第八章燃料油品的性質(zhì)

第八章燃料油品的精制知識目標(biāo)：了解燃料油精制的目的、方法；熟悉燃料油精制生產(chǎn)原理、工藝流程、操作影響因素分析、產(chǎn)品組成要求；初步掌握燃料油調(diào)合原理和方法。將各種加工過程所得的半成品加工成為石油商品，一般需要通過以下兩個過程：一、精制

常見的幾種精制過程精制過程主

要

原

理化學(xué)精制使用化學(xué)藥劑，如硫酸、氫氧化鈉等與油品中的一些雜質(zhì)，如硫化合物、氮化合物、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、烯烴和二烯烴等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將這些雜質(zhì)除去，以改善油品的顏色、氣味、安定性，降低硫、氮的含量等。主要有：酸堿精制和氧化法脫硫醇。溶劑精制利用某些溶劑對油品的理想組分和非理想組分（或雜質(zhì)）的溶解度不同，選擇性地從油品中除掉某些不理想組分，從而改善油品的一些性質(zhì)。例如，用二氧化硫或糠醛作為溶劑，降低柴油的芳香烴含量，改善柴油的燃燒性能，同時還能使含硫量等大為降低。由于溶劑的成本較高，且來源有限，溶劑回收和提純的工藝較復(fù)雜，因而溶劑精制在燃料生產(chǎn)中應(yīng)用不多。吸附精制利用一些固體吸附劑如白土等對極性化合物有很強(qiáng)的吸附作用，脫除油品的顏色、氣味，除掉油品中的水分、懸浮雜質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等極性物質(zhì)。目前，在煉廠中應(yīng)用的分子篩脫蠟過程也是一種吸附精制過程。加氫精制由于有高壓氫氣和催化劑的存在條件下，原料中的烯烴和二烯烴等不飽和烴得到飽和，含氧、氮等非烴化合物中的氮和氧亦能變成水和氨，從油中脫除；與此同時，烴基卻仍舊保留在油品中，因而產(chǎn)品質(zhì)量得到很大的改善，而精制產(chǎn)品產(chǎn)率在各種精制方法中也最高。目前加氫精制已逐漸代替其它的精制過程成為重要的燃料精制過程。柴油脫蠟用冷凍的方法，使柴油中含有的蠟結(jié)晶出來，所得的油為低凝點(diǎn)的柴油，含油的蠟經(jīng)脫油后可制成商品石蠟。

二、油品調(diào)合調(diào)合包含兩層含義，其一，不同來源的油品按一定比例混合，如催化裂化汽油和重整汽油調(diào)合成高辛烷值汽油，常減壓柴油和催化裂化柴油調(diào)合成高十六烷值柴油；其二，在油品中加入少量稱為“添加劑”的物質(zhì)，使油品的性質(zhì)得到較明顯的改善，如加抗氧劑改善燃料油的抗氧化性能。第一節(jié)酸堿精制主要內(nèi)容:第二節(jié)輕質(zhì)油品脫硫醇

本章小結(jié)

第一節(jié)酸堿精制

一、酸堿精制的原理

1．酸洗硫酸洗滌可以很好地除去膠質(zhì)、堿性氮化物和大部分環(huán)烷酸、硫化物等非烴類化合物，以及烯烴和二烯烴。同時也除去一部分良好的組分，例如異構(gòu)烷和芳香烴。2．堿洗堿洗可以除去油品中的含氧化合物（如環(huán)烷酸，酚類等）和某些含硫化合物（如硫化氫、低分子硫醇等）以及中和酸洗之后的殘余酸性產(chǎn)物（如磺酸、硫酸酯等）。由于堿液的作用僅能除去硫化氫及大部分環(huán)烷酸、酚類和硫醇，所以堿洗過程有時不單獨(dú)應(yīng)用，而是與硫酸洗滌聯(lián)合應(yīng)用，統(tǒng)稱為“酸堿精制”。3．高壓電場沉降分離純凈的油是不導(dǎo)電的，但在酸堿精制過程中生成的酸渣和堿渣能夠?qū)щ?。在電場的作用下，一是促進(jìn)反應(yīng)，二是加速聚集和沉降分離。酸和堿在油品中分散成適當(dāng)直徑的微粒，在高電壓（15000～25000v）的直流（或交流）電場的作用下，加速了導(dǎo)電微粒在油品中的運(yùn)動，強(qiáng)化油品中的不飽和烴、硫化合物、氨化合物等與酸堿的反應(yīng)；同時加速反應(yīng)產(chǎn)物顆粒間的相互碰撞，促進(jìn)了酸、堿渣的聚集和沉降作用，從而達(dá)到快速分離的目的。二、酸堿精制工藝流程

酸堿精制的工業(yè)流程一般有預(yù)堿洗一酸洗一水洗一堿洗一水洗等步驟。依需要精制的油品的種類、雜質(zhì)的含量和精制產(chǎn)品的質(zhì)量要求，決定每一步驟是否必需。酸堿精制—電沉降分離過程的原理流程

三、酸堿精制操作條件的選擇

影響精制效果的因素和操作條件的選擇

影響因素

影響精制效果的因素分析

操作條件選擇精制溫度

硫酸濃度

硫酸用量

接觸時間堿濃度和用量

電場梯度較高溫度，有利于除去芳香烴、不飽和烴以及膠質(zhì)，疊合損失較大。較低溫度，有利于脫除硫化物酸渣損失和疊合損失隨硫酸濃度增大而增大。精制含硫量較大的油品時，須在低溫下使用濃硫酸(98%)，并盡量縮短接觸時間對于多硫的原料則應(yīng)適當(dāng)增大硫酸用量油品與酸渣接觸時間過長，會使副反應(yīng)增多，增大疊合損失，引起精制收率降低，也會使油品顏色和安定性變壞。接觸時間過短，反應(yīng)不完全，達(dá)不到精制的目的，同時也降低了硫酸的利用率為了增加液體體積、提高混合程度和減少鈉離子帶出，一般采用低濃度堿液，堿渣可循環(huán)利用，一般低至55%才外排電場梯度過低，起不到均勻及快速分離的作用；但過高則不利于酸渣的沉聚常溫(20～35℃)

93%～98%

原料的1%

數(shù)秒到數(shù)分鐘反應(yīng)，十多分鐘沉降

10%～30%堿液，原料重量的0.02%～0.2%

1600～3000V／cm第二節(jié)輕質(zhì)油品脫硫醇

直餾產(chǎn)品精制的目的主要是脫除硫化物（特別是含硫原油加工的油品），而汽油、噴氣燃料等輕質(zhì)油品中所含硫化物大部分為硫醇。一、脫硫醇的方法

脫硫醇的方法一般有氧化、抽提、抽提－氧化三種方法1.氧化法用空氣中的氧或氧化劑直接氧化油料中的硫醇，生成二硫化物。其反應(yīng)如下：2.抽提法用氫氧化鈉水溶液抽提油料中的硫醇。由于隨著硫醇分子增大，其酸性減弱，用堿溶液抽提變?yōu)槔щy，因此在抽提過程中加入一些助溶劑或試劑增加硫醇在堿液中的溶解能力。常用的助溶劑有甲醇、甲酚、脂肪酸或烷基酚等。用堿液抽提硫醇反應(yīng)是堿與硫醇反應(yīng)生成硫醇鈉。3.抽提－氧化法抽提－氧化法是將抽提法和氧化法結(jié)合起來，將堿液抽提后仍殘余在油品中的高級硫醇氧化成二硫化物。具有代表性的是催化氧化脫硫醇。二、催化氧化脫硫醇法

1.催化氧化脫硫醇原理催化氧化脫硫醇法是利用一種催化劑使油品中的硫醇在強(qiáng)堿液（NaOH）及空氣存在的條件下氧化成二硫化物，最常用的催化劑是磺化酞菁鈷和聚酞菁鈷等金屬酞菁化合物，其化學(xué)反應(yīng)為：催化氧化脫硫醇法可用于精制液化石油氣（液態(tài)烴）、汽油、噴氣燃料、柴油以及烷基化、疊合和石油化工生產(chǎn)的原料。也可以處理硫醇含量較高的催化裂化汽油、熱裂化汽油和焦化汽油。2.催化氧化脫硫醇工藝流程

催化氧化脫硫醇法的流程包括抽提部分和氧化脫臭部分。

催化氧化脫硫醇工藝流程

3.催化氧化脫硫醇操作條件

催化氧化脫硫醇法所使用的催化劑磺化酞菁鈷的平均分子量為730，鈷含量8.1%，硫含量為8.8%。催化劑在堿溶液中濃度一般為10～125μg/g，催化劑壽命為8000～14000m3原料／kg催化劑，氫氧化鈉溶液濃度為4%～25%，常用為10%。此法的反應(yīng)全部在液相中進(jìn)行，除抽提部分的再生段（氧化塔）在40℃左右外，其余都在常溫下操作，壓力為0.4～0.7MPa。脫硫醇后的成品中的硫醇含量可降低到幾個或十幾μg/g，液化石油氣的硫醇脫除率可達(dá)100%，汽油的硫醇脫除率也可達(dá)80%以上。1．酸堿精制工藝流程：預(yù)堿洗—酸洗—水洗—堿洗—水洗影響因素：溫度，硫酸用量和濃度，堿用量和濃度，反應(yīng)時間及電場梯度原理：利用酸和堿對燃料