，未来数年内，将陆续有多套大型乙烯联合装置投

15、产，未来数年内，将陆续有多套大型乙烯联合装置投产，20062010年中国乙烯可能新增的生产能力在年中国乙烯可能新增的生产能力在900万万1445万吨万吨石油化工概论课件20062010年年中国陆续投产的乙烯中国陆续投产的乙烯装置概况装置概况 单位：万吨单位：万吨 装置名称装置名称 性质性质 能力能力 投产时间投产时间/阶段阶段中海油中海油/壳牌乙烯壳牌乙烯 新建新建 80 2006大庆石化乙烯大庆石化乙烯 扩建扩建 20 2006茂名石化乙烯茂名石化乙烯 扩建扩建 64 2006兰州石化乙烯兰州石化乙烯 扩建扩建 36 2006吉林石化乙烯吉林石化乙烯 扩建扩建 22 2006福建石化乙烯福建

16、石化乙烯 新建新建 80 2006 独山子石化乙烯独山子石化乙烯 新建新建 100 启动启动天津石化乙烯天津石化乙烯 新建新建 80 启动启动中国石油成都乙烯中国石油成都乙烯 新建新建 80 批复批复镇海石化乙烯镇海石化乙烯 新建新建 100 待批待批广州石化乙烯广州石化乙烯 新建新建 80 可研可研兰州石化兰州石化/Pillips乙烯乙烯 新建新建 80 可研可研大连实德乙烯大连实德乙烯 新建新建 130 可研可研重庆乙烯重庆乙烯 新建新建 60 规划规划武汉石化乙烯武汉石化乙烯 新建新建 80 规划规划台塑宁波乙烯台塑宁波乙烯 新建新建 90 计划计划抚顺石化乙烯抚顺石化乙烯 扩建扩建 6

17、6 计划计划辽宁石化乙烯辽宁石化乙烯 扩建扩建 8.0 计划计划扬子石化乙烯扬子石化乙烯 扩建扩建 60 计划计划燕山石化乙烯燕山石化乙烯 扩建扩建 50 计划计划上海曹泾乙烯上海曹泾乙烯 新建新建 100 规划规划合合 计计1445.6石油化工概论课件第二章第二章石油和油品石油和油品n基本有机化工原料：基本有机化工原料：石油和天然气、煤、可燃冰石油和天然气、煤、可燃冰石油化工概论课件1.石油和天然气石油和天然气特点：资源丰富，可大规模、低成本制得乙烯、丙烯等低级烷烃特点：资源丰富，可大规模、低成本制得乙烯、丙烯等低级烷烃比煤制取出更多品种的产品。比煤制取出更多品种的产品。n据估计，我国现有石

18、油资源据估计，我国现有石油资源1069亿吨，最终可采资源量亿吨，最终可采资源量130160亿吨；亿吨；n天然气资源量天然气资源量53万亿立方米，最终可采量万亿立方米，最终可采量10万亿万亿15万亿立方米。万亿立方米。2.煤煤n20世纪初，以煤为主世纪初，以煤为主煤（煤煤（煤电石电石乙炔乙炔乙乙醛、醋酸等）醛、醋酸等）n煤焦油中的芳烃煤焦油中的芳烃香料、染料、药物等香料、染料、药物等n加快煤资源开发利用以解决油荒和油价高企的问题加快煤资源开发利用以解决油荒和油价高企的问题石油化工概论课件3.可燃冰可燃冰n天然气水合物。在高压低温条件下，由水与天然气结合形成的一种外观似天然气水合物。在高压低温条件

19、下，由水与天然气结合形成的一种外观似冰的白色结晶固体。冰的白色结晶固体。n存在于海底或陆地冻土带内，可像固体酒精一样直接被点燃。存在于海底或陆地冻土带内，可像固体酒精一样直接被点燃。1M3可燃冰可燃冰可释放出可释放出164M3的天然气。的天然气。n优势优势清洁、能量密度高、分布广、规模大、埋葬浅，总资源量巨大，清洁、能量密度高、分布广、规模大、埋葬浅，总资源量巨大，其有机碳含量，约相当于全世界已知煤、石油、天然气总量的两倍，可满其有机碳含量，约相当于全世界已知煤、石油、天然气总量的两倍，可满足人类未来足人类未来1千年的需求。未来理想的新型战略能源，可望代替传统的煤、千年的需求。未来理想的新型战

20、略能源，可望代替传统的煤、石油和天然气能源。一些发达国家预计在石油和天然气能源。一些发达国家预计在2015年后可实现开采利用。年后可实现开采利用。n我国我国1999年在南海北部陆坡发现可燃冰，资源量可达上百亿吨油当量。年在南海北部陆坡发现可燃冰，资源量可达上百亿吨油当量。n去年去年5月月1日，我国在南海北部成功钻获可燃冰样品，成为继美国、日本、日，我国在南海北部成功钻获可燃冰样品，成为继美国、日本、印度之后第四个成功钻获可燃冰的国家。印度之后第四个成功钻获可燃冰的国家。n今年今年10月月10日，我国首只专门研究可燃冰的船只下海，将进一步推动可燃日，我国首只专门研究可燃冰的船只下海，将进一步推动

21、可燃冰开发的研究。冰开发的研究。 石油化工概论课件天然气天然气n组成：主要为组成：主要为C1C4，C1大于大于80。n分类：干气分类：干气C5以上重质烃含量以上重质烃含量13.5106m3/m3来源：来源：煤田气、气田气（均为干气，煤田气、气田气（均为干气，CH4在在95以上）、油田伴以上）、油田伴生气（湿气）生气（湿气）n加工利用：制合成气加工利用：制合成气CH4H2n高温部分氧化制高温部分氧化制乙炔乙炔n制各种化工产品：碳黑、氢氰酸、氯代烷等制各种化工产品：碳黑、氢氰酸、氯代烷等石油化工概论课件石石油油石油石油烃类和非烃类组成烃类和非烃类组成的复杂混合物，沸点范围：常温的复杂混合物，沸点范

22、围：常温500以上，以上，相对分子质量：数十到数千，相对密度：相对分子质量：数十到数千，相对密度：0.80.98。n组成组成主要由主要由C、H、O、S、N五种元素组成五种元素组成n碳：碳：8387；氢：；氢：1014；硫、氮、氧：；硫、氮、氧：14；微量的铁、；微量的铁、铜、镍、钒、砷等，一般以铜、镍、钒、砷等，一般以l0-6或或10-9数量级存在于原油中数量级存在于原油中石油化工概论课件2原油的分类及性质原油的分类及性质n 按化学特性分类法，原油大体可分为石蜡基、中间基和环烷基三大类：n石蜡基石蜡基主要成分为直链烷烃，石蜡含量高，比重轻，凝固点高，我国主要为该种石油。n环烷基环烷基主要成分为

23、环烷烃，沥青含量高，芳香烃较多，密度和粘度大，难于炼制。n中间基中间基直链和环烷烃含量均较多，沥青和石蜡含量中等，该石油较普遍。石油化工概论课件（一）石油中的烷烃（一）石油中的烷烃组成石油的主要成分之一组成石油的主要成分之一烷烃分别以气、液、固三态存在于石油中。烷烃分别以气、液、固三态存在于石油中。1.气态烷烃气态烷烃甲烷甲烷丁烷，天然气和炼厂气的主要成分；此外还含有氢气、丁烷，天然气和炼厂气的主要成分；此外还含有氢气、C1C4烯烃和少量烯烃和少量C5烃类等气体。烃类等气体。2液态烷烃液态烷烃C5C15的烷烃，其沸点随着相对分子质量的增加而上升。主的烷烃，其沸点随着相对分子质量的增加而上升。主

24、要存在于汽油（要存在于汽油（C5C10）和煤油）和煤油(C11C15)中。中。3固态烷烃固态烷烃C16以上的烷烃：一般多以溶解状态存在于石油中，当温度降以上的烷烃：一般多以溶解状态存在于石油中，当温度降低时，就有结晶析出，工业上称这种固体烃类为蜡。低时，就有结晶析出，工业上称这种固体烃类为蜡。石油化工概论课件(二二)石油中的环烷烃石油中的环烷烃n环烷烃是石油的主要成分之一，也是润滑油组成的主要组环烷烃是石油的主要成分之一，也是润滑油组成的主要组分。主要是环戊烷和环己烷及其衍生物。分。主要是环戊烷和环己烷及其衍生物。(三三)石油中的芳香烃石油中的芳香烃n芳香烃也是石油的主要组分之一。一般在汽油馏

25、分中主要芳香烃也是石油的主要组分之一。一般在汽油馏分中主要含有单环芳烃，煤油、柴油及润滑泊馏分中不但含有单环芳含有单环芳烃，煤油、柴油及润滑泊馏分中不但含有单环芳烃，还含有双环及三环芳烃，三环及多环芳烃主要存在于高烃，还含有双环及三环芳烃，三环及多环芳烃主要存在于高沸馏分及残油中。沸馏分及残油中。石油化工概论课件五、石油中的非烃化合物（杂质）五、石油中的非烃化合物（杂质）n 石油中的非烃化合物主要是含硫、氧、氮的化合物以及胶质、沥青质。石油中的非烃化合物主要是含硫、氧、氮的化合物以及胶质、沥青质。(一一)石油中的石油中的含硫含硫化合物化合物n所有的原油都含有一定量的硫，但不同的原油含硫量相差很

26、大，可从万所有的原油都含有一定量的硫，但不同的原油含硫量相差很大，可从万分之几到百分之几。含硫量低于分之几到百分之几。含硫量低于05的称为低硫原油，大于的称为低硫原油，大于2的原油称的原油称为高硫原油，介于为高硫原油，介于0520之间的称为含硫原油。我国原油大多为之间的称为含硫原油。我国原油大多为低硫原油。低硫原油。n硫在原油中大多以有机含硫化合物形式存在，极少部分以元素硫存在；硫在原油中大多以有机含硫化合物形式存在，极少部分以元素硫存在；n含硫含硫化合物性质：化合物性质：1酸性含硫化合物酸性含硫化合物主要为硫化氢主要为硫化氢(H2S)和硫醇和硫醇(RSH)。2中性含硫化合物中性含硫化合物主要

27、有硫醚主要有硫醚(RSR)二硫化物二硫化物(RSSR)。硫醚是原油中含量。硫醚是原油中含量较多的硫化物之一。较多的硫化物之一。3热稳定性较高的含硫化合物热稳定性较高的含硫化合物主要有噻吩和四氢化噻吩类化合物。噻吩具主要有噻吩和四氢化噻吩类化合物。噻吩具有芳香气味，在物理性质和化学性质上接近于苯及其同系物主要分布在石有芳香气味，在物理性质和化学性质上接近于苯及其同系物主要分布在石油的中间馏分和高沸点馏分中。油的中间馏分和高沸点馏分中。石油化工概论课件(二二)石油中的石油中的含氧含氧化合物化合物n 石油中的含氧量一般都很少，大约在千分之几的范围内。石油中的含氧量一般都很少，大约在千分之几的范围内。

28、石油中的氧大部分集中于胶质和沥青质中，除此之外，石石油中的氧大部分集中于胶质和沥青质中，除此之外，石油中的含氧化合物还有环烷酸、脂肪酸以及石油酚类，总油中的含氧化合物还有环烷酸、脂肪酸以及石油酚类，总称石油酸。称石油酸。(三三)石油中的石油中的含氮含氮化合物化合物n石油中的含氮量很少，一般在万分之儿到千分之几。石油中的含氮量很少，一般在万分之儿到千分之几。石石油中的含氮量一般随馏分沸点升高而增加，因此，大部分油中的含氮量一般随馏分沸点升高而增加，因此，大部分以胶质、沥青质存在于渣油中。石油中的氮化物主要有吡以胶质、沥青质存在于渣油中。石油中的氮化物主要有吡啶类、喹啉类和胺类化合物及其衍生物；吡

29、咯类和酰胺类啶类、喹啉类和胺类化合物及其衍生物；吡咯类和酰胺类化合物及其衍生物。化合物及其衍生物。(四四)石油中的石油中的胶质、沥青质胶质、沥青质n胶质和沥青质在石油中的含量相当可观，我国各主要原油胶质和沥青质在石油中的含量相当可观，我国各主要原油中，含有约中，含有约40以上的胶质和沥青质。胶质、沥青质是石以上的胶质和沥青质。胶质、沥青质是石油中结构最复杂、相对分子质量最大的物质。在其组成中，油中结构最复杂、相对分子质量最大的物质。在其组成中，除含碳、氢外，还含有硫、氮、氧和微量元素。除含碳、氢外，还含有硫、氮、氧和微量元素。石油化工概论课件第二节第二节石油及油品的物理性质石油及油品的物理性质

30、1.蒸汽压蒸汽压n某温度下，液体与液面上方蒸气呈平衡状态时，该某温度下，液体与液面上方蒸气呈平衡状态时，该蒸气所产生的压力称为饱和蒸汽压。它表示液体蒸蒸气所产生的压力称为饱和蒸汽压。它表示液体蒸发和汽化的能力，蒸汽压越高，液体越易汽化。发和汽化的能力，蒸汽压越高，液体越易汽化。n纯烃的蒸汽压纯烃的蒸汽压液体的温度越高，摩尔汽化热越液体的温度越高，摩尔汽化热越小，其蒸汽压越高。小，其蒸汽压越高。n石油馏分的蒸汽压石油馏分的蒸汽压在在T一定时，油品的汽化率越一定时，油品的汽化率越高，其残余液相组成越重，其蒸汽压越小。高，其残余液相组成越重，其蒸汽压越小。石油化工概论课件2.馏程（沸程）馏程（沸程）

31、n纯化合物的沸点纯化合物的沸点纯物质在一定外压下被加热到其饱和蒸气压等于外界压力的纯物质在一定外压下被加热到其饱和蒸气压等于外界压力的某一温度。在一定外压下，是一个常数。某一温度。在一定外压下，是一个常数。n石油馏分无恒定的沸点石油馏分无恒定的沸点。在一定外压下加热气化时，其残液的蒸气压随气化率增。在一定外压下加热气化时，其残液的蒸气压随气化率增加而不断下降，其加而不断下降，其沸点表现为一定宽度的温度范围沸点表现为一定宽度的温度范围，称为馏程，称为馏程(或沸程或沸程)。n当油品在恩氏蒸馏设备中按规定条件加热时，最先气化蒸馏出来的是一些沸点低当油品在恩氏蒸馏设备中按规定条件加热时，最先气化蒸馏出

32、来的是一些沸点低的烃类。流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点。在蒸馏过程中，烃类分子的烃类。流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点。在蒸馏过程中，烃类分子按其沸点高低依次逐渐蒸出，气相温度也逐渐升高，将馏出体积为按其沸点高低依次逐渐蒸出，气相温度也逐渐升高，将馏出体积为l0、20、30%、90时的气相温度分别称为时的气相温度分别称为10、20、30、90点点(t10、t20、t30、t90)，当蒸馏到最后达到的最高气相温度称为终馏点或干点。，当蒸馏到最后达到的最高气相温度称为终馏点或干点。n油品从初馏点到干点的温度范围称为油品从初馏点到干点的温度范围称为馏程或沸程馏程或沸程。油品的大致馏程：

33、。油品的大致馏程：汽油汽油40200煤油煤油200300航空煤油航空煤油130250柴油柴油250350润滑油润滑油350520重质燃料油重质燃料油520石油化工概论课件3平均沸点平均沸点(一一)体积平均沸点体积平均沸点(tv)可根据油品的思氏蒸馏数据直接计算根据油品的思氏蒸馏数据直接计算n由恩氏蒸馏测定的由恩氏蒸馏测定的10、30、50、70、90这五个馏出温度计算这五个馏出温度计算得到得到:()(二二)质量平均沸点质量平均沸点(tw)为各组分质量百分数和相应的馏出温度的乘积之为各组分质量百分数和相应的馏出温度的乘积之和和(三三)立方平均沸点（立方平均沸点（tcu)各组分体积百分数乘以各组分

34、沸点各组分体积百分数乘以各组分沸点(K)立方根之立方根之和再立方。和再立方。(四四)实分子平均沸点实分子平均沸点(tm)各组分摩尔分数和相应的沸点乘积之和。各组分摩尔分数和相应的沸点乘积之和。(五五)中平均沸点中平均沸点(tme)为立方平均沸点与实分子平均沸点的算术平均值。为立方平均沸点与实分子平均沸点的算术平均值。n通常通常先求得体积平均沸点先求得体积平均沸点，然后查附图，然后查附图22求其它平均沸点。求其它平均沸点。石油化工概论课件4密度和相对密度密度和相对密度n油品的密度油品的密度单位体积所含油品在真空下某温度单位体积所含油品在真空下某温度t时时的质量的质量t。n我国油品标准密度我国油品

35、标准密度在在20时的密度时的密度20。n油品的相对密度油品的相对密度温度为温度为t时油品的密度和时油品的密度和4水水的密度之比，无量纲，通常用的密度之比，无量纲，通常用dt4表示。表示。n我国常用的相对密度是我国常用的相对密度是d204，表示，表示20油品和油品和4水的水的密度之比，国外常用密度之比，国外常用d15.615.6表示。两者可换算。表示。两者可换算。 石油化工概论课件5特性因素和相关指数特性因素和相关指数(一一)特性因素特性因素(K)表征石油馏分烃类组成的一种特表征石油馏分烃类组成的一种特性数据性数据 T沸点n一般烷烃的一般烷烃的K值最大，值最大，12.513.0，芳烃的，芳烃的K

36、值最小，值最小，1011,而环烷烃的而环烷烃的K值介于二者之间。值介于二者之间。n对于复杂混合物的石油馏分，对于复杂混合物的石油馏分，K值可用来判断石油及值可用来判断石油及其馏分的化学组成的特性，对石油的分类及确定原油其馏分的化学组成的特性，对石油的分类及确定原油的加工方案相当有用，同时，还可以用来求定油品的的加工方案相当有用，同时，还可以用来求定油品的其它理化常数。其它理化常数。石油化工概论课件6平均相对分子质量平均相对分子质量n平均相对分子质量平均相对分子质量石油混合物中石油混合物中各组分相对分子各组分相对分子质量的平均值。质量的平均值。n它是石油馏分重要物性之一常用以求定石油馏分的它是石

37、油馏分重要物性之一常用以求定石油馏分的气化热、石油蒸气的体积分压以及石油馏分的某些化气化热、石油蒸气的体积分压以及石油馏分的某些化学性质。学性质。n各种油品的各种油品的平均相对分子质量平均相对分子质量大致如下：大致如下：n汽油汽油100120，煤油，煤油180200，轻柴油，轻柴油2l0240，低粘度润滑油低粘度润滑油300360，高粘度润滑油，高粘度润滑油370500.石油化工概论课件石油及其产品的物性石油及其产品的物性n闪点闪点代表可燃性液体性质指标之一。即液体表面的蒸气代表可燃性液体性质指标之一。即液体表面的蒸气与空气的混合物与火接触而初次发生蓝色火焰闪光时的温度与空气的混合物与火接触而

38、初次发生蓝色火焰闪光时的温度n油品的闪点与其馏分组成、化学组成以及压力有关。油品的闪点与其馏分组成、化学组成以及压力有关。n油品的沸点范围越低，其闪点越低；油品的闪点随压力增大油品的沸点范围越低，其闪点越低；油品的闪点随压力增大而增高。而增高。n燃点燃点表示可燃性液体性质指标之一，是液体表面的蒸气表示可燃性液体性质指标之一，是液体表面的蒸气与空气的混合物与火接触而发生的火焰能开始继续燃烧不少与空气的混合物与火接触而发生的火焰能开始继续燃烧不少于于5秒时的温度。秒时的温度。n自燃点自燃点将油品加热到某一温度，令其与空气接触不需引将油品加热到某一温度，令其与空气接触不需引火油品自行燃烧的最低温度。

39、火油品自行燃烧的最低温度。n油品的沸点越低，越不易自燃，自燃点越高；反之，自燃点油品的沸点越低，越不易自燃，自燃点越高；反之，自燃点越低。越低。n含烷烃多的油品其自燃点较低，含芳烃多的最高，含环烷烃含烷烃多的油品其自燃点较低，含芳烃多的最高，含环烷烃多的介于二者之间。多的介于二者之间。石油化工概论课件石油产品的浊点、结晶点、倾点和凝点石油产品的浊点、结晶点、倾点和凝点1浊点浊点轻质油品在测定条件下的降温过程中轻质油品在测定条件下的降温过程中由透明变为浑由透明变为浑浊浊时的温度时的温度。n浑浊原因其正构烷烃在低温下开始形成肉眼观察不到的微小晶粒2结晶点结晶点轻质油品在测定条件下冷却时，肉眼观察到

40、有结轻质油品在测定条件下冷却时，肉眼观察到有结晶晶粒出现时的最高温度。晶晶粒出现时的最高温度。3倾点倾点油品在规定的试管中不断冷却，直到将试管平放油品在规定的试管中不断冷却，直到将试管平放5s而试样无流动时的温度再加上而试样无流动时的温度再加上3所得的温度值。所得的温度值。4.凝点凝点将试管倾斜将试管倾斜45001min后液面无移动的最高温度后液面无移动的最高温度。n油品的倾点和凝点与其馏分组成和化学组成有关：油品中含油品中含蜡越多，倾点和凝点就越高。蜡越多，倾点和凝点就越高。石油化工概论课件第三节第三节油品的分类及使用油品的分类及使用1石油产品分类石油产品分类大致可分为燃料，润滑油和润滑脂，

41、大致可分为燃料，润滑油和润滑脂，蜡、沥青及石油焦，有机化学品等四大类蜡、沥青及石油焦，有机化学品等四大类石油化工概论课件一、各产品占油品比例一、各产品占油品比例n燃料燃料80%石油蜡石油蜡1%n溶剂和化工原料溶剂和化工原料10%石油沥青石油沥青3%n润滑油和有关产品润滑油和有关产品5%石油焦石油焦2%n燃料油燃料油汽油、煤油、柴油、重油等可用作动力燃料的油品石油化工概论课件二汽油二汽油 (一一)汽油机汽油机主要用于轻型汽车、摩托车、螺旋桨主要用于轻型汽车、摩托车、螺旋桨式飞机及快艇等。式飞机及快艇等。n汽油是可用作点燃式发动机燃料的石油轻质馏分汽油是可用作点燃式发动机燃料的石油轻质馏分n汽油在

42、汽油机内的燃烧过程分为汽油在汽油机内的燃烧过程分为：进气；进气；压缩；压缩；点火燃烧作功；点火燃烧作功；排气。排气。n对汽油的使用要求：对汽油的使用要求：良好的蒸发性能；良好的蒸发性能；良好的燃烧性能，无爆震现象；良好的燃烧性能，无爆震现象；储存安定性好，生成胶质的倾向小；储存安定性好，生成胶质的倾向小；对发动机没有腐蚀作用；对发动机没有腐蚀作用；排出的污染物少。排出的污染物少。石油化工概论课件(四四)汽油的抗爆性汽油的抗爆性n爆震爆震汽油在发动机中燃烧不正常时，机身强烈震动并发出汽油在发动机中燃烧不正常时，机身强烈震动并发出金属敲击声，发动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时导致机金属敲击声，发

43、动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时导致机件的损坏的情况。件的损坏的情况。n辛烷值辛烷值表示汽油抗爆性，衡量燃料是否易于发生爆震。表示汽油抗爆性，衡量燃料是否易于发生爆震。n人为规定异辛烷的辛烷值人为规定异辛烷的辛烷值=100，正庚烷辛烷值，正庚烷辛烷值=0。以混合物。以混合物中异辛烷的体积百分含量值为其辛烷值。中异辛烷的体积百分含量值为其辛烷值。n将待测汽油样与系列辛烷值不同的标准燃料在标准的试验用单将待测汽油样与系列辛烷值不同的标准燃料在标准的试验用单缸发动机上进行对比实验，与所测汽油抗爆性相等的标准燃料缸发动机上进行对比实验，与所测汽油抗爆性相等的标准燃料的辛烷值即所测汽油的辛烷值。的辛烷

44、值即所测汽油的辛烷值。n我国车用汽油国家标准有我国车用汽油国家标准有90、93、97三个牌号。前二者适用三个牌号。前二者适用于一般轿车，分别对应于压缩比不高于于一般轿车，分别对应于压缩比不高于82和压缩比不高于和压缩比不高于85的发动机；后者适用于高级轿车，对应于压缩比不高于的发动机；后者适用于高级轿车，对应于压缩比不高于90的发动机。的发动机。石油化工概论课件三、喷气燃料（航空煤油）三、喷气燃料（航空煤油）n喷气发动机喷气发动机借助高温燃气从尾气喷管喷出时借助高温燃气从尾气喷管喷出时所形成的反作用力推动前进，将燃料的热能转变所形成的反作用力推动前进，将燃料的热能转变为燃气的动能，使飞机可在为

45、燃气的动能，使飞机可在2万米以上高空以万米以上高空以2马赫马赫(马赫数为速度与音速的比数马赫数为速度与音速的比数)的速度飞行。的速度飞行。n对航空煤油质量要求：对航空煤油质量要求：良好的燃烧性能；良好的燃烧性能；适适当的蒸发性；当的蒸发性；较高的热值；较高的热值；良好的安定性；良好的安定性；良好的低温性；良好的低温性；无腐蚀性；无腐蚀性；良好的洁净性；良好的洁净性；较小的起电性；较小的起电性；适当的润滑性。适当的润滑性。石油化工概论课件四、柴油四、柴油(一一)柴油机柴油机主要用于农用机械、重型车辆、主要用于农用机械、重型车辆、坦克、铁路机车、船舶舰艇等。坦克、铁路机车、船舶舰艇等。n柴油机燃料

46、的使用要求：柴油机燃料的使用要求：良好的自燃性能；良好的自燃性能；良好的蒸发性能；良好的蒸发性能；适当的粘度和良好的低适当的粘度和良好的低温流动性；温流动性；良好的安定性；良好的安定性；对机件无腐蚀对机件无腐蚀性；性；良好的清洁性能。良好的清洁性能。n评定柴油发火性能的指标评定柴油发火性能的指标十六烷值十六烷值石油化工概论课件n十六烷值十六烷值表示柴油的抗震性能即表示柴油在柴油发动机中表示柴油的抗震性能即表示柴油在柴油发动机中燃烧时的自燃性指标。燃烧时的自燃性指标。n十六烷值：烷烃烯烃、异构烷烃和环烷烃芳香烃稠环芳十六烷值：烷烃烯烃、异构烷烃和环烷烃芳香烃稠环芳烃；碳数增，十六烷值增；烃；碳数

47、增，十六烷值增；n正十六烷正十六烷100； 甲基萘甲基萘0。实际柴油的十六烷值是将正。实际柴油的十六烷值是将正十六烷烃和十六烷烃和 甲基萘按不同比例配成的混合液进行标定的。甲基萘按不同比例配成的混合液进行标定的。n燃料十六烷值计算公式：燃料十六烷值计算公式：n一般转速一般转速1000转转/min的高速柴油机使用十六烷值的高速柴油机使用十六烷值4550的的轻柴油；轻柴油；l000转转/min的中、低速柴油机使用十六烷值的中、低速柴油机使用十六烷值3549的重柴油。的重柴油。n常压蒸馏柴油的十六烷值高，可供高速柴油机使用。常压蒸馏柴油的十六烷值高，可供高速柴油机使用。n裂化柴油和焦化柴油的十六烷值

48、低，须添加十六烷值改进剂，裂化柴油和焦化柴油的十六烷值低，须添加十六烷值改进剂，高温下易于分解形成自由基而促进燃料的氧化，有缩短滞燃期高温下易于分解形成自由基而促进燃料的氧化，有缩短滞燃期的作用。如硝基烷基酯类、二硝基化合物和过氧化物。以硝基的作用。如硝基烷基酯类、二硝基化合物和过氧化物。以硝基烷基酯类应用最广。正常的添加量为烷基酯类应用最广。正常的添加量为1.5（vol），添加后十），添加后十六烷值可提高六烷值可提高1220。石油化工概论课件六、清洁燃料及其替代品六、清洁燃料及其替代品n研究表明，美国城市中研究表明，美国城市中90的的CO污染、污染、50的烃类污染、的烃类污染、50的的NOx

49、污染以及污染以及30的铅污染来自汽油燃料的燃烧；城市中的铅污染来自汽油燃料的燃烧；城市中约约16的颗粒污染物来自柴油车排放物。北京市内大约的颗粒污染物来自柴油车排放物。北京市内大约63的的CO、50的的NOx和和73的烃类的烃类(包括有机挥发物包括有机挥发物VOC)来自来自汽车排放。汽车排放。n减少汽车尾气污染方式之一减少汽车尾气污染方式之一：采取机内净化改进发动机设计，：采取机内净化改进发动机设计，改善燃烧条件以减少污染物生成。主要技术是采用电控直喷式改善燃烧条件以减少污染物生成。主要技术是采用电控直喷式汽油机、三元催化尾气转化器和装备机外净化汽车尾气转化器汽油机、三元催化尾气转化器和装备机

50、外净化汽车尾气转化器等。可以减轻汽车尾气造成的大气污染状况，但并不治本。等。可以减轻汽车尾气造成的大气污染状况，但并不治本。n方式之二：方式之二：采用替代能源，主要包括：压缩天然气、液化天然采用替代能源，主要包括：压缩天然气、液化天然气、甲醇、乙醇、二甲醚气、甲醇、乙醇、二甲醚(DME)、生物柴油以及电力等。、生物柴油以及电力等。石油化工概论课件第四节第四节原油的加工原油的加工n 一次加工一次加工将原油将原油用蒸馏方法分离用蒸馏方法分离成几个不成几个不同沸点范围的馏分，常称为原油蒸馏。包括原同沸点范围的馏分，常称为原油蒸馏。包括原油的预处理、常压和减压蒸馏，产物为轻汽油、油的预处理、常压和减压

51、蒸馏，产物为轻汽油、汽油、煤油、柴油、润滑油等馏分和渣油。汽油、煤油、柴油、润滑油等馏分和渣油。n二次加工二次加工将一次加工过程产物进行将一次加工过程产物进行再加工再加工，即将轻汽油馏分、重质馏分和渣油进行催化重即将轻汽油馏分、重质馏分和渣油进行催化重整、催化裂化、催化加氢、延迟焦化和热裂化整、催化裂化、催化加氢、延迟焦化和热裂化等。等。石油化工概论课件拔顶气拔顶气塔顶塔顶石脑油石脑油n原油原油初馏塔初馏塔底油底油常压蒸馏常压蒸馏轻汽油轻汽油50140含碳原子数含碳原子数15n汽油汽油140200412煤油煤油1802301114轻柴油轻柴油2303051317重柴油重柴油3054051625

52、n塔底渣油塔底渣油减压蒸馏减压蒸馏减压柴油减压柴油n减压渣油减压渣油石油焦石油焦n石石油油沥沥青青石油化工概论课件石油化工概论课件4.1原油的预处理原油的预处理1.预处理目的预处理目的除去以乳化状态存在于原油中的水和无机盐除去以乳化状态存在于原油中的水和无机盐2.原油中的盐类和水的存在对加工过程的危害原油中的盐类和水的存在对加工过程的危害：(1)在换热器、加热炉中管壁上形成盐垢，降低传热效率，减小管内流在换热器、加热炉中管壁上形成盐垢，降低传热效率，减小管内流通面积而增大流动阻力，水汽化之后体积明显增大也会造成系统压力通面积而增大流动阻力，水汽化之后体积明显增大也会造成系统压力上升，使原油泵的

53、出口压力增大，严重时甚至会堵塞管路导致停工。上升，使原油泵的出口压力增大，严重时甚至会堵塞管路导致停工。(2)造成设备腐蚀。造成设备腐蚀。(3)影响二次加工原料的质量。原油中所含的盐类在蒸馏之后会集中于影响二次加工原料的质量。原油中所含的盐类在蒸馏之后会集中于减压渣油中，在对渣油深加工会使催化剂受损。含盐量高的渣油作为减压渣油中，在对渣油深加工会使催化剂受损。含盐量高的渣油作为延迟焦化的原料时，加热炉管内因盐垢而结焦，产物石油焦也会因灰延迟焦化的原料时，加热炉管内因盐垢而结焦，产物石油焦也会因灰分含量高而降低等级。分含量高而降低等级。n脱盐脱水要求：脱盐脱水要求：脱后原油含盐量小于脱后原油含盐

54、量小于3mg/L，含水量小于，含水量小于0.2%；对；对不设有重油催化裂化装置的炼厂，仅仅为了保护设备不被腐蚀，可以不设有重油催化裂化装置的炼厂，仅仅为了保护设备不被腐蚀，可以放宽要求，脱后原油含盐量应小于放宽要求，脱后原油含盐量应小于53mg/L，含水量小于，含水量小于03。石油化工概论课件2原油预处理的原油预处理的基本原理基本原理n电化学脱盐脱水电化学脱盐脱水在原油中注入一定量的新鲜水在原油中注入一定量的新鲜水充分混合，在破乳剂和高压电场的作用下，使微充分混合，在破乳剂和高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分小水滴逐步聚集成较大水滴，借重力从油中沉降分离而达到脱

55、盐脱水的目的。离而达到脱盐脱水的目的。n原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，感应电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞而合成大水滴，从而加速沉降相互碰撞而合成大水滴，从而加速沉降n水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度水滴直径愈大，原油和水的相对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。当水滴直径愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。当水滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。能下

56、沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。石油化工概论课件4.2原油蒸馏原油蒸馏n原油蒸馏原油蒸馏将原油加热汽化，经分馏、冷凝和冷却，得到几个不同沸点范围馏分过程n蒸馏原理蒸馏原理依据混合物中各组分沸点(挥发度) 不同的原理，将液体混合物加热后，将汽化的轻组分导出冷凝，达到轻重组分分离的目的。n蒸馏的三种形式：蒸馏的三种形式：n闪蒸闪蒸(平衡气化或平衡气化或次气化次气化)将液体混合物进料加热至部分气化，经过减压阀，在一个容器(闪蒸罐、蒸发塔)的中间内，于定温度压力下，使气液两相迅速分离，得到相应的气相和液相产物。n简单蒸馏简单蒸馏(渐次气化渐次气化)常用于实验室或小型装置上，间歇式蒸馏过程，分离程

57、度不高。n精馏精馏在精馏塔内进行，塔内装有用于气液两相分离的内部构件，可实现液体混合物轻重组分的连续高效分离连续高效分离。石油化工概论课件n原油蒸馏通常在两个或三个塔内进行原油蒸馏通常在两个或三个塔内进行：(1)初馏塔（或闪蒸塔）：初馏塔（或闪蒸塔）：及时分离出原油在换热过程中已气化的轻组分，减少原油管路阻力和及时分离出原油在换热过程中已气化的轻组分，减少原油管路阻力和原油泵出口压力以及常减炉的热负荷；当原油因脱水效果波动而引起含水原油泵出口压力以及常减炉的热负荷；当原油因脱水效果波动而引起含水量高时，水从初馏塔塔顶分出，保证常压塔产品质量合格；初馏塔加热温量高时，水从初馏塔塔顶分出，保证常压

58、塔产品质量合格；初馏塔加热温度低，不会造成砷化物的热分解，塔顶汽油含砷量低，能避免重整铂催化度低，不会造成砷化物的热分解，塔顶汽油含砷量低，能避免重整铂催化剂中毒；对含砷量低的原油，可以闪蒸塔代替初馏塔，闪蒸塔无回流，可剂中毒；对含砷量低的原油，可以闪蒸塔代替初馏塔，闪蒸塔无回流，可进一步降低能耗。进一步降低能耗。（2)常压蒸馏塔常压蒸馏塔此塔中仅能分离出较低沸点的馏分：此塔中仅能分离出较低沸点的馏分：拔顶气拔顶气(C1一一C4)直馏汽油直馏汽油(60一一200馏分馏分)航空煤油、煤油航空煤油、煤油(145一一250馏分馏分)轻柴油轻柴油(250一一300馏分馏分)重柴油重柴油(300一一35

59、0馏分馏分)等等剩余部分从塔底进入减压塔，以避免蒸馏温度过高引起烃类裂解或结焦剩余部分从塔底进入减压塔，以避免蒸馏温度过高引起烃类裂解或结焦减压蒸馏塔减压蒸馏塔来自常压塔底的重油在此塔中在真空下来自常压塔底的重油在此塔中在真空下(约约8kPa压力压力)降低降低沸点进行蒸馏，以避免油品的高温裂解和结焦，得到润滑油馏分，也可按沸点进行蒸馏，以避免油品的高温裂解和结焦，得到润滑油馏分，也可按生产方案分割成二次加工的原料，如催化裂化原料或催化加氢原料等。生产方案分割成二次加工的原料，如催化裂化原料或催化加氢原料等。石油化工概论课件第五节第五节原油的热加工过程原油的热加工过程n热加工热加工靠加热作用，将

60、重质原料油转化成气体、轻质油、燃靠加热作用，将重质原料油转化成气体、轻质油、燃料油或焦炭的过程。料油或焦炭的过程。包括：热裂化、减粘裂化和焦化。包括：热裂化、减粘裂化和焦化。n热裂化热裂化以石油重馏分或重、残油为原料生产汽油和柴油的过以石油重馏分或重、残油为原料生产汽油和柴油的过程。程。n减粘裂化减粘裂化改善渣油的倾点和粘度，以达到燃料油规格要求。改善渣油的倾点和粘度，以达到燃料油规格要求。n焦化焦化以减压渣油为原料生产汽油、柴油和石油焦。以减压渣油为原料生产汽油、柴油和石油焦。石油化工概论课件热加工过程基本原理：热加工过程基本原理：n在高温下主要发生在高温下主要发生裂解和缩合裂解和缩合两类化

61、学反应：两类化学反应：1）裂解反应：裂解反应：分子烃类裂解成较小分子的烃类，因此从较重的原分子烃类裂解成较小分子的烃类，因此从较重的原料油可以得到汽油馏分和中间馏分和小分子的烃类气体；料油可以得到汽油馏分和中间馏分和小分子的烃类气体； 石油化工概论课件2）缩合反应：缩合反应：即原料和中间产物中的芳烃、烯即原料和中间产物中的芳烃、烯烃等缩合成大相对分子质量的产物，得到比原烃等缩合成大相对分子质量的产物，得到比原料油沸程高的残油甚至焦炭。料油沸程高的残油甚至焦炭。石油化工概论课件2 减粘裂化减粘裂化将渣油浅度热裂化，使重质原料中的非沥青质裂解为低沸点将渣油浅度热裂化，使重质原料中的非沥青质裂解为低

62、沸点的轻质产品。轻质烃能部分地溶解或稀释沥青质，从而降低原料粘度。的轻质产品。轻质烃能部分地溶解或稀释沥青质，从而降低原料粘度。减粘的原料减粘的原料减压渣油、常压重油、全馏分重质原油或拔头重质原油。减压渣油、常压重油、全馏分重质原油或拔头重质原油。 减粘裂化反应条件减粘裂化反应条件450490，45MPa。石油化工概论课件3焦炭化过程焦炭化过程n焦化焦化无可代替的惟一生产石油焦的工艺过程，无可代替的惟一生产石油焦的工艺过程，在炼油工业中占居着重要地位。在炼油工业中占居着重要地位。n焦化焦化以贫氢重质残油如减压渣油、裂化渣油以以贫氢重质残油如减压渣油、裂化渣油以及沥青等为原料，在及沥青等为原料，

63、在400500的高温下进行的深的高温下进行的深度热裂化反应。度热裂化反应。通过裂解和缩合反应，使渣油部分通过裂解和缩合反应，使渣油部分转化为气体烃和轻质油品，部分转化为焦炭。转化为气体烃和轻质油品，部分转化为焦炭。n焦化装置是炼厂提高轻质油收率的手段之一和日前焦化装置是炼厂提高轻质油收率的手段之一和日前炼厂实现渣油零排放的重要装置之一。炼厂实现渣油零排放的重要装置之一。n焦化方法有：釜式焦化、平炉焦化、接触焦化、延焦化方法有：釜式焦化、平炉焦化、接触焦化、延迟焦化等。我国应用最广的是迟焦化等。我国应用最广的是延迟焦化延迟焦化。石油化工概论课件n延迟焦化的特点延迟焦化的特点原料油在管式加热炉中被

64、急速加热达到约原料油在管式加热炉中被急速加热达到约500高温后迅速进入焦炭塔内高温后迅速进入焦炭塔内，停留足够的时间进行深度裂化反停留足够的时间进行深度裂化反应应，生焦过程不在炉管内而延迟到塔内进行。生焦过程不在炉管内而延迟到塔内进行。n优点优点可避免炉管内结焦，延长运转周期。可避免炉管内结焦，延长运转周期。石油化工概论课件第三章第三章石油化工过程中的催化过程石油化工过程中的催化过程第四节第四节催化裂化催化裂化n石油炼制的目的：石油炼制的目的：（1）提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品）提高原油加工深度，得到更多数量的轻质油产品（2）增加品种，提高产品质量）增加品种，提高产品质量n原油一

65、次加工仅得原油一次加工仅得10%40%的汽、柴、煤油，而社的汽、柴、煤油，而社会对轻质油品的需求量占石油产品的会对轻质油品的需求量占石油产品的90%左右；左右；n直馏汽油的辛烷值为直馏汽油的辛烷值为4060，一般汽车用油的辛烷值，一般汽车用油的辛烷值要求要求90，常减压蒸馏一次加工无法满足市场的需求，常减压蒸馏一次加工无法满足市场的需求n催化裂化是重油轻质化和改质的主要手段之一催化裂化是重油轻质化和改质的主要手段之一石油化工概论课件n催化裂化催化裂化以减压馏分油、焦化柴油和蜡以减压馏分油、焦化柴油和蜡油等油等重质馏分油或渣油重质馏分油或渣油为原料，在常压和为原料，在常压和450510、催化剂的

66、存在下反应转化成、催化剂的存在下反应转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。n目的目的将不能作轻质燃料的常减压馏分油将不能作轻质燃料的常减压馏分油（柴油）加工成辛烷值较高的汽油或柴油（柴油）加工成辛烷值较高的汽油或柴油石油化工概论课件催化裂化催化裂化n催化剂催化剂硅铝酸或高活性稀土硅铝酸或高活性稀土Y型分子筛型分子筛 n特点特点汽油选择性和汽油的辛烷值也高，气体和焦汽油选择性和汽油的辛烷值也高，气体和焦炭产率低炭产率低。n催化剂的择形催化剂的择形沸石分子筛催化剂根据其孔径大小对原料有不同的选择特性。n在HZSM5沸石分子筛上烷烃和支链烷烃裂化速度：

67、沸石分子筛上烷烃和支链烷烃裂化速度：n正构烷烃一甲基烷烃二甲基烷烃正构烷烃一甲基烷烃二甲基烷烃石油化工概论课件(二二)影响催化裂化反应深度的主要因素影响催化裂化反应深度的主要因素n影响反应转化率主要因素：影响反应转化率主要因素：原料性质、反应温度、反应压力原料性质、反应温度、反应压力和反应时间和反应时间 1原料油的性质原料油的性质 环烷烃含量多的原料，裂化反应速度较快，环烷烃含量多的原料，裂化反应速度较快，气、油产率较气、油产率较高，焦炭产率较低，选择性较好。富含芳烃的原料，裂化反高，焦炭产率较低，选择性较好。富含芳烃的原料，裂化反应慢，选择性较差。应慢，选择性较差。2反应温度反应温度TT对反

68、应速度、产品分布和产品质量影响很大对反应速度、产品分布和产品质量影响很大,是调节反是调节反应速度和转化率的主要因素。应速度和转化率的主要因素。不同产品方案，选择不同反应温度不同产品方案，选择不同反应温度:n若多产柴油，采用低若多产柴油，采用低T(450470)，低，低X；n若多产汽油，高若多产汽油，高T（500530），高），高X 石油化工概论课件3反应压力反应压力nP提高，油气的分压提高，反应速度加快，利于缩合反应，焦提高，油气的分压提高，反应速度加快，利于缩合反应，焦炭产率增高，气体中烯烃相对产率下降，汽油产率略有下降，炭产率增高，气体中烯烃相对产率下降，汽油产率略有下降，但安定性提高。但

69、安定性提高。n催化裂化反应器催化裂化反应器P控制在控制在0.30.37MPa。4.空速和反应时间空速和反应时间n反应开始阶段，反应速度最快，反应开始阶段，反应速度最快，1s后转化率的增加逐渐趋于缓和。后转化率的增加逐渐趋于缓和。t延长，会引起汽油的二次分解，延长，会引起汽油的二次分解，一般约为一般约为14s。石油化工概论课件重油催化裂化重油催化裂化n目的目的将不能作轻质燃料的馏程大于将不能作轻质燃料的馏程大于350常压渣油加工常压渣油加工成辛烷值较高的汽油和轻柴油成辛烷值较高的汽油和轻柴油裂化原料裂化原料 馏程大于馏程大于350的常压渣油或加氢脱硫常压渣油的常压渣油或加氢脱硫常压渣油。石油化工

70、概论课件n与减压馏分相比，与减压馏分相比，重油催化裂化原料油的特点重油催化裂化原料油的特点：粘度大，沸点高；粘度大，沸点高；多环芳香性物质含量高；多环芳香性物质含量高；重金属含量高；重金属含量高；含硫、氮化合物较多。含硫、氮化合物较多。n因此，用重油为原料进行催化裂化时会出现焦炭产率高，催因此，用重油为原料进行催化裂化时会出现焦炭产率高，催化剂重金属污染严重以及产物硫、氮含量较高等问题。化剂重金属污染严重以及产物硫、氮含量较高等问题。石油化工概论课件催化裂化工艺催化裂化工艺n特点：特点：重油催化裂化更易结焦，催重油催化裂化更易结焦，催化剂再生负荷大，分两段再生：化剂再生负荷大，分两段再生：n第

71、一段再生温度较低，且控制高的第一段再生温度较低，且控制高的CO/CO2比，使焦炭中的大部分氢比，使焦炭中的大部分氢和一部分碳在此烧掉；和一部分碳在此烧掉；n第二段再生温度可高达第二段再生温度可高达750，以，以利完全再生，由于无水，在高温下利完全再生，由于无水，在高温下再生也不会失活再生也不会失活。石油化工概论课件第五节第五节催化重整催化重整n目的目的将轻汽油馏分转变为富含芳烃的汽油，提高将轻汽油馏分转变为富含芳烃的汽油，提高辛烷值或制芳烃和高纯氢辛烷值或制芳烃和高纯氢n氢纯度可达氢纯度可达7595%。n视催化剂不同分视催化剂不同分铂重整、铂铼重整、多金属重整铂重整、铂铼重整、多金属重整n催化

72、重整是石油加工工业主要的工艺过程之一，是石催化重整是石油加工工业主要的工艺过程之一，是石油化工中油化工中“三苯三苯”的主要来源的主要来源石油化工概论课件(二二)重整催化剂重整催化剂n双功能催化剂：双功能催化剂：n铂构成脱氢活性中心，促进脱氢或加氢反应；铂构成脱氢活性中心，促进脱氢或加氢反应；n酸性载体提供酸性中心，促进裂化或异构化反应酸性载体提供酸性中心，促进裂化或异构化反应n两种功能在反应过程中有机地配合，需保持一定的两种功能在反应过程中有机地配合，需保持一定的平衡。平衡。n设想设想nC6H14脱氢环化成苯的反应历程：脱氢环化成苯的反应历程：n转化过程中，烃分子交替地在催化剂两种活性中心转化

73、过程中，烃分子交替地在催化剂两种活性中心上作用。总反应速度取决于上作用。总反应速度取决于反应速度最慢反应速度最慢的步骤。的步骤。石油化工概论课件重整催化剂各部分的作用：重整催化剂各部分的作用：(1）铂：铂：铂含量约铂含量约0.10.7(wt)，随铂含量增加，催化剂的脱氢活性、稳，随铂含量增加，催化剂的脱氢活性、稳定性和抗毒能力增强。铂含量接近定性和抗毒能力增强。铂含量接近1时，继续提高铂含量效果不显著。时，继续提高铂含量效果不显著。(2)重整催化剂的担体：重整催化剂的担体：为含卤素的为含卤素的 A12O3，酸性较弱，加入少量氟或氯则加强酸性功能；，酸性较弱，加入少量氟或氯则加强酸性功能；卤素含

74、量增加，催化剂对异构化和加氢裂化等酸性反应的催化活性增强。卤素含量增加，催化剂对异构化和加氢裂化等酸性反应的催化活性增强。改变卤素含量可调节其酸性功能的大小。改变卤素含量可调节其酸性功能的大小。一般新鲜全氯型催化剂含氯约一般新鲜全氯型催化剂含氯约0.61.5%。卤素含量太低，酸性功能不足，芳烃转化率或汽油辛烷值低；卤素含量太低，酸性功能不足，芳烃转化率或汽油辛烷值低；卤素含量过高，则加氢裂化反应增多，导致液体收率下降。卤素含量过高，则加氢裂化反应增多，导致液体收率下降。(3)担体氧化铝：担体氧化铝：具有适当的孔结构、较大的比表面和较好的机械强度，能使活性组分很好具有适当的孔结构、较大的比表面和

75、较好的机械强度，能使活性组分很好分布于表面；改善催化剂的热稳定性，减小催化剂活性中心对毒物的敏感分布于表面；改善催化剂的热稳定性，减小催化剂活性中心对毒物的敏感程度。程度。孔径过小不利于原料和产物的扩散，易在微孔口处结焦而降低内表面利用率孔径过小不利于原料和产物的扩散，易在微孔口处结焦而降低内表面利用率石油化工概论课件（三）催化重整工艺流程（三）催化重整工艺流程n包括：原料预处理、重整、芳烃抽提、芳烃精馏。包括：原料预处理、重整、芳烃抽提、芳烃精馏。 1催化重整原料的预处理催化重整原料的预处理 (1)原料选择原料选择要求：馏分组成、族组成、毒物及杂质含量要求：馏分组成、族组成、毒物及杂质含量a

76、馏分组成：不同的目的产物需不同的馏分；馏分组成：不同的目的产物需不同的馏分；C6烃类不能进行芳构化反应。烃类不能进行芳构化反应。生产芳烃应选择生产芳烃应选择60145馏分。馏分。石油化工概论课件(2)预分馏预分馏n作用作用根据重整产品的要求将原料切割为一定沸点范围的根据重整产品的要求将原料切割为一定沸点范围的馏分，并脱除掉原料中的部分水分。馏分，并脱除掉原料中的部分水分。n根据原料油馏程的不同，预分馏的切割方式有以下三种：根据原料油馏程的不同，预分馏的切割方式有以下三种：A原料油的终馏点适宜而初馏点过低，取预分馏塔的塔原料油的终馏点适宜而初馏点过低，取预分馏塔的塔底底油油B原料油的初馏点适宜而

77、终馏点过高，取预分馏塔的塔原料油的初馏点适宜而终馏点过高，取预分馏塔的塔顶顶油油C原料油的初馏点过低而终馏点过高，均不符合要求，取预分原料油的初馏点过低而终馏点过高，均不符合要求，取预分馏塔的侧线产品为原料。馏塔的侧线产品为原料。n我国的重整装置多属于第一种情况，通常预分馏原料为我国的重整装置多属于第一种情况，通常预分馏原料为130的拔头汽油馏分，只需分离出的拔头汽油馏分，只需分离出60的馏分即可。的馏分即可。 石油化工概论课件(3)预脱砷预脱砷n重整催化剂易被砷、铅等多种金属及氮、硫等杂质污染中毒。重整催化剂易被砷、铅等多种金属及氮、硫等杂质污染中毒。n原料油中的含硫、含氮化合物和水分在重整

78、条件下会生成硫化原料油中的含硫、含氮化合物和水分在重整条件下会生成硫化氢和氨，降低催化剂性能。氢和氨，降低催化剂性能。n重整原料含砷量要求重整原料含砷量要求12)l0-9。n若原料含砷量若原料含砷量l0010-9，可不需预脱砷，仅需预加氢，可不需预脱砷，仅需预加氢n工业预脱砷法：吸附脱砷、氧化脱砷和加氢脱砷三种。工业预脱砷法：吸附脱砷、氧化脱砷和加氢脱砷三种。石油化工概论课件(4)预加氢精制预加氢精制n精制目的精制目的以加氢方式除去重整原料中的含硫、以加氢方式除去重整原料中的含硫、含氮、含氧化合物及其他毒物，如砷、铅、铜、含氮、含氧化合物及其他毒物，如砷、铅、铜、汞、钠等，以保护重整催化剂。汞

79、、钠等，以保护重整催化剂。n精制原理精制原理以钼酸钴或钼酸镍为催化剂，使原以钼酸钴或钼酸镍为催化剂，使原料油中的含硫、含氮、含氧化合物加氢分解，生料油中的含硫、含氮、含氧化合物加氢分解，生成成H2S、NH3和和H2O，然后在汽提塔中除去。原，然后在汽提塔中除去。原料中的烯烃生成饱和烃，原料中的含砷、铅、铜、料中的烯烃生成饱和烃，原料中的含砷、铅、铜、汞、钠等化合物在加氢条件下分解后被催化剂吸汞、钠等化合物在加氢条件下分解后被催化剂吸附除去。附除去。石油化工概论课件(5)重整原料的脱水重整原料的脱水n铂铼重整催化剂要求原料含水量铂铼重整催化剂要求原料含水量5l0-6，为制备为制备“超干超干”的铂

80、铼重整原料，一般采用的铂铼重整原料，一般采用蒸馏脱水，并后设分子筛吸附干燥。蒸馏脱水，并后设分子筛吸附干燥。石油化工概论课件第六节第六节加氢精制和加氢裂化加氢精制和加氢裂化一一、加氢精制、加氢精制n目目的的油品精制。除掉油品中的硫、氮、氧杂原油品精制。除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，改善油品使用性能。子及金属杂质，改善油品使用性能。n加氢精制产品的加氢精制产品的特点特点：质量好，包括安定性好，无：质量好，包括安定性好，无腐蚀性，液体收率高等。腐蚀性，液体收率高等。n加氢精制催化剂：加氢精制催化剂：CoO-MoO3-Al2O3，NiO-MoO3-Al2O3石油化工概论课件(一一)加氢精制

81、主要反应加氢精制主要反应(1)加氢脱硫、脱氮、脱氧反应：加氢脱硫、脱氮、脱氧反应： n加氢脱硫比加氢脱氮易进行，含氮化合物的加氢反应最难进加氢脱硫比加氢脱氮易进行，含氮化合物的加氢反应最难进行。如，焦化柴油加氢精制时，当脱硫率达到行。如，焦化柴油加氢精制时，当脱硫率达到90的条件的条件下，脱氮率仅为下，脱氮率仅为40。 (2)加氢脱金属反应加氢脱金属反应重质石油馏分或渣油中的金属有机重质石油馏分或渣油中的金属有机化合物发生氢解反应，脱掉金属沉积在催化剂上而除去化合物发生氢解反应，脱掉金属沉积在催化剂上而除去(3)烯烃加氢成烷烃烯烃加氢成烷烃 石油化工概论课件二二加氢裂化加氢裂化n目的目的将减压

82、渣油制成重芳烃、不饱和烃少、异将减压渣油制成重芳烃、不饱和烃少、异构烷烃多的航空喷气燃料和优质轻柴油构烷烃多的航空喷气燃料和优质轻柴油n制备原理制备原理减小重质原料油的相对分子质量，增减小重质原料油的相对分子质量，增大碳氢比大碳氢比n改变碳氢比的两个途径改变碳氢比的两个途径脱碳、加氢脱碳、加氢n热裂化、焦化以及催化裂化仅仅脱碳，要产生部分热裂化、焦化以及催化裂化仅仅脱碳，要产生部分气体烃、焦炭和渣油，其轻质油收率较低。气体烃、焦炭和渣油，其轻质油收率较低。n加氢裂化是重质原料在催化剂存在下从外界补入氢加氢裂化是重质原料在催化剂存在下从外界补入氢气以降低原料油的碳氢比。加氢和催化裂化两种反气以降

83、低原料油的碳氢比。加氢和催化裂化两种反应的有机结合。应的有机结合。石油化工概论课件n加氢裂化的加氢裂化的优点优点：n可防止如催化裂化过程中大量积炭的生成；可防止如催化裂化过程中大量积炭的生成；n可将原油中的氮、氧、硫杂原子有机化合物杂质通可将原油中的氮、氧、硫杂原子有机化合物杂质通过加氢从原料中除去；过加氢从原料中除去；n可使反应过程中生成的不饱和烃饱和。可使反应过程中生成的不饱和烃饱和。n可将低质量的原料油转化成优质的轻质油。可将低质量的原料油转化成优质的轻质油。n加氢裂化工艺可用于：加氢裂化工艺可用于：重质馏分油轻质化；重质馏分油轻质化；从重瓦斯油生产优质喷气燃料、轻柴油，包括直接从重瓦斯

84、油生产优质喷气燃料、轻柴油，包括直接生产清洁燃料生产清洁燃料(即新配方汽油和清洁柴油即新配方汽油和清洁柴油)等产品；等产品；制取高质量的润滑油基础油。制取高质量的润滑油基础油。石油化工概论课件加氢裂化过程的主要化学反应加氢裂化过程的主要化学反应：加氢裂化、加氢烷化、异构化、多环环烷烃和多环加氢裂化、加氢烷化、异构化、多环环烷烃和多环芳烃的加氢开环裂化、脱硫、脱氮和脱金属芳烃的加氢开环裂化、脱硫、脱氮和脱金属石油化工概论课件(二二)加氢裂化催化剂加氢裂化催化剂n加氢裂化要求催化剂既有能使烃分子发生裂解功能的强酸性，加氢裂化要求催化剂既有能使烃分子发生裂解功能的强酸性，又要有加氢脱氢功能，即又要有

85、加氢脱氢功能，即双功能催化剂双功能催化剂。一般要求高加氢活。一般要求高加氢活性和中等强度的裂解活性，加氢功能要大于酸性功能。性和中等强度的裂解活性，加氢功能要大于酸性功能。n加氢裂化催化剂由酸性组分和加氢脱氢组分匹配而成。常加氢裂化催化剂由酸性组分和加氢脱氢组分匹配而成。常见的匹配模式有非贵金属或贵金属无定形硅见的匹配模式有非贵金属或贵金属无定形硅铝载体、非铝载体、非贵金属或贵金属无定形硅贵金属或贵金属无定形硅铝载体加少量沸石分子筛、非铝载体加少量沸石分子筛、非贵金属或贵金属沸石分子筛载体等。贵金属或贵金属沸石分子筛载体等。n沸石分子筛是调节加氢裂化催化剂酸性性能的关键组分沸石分子筛是调节加氢

86、裂化催化剂酸性性能的关键组分。n目前多采用无定型硅铝催化剂。目前多采用无定型硅铝催化剂。特点特点加氢性能强，裂化加氢性能强，裂化性能较弱，有一定抗氨能力。性能较弱，有一定抗氨能力。石油化工概论课件加氢裂化工艺的特点加氢裂化工艺的特点生产灵活性生产灵活性 加氢裂化对原料的适应性强，可处理的加氢裂化对原料的适应性强，可处理的原料范围广，包括直馏柴油、焦化蜡油、催化循环原料范围广，包括直馏柴油、焦化蜡油、催化循环油、脱沥青油，常压重油和减压渣油等。油、脱沥青油，常压重油和减压渣油等。n产品方案可根据需要进行调整。改变催化剂和调产品方案可根据需要进行调整。改变催化剂和调整操作条件，可分别实现以生产汽油

87、、低冰点、高整操作条件，可分别实现以生产汽油、低冰点、高烟点的喷气燃料、低凝点柴油产品为主等。烟点的喷气燃料、低凝点柴油产品为主等。产品质最好，收率高产品质最好，收率高产品不饱和烃少，油品安定性产品不饱和烃少，油品安定性好，无腐蚀，含环烷烃多。好，无腐蚀，含环烷烃多。石油化工概论课件n石油加工方法：石油加工方法：n常压蒸馏常压蒸馏将原油加热汽化分馏成几个不同沸点范围馏分产品将原油加热汽化分馏成几个不同沸点范围馏分产品n减压蒸馏减压蒸馏将常压蒸馏塔底重油在真空下降低沸点蒸馏，制得减压柴油、润滑油、将常压蒸馏塔底重油在真空下降低沸点蒸馏，制得减压柴油、润滑油、沥青等馏分沥青等馏分n热裂化热裂化以石

88、油重馏分或重、残油为原料生产汽油和柴油以石油重馏分或重、残油为原料生产汽油和柴油n减粘裂化减粘裂化改善渣油的倾点和粘度，达到燃料油规格要求。改善渣油的倾点和粘度，达到燃料油规格要求。n焦化焦化以减压渣油为原料生产汽油、柴油和石油焦以减压渣油为原料生产汽油、柴油和石油焦n催化裂化催化裂化将减压馏分油、焦化柴油和蜡油等将减压馏分油、焦化柴油和蜡油等重质馏分油或渣油在重质馏分油或渣油在催化剂存在下转催化剂存在下转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭n催化重整催化重整将轻汽油馏分转变为富含芳烃的汽油，提高辛烷值或制芳烃和高纯氢将轻汽油馏分转变为富含芳烃的汽油，提高辛

89、烷值或制芳烃和高纯氢n加氢精制加氢精制除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，改善油品使用性能除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，改善油品使用性能n加氢裂化加氢裂化将减压渣油制成重芳烃、不饱和烃少、异构烷烃多的航空喷气燃料和优将减压渣油制成重芳烃、不饱和烃少、异构烷烃多的航空喷气燃料和优质轻柴油质轻柴油石油化工概论课件第四章第四章石油化工原料和产品石油化工原料和产品第一节第一节石油气和合成气石油气和合成气n石油气石油气包括天然气、油田气、炼厂气包括天然气、油田气、炼厂气n天然气天然气从气井（有气无油）中采出n油田气油田气伴随石油从油井中开采出。两者主要由低分子烷烃C15组成，是气体烃的巨大

90、来源。石油化工概论课件石油气体主要用途 (1)直接作为燃料直接作为燃料可代替城市煤气或发电；碳五烃以上馏分可用油吸收法或吸附法等回收得到气体汽油，作为内燃机燃料；C24馏分经加压得液化气作为燃料使用。 (2)炼厂气用于制造高辛烷值汽油组分制造高辛烷值汽油组分。 (3)作为石油化工生产的原料石油化工生产的原料可制得许多重要的石油化工产品，如合成橡胶、塑料、化学肥料、化学纤维、酒精、洗涤剂、溶剂、人造皮革、油漆、颜料、合成润滑油及高能燃料等。石油化工概论课件n石油气脱硫石油气脱硫硫化氢会引起设备和管线的腐蚀，使催化剂中毒，危害人体健康，污染大气等n石油气脱硫方法：石油气脱硫方法：石油化工概论课件1

91、干法脱硫干法脱硫n将气体用固体吸附剂（氧化铁、活性炭、沸石和分子筛等）将气体用固体吸附剂（氧化铁、活性炭、沸石和分子筛等）吸附或用钴钼加氢法将有机硫转化为无机硫，再用氧化锌脱吸附或用钴钼加氢法将有机硫转化为无机硫，再用氧化锌脱除硫化氢。除硫化氢。n特点特点适用于处理含微量硫化氢的气体，可使硫化氢含量降至10-6以下。n活性炭法活性炭法原料气中总硫量为十至几十ppm左右，多为硫化氢与硫氧化碳形式；n氢氯化铁法含硫量低，而脱硫要求达0.2ppm以下；n钴钼加氢串联氧化锌法钴钼加氢串联氧化锌法有机硫含量较高，含噻吩。石油化工概论课件n钴钼加氢法钴钼加氢法在钴在钴钼催化剂存在下使有机硫化物产生氢解 反

92、应，转化成易于脱除的硫化氢。n催化剂主要成分催化剂主要成分MoO3和CoO，以Al2O3为载体石油化工概论课件n氧化锌氧化锌一种内表面大、硫容较高的接触反应型脱一种内表面大、硫容较高的接触反应型脱硫剂硫剂。除噻吩外，它能以极快的速度将硫化氢和各种有机硫化物几乎全部脱除，净化后气体中硫含量可降到0.1PPm以下。多用于低浓度硫的脱除，作为最后一级精脱硫。nZnO+H2SZnS+H2O nZnO+C2H5SHZnS+ C2H5OHnZnO+C2H5SHZnS+ C2H4+H2On氧化锌脱硫剂以以ZnO为主体为主体，其余为A12O3，还可加入CuO、MnO、TiO2、MnO2和MgO等增进脱硫效果石

93、油化工概论课件2湿法脱硫湿法脱硫n用液体吸收剂洗涤除去气体中的硫化氢用液体吸收剂洗涤除去气体中的硫化氢。n特点特点连续操作，设备紧凑处理量大，投资和操作费用较低，石油工业中应用最广，精制效果不如干法。n多用乙醇胺类吸收剂，使用范围广，反应能力强，稳定性好，易从沾污溶液中回收。乙醇胺能吸收气体中的H2S生成硫化物和酸式硫化物，吸收CO2生成碳酸盐和酸式碳酸盐。石油化工概论课件(2)煤的气化和液化煤的气化和液化n煤的液化煤的液化在催化剂的作用下煤与氢在高温高压下进行反在催化剂的作用下煤与氢在高温高压下进行反n应，液化生成人造石油应，液化生成人造石油n煤的汽化煤的汽化在水蒸气存在下，煤经高温气化，转

94、化成在水蒸气存在下，煤经高温气化，转化成CO+H2nC十十H2OCO+H2(1)nC十十2H2OCO2+2H2(2)1000以下反应以下反应nCO2十十C2CO(3)900下反应下反应n均为强吸热反应，均为强吸热反应，高温低压下对反应有利高温低压下对反应有利。在。在11001200内，主要进行内，主要进行(1)、(3)式的反应。式的反应。n气化炉气化炉分固定床、沸腾床、气流床和熔融床气化炉分固定床、沸腾床、气流床和熔融床气化炉4种，种，最最适合碳一化学用的是气流床气化炉。适合碳一化学用的是气流床气化炉。石油化工概论课件(2)蒸汽转化法蒸汽转化法n在加压和700800下，原料烃与水蒸气在镍催化剂

95、上进行反应。 主要反应为：n C H4十 H2O CO+3H2 (1)n C H4十2H2O CO2+4H2 (2)石油化工概论课件三、合成氨和尿素三、合成氨和尿素n氨的性质n氨主要用途生产氮肥；重要的化工原料。（一）氨的合成（一）氨的合成n合成氨的生产过程主要包括以下三个步骤：原料气的制备、合成氨的生产过程主要包括以下三个步骤：原料气的制备、净化、氨的催化合成净化、氨的催化合成。1原料气的制备原料气的制备n合成氨用的氮气一般由液化分离空气或将空气在二段转化炉中与H2燃烧掉O2得到。原料氢的获得即前述以煤、天然气、轻质油馏分为原料，经高温水蒸气转化得到的合成气CO+H2。 石油化工概论课件2、

96、 CO的变换的变换n合成气中合成气中CO含量为含量为1330%，是氨合成反应的毒物，常通过变换反应将，是氨合成反应的毒物，常通过变换反应将CO转化为易被清除的转化为易被清除的CO2并获得宝贵的并获得宝贵的H2n变换反应过程的特点：变换反应过程的特点：CO+H2OCO2+H2可逆放热反应n反应采用反应采用中（高）低温变换串联中（高）低温变换串联进行。进行。n中（高）温变换中（高）温变换提高反应速度，采用较耐高温的提高反应速度，采用较耐高温的Fe3O4催化剂，催化剂，T=350550，出口，出口CO约约3%；n低温变换低温变换提高提高CO的平衡转化率，采用高活性的的平衡转化率，采用高活性的Cu-Z

97、n系系催化剂，催化剂，T=200280，出口，出口CO约约0.3%。n一般加压操作，一般加压操作，0.71.0MPa，以提高反应速度，以提高反应速度n反应前须还原催化剂。将反应前须还原催化剂。将Fe2O3还原为还原为Fe3O4、将、将CuO还原成金属铜。还原成金属铜。n还原主要反应：还原主要反应：n还原时用含有还原时用含有CO、H2的工艺气体缓慢进行。的工艺气体缓慢进行。nCu催化剂价格昂贵且极易硫中毒，要求原料气中的催化剂价格昂贵且极易硫中毒，要求原料气中的H2S含量含量10-6。石油化工概论课件合成氨系统的能量消耗及节能合成氨系统的能量消耗及节能凯格格合成氨基本流程凯格格合成氨基本流程石油

98、化工概论课件第四章第四章碳一化学品碳一化学品甲醇的合成甲醇的合成一、简介一、简介1.性性质质:挥挥发发性性液液体体，b.p64.7，与与水水互互溶溶；有有剧剧毒毒，510mg可致人双目失明及致死可致人双目失明及致死2.用途用途作原料作原料用途很广的重要化工原料用途很广的重要化工原料作燃料作燃料有未来主要燃料的候补燃料之称有未来主要燃料的候补燃料之称石油化工概论课件二、合成方法二、合成方法由碳的氧化物与氢合成（由碳的氧化物与氢合成（1923年，德年，德BASF公司）公司）CO2H250300atm,CucatCH3OHCO23H2CH3OHH2O工艺进展工艺进展：n高高 压压 法法 锌锌 铬铬

99、cat,活活 性性 差差 ， T 360 400， P300atmn低压法低压法高活性高活性Cucat，T240300，P50atmn中中压压法法高高活活性性Cu cat， T240300，P100atmn反应特点反应特点可逆、放热、摩尔数减少的反应可逆、放热、摩尔数减少的反应石油化工概论课件a因因此此在在较较高高温温（300400），20MPa下下反反应应系系统较稳定统较稳定b可逆放热反应，可逆放热反应，T下降有利于平衡向右移动下降有利于平衡向右移动c反应为摩尔数减少的反应，反应为摩尔数减少的反应，P高，有利高，有利n所以，所以，低温高压对合成甲醇有利低温高压对合成甲醇有利。nT上上升升，P

100、必必须须上上升升；T下下降降，P可可以以下下降降，但但反反应应速速度慢，度慢，须高活性的须高活性的catd副副反反应应热热力力学学上上均均比比主主反反应应有有利利，须须采采用用高高选选择性择性cat石油化工概论课件 催化剂与反应温度和压力的关系催化剂与反应温度和压力的关系nZn2 2O3Cr2O3系，活性差，须高温，所以系，活性差，须高温，所以P也相应高也相应高T360400，P300atmnCuOZnOAl2O3，中低压法，中低压法catn优点：高活性，选择性好，优点：高活性，选择性好，T低，低，P也较低也较低。T240300，P50atmn缺点：缺点：Cucat对硫敏感，易中毒失活对硫敏感

101、，易中毒失活n采用采用Cu系系cat实现工业化的解决办法：实现工业化的解决办法： . .采用脱硫原料，使合成气中采用脱硫原料，使合成气中S S含量含量 0.1ppm 0.1ppm . .改进改进Cu catCu cat的的热稳定热稳定.改进反应的结构改进反应的结构石油化工概论课件nCu系系cat的制备的制备：共沉淀法：共沉淀法nCu系系cat的活化：的活化：n催化剂组成：催化剂组成：CuOZnOAl2O3603010n催化加氢制甲醇铜催化剂的特性催化加氢制甲醇铜催化剂的特性活性成分活性成分CuO须还原成须还原成Cu才有活性才有活性nCu系系cat的活化步骤：氮气升温的活化步骤：氮气升温还原气体

102、还原还原气体还原铜铜催催化化剂剂通通入入N2缓缓慢慢升升温温1020/h160170停停止止升升温温，导导入入还还原原性性气气体体H2、CO、CH3OH等等，使使CuO还还原原为为Cu，具有催化作用，具有催化作用n合成甲醇是放热反应，须及时移走反应热合成甲醇是放热反应，须及时移走反应热n低压法甲醇合成反应器设计和操作的关键低压法甲醇合成反应器设计和操作的关键：n严格控制反应温度，及时导走反应热。严格控制反应温度，及时导走反应热。石油化工概论课件2I、C、I冷激式绝热反应冷激式绝热反应 反应器结构反应器结构：n塔体；塔体；n多段绝热催化剂床层；多段绝热催化剂床层；n气体喷头；气体喷头；n菱形分布

103、器菱形分布器 特点特点： a. a.各段反应后气体温度升高，冷激各段反应后气体温度升高，冷激 b. b.各段反应条件不同、气体组成、各段反应条件不同、气体组成、 流量均不一样。流量均不一样。 C. C.生产能力大、结构简单、操作方便。生产能力大、结构简单、操作方便。石油化工概论课件一次反应：原料烃一次反应：原料烃裂解裂解乙烯、丙烯、乙烯、丙烯、H2、CH4和其它烯和其它烯加成反应加成反应烷烷环化环化结焦结焦n反应分类反应分类脱氢反应脱氢反应炔炔生碳生碳二次反应二次反应裂解裂解更小的分子更小的分子聚合聚合大分子大分子石油化工概论课件各族烃类的热裂解反应规律：各族烃类的热裂解反应规律：n正构烷烃最

104、有利于生成乙烯、丙烯正构烷烃最有利于生成乙烯、丙烯n环烷烃倾向于生成芳烃，较少生成烯烃环烷烃倾向于生成芳烃，较少生成烯烃n芳芳烃烃最最难难裂裂解解为为乙乙烯烯。丙丙烯烯，易易脱脱氢氢缩缩合合生生成成稠稠环环芳烃芳烃n各族烃热裂解生成乙烯、丙烯的易、难顺序：各族烃热裂解生成乙烯、丙烯的易、难顺序：n易：正构烷烃易：正构烷烃异构烷烃环烷烃芳烃异构烷烃环烷烃芳烃 难难石油化工概论课件总总结结n裂解反应为强吸热反应，需高温（裂解反应为强吸热反应，需高温（750以上）以上）n存在二次反应，为抑制反应，停留时间应短，烃分压要低存在二次反应，为抑制反应，停留时间应短，烃分压要低n产物复杂，包括产物复杂，包括

105、H2、气态烃、液态烃、固体焦等，、气态烃、液态烃、固体焦等，n一、二次反应中，裂解、脱氢、生碳一、二次反应中，裂解、脱氢、生碳一级反应一级反应聚合、缩合、结焦是聚合、缩合、结焦是 一级的反应一级的反应石油化工概论课件n影响工艺过程的因素及需考虑的工艺条件：影响工艺过程的因素及需考虑的工艺条件：1.原料原料配比；杂质影响配比；杂质影响2.反应温度反应温度热力学角度，影响化学平衡热力学角度，影响化学平衡动力学角度，影响反应速度、选择性动力学角度，影响反应速度、选择性反应器材质耐温否反应器材质耐温否腐蚀速度腐蚀速度3.压力压力热力学角度，影响化学平衡热力学角度，影响化学平衡动力学角度，影响反应速度、

106、选择性动力学角度，影响反应速度、选择性设备制造，能否密封，材质的受压限度设备制造，能否密封，材质的受压限度4停留时间停留时间尤其对连串反应，考虑最佳停留时间尤其对连串反应，考虑最佳停留时间5催化剂催化剂类型，组成、助催化剂、形状类型，组成、助催化剂、形状 石油化工概论课件1.裂解温度的影响裂解温度的影响对一次反应产物分布的影响：对一次反应产物分布的影响：T升高，乙烯、丙烯收率提高升高，乙烯、丙烯收率提高体现在两方面体现在两方面：对一次反应产物分布的影响：对一次反应产物分布的影响 影响一次反应对二次反应的竞争影响一次反应对二次反应的竞争石油化工概论课件n降压方法：降压方法：n减压：不适合减压：不

107、适合n加加稀释剂（水蒸气）稀释剂（水蒸气）以降低烃分压，优点：以降低烃分压，优点：n1）热容大，炉温稳定热容大，炉温稳定2）易分离，价格低）易分离，价格低3）可抑制原料中硫对设备的腐蚀）可抑制原料中硫对设备的腐蚀4）可清焦）可清焦CH2OH2CO5）与金属）与金属Ni、Fe反应，形成氧化物薄膜，减轻金属对二次反应，形成氧化物薄膜，减轻金属对二次反应的催化作用反应的催化作用石油化工概论课件n油品越重，加入的水蒸气越多油品越重，加入的水蒸气越多 石油化工概论课件4停留时间停留时间物料从反应开始到达某一转化率时在反应器内物料从反应开始到达某一转化率时在反应器内经历的反应时间经历的反应时间n停留时间的

108、影响：停留时间的影响：原原料料烃烃乙乙烯烯、丙丙烯烯高高级级烃烃焦焦是是一一连连串串反反应应，存存在一最佳反应时间在一最佳反应时间石油化工概论课件n结论：制乙烯，高温、短停留收率较高结论：制乙烯，高温、短停留收率较高制丙烯，制丙烯，T相对低一点、停留时间稍长一点，收率较高相对低一点、停留时间稍长一点，收率较高 制乙烯、丙烯、丁烯，高温、短停留，总收率较高制乙烯、丙烯、丁烯，高温、短停留，总收率较高 石油化工概论课件n裂解装置中五大关键设备：裂解装置中五大关键设备：裂解炉、急冷换热器、三机、冷箱、乙烯球罐裂解炉、急冷换热器、三机、冷箱、乙烯球罐1主要设备主要设备裂解炉裂解炉1）鲁姆斯鲁姆斯SRT

109、型炉型炉短停留时间裂解炉短停留时间裂解炉停留时间停留时间0.30.7s2）凯洛格毫秒炉凯洛格毫秒炉停留时间停留时间50100ms3）分区域裂解炉）分区域裂解炉根据裂解前后期所需不同热量分三区供热根据裂解前后期所需不同热量分三区供热石油化工概论课件（一）（一）裂解气急冷和急冷换热器裂解气急冷和急冷换热器1.裂裂解解气气的的急急冷冷裂裂解解产产物物含含较较多多烯烯烃烃、活活性性高高，出出反反应应器器后的温度高，易继续二次反应，须急速降温，以中止反应。后的温度高，易继续二次反应，须急速降温，以中止反应。2急冷方法：急冷方法：直接急冷直接急冷水急冷水急冷油急冷油急冷n优点优点：冷却效果好，流程简单，设

110、备费小，阻力小，裂解气：冷却效果好，流程简单，设备费小，阻力小，裂解气压力损失小压力损失小n缺点缺点：不能回收高温裂解气的热量，经济性差：不能回收高温裂解气的热量，经济性差n间接急冷：间接急冷：优点优点：可回收高温裂解气热量，产生高压蒸汽作压缩机的动力：可回收高温裂解气热量，产生高压蒸汽作压缩机的动力缺点缺点：急冷换热器造价高，操作条件苛刻，易结焦，阻力大，裂：急冷换热器造价高，操作条件苛刻，易结焦，阻力大，裂 解气压力损失大。解气压力损失大。 石油化工概论课件（四）轻柴油裂解工艺流程：（四）轻柴油裂解工艺流程：1原料油供给和预热系统原料油供给和预热系统2裂解炉系统和高压蒸汽系统裂解炉系统和高

111、压蒸汽系统3急冷油和燃料油系统急冷油和燃料油系统4急冷水和稀释水系统急冷水和稀释水系统石油化工概论课件石油化工概论课件第二节第二节裂解气的净化与分离裂解气的净化与分离（一）裂解气的组成和分离要求（一）裂解气的组成和分离要求n组成：产品组成：产品C4以下，以下，C5很少；很少；n杂质杂质H2S、CO2、C2H2、H2O等等石油化工概论课件n分离目的分离目的：除去有害杂质，分离出单一烯烃产品或烃的馏分：除去有害杂质，分离出单一烯烃产品或烃的馏分n分离要求分离要求：视产品用途而定：视产品用途而定n如次氯酸化法制环氧乙（丙）烷、苯烷基化制乙苯和异丙苯如次氯酸化法制环氧乙（丙）烷、苯烷基化制乙苯和异丙苯

112、等，可用纯度较低的烯烃；等，可用纯度较低的烯烃；n直接氧化法制环氧乙烷、聚乙烯、聚丙烯合成等，要求乙烯直接氧化法制环氧乙烷、聚乙烯、聚丙烯合成等，要求乙烯浓度浓度99，有害杂质，有害杂质510Ppm。石油化工概论课件（二）（二）分离方法：油吸收精馏分离法；分离方法：油吸收精馏分离法；深冷（冷凝）分离法深冷（冷凝）分离法n深深冷冷分分离离原原理理利利用用烃烃的的相相对对挥挥发发度度不不同同，在在低低于于-100温温度下把除度下把除H2、CH4以外所有的烃冷凝下来，以外所有的烃冷凝下来，在精馏塔内进行多组分精馏分离，逐个分在精馏塔内进行多组分精馏分离，逐个分离各种烃离各种烃石油化工概论课件二、酸性

113、气体的脱除二、酸性气体的脱除1酸性气体酸性气体CO2、H2S居多、居多、COS、CS2、RSR、RSH等等n来源来源：H2S：原料带来；有机硫加氢而生成：原料带来；有机硫加氢而生成CO2:CS22H2OCO22H2SCOSH2OCO2H2SCH2OCO22H2CH42H2OCO24H2n危害：危害：H2S腐蚀管道，缩短干燥用分子筛的寿命，使催化剂中毒腐蚀管道，缩短干燥用分子筛的寿命，使催化剂中毒CO2在深冷操作中结成干冰，堵塞管道在深冷操作中结成干冰，堵塞管道石油化工概论课件1脱除方法脱除方法化学吸收法化学吸收法对吸收剂的要求：对吸收剂的要求：n对对CO2、H2S溶解度大，对烯烃溶解度小；溶解

114、度大，对烯烃溶解度小；n蒸汽压低，稳定性高，减少吸收剂损失，避免产品污染；蒸汽压低，稳定性高，减少吸收剂损失，避免产品污染；n粘度小，腐蚀性小；粘度小，腐蚀性小；n来源丰富，价廉来源丰富，价廉n常用吸收剂常用吸收剂氢氧化钠液氢氧化钠液、乙醇胺液、乙醇胺液、N甲基吡咯烷酮等甲基吡咯烷酮等n酸气浓度低时，宜采用碱洗法酸气浓度低时，宜采用碱洗法n碱洗法原理：碱洗法原理：n反应生成的硫化物溶于碱液中而被除去反应生成的硫化物溶于碱液中而被除去石油化工概论课件三脱水三脱水n水的危害水的危害：在：在100以下深冷裂解气，水会变成冰；当压力以下深冷裂解气，水会变成冰；当压力较较高高时时，水水能能与与烃烃形形成

115、成结结晶晶水水合合物物(可可燃燃冰冰)，堵堵塞塞管道，消耗动力管道，消耗动力n脱水方法脱水方法吸附（分子筛、硅胶、活性氧化铝）吸附（分子筛、硅胶、活性氧化铝）分子筛分子筛比表面比表面8001000m2/g；硅胶硅胶580m2/g活性氧化铝活性氧化铝230280m2/g石油化工概论课件四、脱炔四、脱炔n危危害害使使聚聚合合物物性性能能变变坏坏；当当聚聚合合压压力力高高时时，导致爆炸导致爆炸n脱脱炔炔方方法法溶溶剂剂吸吸收收法法，催催化化加加氢氢法法、低低温温精馏法、络合吸收法等精馏法、络合吸收法等1.溶剂吸收法溶剂吸收法n特特点点可可回回收收高高纯纯度度乙乙炔炔，适适用用于于高高乙乙炔炔含含量丙

116、酮溶剂、二甲基甲酰胺量丙酮溶剂、二甲基甲酰胺DMF石油化工概论课件2.催化加氢法催化加氢法适用于乙炔含量低、生产规模大，操作易，经济适用于乙炔含量低、生产规模大，操作易，经济C2H2H2 k1 C2H4(1)KP298K3.371024C2H4H2k2C2H6（2）KP298K1.191042k2/k110100n所以，加氢催化剂必须对（所以，加氢催化剂必须对（1）有高的选择性）有高的选择性n催化剂催化剂Pd/-Al2O3orNi-Co/-Al2O3n在这些在这些cat上，乙炔比乙烯更易吸附，所以选择性好上，乙炔比乙烯更易吸附，所以选择性好石油化工概论课件总总结结杂质：杂质：H2S、CO2H2

117、OC2H2、C3H4、丙二烯、丙二烯CO等等净化法：溶剂吸收法净化法：溶剂吸收法分子筛脱水分子筛脱水催化加氢催化加氢甲烷化法甲烷化法石油化工概论课件第四节第四节裂解气的分离（深冷分离）裂解气的分离（深冷分离）n裂解气组成：裂解气组成：H2、CH4、C2(C2H4、C2H6)、C3(C3H6、C3H8)、C4（C4H8、C4H10）、）、C5顺顺序序分分离离流流程程将将C1、C2、C3、C4等等依依次次分分离离深冷分离流程深冷分离流程前脱乙烷流程前脱乙烷流程先把先把C2与与C3分开分开前脱丙烷流程前脱丙烷流程先把先把C3与与C4分开分开石油化工概论课件（一）顺序分离流程（一）顺序分离流程 甲烷、

118、氢气甲烷、氢气乙烯乙烯裂解气裂解气脱甲烷塔脱甲烷塔乙烯塔乙烯塔乙烷乙烷丙烯丙烯脱乙烷塔脱乙烷塔丙烯塔丙烯塔丙烷丙烷脱丙烷塔脱丙烷塔丁烷丁烷脱丁烷塔脱丁烷塔 C5+石油化工概论课件第六章第六章 氯乙烯的生产氯乙烯的生产n氯化氯化在化合物中引入氯原子以生成氯的衍在化合物中引入氯原子以生成氯的衍生物的反应过程生物的反应过程n氯化原料氯化原料一般为甲烷、丙烷、乙烯、丙 烯、丁二烯、乙炔、苯等n氯化剂氯化剂一般为HCl、HOCl（Cl+H2O）， 很少用PCl3、PCl5等n一般是氯化工业+制碱工业nNaCl+H2ONaOH、Cl2、H2nH2+Cl2HCl石油化工概论课件n工业上的氯化方法工业上的氯化

119、方法：1热热氯氯化化：提提供供热热能能激激发发Cl2离离解解成成自自由由基基而而引引发发反反应，有一定温度即可进行，强放热反应，无需应，有一定温度即可进行，强放热反应，无需cat2.光光氯氯化化：以以光光子子激激发发Cl2或或自自由由基基，即即光光照照而而引引发发反应。反应。3.催化氯化：催化氯化：利用金属卤化物利用金属卤化物cat降低活化能降低活化能 石油化工概论课件二、乙炔气相加成氯化氢生产氯乙烯二、乙炔气相加成氯化氢生产氯乙烯1.1.生产方法：生产方法：气固催化反应：气固催化反应：CH CH HCl HgCl2 CH2=HC-Cl H298K 124.8kj/moln强放热反应，热力学有

120、利，但强放热反应，热力学有利，但r小，小，n须用须用catHgCl2/活性炭活性炭n活活性性组组分分HgCl2含含量量增增加加，活活性性上上升升，一一般般HgCl2含含量量1020%石油化工概论课件2.工艺条件工艺条件T,cat缺点：热稳定性差，缺点：热稳定性差，Hg易升华，易升华，T140时，时，cat明显失活，明显失活，Hg升华升华n一般控制一般控制T160180配料比配料比C2H2/HCl:HCl略过量，略过量，C2H2/HCl11.051.1石油化工概论课件3.工艺流程工艺流程 HCl HCl的生产：净化的生产：净化H H2 2,Cl,Cl2 2 盐酸合成炉盐酸合成炉空冷管空冷管石墨冷

121、却石墨冷却器器吸收塔吸收塔尾气吸收塔尾气吸收塔储槽储槽 电石电石 乙炔乙炔CH2CH-Cl 净化（除杂质净化（除杂质H2S、H3P、NH3、Si、As等等） 混合深冷脱水混合深冷脱水-142n水洗水洗次氯酸钠洗次氯酸钠洗碱洗碱洗脱水脱水石墨冷却器，进而用石墨冷却器，进而用HCl形成酸雾形成酸雾乙乙炔炔、HCl进进反反应应器器之之前前：深深冷冷过过滤滤预预热热进进反反应应器器石油化工概论课件二、乙烯平衡氧氯法生产氯乙烯二、乙烯平衡氧氯法生产氯乙烯直接氯化反应：直接氯化反应：CH2CH2+Cl2FeCl3CH2ClCH2Cl氧氯化反应氧氯化反应:CH2CH22HCl+0.5O2CH2ClCH2Cl

122、H2O裂解反应：裂解反应：2CH2Cl-CH2Cl500裂解裂解2CH2CHCl2HCln总反应式：总反应式：2CH2=CH2Cl20.5O22CH2CHCl+H2O H298K263kj/mol石油化工概论课件n工艺框图：工艺框图：Cl2直接氯化直接氯化二氯乙烷二氯乙烷乙乙烯烯二二氯氯乙乙烷烷裂裂解解氯氯乙乙烯烯O2氧氯化氧氯化二氯乙烷二氯乙烷HCl石油化工概论课件n生产中主要应控制使生成的生产中主要应控制使生成的HCl与反应与反应(2)所需的所需的HCl平衡平衡反应反应1塔式反应器塔式反应器反应器反应器反应反应2固定床或沸腾床固定床或沸腾床反应反应3管式裂解反应器管式裂解反应器石油化工概论

123、课件(一一)乙烯液相加氯制乙烯液相加氯制1，2二氯乙烷二氯乙烷CH2CH2+Cl2CH2ClCH2Cl171.5kj/mol1.反应机理反应机理：FeCl3Cl2FeCl4ClClCH2CH2CH2ClCH2CH2Cl-CH2FeCl4CH2ClCH2ClFeCl3n强放热反应，采用液相催化氯化法，以利散热。强放热反应，采用液相催化氯化法，以利散热。n副反应少，副反应少，cat活性高，选择性好活性高，选择性好石油化工概论课件3.工艺流程工艺流程a.低温氯化法低温氯化法50，液相分离产物，液相分离产物n将将FeCl3溶溶于于二二氯氯乙乙烷烷中中，通通入入乙乙烯烯和和氯氯气气，循循环使用产物环使用

124、产物n特特点点：使使产产物物大大量量循循环环，降降低低乙乙烯烯和和氯氯气气分分压压；带带走走大大量量生生成成的的反反应应热热，通通过过两两循循环环冷冷却却器器移移走热量走热量石油化工概论课件b.高温氯化法高温氯化法88，气相分离产物，气相分离产物n靠产物的汽化带走反应热靠产物的汽化带走反应热n反应条件：反应条件：nP=常压时，常压时，T=88nP=0.20.3MPa时，时，T=120130n高温氯化法的优点高温氯化法的优点 收率高，转化率高，收率高，转化率高，9999，产物纯度高：，产物纯度高：99.9999.99 反应热能得以利用反应热能得以利用 气相出料，不会带走气相出料，不会带走catc

125、at，不需补充，不需补充 无需汽涤无需汽涤catcat，无污水排出，节能。，无污水排出，节能。石油化工概论课件（二）乙烯氧氯化制二氯乙烷（二）乙烯氧氯化制二氯乙烷nCH2CH22HCl+0.5O2CH2ClCH2ClH2O1.反应机理反应机理nCH2CH22CuCl2CH2ClCH2ClCu2Cl2nCu2Cl20.5O2CuOCuCl22HCL2CuCl2H2O石油化工概论课件2. cat一般为金属氯化物，其中一般为金属氯化物，其中CuCl2活性最高活性最高 Cu含量含量56，XHCL100%,活性最高活性最高CuCl2cat优点优点：选择性好；：选择性好；缺点缺点：同：同HgCl2，热稳定

126、性差，易升华，热稳定性差，易升华，T上升，活性下降上升，活性下降解决办法解决办法加入少量加入少量KCl到到cat中，提中，提高热稳定性，但催化剂活性会下降高热稳定性，但催化剂活性会下降石油化工概论课件4.反应条件的影响反应条件的影响1）原料：）原料：a纯度，不应含有不饱和化合物纯度，不应含有不饱和化合物b.配料比配料比:化学计量比化学计量比C2:HCl:O2=1:2:0.5n实际操作中：乙烯、氧稍过量，实际操作中：乙烯、氧稍过量，HCl不能过量不能过量n原料气的配比必须在爆炸极限外。原料气的配比必须在爆炸极限外。n通常通常C2:HCl:空气空气=1.05:2:3.64（mol）石油化工概论课件

127、5、工艺流程、工艺流程n工工艺艺特特点点强强放放热热气气固固催催化化氧氧化化反反应应，重重点点考虑传热，防爆考虑传热，防爆n氧氯化反应器氧氯化反应器固定床；流化床固定床；流化床n氧氧化化剂剂空空气气（流流化化床床工工艺艺）、氧氧气气（固固定床工艺）定床工艺）石油化工概论课件（三）二氯乙烷裂解制氯乙烯（三）二氯乙烷裂解制氯乙烯1、反应及工艺条件：、反应及工艺条件：2CH2Cl-CH2Cl5002CH2CHCl2HCl79.5kj/mol反应特点反应特点吸热、可逆、分子数增加。加热、高温、减压有利吸热、可逆、分子数增加。加热、高温、减压有利n但减压对副反应更有利但减压对副反应更有利，所以：，所以：

128、nT500550，P615atm，10S2、原料处理：原料中不应含有丙烯；、原料处理：原料中不应含有丙烯；Fe 100ppm；H2O 反应所需的热量，反应所需的热量，n等温反应器的温度分布特点：等温反应器的温度分布特点：沿床层逐渐升高，出口沿床层逐渐升高，出口T出出可能可能 T T进进，有时高数十度。，有时高数十度。T出出 T T进进的温度分布，有利于加快反应速度，提高转化率和选择性的温度分布，有利于加快反应速度，提高转化率和选择性nX X乙苯乙苯40404545。苯乙烯选择性。苯乙烯选择性92929595n优点：优点：水蒸气用量小，为绝热式的水蒸气用量小，为绝热式的0.50.5。X X和选择

129、性高和选择性高n缺点：缺点：反应器结构复杂，需大量特殊合金钢材，设备制造费用高反应器结构复杂，需大量特殊合金钢材，设备制造费用高石油化工概论课件2.绝热型绝热型反应器脱氢部分工艺流程反应器脱氢部分工艺流程n工艺条件：工艺条件：P0.138MpaH2O/乙苯乙苯14 1（mol）乙苯液乙苯液空速空速0.40.6m3/h。m3cat石油化工概论课件n优点优点：结构简单，造价低，生产能力：结构简单，造价低，生产能力大大n缺点缺点：T进进 T T出出，进出口温差大，进出口温差大，X X低（低（35354040）、选择性）、选择性 低（低（9090）n改进方法改进方法：1）多段绝热反应器，降低进出口温差，提高出口）多段绝热反应器，降低进出口温差，提高出口T石油化工概论课件n感谢石油化工概论课件