教學(xué)情境二石油化工產(chǎn)品

1、石油化工產(chǎn)品什么是石油？什么是石油？第一節(jié)第一節(jié) 石油的一般性狀、元素組成、石油的一般性狀、元素組成、 餾份組餾份組成成一、石油的一般性狀一、石油的一般性狀石油是一種粘稠的液體。石油是一種粘稠的液體。顏色顏色：黑色的；暗黑、暗綠、暗褐色；赤：黑色的；暗黑、暗綠、暗褐色；赤褐色和淺褐色褐色和淺褐色相對密度相對密度： 0.80.98二、石油的元素組成二、石油的元素組成C、H、O、N、S1. 碳、氫含量和氫碳比碳、氫含量和氫碳比2. 硫、氮、氧的含量硫、氮、氧的含量3. 石油中的微量元素及存在形態(tài)石油中的微量元素及存在形態(tài)氫碳原子比氫碳原子比：定義：定義：分子中的氫原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值。分子中的氫

2、原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值。氫碳原子比由大到小的順序是氫碳原子比由大到小的順序是： 烷烴環(huán)烷烴芳香烴烷烴環(huán)烷烴芳香烴一般輕質(zhì)原油的氫碳比較高，重質(zhì)原油氫碳一般輕質(zhì)原油的氫碳比較高，重質(zhì)原油氫碳比較低。比較低。碳碳+氫氫95 99%小結(jié)小結(jié)：氫氫（H H）：11.011.014.0%14.0%硫（硫（S S）：）：0.050.058.00%8.00%氧（氧（O O）：）：0.050.052.00%2.00%氮（氮（N N）：）：0.020.022.00%2.00%碳碳（C C）：83.083.087.0%87.0%二、石油中的微量元素及存在形態(tài)二、石油中的微量元素及存在形態(tài)石油中的微量元素按其化學(xué)屬

3、性分為三類：石油中的微量元素按其化學(xué)屬性分為三類：1.變價(jià)金屬變價(jià)金屬 ： V，Ni，F(xiàn)e，Cu， Mo，W， Mn，Pb，Ga，Hg，Ti等等2.堿金屬和堿土金屬堿金屬和堿土金屬：Na，K，Ba，Ca，Sr，Mg等等3.鹵素和其它元素鹵素和其它元素：Cl，Br，I，Si，Al，As等等催化裂化催催化裂化催化劑毒物化劑毒物催化重整催化劑毒物催化重整催化劑毒物催化劑減活催化劑減活第二節(jié)第二節(jié) 石油餾分的烴類組成石油餾分的烴類組成烷 烴環(huán) 烷 烴芳 香 烴烴 類含 氧 化 合 物含 硫 化 合 物含 氮 化 合 物膠 狀 瀝 青 狀 物 質(zhì)非 烴 類石 油第三節(jié)第三節(jié) 石油中的非烴化合物石油中的非

4、烴化合物 （一）石油中的含硫化合物（一）石油中的含硫化合物 低硫原油：低硫原油：S0.5%S0.5%含硫原油：含硫原油：0.5%S2.0%0.5%S2.0%S2.0%活性硫化物：活性硫化物：S S、H H2 2S S、低分子低分子RSHRSH等，性質(zhì)相對較等，性質(zhì)相對較 活潑，能與金屬作用而腐蝕設(shè)備活潑，能與金屬作用而腐蝕設(shè)備 非活性硫化物非活性硫化物：硫醚硫醚(RSR)(RSR)，環(huán)硫醚，二硫化環(huán)硫醚，二硫化 物物(RSSR)(RSSR)，噻吩及其同系物噻吩及其同系物 原油中的含硫化合物一般以原油中的含硫化合物一般以硫醚類和噻吩類硫醚類和噻吩類為主為主 1 1硫的存在形態(tài)硫的存在形態(tài) 腐蝕性

5、腐蝕性 Fe+HFe+H2 2SFeS+HSFeS+H2 2 環(huán)境污染環(huán)境污染 影響產(chǎn)品的儲存安定性影響產(chǎn)品的儲存安定性 影響燃料的燃燒性能影響燃料的燃燒性能 硫可使催化劑中毒硫可使催化劑中毒 3 3含硫化合物對石油加工及產(chǎn)品應(yīng)用的影響含硫化合物對石油加工及產(chǎn)品應(yīng)用的影響（二二）石油中的含氮化合物石油中的含氮化合物 石油中的氮含量一般比硫含量低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)通石油中的氮含量一般比硫含量低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常集中在常集中在0.050.050.5%0.5%范圍內(nèi)范圍內(nèi) 隨沸點(diǎn)的升高，含量增加隨沸點(diǎn)的升高，含量增加 ，大部分在膠質(zhì)瀝，大部分在膠質(zhì)瀝青質(zhì)中青質(zhì)中 堿性氮化物：堿性氮化物：NNN非堿性氮化物：非堿

6、性氮化物： NNN氮的存在對整個(gè)石油加工過程也有很大的危害氮的存在對整個(gè)石油加工過程也有很大的危害1. 1. 影響產(chǎn)品的安定性：如柴油含氮量高，時(shí)間久了會變成膠質(zhì)。是柴油影響產(chǎn)品的安定性：如柴油含氮量高，時(shí)間久了會變成膠質(zhì)。是柴油安定性差的主要原因。安定性差的主要原因。2. 2. 氮與微量金屬作用，形成卟啉化合物。這些化合物的存在，會導(dǎo)致催氮與微量金屬作用，形成卟啉化合物。這些化合物的存在，會導(dǎo)致催化劑中毒，使催化劑的活性和選擇性降低?；瘎┲卸?，使催化劑的活性和選擇性降低。 （三三） 石油中的含氧化合物石油中的含氧化合物 石油中的含氧量比硫、氮少，約為石油中的含氧量比硫、氮少，約為千分之幾千分

7、之幾；個(gè)別的可高；個(gè)別的可高達(dá)達(dá)2 23% 3% 隨沸點(diǎn)升高，含氧化合物增加隨沸點(diǎn)升高，含氧化合物增加 酸性氧化物：酸性氧化物： 環(huán)烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚類環(huán)烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚類( (統(tǒng)稱石油酸統(tǒng)稱石油酸) ) 中性氧化物：中性氧化物： 醛、酮、酯等，含量極少醛、酮、酯等，含量極少 石油中的含氧化合物的含量一般用石油中的含氧化合物的含量一般用酸度酸度( (酸值酸值) )來間接表示來間接表示 環(huán)烷酸的危害環(huán)烷酸的危害 原油含環(huán)烷酸多，容易乳化，對加工不理，且腐蝕設(shè)備原油含環(huán)烷酸多，容易乳化，對加工不理，且腐蝕設(shè)備 產(chǎn)品中含環(huán)烷酸，對鉛、鋅等有色金屬有腐蝕性，對鐵、產(chǎn)品中含環(huán)烷酸，對鉛、鋅

8、等有色金屬有腐蝕性，對鐵、鋁幾乎無腐蝕；鋁幾乎無腐蝕； 燈用煤油含環(huán)烷酸，可使燈芯堵賽，結(jié)花燈用煤油含環(huán)烷酸，可使燈芯堵賽，結(jié)花石油中的微量元素石油中的微量元素 （一）石油中的微量元素類型（一）石油中的微量元素類型目前發(fā)現(xiàn)的石油中的微量元素有目前發(fā)現(xiàn)的石油中的微量元素有5959種種，可分為三類：，可分為三類： 過渡過渡( (變價(jià)變價(jià)) )金屬元素金屬元素 堿金屬和堿土金屬堿金屬和堿土金屬 鹵素和其他元素鹵素和其他元素 就世界范圍來看，在石油中含量最多的微量元素是就世界范圍來看，在石油中含量最多的微量元素是釩釩，其，其次是次是鎳鎳 我國大多數(shù)原油的我國大多數(shù)原油的鎳含量明顯高于釩含量鎳含量明顯高

9、于釩含量 石油化工產(chǎn)品石油怎樣進(jìn)行煉制？石油怎樣進(jìn)行煉制？原油原油電脫鹽脫水電脫鹽脫水常壓蒸餾常壓蒸餾常壓餾分：汽油（石腦油）、煤油、柴油常壓餾分：汽油（石腦油）、煤油、柴油石腦油作為催化重整、蒸汽裂解原料石腦油作為催化重整、蒸汽裂解原料AR減壓蒸餾減壓蒸餾減壓餾分：減壓餾分：VGO潤滑油基礎(chǔ)油、催化裂化、加氫裂化潤滑油基礎(chǔ)油、催化裂化、加氫裂化的原料的原料溶劑脫瀝青、焦化、催化裂化、減粘溶劑脫瀝青、焦化、催化裂化、減粘裂化、加氫轉(zhuǎn)化的原料裂化、加氫轉(zhuǎn)化的原料VR煉油工藝過程簡介煉油工藝過程簡介一、原油預(yù)處理的必要性一、原油預(yù)處理的必要性原油中含有哪些雜質(zhì)呢？原油中含有哪些雜質(zhì)呢？少量的泥沙和

10、鐵銹等固體雜質(zhì)。少量的泥沙和鐵銹等固體雜質(zhì)。原油中含水原油中含水（油田伴生水、開采過程中注水油田伴生水、開采過程中注水）原油中含鹽原油中含鹽（Na、K、Ca、Mg的氯化物，含量：的氯化物，含量：Na鹽鹽Ca鹽，鹽，Mg鹽和鹽和K鹽很少。硫酸鹽、碳酸鹽和油溶性有機(jī)酸鹽）鹽很少。硫酸鹽、碳酸鹽和油溶性有機(jī)酸鹽）一、原油預(yù)處理的必要性一、原油預(yù)處理的必要性原油中含水、含鹽的影響原油中含水、含鹽的影響（1）增加能量消耗增加能量消耗 水汽化潛熱大（水汽化潛熱大（2255KJ/Kg），含水增加加工過程的），含水增加加工過程的燃料和冷卻水消耗。燃料和冷卻水消耗。 換熱器、加熱爐中，水蒸發(fā)后鹽析出形成鹽垢換熱

11、器、加熱爐中，水蒸發(fā)后鹽析出形成鹽垢, 影響影響傳熱效果，堵塞管道，嚴(yán)重時(shí)可形成傳熱效果，堵塞管道，嚴(yán)重時(shí)可形成“鹽堵鹽堵”。 一、原油預(yù)處理的必要性一、原油預(yù)處理的必要性（2 2）干擾常壓塔的平穩(wěn)操作干擾常壓塔的平穩(wěn)操作水的分子量小，汽化后塔內(nèi)汽相負(fù)荷急劇增大，導(dǎo)致蒸餾過程水的分子量小，汽化后塔內(nèi)汽相負(fù)荷急劇增大，導(dǎo)致蒸餾過程波動(dòng)，波動(dòng)，影響正常操作，嚴(yán)重時(shí)會引起分餾塔超壓或出現(xiàn)影響正常操作，嚴(yán)重時(shí)會引起分餾塔超壓或出現(xiàn)沖塔事故沖塔事故。一、原油預(yù)處理的必要性一、原油預(yù)處理的必要性（3 3）腐蝕設(shè)備腐蝕設(shè)備22HFeSSHFeHClOHCaOHCaCl2)(2222HClOHMgOHMgCl

12、2)(2222SHFeClHClFeS222一、原油預(yù)處理的必要性一、原油預(yù)處理的必要性（4 4）影響二次加工過程影響二次加工過程 Na+對分子篩催化劑的晶格有破壞作用，造成分子篩催化劑對分子篩催化劑的晶格有破壞作用，造成分子篩催化劑的永久性失活。的永久性失活。 鹽含量高的渣油在延遲焦化時(shí)，加熱爐爐管結(jié)焦，產(chǎn)物石油鹽含量高的渣油在延遲焦化時(shí)，加熱爐爐管結(jié)焦，產(chǎn)物石油焦中灰分增加。焦中灰分增加。要求：要求： 設(shè)渣油流化催化裂化：含鹽量設(shè)渣油流化催化裂化：含鹽量3mg/L，含水，含水0.2%； 無渣油流化催化裂化：含鹽量無渣油流化催化裂化：含鹽量5mg/L，含水，含水0.3%； 一次加工一次加工常

13、減壓蒸餾常減壓蒸餾初初餾餾塔塔常常壓壓塔塔減渣減渣( (催化、焦化催化、焦化) )減減壓壓塔塔煤油煤油柴油柴油加氫裂化加氫裂化催化裂化催化裂化原油原油加加熱熱爐爐加加熱熱爐爐三段汽化蒸餾的工藝流程三段汽化蒸餾的工藝流程 常常壓壓爐爐典型三段汽化常減壓蒸餾流程典型三段汽化常減壓蒸餾流程初初餾餾塔塔汽油汽油電脫鹽電脫鹽原油原油常常壓壓塔塔減減壓壓爐爐減減壓壓塔塔汽油蠟油蠟油煤油煤油柴油柴油減壓渣油減壓渣油減四減四減三減三減二減二減一減一減頂油減頂油原油換熱至 220-240初餾塔底油經(jīng)常壓爐加熱至370常壓塔底油經(jīng)常壓爐加熱至385回流罐汽提塔電脫鹽罐大港300萬噸年常減壓蒸餾裝置 二次加工二次加

14、工催化裂化催化裂化催化裂化工藝流程催化裂化工藝流程催化裂化工藝的組成單元催化裂化工藝的組成單元按照工藝流程，整個(gè)裝置可以分為四個(gè)單元按照工藝流程，整個(gè)裝置可以分為四個(gè)單元或或“系統(tǒng)系統(tǒng)”： (1)反應(yīng)反應(yīng)-再生系統(tǒng)再生系統(tǒng)（Respond-reborn system ）。包括原料油的裂化反應(yīng)和催化劑的。包括原料油的裂化反應(yīng)和催化劑的再生兩個(gè)工藝過程。再生兩個(gè)工藝過程。 (2)分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)（ distillating system ）。根據(jù)）。根據(jù)裂化產(chǎn)品的沸程不同，將其分割成氣體、汽油、裂化產(chǎn)品的沸程不同，將其分割成氣體、汽油、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。催化裂化工藝的組成單元

15、催化裂化工藝的組成單元(3)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)（Absorb stability system ）。用穩(wěn)定汽油將裂化氣體中的。用穩(wěn)定汽油將裂化氣體中的C3和和C4組分組分(液化石油氣的主要成分液化石油氣的主要成分)吸收下來，把乙烷吸收下來，把乙烷及其以下的輕組分及其以下的輕組分(裂化干氣的主要組分裂化干氣的主要組分)汽提出汽提出去，作為燃料氣使用。去，作為燃料氣使用。(4)能量回收系統(tǒng)能量回收系統(tǒng)（Energy recovering system ）。由于催化劑再生時(shí)產(chǎn)生的煙氣攜帶有大。由于催化劑再生時(shí)產(chǎn)生的煙氣攜帶有大量熱能和壓力能，回收這部分能量，可以降低生產(chǎn)量熱能和壓力能，回收這部

16、分能量，可以降低生產(chǎn)成本和能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。對于大型裝置，一般成本和能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。對于大型裝置，一般都是采用都是采用煙氣輪機(jī)回收壓力能煙氣輪機(jī)回收壓力能，用作驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的，用作驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)的動(dòng)力和帶動(dòng)薄電機(jī)發(fā)電；用動(dòng)力和帶動(dòng)薄電機(jī)發(fā)電；用余熱鍋爐進(jìn)行熱能回收余熱鍋爐進(jìn)行熱能回收，以產(chǎn)生蒸汽，供汽輪機(jī)使用或外輸。以產(chǎn)生蒸汽，供汽輪機(jī)使用或外輸。催化裂化工藝的組成單元催化裂化工藝的組成單元一、催化裂化的工藝流程框圖反應(yīng)再生系統(tǒng)分餾系統(tǒng)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)一、催化裂化的工藝流程框圖反應(yīng)反應(yīng)-再生系統(tǒng)與分餾系統(tǒng)流程再生系統(tǒng)與分餾系統(tǒng)流程等高并列提升管催化裂化裝置等高并列提升管催化裂化裝置分餾塔分餾塔沉降

17、器沉降器再生器再生器提升管提升管高低并列提升管催化裂化裝置高低并列提升管催化裂化裝置分餾塔分餾塔沉降器沉降器再生器再生器 二次加工二次加工催化重整催化重整 什么是催化重整？什么是催化重整？ 概概 述述 重整裝置的生產(chǎn)目的？重整裝置的生產(chǎn)目的？ 高辛烷值汽油、芳烴、氫氣高辛烷值汽油、芳烴、氫氣概概 述述預(yù)處理原料重整產(chǎn)品重整 催化重整過程？催化重整過程？ 原料預(yù)處理原料預(yù)處理以高辛烷值汽油為主以高辛烷值汽油為主 重整反應(yīng)重整反應(yīng) 原料預(yù)處理原料預(yù)處理重整反應(yīng)系統(tǒng)重整反應(yīng)系統(tǒng)重整原料重整原料拔頭油拔頭油副產(chǎn)氫氣副產(chǎn)氫氣燃料氣燃料氣高辛烷值高辛烷值汽油組分汽油組分重整循環(huán)氫重整循環(huán)氫指直餾汽油（見原

18、油蒸餾）在蒸餾（或稱拔頭）時(shí)指直餾汽油（見原油蒸餾）在蒸餾（或稱拔頭）時(shí)所得到的所得到的沸點(diǎn)低于沸點(diǎn)低于 60的輕質(zhì)餾分。的輕質(zhì)餾分。煉廠中為了提煉廠中為了提高直餾汽油中的辛烷值或?qū)⑵溆糜诖呋卣陨a(chǎn)高直餾汽油中的辛烷值或?qū)⑵溆糜诖呋卣陨a(chǎn)芳烴，要求除去重整原料中的拔頭油。芳烴，要求除去重整原料中的拔頭油。其組成主要其組成主要是是 C5 烴類，烴類，收率約為原油處理量的收率約為原油處理量的 0.4 % -0.6% (質(zhì)量質(zhì)量)?？勺鰹槭突ぴ?，用于烴類裂解、或。可做為石油化工原料，用于烴類裂解、或直接做為工業(yè)溶劑等。直接做為工業(yè)溶劑等。 原料預(yù)處理原料預(yù)處理以生產(chǎn)芳烴為主以生產(chǎn)芳烴為主 重整反應(yīng)重整反應(yīng) 芳烴抽提和分離部芳烴抽提和分離部分分 二次加工二次加工加氫裂化加氫裂化?第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述?石油加氫技術(shù)是石油加氫技術(shù)是提高原油加工深度、合理利用石提高原油加工深度、合理利用石油資源、油資源、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高輕質(zhì)油收率和重