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1、石油炼制工程主要内容第一章第一章绪论绪论第二章原油评价第二章原油评价第三章常减压蒸馏第三章常减压蒸馏第四章催化裂化第四章催化裂化第五章催化重整第五章催化重整第六章催化加氢第六章催化加氢第七章其他工艺第七章其他工艺第一章第一章 绪论绪论一、中国炼油工业开展现状一、中国炼油工业开展现状 1、中国炼油工业开展简史中国炼油工业是从建国以后开场建立的;在此之前仅有几个很小的炼油厂,而且工艺技术落后,设备简陋,大部分石油产品依托进口。1958年,在兰州建成了中国第一座现代化炼油厂;1960年,大庆油田的开发,为我国炼油工业的开展奠定了根底;1963年,实现了石油产品根本自给;1960年代初,开场我国能自行
2、设计,先后建成常减压蒸馏、催化裂化、催化重整等炼油消费安装,根本掌握了当时世界上的一些主要的炼油工艺技术。1978年后,由于先进技术的引进,使我国的炼油工艺技术根本或接近世界炼油技术程度。2、中国炼油工业现状1原油产量 1959年建成第一个石油基地大庆油田,年产量140万吨,占当时产量50%;1963年消费原油439万吨,占当时石油产量68%;1974年大庆消费原油5000万吨;1978年我国原油产量突破1亿吨,成为世界产油大国;如今,全国共在陆地、海上建油气田25个;2019年消费原油1.6亿吨,天然气217亿立方米;目前原油产量排世界第五位,已成为世界产油大国;50年来,累计产原油35亿吨
3、,4000亿立方米天然气;按当前价那么算约合人民币40000亿元;累计出口原油4.61亿吨,废品油1.22亿吨,创汇851亿美圆; 目前已探明原油储量197亿吨,天然气2万亿立方米; 2原油加工才干我国第一座炼油厂在兰州;到2019年全国有大小炼油厂194座,年原油加工才干2.7亿吨,消费废品油1亿多万吨,主要油品根本满足需求。其中,处置才干大于250万吨/年,占近90%;2019年,原油加工量近2.1亿吨,汽油产量4124万吨,柴油产量7404万吨,煤油产量789万吨,液化气产量1065万吨,天然气产量303亿立方米。国外最大的炼油厂规模高达4085万吨/年,平均规模540万吨/年,我国最大
4、的炼油厂规模高达1600万吨/年,平均规模378万吨/年。3、炼油技术程度目前我国总体炼油技术程度曾经到达或根本到达世界先进程度。1工艺程度最有代表性的是催化裂化及家族工艺技术MGG、DCCI、DCCII、干气制乙苯、还有正在开发的HCC等已到达世界先进程度。其它炼油工艺技术根本到达或接近世界先进程度。2设计程度炼油安装根天性自行设计、制造、安装和运转,3自动控制程度曾经到达了先进控制程度,普通炼油厂均采用DCS控制系统。4节能炼油消费安装能耗较低,但与世界先进程度还有一定的差距。5环保普通程度,主要是注重程度不够,三废处置不够。6产质量量优质废品油较少,产质量量相对较差。二、中国炼油工业开展
5、方向1、重质油轻质化,提高轻油收率;2、改善产质量量及构造,消费清洁燃料;3、进一步降低能耗; 4、加强企业管理;5、提高自动化控制程度;6、进一步加强环境维护;7、增大原油加工才干;8、延伸开工周期;三、世界三、世界炼炼油技油技术术开展开展趋势趋势 1 实现规模化和一体化运营,提高综合经济效益 有关研讨阐明,一套才干为600万ta的蒸馏安装与2套300万ta的安装相比,可节约投资32,节省金属耗费47,减少用地46,降低操作费用25。因此,实现炼油企业的规模化运营和安装的大型化不断是世界炼油工业努力的目的。目前世界上最大炼油厂的规模已到达4085万ta(韩国SK公司的Ulsan炼厂),最大单
6、套蒸馏安装的才干已达1250万ta。 实现原油消费炼油的一体化、炼油发电一体化、炼油石油化工一体化或其复合,可以实现原料互供。节省工厂用地和公用辅助工程设备,提高能量利用率,降低本钱,提高效益。因此,这已成为世界炼油工业的主要开展趋向 2 2 为顺应为顺应市市场场的需求,的需求,炼炼油企油企业业要不断要不断提高提高产质产质量量和量量和调调整整产产品构造品构造 随着随着环环保要求日保要求日趋严厉趋严厉,世界各国,世界各国不断提高汽、柴油不断提高汽、柴油质质量目的,燃料油品量目的,燃料油品的的质质量将从目前的常量将从目前的常规车规车用燃料向低排用燃料向低排放清放清洁洁燃料、超低排放超清燃料、超低排
7、放超清洁洁燃料燃料的方向开展。的方向开展。 3 3 优化石油资源利用,炼油厂应灵敏多产优化石油资源利用,炼油厂应灵敏多产清洁油品和石化原料清洁油品和石化原料 石油是不可再生资源,将主要用来石油是不可再生资源,将主要用来消费其他能源难以替代的轻质运输燃料。消费其他能源难以替代的轻质运输燃料。石化工业的开展,也将越来越依托炼油石化工业的开展,也将越来越依托炼油厂提供廉价优质原料。今后石油重质化厂提供廉价优质原料。今后石油重质化和劣质化的趋势将加快,炼油技术要顺和劣质化的趋势将加快,炼油技术要顺应加工高含硫、高金属、高残碳原油的应加工高含硫、高金属、高残碳原油的需求。炼油厂应灵敏多产清洁油品和石需求
8、。炼油厂应灵敏多产清洁油品和石化原料,这就要求炼油厂必需走深加工化原料,这就要求炼油厂必需走深加工之路,不断开展新型重油加工工艺之路,不断开展新型重油加工工艺 。4用天然气、煤炭用天然气、煤炭为为原料的合成油厂将成原料的合成油厂将成为为21世世纪炼纪炼油工油工业业的新亮点的新亮点用天然气、煤炭用天然气、煤炭经过经过合成液化技合成液化技术术几乎几乎可以消可以消费费任何清任何清洁洁油品和石油化工原料。油品和石油化工原料。随着技随着技术术的不断提高,消的不断提高,消费费本本钱钱的不断的不断降低,用天然气、煤炭降低,用天然气、煤炭为为原料消原料消费车费车用用燃料将快速开展。燃料将快速开展。传统传统的的
9、炼炼油技油技术术和信和信息技息技术术、生物技、生物技术术、纳纳米技米技术术、膜技、膜技术术、合成技合成技术术等高新技等高新技术术的的结结合将更合将更严严密,密,高新技高新技术术将推将推进炼进炼油技油技术术提高。提高。 5 5 广泛运用广泛运用现现代信息技代信息技术术,炼炼油厂逐油厂逐渐渐智能化智能化 炼炼油企油企业业要在普及要在普及DCSDCS集中控制的根集中控制的根底上,开展管控一体化系底上,开展管控一体化系统统。运用信息。运用信息技技术进术进展原油展原油资资源的源的选择选择和分配,消和分配,消费费过过程的程的优优化控制,油品的在化控制,油品的在线调线调合,按合,按照供照供应链应链管理搞好管
10、理搞好现现代物流配送,使代物流配送,使炼炼油企油企业进业进一步智能化。管控一体化将改一步智能化。管控一体化将改动炼动炼油厂的管理方式,大大提高消油厂的管理方式,大大提高消费过费过程的控制和管理程度。程的控制和管理程度。四、中国炼油消费面临的挑战四、中国炼油消费面临的挑战 1 1 国内汽、柴油规范日渐严厉,不断改善油质量国内汽、柴油规范日渐严厉,不断改善油质量量成为炼油业务开展的重要义务量成为炼油业务开展的重要义务 2 2 原油种类构造将发生较大变化;炼油工原油种类构造将发生较大变化;炼油工艺道路和安装构造要作较大调整艺道路和安装构造要作较大调整 3 3 增产优质廉价化工原料和中间馏分,开展炼增
11、产优质廉价化工原料和中间馏分,开展炼油化工一体化技术油化工一体化技术 4 4、源利用还不充分,特征产品缺乏影响力和知、源利用还不充分,特征产品缺乏影响力和知名度名度 5 5、信息技术在炼油企业运用还不广泛,缺乏优、信息技术在炼油企业运用还不广泛,缺乏优化和科学管理工具化和科学管理工具 6 6、尚未建立起炼油科研开发体系,需求提高科、尚未建立起炼油科研开发体系,需求提高科研开发效率和创新才干研开发效率和创新才干 五、五、2121世纪中国石油化工技术展望世纪中国石油化工技术展望 到本世纪末,中国炼油将到达2.2亿吨/年,乙烯消费才干将达500万吨/年;2019年炼油才干要到达3亿吨/年以上,乙烯消
12、费才干800万吨1000万吨/年,义务非常艰巨,21世纪前夕,中国石化工业将面监前所未有的严峻情势,机遇和挑战并存,要在竞争中求生存、求开展,根本出路在于技术提高。 l1、石油化工安装大型化综合配套技术 l2、进口含硫原油及重油深度加工技术 l3、乙烯裂解技术 l5、有机原料消费技术 l6、合成树脂 l7、合成纤维 l8、合成橡胶 l9、环境友好技术 l10、开发和运用先进控制技术l11、运用根底研讨 第二章原油评价一、原油评价的目的意义二、原油评价的方法三、原油的分类方法四、国内外主要原油的性质、特点和加工方案一、原油评价的目的意义1、掌握原油的性质;2、根据原油评价数据确定加工方案;3、经
13、过原油评价掌握加工原油的产品特点;二、原油评价的方法l确定一种原油的加工方案是炼油厂设计和消费的首要义务。制定合理原油加工方案是根据:所加工原油的性质;市场对产品的需求;加工技术的先进性和可靠性;对产质量量的要求;经济效益等。同时进展全面的综合分析,研讨对比。其中原油性质是最根本的要素。l什么是原油评价:经过各种实验、分析,获得对原油性质的全面认识。l原油评价按其目的的不同,分为三个层次:l原油的普通性质:对原油普通性质进展分析,了解原油的化学组成和主要物理化学性质。对原油进展普通性的了解,掌握原油普通性质信息。l常规评价:原油的性质分析,原油的实沸点蒸馏,窄馏分的性质分析。对原油进一步的了解
14、,掌握原油的普通性质,不同沸点范围的馏分分布,窄馏分的化学物性。l 综合评价:除了上述两项内容外,还包括直馏产品的产率和性质。也可以确定重油或渣油的可加工性能。原油评价流程原油的普通性质原油的普通性质性质大庆胜利大港克拉玛依辽河密度(20),g/cm30.85870.90050.88260.88080.8818运动粘度(50),10-6m2/s19.583.417.332.321.9凝点,322828-5721含蜡量(吸附法), %25.114.615.42.18.7沥青质,%0.15.113.10.5/胶质,%8.923.29.715.015.7酸值,mg(KOH)/g/0.740.98残炭
15、,%3.06.43.23.84.8C86.386.385.786.1/元素分析,%H13.512.613.413.3/S0.150.880.120.120.18N/0.410.230.270.31微量金属,g/gV0.11.01.0/0.6Ni2.02618/32300馏出,%25.618.026.031.0/三、原油的分类方法1、工业分类1按原油密度分类2)按原油硫含量分类2、化学分类1)特性因数分类2)关键馏分特性分类1、工业分类1按原油密度分类轻质原油密度0.88402)按原油硫含量分类低硫原油2%2、化学分类l1特性因数分类l石蜡基原油特性因数K12.1l中间基原油特性因数K=11.5
16、12.1l环烷基原油特性因数K=10.511.5l2关键馏分特性分类l第一关键馏分250275l第二关键馏分27530040mmHg)四、国内外主要原油的性质特点和加工方案1、我国主要原油的性质和特点2、主要进口原油的性质和特点3、几种类型原油加工特点4、原油加工方案1、我国主要原油的性质和特点我国产量较大的原油可分为三种类型:1石蜡基原油2)中间基与石蜡中间基原油3)环烷和环烷中间基原油1石蜡基原油油田:大庆、吉林、中原、青海等。特点:含硫低,镍和钒含量不高,残炭低,沥青质低,含蜡高,凝固点高。2)中间基与石蜡中间基原油油田:胜利、辽河、大港等。特点:蜡含量低,镍含量高3)环烷和环烷中间基原
17、油油田:孤岛、单家寺、羊三木、高升等。特点:密度大,含蜡低,凝点低,胶质、残炭、酸值、镍含量高。2、主要进口原油的性质和特点1中东原油:轻质油收率高,氮含量低,硫含量高,蜡含量低,凝点低,金属含量高,钒高镍低,胶质含量低,残炭和沥青质高。根本属于:含硫和高硫中间基原油。适于多产柴油和沥青。2亚太地域原油:轻质油收率高,硫含量低。3西非原油:普通属于低硫石蜡基原油,轻质油收率高,硫含量低。4独联体原油:轻质油收率高,凝点低。3、几种类型原油加工特点1低硫石蜡基原油以大庆原油为代表,其加工特点:1由于原油含硫少,氮含量不高,轻质直馏产品根本不需求精制。2减压馏分油是催化裂化的好原料,是消费光滑油好
18、原料。3由于含蜡高,是消费石蜡的好原料。4由于轻馏分油饱和烃含量高,作为裂解原料,乙烯收率高。(5)由于减压渣油的残炭低,杂质少,可以作为:催化裂化原料。2中间基原油l以胜利、辽河等原油代表,其加工特点:l1直馏汽油芳烃潜含量较高,适于作为催化重整原料。其直馏产品酸度高,普通需求精制。l2减压馏分油中,烷烃含量低,作为催化裂化原料,生焦量大,柴油十六烷值低,需求改质,各馏分的芳烃含量都较高,不适宜作裂解原料。l3渣油可以消费沥青。3含硫和高硫原油以中东原油为代表,其加工特点:1产品含硫高,需求精制脱硫。2柴油收率高,凝点低,十六烷指数高,适宜于消费低凝优质柴油。3减压渣油蜡含量低,饱和烃含量少
19、,是消费高等级沥青的优质原料。4、原油加工方案根据目的产品不同,原油加工方案可以分为三种根本类型:1燃料型主要产品是用作燃料的石油产品。2燃料光滑油型主要产品是燃料和光滑油。3燃料化工型主要产品燃料,消费化工原料和化工产品。如:提供聚乙烯、聚炳烯原料,聚脂原料等。 轻质油品的运用要求及质量目的一、石油产品分类二、轻质油品的运用要求三、轻质油品的质量目的一、石油产品分类我国现将石油产品分为6大类1、燃料2、光滑剂3、石油沥青4、石蜡5、石油焦6、溶剂和化工原料我国石油产品商品构成产品类别商品量构成/%产品类别商品量构成/%石油燃料72.6化工用原料16.2发动机59光滑剂和有关产品1.6照明0.
20、6石蜡0.8船用13石油沥青2.5石油溶剂和化工用原料20石油焦2.5溶剂油1.3合计100苯类产品1.52019年数据二、轻质油品的使求1、汽油2、柴油机燃料3、喷气燃料航空煤油4、燃料油1、汽 油 1主要种类及其运用范围 汽油的商品牌号为辛烷值 主要种类: 90# 93# 运用在紧缩比92主要性能要求1抗爆性:辛烷值2蒸发性:馏程3安定性:4腐蚀性:5低温性:6有害物质含量控制:7含氧化合物:2、柴油机燃料l1主要种类及其运用范围l种类:l轻柴油:适用于高速柴油机l重柴油农用柴油:适用于中、低速柴油机l船用燃料油:适用于大功率、低速柴油机l牌号:l轻柴油:按凝固点划分。如:0#-10#-2
21、0#l-35#等。l重柴油农用柴油:按粘度l船用燃料油:按粘度如:180l2主要性能要求l1自燃性抗爆性:十六烷值l2蒸发性:馏程l3粘度:l4低温性能:凝固点l5腐蚀性:l6安定性:l7有害物质含量控制3、喷气燃料航空煤油 1主要种类及其运用范围我国喷气燃料目前分为5个牌号:牌号 馏程 结晶点 闪点 芳烃含量(v%) 适用1 240 -60 军用、民航 2 240 -50 军用、民航 3 140260 -46 38 民航 4 60280 -40 军用5 150280 -46 60 25% 舰艇上飞机 l2对喷气燃料的主要性能要求l1良好的熄灭性能:l2适当的蒸发性:馏程l3较高的热值和密度:
22、 l4良好的安定性:l5良好的低温性:l6无腐蚀性:l7良好的清净性:l8较小的起电性:l9适当的光滑性:4、燃 料 油l1燃料油的分类l燃料油为家用或工业熄灭器上所用的液体燃料。l燃料油分为:1#、2#、4#轻、4#、5#轻、5#重、6#、7#。l1#和2#是馏分燃料油:适用于家用或工业小型熄灭器上运用。l4#轻和4#是重质馏分燃料油,或者是馏分燃料油与残渣燃料油混合而成的燃料油:适用于要求该粘度范围内的工业熄灭器上。l5#轻、5#重、6#和7#是粘度和馏程范围递增的残渣燃料油:适用于工业熄灭器。l燃料油中应无无机酸,无过量的固体物和外来的纤维状物质l2燃料油的主要性能l1粘度l粘度是燃料油
23、的重要目的。l2燃料油的低温性能l燃料油的低温性能普通用倾点来评定。l3燃料油中含硫l4燃料油的安定性热安定性和储存安定性三、轻质油品的质量目的1、汽油质量目的2、柴油机燃料质量目的3、喷气燃料航空煤油质量目的4、燃料油质量目的1、汽油质量目的1中华人民共和国车用无铅汽油2000年1月1日执行GB179302019阐明:本规范与SH00411993的主要差别是:1、硫含量由不大于0.15%降为不大于0.10%。2000年7月1日起在在北京、上海和广州执行不大于0.08%。在2019年1月1日起全国执行。2、添加苯含量不大于2.5%(v);3、添加芳烃含量不大于40%(v);4、添加烯烃含量不大
24、于35%(v);2000年7月1日起在在北京、上海和广州执行不大于0.08%。在2019年1月1日起全国执行。5、氧含量不大于2.7%(m);规定铁不得人为参与。2车用无铅汽油技术要求 质量目的工程 要求 90# 93# 95#研讨法辛烷值RON 不小于 90 93 95抗爆指数RON+MON/2 不小于 85 88 90含铅量 g/L 不小于 0.005馏程:10% 不高于 70 50% 不高于 120 90% 不高于 190 终馏点 不高于 205 残留量%(v) 不大于 2蒸汽压,kPa 冬季 不大于 88 夏季 不大于 74实践胶质,mg/100mL 不大于 5诱导期,min 不小于
25、480硫含量%(m) 不大于 0.1铜片腐蚀50 3 h)级 不大于 1水溶性酸或碱 无机械杂质及水分 无苯含量,%(v) 不大于 2.5芳烃含量,%(v) 不大于 40烯烃含量,%(v) 不大于 353世界无铅汽油规范质量目的1类无铅汽油(无控制2类无铅汽油(控制3类无铅汽油(超前控制工程要求91#95#98#研讨法辛烷值RON不小于919598马达法辛烷值MON不小于828588含铅量g/L不小于0.013不可察看无人为添加不可察看无人为添加锰含量,g/L无人为添加不可察看无人为添加不可察看无人为添加磷含量,g/L/不可察看无人为添加不可察看无人为添加硅含量,g/L/不可察看无人为添加不可
26、察看无人为添加实践胶质,mg/100mL不大于555诱导期,min不小于360480480硫含量%(m)不大于0.10.020.003含氧量,%(m)不大于2.72.72.7铜片腐蚀,级不大于111水溶性酸或碱无无无机械杂质及水分无无无苯含量,%(v)不大于52.51.0芳烃含量,%(v)不大于504035烯烃含量,%(v)不大于/2010密度,kg/m3715/780715/770715/770沉淀物,mg/L不大于/112、欧美汽油规范及我国汽油的特点1欧美汽油规范开展的最新动向2019年6月35日,第三届世界燃料会议在比利时的布鲁塞尔举行,提出了世界范围的汽油和柴油规范。为了研讨开展全世
27、界的燃料规范,美国、欧洲、日本三个汽车制造者协会组织所属的30个汽车公司,进展了为期两年的任务。经过大量的调查研讨、实验以及对未来技术开展的预测,制定厂顺应普通、现代程度及未来发动机三个档次的汽油规范。l(1)辛烷值l三个档次要求R0N分别到达91、95、98。同时对肋M0N提出要求、分别是82、85、88。l2硫含量l要求分别到达1000、200、30ppm。l(3)铅含量l第档次最大限值为0.013g/L,但不允许故意加铅。第二、三档次不允许加铅,三个档次都不允许添加MMT等锰金属化合物。l4氧含量(质量分数)l三个档次都是2.7%。添加乙醇时。允许最高氧质量分数为37。但不允许添加甲醇。
28、5烃组成三个档次的芳烃体积分数分别是50%、40、30;苯的体积分数分别是5%、25%、1%;第二、三档允许烯烃的体积分数分别是20和10%。(6)挥发性蒸气压要求最低为45kPa运用温度大于15度,蒸气压要求最高为105kPa(运用最高温度为15)。(7)馏程第档次的终馏点为215C第二、三档次的终馏点为195。2)我国汽油的特点1硫含量低从原油上讲我国原油为低硫原油。催化裂化汽油中硫的质量分数普通在0.05以下。而我国汽油中的硫80%以上来自于催化裂化汽油经过调台可以到达美国汽车制造者协会(AAMA)95号新配方汽油规范(0.05%)。(2)芳烃含量低目前我国93号商品汽油的芳烃含量仅20
29、3(90号汽油中重整油只占5芳烃含量更低)比美国AAMA新配方汽油规范(27%)还低7个百分点。这就给添加芳烃的调合比例提供了空间。因此大力开展重整将是我国实现汽油无铅化的重要一步重整汽油不仅可提高汽油辛烷值,还能处理由汽油无铅化带来的辛烷值分布问题。l(3)蒸气压高l我国现行汽油蒸气压目的(夏季74kPa、冬季88kPa高于欧美平均目的与日本目的(夏季4478kPa、冬季93kPa接近。l(4)高排放发动机l国内汽车发动机大部分届高排放发动机、在消灭70号汽油实现无铅化之后,影响汽车尾气排放的主要矛盾在汽车行业的发动机改造。l(5)催化裂化汽油含量高l催化裂化汽油占汽油总调合组分的70一80
30、。这就呵斥汽油烯烃含量高的局面。l(6)我国经济开展不平衡l沿海大城市经济兴隆。车辆拥堵,排放污染严重。3建议采取的对策1新一代的催化裂化工艺及催化剂由于催化裂化汽油为我国废品汽油的主要组分,其性质及组成对汽油的质量影响很大。催化裂化工艺及催化刑均需加强研讨,减少裂化汽油中的烯烃含量,并提高异构化性能,添加异构烷烃含量,使汽油既能坚持高辛烷值、又能减少高烯烃含量带来的不良影响。常规催化裂化产品中的异丁烷含量较高。催化裂化家族技术中的异丁烯及异戊烯含量也较高。故其配套工艺。烷基化及醚化技术应推行运用以改善我国废品汽油的组成。2 2建立消费汽油方案的宽馏分量整安装建立消费汽油方案的宽馏分量整安装l
31、目的是提高汽油辛烷值,改善辛烷值分布。重整汽油具有100C馏分辛烷值高的特点,假设作为汽油的主要调合组分之一与催化裂化汽油调配可以弥补其后部馏分辛烷值偏低的缺乏使调合汽油的辛烷值分布趋于合理,由于重整油的掺入催化裂化汽油在汽油中的占有率明显减少,汽油中的烯烃、硫含量将大幅度降低。(3)增添含氧化合物调合组分其目的是构成富氧熄灭降低CO排放,利用含氧化合物饱和蒸气压低的特点,控制汽油的挥发性污染减少烯烃与空气中NOx接触,从而抑制光化学烟雾的构成。国内于70年代末开场研讨MTBE合成技术,l983年建成第一套MTBE安装,至今已有20套安装在运转,总才干为361kta。还有11套安装处于在建或方
32、案阶段,总才干为761kt/a。4对制定符合我国国情新配方汽油规范的几点建议(1)开展新配方汽油应有一个过程、美国至今新配方汽油只占汽油销售量的30%,所以中国的新配方汽油规范不宜过早发布实施。(2)汽油的蒸气压目的不仅是个技术目的、也是一个很重要的经济目的,建议蒸气压目的在冬夏两个目的不作大的修正的前提下按季节(分得更细:春夏秋冬)和按地域(大城市与乡村)应有不同规范l(3)要与汽车行业协同开展。汽油的晋级要思索到中国汽车工业的开展及发动机的顺应性同时在汽油无铅化之后。在汽车行业、环保等部门共同推出汽车尾气转化器。l(4)目前、应修订90号汽油的部分规格目的,为配合北京等大城市的排放规范顺利
33、、有效地实施发明条件。建议有关环保的一些理化目的参照欧、美相应年份的汽油理化目的并思索到目前我国炼油工业的实践程度,加以制定。l2、柴油机燃料质量目的l1中华人民共和国国家规范 GB 252xxxx 替代GB 25294l轻柴油技术要求l工程 要求 10# 5# 0# -10# -20# -35# -50 #l色度,号 不大于 3.5l氧化安定性,总不溶物mg/100mL 不大于 2.5l硫含量,%m) 不大于 0.2l酸度,mgKOH/100mL 不大于 7l10%蒸余物残炭,%(m),不大于 0.3l灰分,%(m) 不大于 0.01l铜片腐蚀 不大于 1l水分 痕迹l机械杂质 无l运动粘度
34、20 ,mm2/s 3.0/8.0 2.5/8.0 1.8/7.0l凝点, 不高于 10 5 0 -10 -20 -35 -50l冷滤点, 不高于 12 8 4 -5 -14 -29 -44l闪点, 不低于 55 45l十六烷值 不小于 45l馏程, , 50% 不高于 300l 90% 不高于 355l 95% 不高于 3652世界柴油规范性能要求1类柴油无2类柴油严厉3类柴油超前4类柴油超前十六烷值不低于48535555十六烷值指数不低于45505252密度15820/860820/850820/840820/840粘度40mm2/s2/4.52/4.02/4.02/4.0硫含量,%(m)
35、不高于0.50.030.03无硫总芳烃含量,%(m)不高于/251515多芳烃含量,%(m)不高于/522T90,不大于/340320320T95,不大于370355340340终馏点,不大于/365350350闪点,不低于55555555残炭%不大于0.30.30.20.2水分,mg/kg不大于500200200200氧化安定性g/m3不大于25252525总酸值,mgKOH/g不大于/0.080.080.08铜片腐蚀,级1111灰分,%(m)不大于0.010.010.010.01颗粒,mg/L不大于/242424注:当环境温度低于-30时,十六烷值,粘度闪点,密度可以适当放宽。3、喷气燃料
36、航空煤油质量目的l工程要求1#2#3#l密度20g/cm3不小于0.7750.7750.775/0.83l馏程初馏点不高于150150/l50%195195232l98%250250300l闪点,闭口不低于282838l冰点,不高于/-47l结晶点,不高于-60-50/l芳烃含量%(v)不大于202020l碘值,g(I)/100g不大于3.54.2/l硫含量,%m不大于0.20.20.2l铜片腐蚀,级不大于111l净热值,MJ/kg不少于42.942.942.8l熄灭性能,烟点,mm不小于252525l实践胶质,mg/100mL不大于5.05.05.04、燃料油质量目的l工程 要求 1# 2#
37、 4#轻 4# 5#轻 5#重 6# 7#l闪点闭口 不低于 38 38 38 55 55 55 60 /l闪点开口 不低于 / / / / / / / 130l水和沉淀物%v不大于 0.05 0.05 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0 3.0 l馏程 10% 不高于 215 / / / / / / /l 90% 不低于 / 282 / / / / / /l 不高于 288 338 / / / / / /l运动粘度 40 不小于 1.3 1.9 1.9 5.5 / / / /l mm2/s 不大于 2.1 3.4 5.5 24.0 / / / /l 100 不小于 / / / / 5.0
38、 9.0 15 /l 不大于 / / / / 8.9 14.9 50.0 185 l10%蒸余物残炭% 不大于 0.15 0.35 / / / / / /l灰分,%m 不大于 / / 0.05 0.1 0.15 0.15 / /l硫含量,%m 不大于 0.5 0.5 / / / / / /l铜片腐蚀,级 不大于 3 3 / / / / / /l密度,20 不小于 / / 872 / / / / /l kg/m3 不大于 846 872 / / / / / /l倾点, 不高于 -18 -6 -6 -6 / / / /5国外兴隆国家清洁燃料开展历程l清洁燃料通常是指那些可以为机动车提供有效动力,又
39、可以降低汽车尾气中污染物质排放的燃料。如:紧缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、乙醇汽油、新配方汽油、新配方柴油等。在过去的3D多年里,随着汽车发动机技术的改良和环境维护要求的不断提高,世界汽车燃料质量也有很大的改善。主要表如今汽油的辛烷值逐渐提高,汽油的组分也逐渐优化,汽油中硫、烯烃、芳烃等有害物质逐渐降低,铅逐渐被制止参与。柴油的十六烷值也逐渐提高,柴油中硫、芳烃含量逐渐降低*汽油、柴油中要求参与有效的清洁剂。在汽车燃料清洁化方面,美国、日本、欧盟等兴隆国家和地域走在世界前列。ll美国从20世纪70年代开场逐渐限制在汽油中添加四乙基铅,并在90年代初就实现了汽油
40、无铅化。1990年美国国会经过“空气净化法修正案,率先立法强迫推行新配方汽油,要求从2019年1月1日起,在臭氧严重超标的九大城市必需运用新配方汽油。美国加州从2019年6月开场强迫运用要求更严厉的清洁新配方汽油,参与MTBE作为高辛烷值组分,降低苯含量。l欧盟在2019年6月出台欧洲共同体燃料指令草案,该草案要求全体欧盟国家在2000年前全部取消含铅汽油,并且要求汽油中烯烃的含量不超越18,芳烃含量不超越45,苯含量不超越2,氧含量不超越2.3(m),硫含量不超越200ppm.2019年欧洲议会立法要求2000年实施清洁汽油配方,提出进一步降低芳烃含量到42、苯为10,硫为150ppm的要求
41、。日本1983年实现了汽油无铅化,是世界上最早实现无铅化的国家。但在汽油组分优化方面与美国、欧洲相比相对滞后。日本2019年修订汽油标眩对硫、苯、MTBE等提出要求,但比美国、欧洲的规范宽松。国外兴隆国家对汽油质量的要求,不再只需求辛烷值,而且还要求尽能够低的硫、苯、芳烃和烯烃含量,较低的蒸汽压和T90点,同时要求添加含氧化合物和汽油清洁剂。6中国石油天然气股份车用燃料消费情况截止2019年末,中油股份公司共有大小炼厂30个(含大连西太平洋公司),原油一次加工才干1.07x108T/a,约占全国消费才干的42,分布在中国北部和西部的13个省市自治区。2019年末各主要消费安装加工才干占全国的比
42、例分别为;催化裂化45,加氢裂化46,延迟焦化40,催化重整45,光滑油70,石蜡61,氧化沥青30。中油股份公司2019年实践加工原油7222x104约占国内同行业加工总量的409。一次加工才干的实践利用率6746。2019年消费汽、煤、柴油4301x104t。截止2019年末,中油股份公司主要炼油产品占全国的比例为:汽油46,煤油36,柴油47,光滑袖56,石蜡62,沥青40,燃料油48,石油焦41。77中国石油股份公司消费清洁燃料中国石油股份公司消费清洁燃料目前存在的主要问题目前存在的主要问题l目前中油股份公司催化裂化安装是消费汽油、柴油的主要安装,据统计,2019年消费的90号无铅车用
43、汽油中催化裂化汽油组分占87以上,轻柴油中催化裂化柴油的比例占3040,与国外油品组成有很大不同(国外汽油中催化汽油组分只需13左右,柴油以加氢裂化、直馏轻柴油为主),高辛烷值汽油组分(重整汽油、烷基化油、MTBE等)和加氢裂化、加氢精制轻柴油比例严重偏低。尤其是近几年重油催化裂化安装加工原料越来越重,使汽油、柴油的质量进一步降低。l目前中油股份公司消费的汽油中烯烃含量较高,平均含量45以上,特别是有一部分企业车用汽油中全部是催化汽油,烯烃含量5560,与国家新汽油规范有较大差距,和国际先进规范相比差距更大。因此烯烃含量过高是目前制约中油股份公司汽油质量提高的关键,是汽油质量晋级换代需求重点处
44、理的问题。除烯烃外,中油股份公司大部分无铅车用汽油中芳烃含量较低,流含量较低,可以满足目前新汽油规范。但随着加工进口俄罗斯、哈萨克斯坦等含硫原油和加工塔里木油田含硫原油的添加,部分炼油企业轻质油品中硫含量将上升。第三章原油常减压蒸馏l常减压蒸馏在炼油工业中的重要位置与作用l常减压蒸馏工艺流程l原油蒸馏塔的工艺特征l原油蒸馏塔的汽-液负荷分布规律l蒸馏塔的回流方式l原油蒸馏工艺流程的类型l常减压蒸馏原料及产品特点l常减压蒸馏主要操作条件常减压蒸馏在炼油工业中的重要作用与位置l它的加工才干代表炼油厂的加工才干。l是原油的第一道加工过程,也叫做一次加工。l它是用物理方法蒸馏,将原油按不同的沸点范围分
45、别成不同的馏分。l炼油其他安装的原料均由蒸馏提供原料。常减压蒸馏工艺流程原油蒸馏塔的工艺特征l1、复合塔l2、汽提塔和汽提段l3、全塔热平衡l4、恒分子回流的假定完全不适用原油蒸馏塔的汽-液负荷分布规律蒸馏塔的回流方式l1、塔顶回流l冷回流热回流循环回流l2、中段循环回流原油蒸馏工艺流程的类型我国原油蒸馏工艺流程按炼油厂类型不同,可大致分为燃料型、燃料-光滑油型二大类。一燃料型二燃料光滑油型常减压蒸馏原料及产品特点原油在进入常减压蒸馏安装前,首先进展脱盐脱水。在常压塔得到:常压塔顶:石脑油汽油馏分:由于辛烷值低可以作为溶剂油;催化重整原料;常一线:航空煤油煤油:根据原油性质不同,消费不同的煤油
46、。常二线:柴油普通消费0#柴油常三线:重柴油:20#重柴油l在减压塔得到:l馏分范围为350500的蜡油l1、在不同的侧线得到各个馏分,作为消费光滑油原料。或将各个馏分混合,特点:凝固点高,分子量大,作为:催化裂化原料,加氢裂化原料。l2、在减压塔底得到渣油,根据原油的性质可以作为:燃料油,延迟焦化原料,消费沥青的原料。常减压蒸馏主要操作条件l常压塔l温度:原油经换热后到达300左右,进入常压加热炉,原油被加热到360380进入常压塔进展蒸馏。塔顶100130,常一线煤油200左右,常二线柴油280左右,常三线重柴油340左右。l压力:塔顶在0.10.16Mpa下操作。ll减压塔l温度:常压塔
47、底油350左右进入减压加热炉,被加热到380400进入减压塔进展蒸馏。l压力:减压塔顶残压普通在2060mmHg。减压塔的工艺特点l塔顶和塔底缩径l普通运用填料l燃料型减压塔有23个侧线l光滑油型减压塔有45个侧线“干式减压特点l塔顶残压在1020mmHgl普通在塔底不注水蒸汽l塔用填料l炉管扩径l大直径低速转油线l燃料型减压塔运用该技术第四章催化裂化工艺l第一节概述l第二节烃类的催化裂化反响l第三节催化裂化的原料和产品特点l第四节催化裂化催化剂l第五节流态化根本原理l第六节催化裂化工艺流程l第七节渣油催化裂化第一节概述l催化裂化在炼油工业中的位置和作用l催化化裂化的工业型式l催化裂化技术开展
48、的趋势催化裂化在炼油工业中的位置和作用l普通原油经常减压蒸馏后可得到1040的汽油,煤油及柴油l等轻质油品,其他的是重质馏分和残渣油。假设不经过二次加l工它们只能作为光滑油原料或重质燃料油。但是国民经济和国l防上需求的轻质油量是很大的,由于内燃机的开展对汽油的质l量提出更高的要求而直馏汽油辛烷值较低40那么普通难以l满足这些要求。原油经简单加工所能提供的轻质油品的数量和l质量同消费开展所需求的轻质油品的数量和质量之间的矛盾促l使了催化裂化过程的产生和开展。促进催化裂化开展的要素中l除了继续处理上述的矛盾以外,还有像如何满足石油化工原料l的需求,如何节约能源以及减少环烷污染等新的因数对促进催l化
49、裂化开展也起重要作用。l在普通工业条件下,气体产率约10一20,其中主要是C3、C4,汽油产率约20一60,汽油的车烷值90左右,柴油产率约10一40,柴油的十六烷值较直馏柴油的低,焦炭产率约5一10,焦炭是裂化反响的缩合产物,催化裂化气体含烯烃多,所以可作为化工原料。l催化裂化的主要作用是将重质油品转化成高质量的轻质油。l催化裂化几乎在一切的炼油中都是最重要的二次加工手段。催化化裂化的工业型式催化裂化技术开展的趋势l自1936年工业化以来催化裂化技术开展很快。目前,在许多国家催化化裂化已成为最重要的二次加工手段之一。我国商品汽油中70%来自催化,柴油中30%来自催化。l加工重质原料:目前以加
50、工常压和减压渣油为主。l降低能耗:催化裂化安装的能耗较大,降低能耗的潜力也很大。l减少环境污染:l过程模拟和计算机运用。第二节烃类的催化裂化反响l烃类正碳离子反响机理l单体烃的催化裂化反响l石油馏分的催化裂化反响l催化裂化反响的热效应l影响催化裂化的主要要素烃类催化裂化正碳离子反响机理l烃类在裂化催化剂上进展反响的历程,或称反响机理。l经过正十六烯的催化裂化反响来阐明正碳离子学说。单体烃的催化裂化反响l分解反响l异构化反响l氢转移反响l芳构化反响l叠合反响l烷基话化反响l缩合反响石油馏分的催化裂化反响各类烃之间的竞争吸附和对反响的阻滞作用烃类催化裂化是个气固非均相反响l(1)原料分子自主气流中
51、向催化剂分散;l(2)接近催化剂的原料分子向微孔内外表分散;l(3)接近催化刑外表的原料分子被催化剂吸附;l(4)被吸附的分子在催化剂的作用下进展化学反响;l(s)生成的产品分子从催化剂上脱附下来;l(6)脱附下来的产品分子从微孔内向外分散;l(7)产品分子从催化剂外外表再分散到主气流中。然后分开反响器。平行一顺序反响影响催化裂化的主要要素l反响温度l反响时间l反响压力l剂油比催化裂化反响过程中的有关概念l转化率l总转化率l单程转化率l产品分布l原料裂化所得各种产品产率的总和为100,各产率之间的分配关系即为产品分布。l普通来说是希望尽量提高目的产物“汽油和柴油的产率而限制副产品“气体和焦炭l
52、循环裂化影响要素分析影响催化裂化反响的主要因索有:反响温度反响时间剂油比反响压力第三节催化裂化的原料和产品特点l催化裂化原料l催化裂化原料的范围很广泛,大体对分为馏分油和渣油两大类。l馏分油1直馏重馏分油蜡油350500:大多数直馏重馏分含芳烃较少,容易裂化,轻油收率较高,是理想的催化裂化原料。2热加工产物:焦化蜡油、减粘裂化馏出油等。由于它们是曾经裂化过的油料,其中烯烃、芳烃含量较多,裂化时转化率低、生焦率高,普通不单独运用,而是和直馏馏分油掺协作为混合进料。(3)光滑油溶剂精制的抽出油:此抽出油中含有大量难以裂化的芳烃,尤其是含稠环化合物较多,极易生焦。l渣油:渣油是原油中最重的部分,它含
53、有大量胶质、沥青质和各种稠环烃类,因此它的元素组成中氢碳比小,残炭值高,在反响中易于缩合生成焦炭,这时产品分布和安装热平衡都有很大影响。原油中的硫、氮、重金属以及盐分等杂质也大量集中在值油中。在催化裂化过程中会使催化剂中毒,进而也会影响产品分布,同时将加重对环境的污染。由于渣油的残炭、重金属、硫、氮等化合物的含量比馏分油高得多,添加了化化裂化的难度。衡量原料性质的目的l馏分组成l化学组成l残炭l含氮含硫化合物l重金属产品特点产品分布:气体:1020%;汽油:4060%;柴油:2040%;焦炭:510%。1气体产品:在普通工业条件下,气体产率约为1020,催化裂化气体中大量的是C3、C4(称为液
54、态烃或液化气),约占90(重),其中液态烃中C4含量约为C3含量的1525倍,而且烯烃比烷烃多C3中烯烃约为70左右C4烯烃约为55左右。由于上述特点至使催化裂化所产气体成为石油化工的珍贵原料。l2液体产品l催化裂化汽油产率为40一60(重)。由于其中有较多烯烃(普通50%以上、异构烷烃和芳烃,所以辛烷值较高,普通为90左右(RON)。l柴油产率为20一40(重),因其中含有较多的芳烃约为40一50,所以十六烷值较直馏柴油低很多,只需203,经常需求与直馏柴油等调合后才干作为柴油发动机燃料运用。l3焦炭:l催化裂化的焦炭堆积在催化剂上,不能作产品。常规催化裂化的焦炭产率约为57,当以渣油为原料
55、时可高达10以上。第四节催化裂化催化剂l催化剂是一种能使在该条件下,从热力学角度判别有能够发生的化学反响改动其反响速度的物质。它可以加快某些反响的速度,也可以抑制另一些反响的进展。而对那些热力学上没有能够进展的反响那么不起作用。同时对可逆反响它相等地加速正向和逆向反响,也就是不改动反响的平衡。例如,在通常的反响条件下,从热力学角度来判别,烃类可以进展分解、异构化、芳构化、氢转移、叠合、烃化等多种反响,但反响速皮各异,这样就可以利用催化剂选择性地加速这些反响中所希望的反响,而抑制那些不希望发生的反响,从而到达提高产质量量改善产品分布的目的,这是热裂化过程所达不到的。例如为了提高汽油辛烷值,设法使
56、催化剂能选择性加速异构化反响而抑制氢转移反响和不饱和烃进一步脱氢生焦的反响。催化裂化剂的种类、组成和构造l工业上所运用的裂化催化剂虽种类繁多,但归纳起来不外乎三大类:l天然白土催化剂l无定型合成催化剂l分子筛催化剂。天然白土催化剂l工业催化裂化安装最初运用的经处置的天然白土,其主要活性组分是硅酸铝。无定型合成催化剂l天然白土被人工合成硅酸铝所取代。l特点:具有孔径大小不一的许多微孔,普通平均孔径为47nm,比外表积可达500700m2/g。l硅酸铝的催化活性来源于其外表的酸性。硅酸铝催化剂的构造分子筛催化剂特点l分子筛催化剂在催化裂化中的运用是催化裂化技术的艰苦开展。l与无定型硅酸铝相比具有的
57、特点:l具有更高的选择性、活性和稳定性,比外表600800m2/g。l分子筛是一种具有晶格构造的硅铝酸盐又称沸石。l重要特点:稳定、均一的微孔构造。其大小分子大小数量级。l按其组成及晶体构造的不同可分为多种类型。分子筛催化剂分子筛催化剂是60年代开展起来的一种新型的高活性催化剂。它的出现,使流化催化裂化工艺发生了很大变化,安装处置才干显著提高,产品产率及质量都得到改善。分了筛又名结晶型泡沸石,是一种具有规那么品体构造的硅铝酸盐,在它的晶格构造中陈列者整齐均匀,大小一定的孔穴,只需小于孔径的分子才干进入其中,而直径大于孔径的分子那么无法进入。由于它能像筛子一样将直径大小不等的分子分开,因此得名分
58、子筛。催化裂化催化剂主要有四种Y型分子筛:REY;HY;RE-HY;超稳Y型。普通催化裂化催化剂含分子筛为1035%。催化剂的运用性能1物理性质A、密度B、筛分组成和机械强度C、构造特性比外表、孔体积、孔径2化学性质A、活性B、选择性C、稳定性D、抗金属污染才干污染指数催化剂的密度l真实密度又称骨架密度;普通在22.4g/cm3。l颗粒密度;普通在0.91.2g/cm3。l堆积密度;普通在0.50.8g/cm3。筛分组成l筛分组成l普通催化裂化催化剂的粒径分布范围在:20-100m。分布是:l40-80m占50%;20-40m占25%l80-100m占25%。100m很少。第五节流态化根本原理
59、l流化床的构成和转化l固定床、流化床和稀相保送密相保送根本原理第六节催化裂化工艺流程l催化裂化安装普通由三个部分组成l反响再生系统l分馏系统l吸收稳定系统。反响再生系统反响再生系统和分馏系统吸收稳定系统第七节渣油催化裂化l重油渣油与蜡油的主要差别表现:l(1)重油不仅分于量大,而且含芳烃较多,特别是稠环劳烃放多,而且胶质、沥青质含量远比瓦斯油多。这种化学组成上的差别明显地表现重油的残炭值比瓦斯油的高得多。l(2)重油的重金属含量高,例如镍含量比瓦斯油高约200倍。l3重油含硫、含氮量高。渣油催化裂化的主要技术因难焦炭产率高:呵斥焦炭产率高的缘由是重油的HC比较低、含稠环芳烃较多、胶质和沥青质含
60、量高以及金属污染催化剂。重金属污染催化剂产品含硫含氮量高重油催化裂化技术的进展l抗金属污染催化剂l金属钝化剂l工艺技术:l1改良的催化剂和工艺条件;l2采用新的设计思想:l强化反响器近料的雾化;l高温再生催化剂;l采用稳定性好的超稳HY型分子筛催化剂。l(3)采用两段裂化技术;第五章催化重整l第一节概述l第二节催化重整原料及其预处置l第三节催化重整的化学反响l第四节重整催化剂l第五节重整工艺安装消费流程l第六节主要操作条件第一节概述l催化重整在石油化工中的重要位置l催化重整是指在催化剂的作用下,烃类分子重新陈列成新分子构造的工艺过程。催化重整又按所采用的催化剂不同分为单金属重整、双金属重整和多
61、金属重整。催化重整在石油化工中的重要位置l重整安装能为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供原料(苯、甲苯、二甲苯);为交通运输提供高辛烷值汽油组分;为化工提供重要的溶剂油以及为炼厂提供大量廉价的高纯度7595(体)副产氢气。因此重整安装不仅是炼厂工艺流程中的重要组成部分,而且在石油化工结合企业消费过程中也占有非常重要的位置。第二节催化重整原料及其预处置l催化重整原料l原料预处置:l预分馏;预脱砷;预加氢催化重整原料l对重整原料的选择主要有三方面的要求,即馏分组成、族组成和毒物及杂质含量。l重整原料根据消费目的不同分为:l宽馏分重整:80180l窄馏分重整:60145l重整原料通常为石脑油直馏汽油馏分
62、,加氢裂化汽油,处置后的焦化汽油等。原料预处置l预分馏;分馏保证重整进料的馏分组成,预分馏的作用是根据对重整目的产物的要l求将原料切割为适宜沸程的馏分。在预分馏过程中同时脱除原料油中的部分水分。l预脱砷;砷是重整催化剂的严重毒物。l预加氢:预加氢精制的目的主要是除去重整原料油中所含硫、氮、氧的化合物和其它毒物,如l砷、铅、铜、汞、钠等,以维护重整催化剂。芳烃潜含量原料对杂质含量砷、硫、氮、氧、铅的要求第三节催化重整的化学反响l在催化重整中发生的化学反响主要有:六员环烷烃脱氢生成芳烃;五员环烷烃脱氢异构生成芳烃;烷烃脱氢环化生成芳烃;烷烃的异构化,各种烃类的加氢裂化以及积炭反响。前3种生成芳香烃
63、的反响统称为芳构化反响。催化重整的化学反响催化重整的化学反响第四节重整催化剂l工业上采用的重整催化剂分成两类,即非贵金属催化剂和贵金属催化剂。l目前运用的贵金属重整催化剂有3种类型:即单金属催化剂铂催化剂、双金属催化剂如铂铼或铂锡催化剂,以及以铂为主的三元或四元的多金属催化剂。这类催化剂具有很高的催化活性,选择性和稳定性,所以绝大多数的工业安装都采用含铂的重整催化剂。普通铂含量在0.20.3%)l铂是金属活性组分,卤素是酸性活性组分,氧化铝是单体。C6烃重整反响历程脱异己烷正己烷氢中异己烯正己烯甲基环戊烷环己烷心甲基环戊烯环己烯甲基环戊二烯环己二烯苯酸性中心重整催化剂的金属组分l金属组分:l铂
64、、铼、锡l金属组分的作用:脱氢活性、稳定性和抗毒才干。普通铂含量在0.20.3%。l铂-铼:铼的主要作用:提高催化剂的容碳才干和稳定性。铼/铂=12。l铂-锡:锡比铼价钱低,新颖剂和再生剂不用预硫化,消费操作简便。稳定性普通。重整催化剂的卤素l作用:酸性功能l异构化、加氢裂化重整催化剂的载体氧化铝l普通载体没有催化活性;l有比外表大和较好的机械强度。重整催化剂的中毒l催化剂的中毒可分为:永久性和非永久性中毒。l永久性中毒:催化剂活性不能在恢复,毒物:砷、铅、铜、铁、镍等。l非永久性中毒:催化剂活性能恢复,l毒物:硫、氮、氧等。重整催化剂的再生l烧焦l氯化更新l枯燥重整催化剂的复原与硫化l复原:
65、新颖催化剂中的金属组分是处于氧化形状,必需复原成金属形状后才干运用。l硫化:抑制其氢解活性和深度脱氢活性。延续重整催化剂的进展 铂锡重整催化剂有较好的低压稳定性能,因此目前工业上的延续重整催化剂以铂锡重整催化剂为主。延续重整催化剂的改良主要是物理强度和水热稳定性的提高、铂含量的降低、活性和选择性的提高等。第一代延续重整技术由于反响压力较高且氢油比也较高,催化剂的积炭速率较低,因此催化剂循环速率也较低。第二代和第三代延续重整技术由于采用了超低压(0.35MPa)且较低的氢油比(13),催化剂的积炭速率有了提高,因此,需求较高的催化剂循环速率。当催化剂具有一样的物理强度时,随着循环速率的提高,催化
66、剂的磨损就会添加,因此要求催化剂具有较高的物理强度;催化剂循环速率的提高意味着在确定的时间内催化剂的再生次数添加。再生过程普通包括烧炭、氧氯化、焙烧和复原等步骤,而再生烧炭是在高温暖高水含量的环境下完成的,是导致催化剂比外表积下降的主要过程,直接影响催化剂的运用寿命,因此要求催化剂应具有较好的水热稳定性。铂是一种贵金属,假设可以适当降低催化剂的铂含量,而催化剂的活性和选择性还能维持在较高的程度上,就可降低延续重整催化剂的本钱载体的改性和铂分散程度的提高,可以提高催化剂的活性和选择性,从而提高重整油收率、芳烃产率和氢气产率,也就提高了重整安装的经济效益。延续重整催化剂的进展l知名的铂锡延续重整催
67、化剂的研讨单位有:美国环球油品公司(UOP)、法国石油研讨院(IFP)、美国规范催化剂公司(Criterion)、中国石化集团公司石油化工科学研讨院(RIPP)等。各单位研讨的铂锡延续重整催化剂及其主要性质见表延续重整催化剂的进展延续重整催化剂的进展 UOP研制的延续重整催化剂有R30系列、R1 30系列、R1 60系列和R170系列。R30系列催化剂是早期适宜于第一代延续重整技术的催化剂,其设计循环次数约为150次。R1 30系列催化剂以较好的水热稳定性和较高的物理强度为主要特征,催化剂的比外表积下降速度较慢且磨损减少,从而使催化剂的寿命有所延伸,催化剂的循环次数可以由R30系列的150次提
68、高到300次,主要运用在第二代延续重整安装上。R160系列催化剂以堆密度高为主要特征,其堆密度比R1 30系列催化剂高约20 ,有助于提高安装的处置才干,并可减轻催化剂在反响器中心管附近的贴壁问题。R170系列催化剂以高选择性为主要特征,与R130系列催化剂相比,液收和氢气产率都有明显的提高。延续重整催化剂的进展lIFP研制的延续重整催化剂有CR201和CR401。CR201催化剂与u0P的R32催化剂性能相当。CR401催化剂比CR201催化剂的铂含量低,物理强度和水热稳定性也有较大的提高,从而催化剂的循环次数太幅度提高,除强度方面的优点外,C5液收质量分数比CR201催化剂提高0.2 0.
69、8% ,氢气质量产率比CR201催化剂提高0.100.15% 。Criterion公司研制的延续重整催化剂为PS系列,主要有PS10和PS20催化剂,其中PS10为高铂含量、PS20为低铂含量催化剂。PS系列催化剂有较好的物理强度、水热稳定性和氯坚持才干。lRIPP在延续重整催化剂的研讨和开发方面已到达了世界先进程度,主要产品有3861系列、3961系列和GCR系列催化剂,并在国内延续重整安装上已逐渐取代进口催化剂.延续重整催化剂的进展l最近美国UOP和Criterion公司又研制出新一代延续重整催化剂,开发目的是降低催化剂积炭速率,以消除安装扩能改造的“瓶颈,从而采用既经济又有效的方案实现安
70、装处置才干的提高。延续重整催化剂的进展-R230系列催化剂lU0P在R130系列催化剂的根底上,开发出R230系列催化剂 ,与130系列催化剂相比,除C5液收和氢气产率有明显的提高外,还有一个最突出的特点,即催化剂上的积炭量可以较大幅度降低。UOP以为催化剂上的积炭与催化剂载体的比外表积有关,比外表越大积炭的倾向越强,因此R230系列催化剂采用了较R130系列催化剂稍低的比外表积,即由200 m2g降到180 m2g,然而催化剂上积炭的构成并不只与载体的比外表积有关,UOP在降低催化剂比外表积的同时又对载体进展了改性,一方面有利于催化剂的金属功能和酸性功能更好地匹配,另一方面加强了新催化剂降低
71、积炭的性能。虽然与R130系列催化剂相比,R230系列催化剂的比外表积有一定程度的降低,但其比外表积稳定性有了较大的提高,因此新催化剂的寿命与R130系列催化剂相当。R230系列催化剂的优点a)将原R134催化剂改换为R234催化剂,安装的操作苛刻度不变,即产品的辛烷值维持在原99的程度。结果阐明:C5体积液收提高0.6%、氢气产率提高2.5%、催化剂积炭减少25%。因此,每天可获4000美圆的收益。b)用R234催化剂改换R134催化剂后,提高操作苛刻度,即产品的辛烷值由99提高到99.9,催化剂上的积炭坚持原有的程度。结果阐明:氢气产率提高了3.9 ,C5体积液收下降了0.4% ,但是由于
72、产质量量的提高,每天仍可得到4400美圆的收益。c)将原R134催化剂改换为R234催化剂后,由于催化剂积炭速率的降低,使安装提高了处置才干。在坚持氢油比不变的条件下,催化剂的积炭维持原程度时,安装的处置才干提高了20% ,C5体积液收提高2O.9% ,氢气产率提高23%,因此,每天可获20700美圆的收益。PS40催化剂lCriterion在PS1O和PS20延续重整催化剂的根底上又开发出了PS40催化剂。PS40催化剂是一种低铂含量催化剂,其主要性质如表2所示。除具有物理强度高、C5液收和氢气产率高的特点外,PS40催化剂的突出优点是大幅度降低催化剂上的积炭量。lCriterion以为催化
73、剂上的积炭与裂化反响有关,因此对载体的酸性进展了改良,减少了原料中链烷烃的裂化反响。在PS40催化剂的中型实验中,催化剂上的积炭比PS20催化剂减少了25 50 。催化剂上积炭量减少的程度取决于原料油的性质和安装的操作条件,表给出了中型实验安装中催化剂PS40与PS20比积炭的降低。置的操作条件,表3给出了中型实验安装中催化剂PS40与PS20比积炭的降低。PS40催化剂的主要性质催化剂PS40与PS20比积炭的降低第五节重整工艺安装消费流程第六节主要操作条件1反响温度:对一个化学反响,温度可以说是重要的影响要素。消费芳烃时,温度普通采用490一495;消费高辛烷值汽油时,可采用510一520
74、较高温度。2反响压力:在催化重整反响中芳构化反响是体积增大的脱氢反响,低压操作对反响平衡和促进芳构化反响都是有利的。普通为1.41.8MPa。第七节重整反响器l轴向反响器原料l催化剂ll产品重整反响器l径向反响器原料lll产品重整反响器的填装量l普通三个反响器的安装,催化剂的装入比例:1.5:3.5:5l普通四个反响器的安装,催化剂的装入比例:1:1.5:2.5:5第六章催化加氢l1、概述l2、加氢精制l2.1加氢精制反响原理l2.2加氢精制催化剂l3、加氢裂化l3.1加氢裂化反响原理l3.2加氢裂化催化剂l4、影响加氢反响方向和速度的主要要素l5、加氢裂化工艺流程l6、加氢精制和加氢裂化产品
75、特点1、概述l加氢工艺的重要位置和作用l加氢技术的现状2、加氢精制加氢精制反响原理l脱硫反响加氢精制反响原理l加氢脱氧l加氢脱金属加氢精制催化剂l加氢精制催化剂的活性组分l活性最好的有:W,Mo,Co,Ni,Pt,Pd。l催化反响的一个重要要素是:催化剂应该具有良好的吸附特性。l吸附特性又与其几何特性和电子特性有关。实际以为:凡是适宜做加氢催化剂的金属,都应该具有立方晶格或六角晶格,如:W,Mo立方晶格;Co,Ni,Pt,Pd六角晶格。加氢精制催化剂l加氢精制催化剂的担体l担体有两大类:l中性担体:活性氧化铝;活性碳等。l酸性担体:硅酸铝,分子筛等。l担体的作用:提供大的比外表;稳定性;机械强
76、度;一定的催化剂外形和大小。3加氢裂化l加氢裂化是指各种大分子烃类在一定氢压、较高温度和适宜催化剂的作用下,产生以加氢和裂化为主的一系列平行顺序反响,转化成优质轻质油品的加工工艺过程,是重要而灵敏的石油深度加工工艺。l它具有加工原料广泛、产品方案灵敏、产品收率高、质量好和对环境污染少等优点。l它既可处置轻柴油,重柴油,又可加工焦化蜡油减压馏分油和催化裂化循环油,还可以加工渣油、页岩油。将其液化成各种发动机燃料。选择不同的工艺道路、调整操作条件、或改换催化剂,就可消费不同种类、不同质量要求的产品,如液化气汽油、石脑油、航空煤油、灯油、轻柴油、光滑油和某些特种油料等。加工产品的液体收率很高,体积收
77、率可超越l00,分量收率可达90一98。所产航煤冰点低,是优质的喷气燃料;柴油十六烷值高凝固点低:石脑油经重整可提供芳烃作化纤工业原料;光滑油组分是优质的光滑油根底油;尾泊可作乙烯裂解、催化裂化或消费白油等的原料。原料油中的氧、氮、硫杂质均可转化成水、氨和硫化氢而排出并回收,对环境的污染程度较低。加氢裂化过程是石油化工系统、油化纤结合提高原油综合利用的关键工艺。加氢裂化反响原理l加氢裂化是极其复杂的一系列平行顺序反响过程。两个主要的反响加氢和裂解。l还有:异构化、氢解、环化、甲基化、脱氢和叠合等二次反响产生。加氢裂化反响原理l1、烷烃和烯烃加氢裂化反响规律lA、裂化和加氢反响lB、异构化反响l
78、C、环化反响加氢裂化反响原理l2、芳烃和环烷烃加氢裂化反响规律lA、单环化合物lB、多环化合物3、非烃化合物加氢加氢裂化催化剂lA、主金属加氢活性中心l族W、Mo,以及族中的Co、lNi和Fe,以及Pt和PdlB、助催化剂lCo和Ni为活性助剂lP等为构造助催化剂lC、载体加氢裂化催化剂作用过程催化剂的预硫化和再生l催化剂的预硫化l当催化剂装入反响器后,活性组分是以氧化态存在的,只需呈硫化物的形状,才具有较高的活性。因此,运用前必需进展预硫化。预硫化就是:活性组分在一定的温度下与H2S作用,由氧化物转变为硫化物。催化剂的预硫化和再生l催化剂的再生4影响反响方向和速度的主要要素l1反响压力l反响
79、压力的影响是经过氢分压来表达的。工业消费中,系统中的氢分压决议于操作压力、氢油比、循环氢纯度以及原料的汽化率。l提高反响压力不仅提高了能够到达的平衡转化率,而且也提高了反响速度。l在运用加氢型酸性活性低的催化剂时,加氢裂化转化率随压力升高而添加,这种规律不断继续到很高的压力,在运用酸性加氢裂化催化剂时,随反响压力升高,转化率开场随压力升高而增大,然后又随反响压力升高而下降,在反响压力升高的过程中,转化率出现最大值。l从反响时间说,提高反响压力有利于转化率的提高。2、温度的影响对一个化学反响,温度可以说是最重要的影响要素。普通情况下提高温度对一切反响都能加快反响速度,由于加氢反响活化能比较高,因
80、此反响温度的影响更敏感。而对于化学平衡,提高反响温度能够有利,也能够不利,这要看该化学反响是吸热反响还是放热反响5。加氢是放热反响。高温有利于异构,低温有利于加氢。3、空速的影响l空速对于加氢反响来说,是一个敏感要素。由于它对流体分布,催化剂润湿以及流体的滞留量,尤其是反响时间均有影响5。体积空速是指单位小时内进料体积量与催化剂体积的比值,所以空速反映了安装的处置才干,降低空速意味着处置量的降低。工业上希望采用较高的空速,但是空速遭到反响速度的制约。根据催化剂的活性、原料性质和反响深度不同,空速在一较大范围内动摇,为0.510h-1。重质原料和二次加工得到的油料在加氢处置时采用较低空速。4、氢
81、油比的影响l氢/油比是指进到反响器中的规范形状下的氢气与冷态进料油的体积比。氢油比的作用主要包括:l提高反响器出口氢分压;l部分吸收反响生成的热量,改善反响床层的温度分布,降低反响器的温升;l(3)促使原料油雾化;l(4)提高反响物流速,确保反响物流经过催化剂床层的最小质量流率,保证反响过程的传质传热效率;l(5)确保催化剂的外分散,坚持一定的反响速度。l氢/油比是加氢安装的重要操作参数,它不仅影响产质量量和产品分布,而且对安装的投资、操作费用和能耗都有很大的影响1。但氢/油比对加氢反响的影响不象反响温度、反响压力氢分压和空速那样明显和宏大。因此,长期以来,研讨和设计部门对氢/油比的选择不断遵
82、照“宁大勿小的原那么。在现场操作中曾发现,大幅度降低氢/油比,经过长周期运转后,产质量量和催化剂寿命并没有明显变化,而安装的能耗却显著降低了2。在选择氢油比时,不仅要思索加氢裂化转化率和选择性,而且还要思索催化剂运用寿命。5、加氢裂化工艺流程一段加氢裂化工艺流程两段加氢裂化工艺流程串联一段加氢裂化工艺流程6加氢精制和加氢裂化产品特点l1、加氢精制l汽油安定性、辛烷值l柴油安定性、十六烷值l2、加氢裂化l汽油安定性、辛烷值l柴油安定性、十六烷值l加氢尾油第七章其它工艺l1、烷基化过程l化学反响l催化剂硫酸、氢氟酸、固体超强酸l原料l工艺流程硫酸法产品特点l辛烷值高,敏感度好RON-MONl不含氧、芳烃、烯烃清洁燃料异构化过程l异构化反响l原料及催化剂l直馏石脑油,加氢裂化轻石脑油,凝析油。分子筛催化剂。l工艺流程第八章光滑油消费工艺l1、原料来源l石油经过常压蒸馏后,塔底出常压渣油。常压渣油经过减压蒸馏,便分割出轻重不同的光滑油馏分油。减压渣油经过脱沥青后,得到脱沥青油。上述光滑油馏分油和脱沥青油均是制取光滑油的原料。这些光滑油馏分油和脱沥青油可以单独制成光滑油产品,也可以经过调合方法消费不同的光滑油产品。根底油的规格光滑油消费谢谢!请多提珍贵意见