4章重质油及加工 第一节重质油及其分离表征方法 技术
3.2.4 重质油溶剂脱沥青工艺技术
KH 对于重油的主要性质应该是一个单调的函数 无论重油的来源如何，只要具有相同的性质，KH 就应该 有相同的数值 KH 能预测重油的反应性能 引入反映化学结构性质的H/C比
K
1 . 216 T .6 d 15 15 . 6
1/ 3
K H 10
21
60
80
100
0 0 20 40 60 80 100 Yield, wt%
CCR,%
Yield, W t%
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Yield, wt%
Saudi Arabia
15
Shengli
400 350
10
V,ppm
300 250 200 150 100 50
30.00
8.00
20
20.00
0 2 4 6 8 10 12
20.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
4.00
KH
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
0.00 4.00 6.00 8.00 10.00
KH
Characterization index
characteristic parameter, KH
13
14
6、溶剂脱沥青工艺
溶剂脱沥青过程需要采用数倍于原料油的溶剂，其 溶剂回收部分的能耗很高，这是制约其发展的因素 之一 脱油沥青的清洁利用是制约溶剂脱沥青发展的另一 重要因素
二、超临界流体萃取分馏－SCFE
SCFE—supercritical fluid extraction 重质油国家重点实验室对国内外多种减压渣油用超 临界溶剂萃取分馏法进行了系统的研究，结果表明 这是一种分离重质油的很有效手段
重质油热加工工艺技术
《现代石油加工技术》教学课件第3章重质油及加工技术孟祥海本章主要内容第一节重质油及其分离表征方法第二节重质油加工工艺技术重质油加工现状重质油催化裂化工艺技术2重质油溶剂脱沥青工艺技术重质油加氢转化工艺技术重质油热加工工艺技术第三节重质油加工工艺的选择及组合加工工艺重质油热加工工艺技术一、重质油热加工概况二、重质油减粘裂化工艺三、重质油焦化工艺四重质油热加工工艺技术3四、重质油热加工工艺技术一、重质油热加工概况重质油热加工过程是指靠热的作用，将重质原料油转化成气体、轻质燃料油和焦炭的工艺过程4重质原料油气体轻质燃料焦炭1、热加工过程分类热裂化：以石油重馏分或渣油为原料生产汽油和柴油的过程，1913年工业化，后逐渐被催化裂化取代高温热解：由轻烃或轻质油生产乙丙烯的主要过程5减粘裂化：将重油或减压渣油经轻度裂化使其粘度降低以便符合燃料油的使用要求焦炭化：以减压渣油为原料生产汽油、柴油、中间馏分（焦化蜡油，CGO ）和焦炭焦炭化和减粘裂化属渣油热加工过程，至今仍广泛应用2、重质油热加工的特点热加工是目前重质油加工的主要途径，约占重质油加工量的60%原料适应性大，AR 、VR ，杂原子含量、沥青质含量和残炭值可以很高6不需要催化剂或溶剂流程简单，投资和操作费用均较低，往往能取得较好的经济效益原料转化率低，产物性质不理想，均含有较多的不安定组分，必须进行加氢精制将其中的不饱和烃及非烃化合物进行转化二、重质油减粘裂化工艺Visbreaking ，以重油为原料的浅度热裂化过程温度较低400~450℃，反应时间较短，转化率一般不高其目的产物以粘度较低的燃料油为主，同时还产生7少量轻质馏分油也有的装置采用较苛刻的条件（主要是延长反应时间）以提高转化率，为进一步轻质化提供原料二、重质油减粘裂化工艺闪蒸分馏裂化气汽油减压渣油8塔塔柴油减粘渣油加热炉水✓注入约1%的水，以避免炉管内结焦✓加热炉出口注入急冷油，降低温度终止反应，以免后续管路结焦✓流程简单，目的产品为减粘渣油二、重质油减粘裂化工艺反应分馏裂化气汽油柴油减压渣油9塔塔减粘渣油加热炉水✓蒸发塔换为反应塔，延长反应时间，提高轻油收率✓反应器出口注入急冷油，降低温度终止反应，以免后续管路结焦✓流程简单，目的产品为轻油和减粘渣油三、重质油焦化工艺焦化（焦炭化，coking ）是以减压渣油为原料，在高温（400～550℃）下进行深度热裂化和缩合反应的热加工过程相对于减粘裂化，焦化的反应温度高，反应时较长10其主要产物是焦化汽油、柴油和蜡油三、重质油焦化工艺焦化过程的产物有气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭气体：7%~8% 汽油：14%~16% 柴油：35%~37%液收：70%~80%11 蜡油：20%~25%焦炭：15%~24%三、重质油焦化工艺焦化汽油和焦化柴油不饱和烃含量高，而且含硫、含氮等非烃类化合物的含量也高安定性很差，必须经过加氢精制等精制过程才能作为商品汽柴油的调和组分12焦化蜡油主要是用作催化裂化原料，焦化柴油也可以用作加氢裂化或催化裂化原料焦化蜡油中碱性氮含量高，不能直接作为催化裂化的原料，往往在VGO 中掺炼三、重质油焦化工艺焦炭（石油焦）可用作冶炼工业或其它工业用的燃料，还可用于高炉冶炼如果焦化原料及生产方法选择适当，石油焦经锻烧及石墨化后，可用于制造炼铝、炼钢电极13当原料来自含硫原油时，所产的焦炭会因其硫含量过高而难以利用焦化气体含有较多的甲烷、乙烷以及少量的丙烯、丁烯等，可用作燃料或制氢原料三、重质油焦化工艺优点可加工各种劣质渣油工艺简单，操作灵活，投资低14缺点液体产品质量差焦炭产率高尽管它尚不是一个十分理想的渣油轻质化过程，但十分重要，占重油加工总量的比例相当大三、重质油焦化工艺工艺过程延迟焦化 流化焦化灵活焦化151、延迟焦化延迟焦化－Delayed Coking延迟焦化是利用在热转化率（热转化深度）较低时重油不易结焦特点，让重油快速通过焦化炉炉管并获得重油轻质化所需要的能量，使生焦反应“延迟16到焦炭塔”的工艺过程延迟焦化的原料广泛，可以处理残炭值高达50%的残渣原料，以及催化裂化油浆、热裂化渣油及溶剂脱油沥青等1、延迟焦化17延迟焦化工艺原理流程图2、流化焦化流化焦化－Fluid Coking 连续生产过程反应器内是灼热的焦炭粉末（20~100目）形成的18流化床，焦粉在油气及底部进入水蒸气的作用下流化反应温度480~560℃反应后焦炭粒径增大，之后在加热器内部分燃烧，减小粒径并提供热反应所需的热量2、流化焦化192、流化焦化与延迟焦化相比，具有以下特点汽油产率低而中间馏分（柴油+蜡油）产率高 焦炭产率低，为残碳值的1.15倍DC 1.5~2倍加热炉只预热，避免了炉管结焦，可处理更劣质的原料20为连续生产过程焦炭为粉末状，难以煅烧，只能用作燃料工艺和技术复杂缺点3、灵活焦化灵活焦化－Flexicoking在流化焦化的基础上多设置了一个流化床气化器在800～950℃下用蒸汽和空气来气化焦炭，生产21空气煤气，不生产流化焦空气煤气的显热用于加热原料空气煤气的用途不好，炼厂消耗不了，外销不畅技术和操作复杂，投资高第一套1976年在日本投产后，未被广泛采用3、灵活焦化22四、重质油热加工工艺技术1、临氢减粘裂化2、催化减粘裂化3、Soaker 减粘裂化E reka 234、Eureka 渣油热转化5、HSC 深度热转化6、ART 渣油预处理7、FTC 流化热裂化1、临氢减粘裂化临氢减粘裂化指的是有H 2存在下的减粘裂化不使用催化剂，不同于催化加氢氢的作用：抑制自由基链增长，抑制缩合反应当转化率相同时缩合产物的产率低于不存在氢气时的24当转化率相同时，缩合产物的产率低于不存在氢气时的产率以不生成焦炭为反应转化率的限度，临氢减粘裂化的最大转化率高于常规减粘裂化的最大转化率1、临氢减粘裂化与常规减粘裂化相比，临氢减粘的产品稳定好，原料转化率可以提高，产品的粘度可以更低供氢剂的效果比氢气更好，常用的供氢剂是四氢萘反应过程中，四氢萘分子中环烷环的亚甲基上的氢原子25因相邻芳香环的影响而比较活泼，易于被自由基夺走，四氢萘转化为萘的同时提供活泼氢过程常规减粘裂化临氢减粘裂化供氢剂减粘裂化最大转化率，wt%27.930.545.9孤岛减压渣油在不生焦条件下的最大转化率1、临氢减粘裂化减压供氢剂氢气分裂化气汽油26渣油加热炉水临氢减粘裂化工艺流程示意图馏塔柴油减粘渣油2、催化减粘裂化催化减粘裂化：在减粘裂化过程中使用催化剂，以提高传统热减粘裂化工艺的轻质油收率类型非临氢27临氢（1）非临氢催化减粘裂化Mobil 公司开发的以SeO 2为催化剂，担载在惰性担体材料上，直接混入渣油进料中一起进加热炉在减粘裂化过程中，部分氢从渣油中转移出来与裂化产28生的不稳定分子碎片反应，从而使这些不稳定的裂化产物稳定减粘裂化反应时加入SeO 2催化剂可以使渣油中转移出来的氢明显增加，从而可以抑制生焦过程，在不缩短开工周期的前提下增加工艺过程的反应深度（1）非临氢催化减粘裂化催化剂加入量为渣油原料的0.001%~1%，催化剂可以一次通过，也可以循环使用裂化气汽油29分离装置柴油减粘渣油减压渣油加热炉蒸汽新鲜催化剂循环催化剂（2）临氢催化减粘裂化临氢催化减粘裂化--催化加氢减粘裂化Phillips 公司提出用钼化合物与二羟基苯（或其它多酚类）化合物作为分散型催化剂的临氢催化减粘裂化过程30采用高分散型催化剂（包括水溶性催化剂和油溶性催化剂）的渣油悬浮床加氢技术都可用于临氢催化减粘裂化3、Soaker 减粘裂化Shell 开发的主要用于生产馏分油和燃料油可以在工艺流程中添加一个真空闪蒸塔，以得到额31外的瓦斯油馏分作为催化裂化或加氢裂化的原料该工艺经济效益良好3、Soaker 减粘裂化减压渣油分馏塔裂化气汽油柴油急冷油480 ℃32加热炉水减粘渣油减粘裂化的关键操作参数是温度和反应时间加热炉出口温度480℃，温度偏高，不利于加热炉的设计和操作温度，℃485470455440时间，min1248达到相同的转化率的温度和对应的时间3、Soaker 减粘裂化分裂化气汽油急冷油430 ℃soaker33减压渣油加热炉水馏塔柴油减粘渣油添加soaker 反应器后，加热炉出口温度可以降低，加热炉的操作更加缓和450 ℃气体2.3汽油, IBP~165 ºC 4.7, 165~350 ºC 14.0Soaker 减粘裂化的产物产率, wt%3、Soaker 减粘裂化34柴油,瓦斯油, 350~520 ºC 20.0减粘渣油, >520 ºC59.0原料：典型的中东减压渣油(残炭~25 wt%, 硫含量~5 wt%)4、Eureka 渣油热转化Chiyoda （日本千代田）公司开发的一种重油热裂化工艺减压渣油预热后进入分馏塔的底部与循环油混合，混合物经过加热炉后进入反应系统35反应系统包括两个交替使用的间歇反应器反应器内注入过热蒸汽，用于将裂化产物汽提出反应器，并提供裂化所需的部分热量反应结束后，对反应器底部的产物进行急冷4、Eureka 渣油热转化油气与蒸汽自反应器顶部离开进入后续的分馏塔分馏塔的上部是一个常规的分馏塔，裂化油的重组分从侧线抽出Eureka 36工艺用相当数量的过热蒸汽，在低压下使渣油深度转化过热蒸汽增加额外热量，减少油气分压，增加对馏出油的汽提率4、Eureka 渣油热转化与延迟焦化相比，Eureka 工艺的特点渣油转化率与延迟焦化接近裂化馏出油收率65%~70%，与延迟焦化接近不生产石油焦，而生产高软化点的沥青374、Eureka 渣油热转化38Eureka 渣油热转化工艺流程示意图4、Eureka 渣油热转化Eureka延迟焦化原料Gravity, ºAPI 5.9 5.9残炭，wt%22.422.4>538℃含量，wt%89.089.0h 324Eureka 工艺与延迟焦化的对比39操作条件操作周期，加热炉出口温度，℃495500反应器最大温度，℃437435压力（表压），atm0.3 1.4产率，wt%裂化气5.310.4汽柴油（C5~370℃）33.639.3瓦斯油（370~500℃）28.416.3沥青32.7-焦炭-34.04、Eureka 渣油热转化原料Gravity, ºAPI 7.6S 含量，wt% 3.9庚烷沥青质，wt%5.7残炭，wt%20.0Ni+V ，ppm338产物轻油（C5~240℃），wt%14.9Eureka 工艺的原料与产物分布和性质数据40S 含量，wt% 1.1N 含量，wt%<0.1瓦斯油（240~540℃），wt%50.7Gravity, ºAPI 21.3S 含量，wt% 2.7N 含量，wt%0.3沥青（>540℃），wt%29.6S 含量，wt% 5.7N 含量，wt% 1.2Ni+V ，ppm11755、HSC 深度热转化HSC ：high conversion soaker cracking HSC 是一个转化率介于减粘裂化和焦化之间的裂化工艺与其它的热裂化工艺相比，该工艺的气体产率低，41馏分油产率高该工艺可加工高硫含量、高金属含量的原料，包括渣油、油砂沥青、减粘渣油等5、HSC 深度热转化HSC 工艺采用连续反应器，而Eureka 工艺采用两个间歇反应器原料油预热后进入分馏塔的底部与循环油混合，混合物经过加热炉后进入soaking 反应器42该反应器接近常压操作，蒸汽从反应器底部注入，并提供足够长的停留时间以便大分子烃类完成裂化反应5、HSC 深度热转化在反应器内设有穿孔的挡板（塔盘），原料和部分产品向下运动，蒸汽、裂化气及馏分油蒸气向上通过挡板，与向下运动的物料逆流接触挥发性的产物从反应器顶部进入分馏塔，得到相应43的产品裂化气脱硫压缩后作为炼厂的燃料气；瓦斯油经加氢处理后作为催化裂化或加氢裂化的原料；渣油可用作锅炉燃料、道路沥青原料、焦化原料或者部分氧化的原料5、HSC 深度热转化44HSC 深度热转化工艺流程示意图5、HSC 深度热转化原料Iranian VRMaya VR Gravity, ºAPI 5.7 2.2S 含量，wt% 4.8 5.1N 含量，wt%0.60.8庚烷沥青质，wt%11.319.0残炭，wt%22.628.7HSC 工艺的原料与产物分布和性质数据45Ni+V ，ppm274770产品石脑油（C5~200℃），wt%6.3 3.8Gravity, ºAPI 54.451.5S 含量，wt%1.1 1.1柴油（200~350℃），wt%15.012.3Gravity, ºAPI 30.229.5S 含量，wt% 2.6 3.1N 含量，wt%0.10.15、HSC 深度热转化原料Iranian VRMaya VR产品瓦斯油（350~520℃），wt%32.218.6Gravity, ºAPI 16.416.5S 含量，wt% 3.5 3.7含量0303HSC 工艺的原料与产物分布和性质数据46N 含量，wt%0.30.3减压渣油（>520℃），wt%43.262.0S 含量，wt% 5.8 5.6N 含量，wt% 1.0 1.2残炭，wt%49.246.8Ni+V ，ppm6011280相对于Eureka 工艺，HSC 工艺的石脑油产率低，减压渣油产率高6、ART 渣油预处理ART ：Asphalt Residue Treatment Englehard 和Kellogg 联合开发主要目的是为催化转化过程提供较低残炭值和金属47含量的原料其工艺流程与流化催化裂化的非常相近，但不使用催化剂，而用无催化活性的热载体载体是一种惰性物质，其筛分组成及物理结构与催化裂化催化剂相近6、ART 渣油预处理渣油在反应器内与高温（500℃）的热载体接触，渣油中部分轻组分气化，较重组分在热载体上热裂化，反应生成的焦炭沉积在载体上，裂化产物与气化的轻组分一起离开反应器48沉积结焦的载体循环到再生器，经空气烧焦后返回反应器反应产物以重质馏分油为主此过程起到脱碳脱金属的作用，同时也有一定程度的脱硫、脱氮作用6、ART 渣油预处理主要特点采用了热载体，焦炭不作为产品而是沉积在载体上，在再生器内烧焦放出的热量作为气化和裂化反应的热源一般情况下，烧焦放出的热量大于本装置的需要，余热49可用于发生蒸汽此工艺的复杂程度和投资与催化裂化的相当国内洛阳石化工程公司开发了类似的工艺，ROP (Residual Oil Processing)7、FTC 流化热裂化FTC ：fluid thermal cracking一种将重油或渣油热裂化生产馏分油和焦炭，并且焦炭气化生产燃料气的工艺技术重油原料与来自分馏塔的循环油混合后进入反应器50，油类分子在毛细作用下立即被吸附到固体颗粒的微孔内，并发生热裂化反应固体颗粒没有催化性能，但是通过流化状态使中间馏分具有较高的收率和选择性7、FTC 流化热裂化从分馏塔得到的含氢气体用作反应器内颗粒的流化介质流化介质中氢气的存在抑制了因金属沉积造成的过度结焦51沉积焦炭的固体颗粒离开反应器后进入气化器，焦炭与蒸汽及空气反应生成CO 、CO 2、H 2和H 2S 再生后的热颗粒返回反应器7、FTC 流化热裂化52FTC 流化热裂化工艺流程示意图7、FTC 流化热裂化原料Gravity, ºAPI 6.4S 含量，wt% 4.5残炭，wt%21.9Ni+V ，ppm500产物石脑油（C5~150℃），wt%14.9Gravity ºAPI 571FTC 工艺的原料与产物分布和性质数据53Gravity, ºAPI 57.1S 含量，wt%0.4中间馏分（150~310℃），wt%34.4Gravity, ºAPI 39.5S 含量，wt%1.4瓦斯油（310~525℃），wt%21.8Gravity, ºAPI 18.7S 含量，wt% 3.1N 含量，wt%0.2焦炭19.0问题与思考热加工过程分为哪几类？各有什么特点？渣油的热反应有什么特点？延迟焦化与减粘裂化的原理是怎样的？54重质油热加工新工艺技术有哪些？临氢减粘裂化工艺中氢气的作用是什么？Eureka 渣油热转化工艺相对于延迟焦化有何特点？。
第4章 油脂取制与加工
16-20
40-50 35-45
14-25
50-58 45-54
13-22
35-56
14-16
30-45 25-35 24-30 16-26 15-25 30.4 12-17 17-28 28-38
1.5-3.0 0.5
0.5-0.6 1.2-1.8
----0.5-1.0 ----------------
的一种复杂的混合物，由甘油和高级脂肪酸形成的
甘油三酸酯。其中脂肪酸相对分子质量占90％，甘
油仅占10％，脂肪酸性质及结合形式决定了油脂的
物理状态和性质。
CH2OOC(CH2)16CH3
CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOCH
1-硬脂酸酯-2-油酸酯-3肉豆蔻酸酯
CH2OOC(CH2)12CH3
预处理–轧胚
预处理–轧胚
目的：通过轧辊的碾压和油料细胞之间的相互作用，破 坏油料细胞壁，料坯成片状，缩短油脂排出路程，提高 制油时出油速度和出油率。 要求：料坯厚薄均匀，大小适度，不露油，粉末度低 （过20目筛物质不超过3％） ，有一定的机械强度。 生坯厚度要求（小于）：大豆为0.3 mm，棉仁0.4 mm， 菜子0.35 mm，花生仁0.5mm。
碘价<80为不干性油； 碘价80~130为半干性油； 碘价>130为干性油。 植物油脂大部分为半干性油。
油脂制取–化学成分
油料未完全成熟及加工、储存不当时，常引起油 脂的分解而产生游离脂肪酸，常用酸价反映油脂中游 离脂肪酸的含量。
酸价为中和1g油脂中游离脂肪酸所用氢氧化钾的 毫克数。
油脂制取–化学成分
预处理–蒸炒
蒸炒方法按制油方法和设备的不同分为两种： 1、湿润蒸炒 ：生坯先经湿润，水分达到要求，然后 进行蒸坯、炒坯。 一般湿润蒸炒料坯水分≤ 13％~14％，适用于浸 出法制油以及压榨法制油；高水分蒸炒料坯水分高达 16％，仅适用于压榨法制油。
人教版高中化学选修五第四章第一节油脂教学课件共28张PPT
动、植物油脂中都含有油酸，油酸中含有双 键，在空气中放置时间久了，由于氧化而产生过 氧化物和醛类等，使油脂变质，带有一种难闻的 “哈喇”味，这种油脂就不能食用了。
思考： 油脂属于酯类，根据结构特点，应具有什么性质？
三、油脂的化学性质
3.油脂的水解
（1）酸性条件下
C17H35COOCH2
C17H35COOCH2
C15H31COOCH2
C17H35COOCH
C17H35COOCH
C17H35COOCH2
C19H31COOCH2
（1）按油脂分子中烃基(R-)是否相同：
单 混甘 甘油 油酯 酯（ （RR11RR22
R3相同） R3不相同）
天然油脂大都为混甘油酯，天然油脂都是混合物，
观察现象。
思考：这两种油脂能否相互转化？
C17H33COOCH2 C17H33COOCH C17H33COOCH2
C17H35COOCH2 C17H35COOCH C17H35COOCH2
三、油脂的化学性质
1.油脂的氢化(硬化)Fra bibliotek液态的油
氢化或硬化
C17H33COOCH2 C17H33COOCH + 3H2 Ni
是极性基团，极易溶于水，具有亲水性； （2）憎水基－－肥皂结构中的烃基－R，不溶于，
但极易溶于有机溶剂，具有亲油性质；
思考：怎样的物质具有去污能力?
凡具有亲、憎水基的物质都有一定的去污能力。
四、合成洗涤剂 常见的合成洗涤剂的活性成分大多数为：
二、油脂的组成和结构
学案1：观察某油脂的结构简式和形成过程，回答问题。
1、油脂的结构 某油脂的结构简式如右图： 含氧官能团有：__酯__基__，属于_酯__类 化合物。 2、油脂的形成 完成学案第二问 定义：是高级脂肪酸和甘油形成的酯，属于酯类化合物。
重质油化学与加工
再生器
上段稀相段，下部为密相段 密相段的有效藏量：由烧碳负荷及烧碳强度决定。
– 有效藏量——是指处于烧碳环境中的藏量。 密相区的直径：由空塔气速决定：
塔103 第二再生器
塔104 脱气罐
一、催化裂化的工艺流程
4．分馏系统
将反应油气分离成裂化气（富气）、粗汽油（初馏 点～200℃）、轻柴油（200～350℃）、回炼油（350～500℃）及油 浆（>500℃）。
5．吸收－稳定系统
将裂化气（富气）和粗汽油（初馏点～200℃）进一步 分离成干气（H2、H2S、C1～C2）、液化气（C3～C4）及稳定汽 油（初馏点～200℃） 。
二、催化裂化的原料和产物
1、原 料
类别
原料来源
特点
馏分油催化裂化 1. 减压馏分油（减 1. 含芳烃不多，易裂
二、三线、常四
化，轻油收率高，
30～60年代
线）
优质催化料
（原料350～500℃，
C20~C36）
2. 焦化馏分油（焦 2. 含芳烃较多，较难
化汽、柴油）
裂化，不单独使用
3. 溶剂精制抽出油 3. 含芳烃更多，更难 裂化，只能掺对用
2、产物分布
40
35
30
25
20
16
15
10 4
5
0 干气 液化气
40 30
10 汽油 柴油 焦炭
干气 液化气 汽油 柴油 焦炭
二、催化裂化的原料和产物
3、产物特性
1) 气体的组成以C3、C4为主，两者合计占气体的80%，其中 烯烃占2/3，C4中相当部分是异构的。
3.2.1 重质油加工工艺技术
第3章 重质油及加工 技术
孟祥海
本章主要内容
第一节 重质油及其分离表征方法 第二节 重质油加工工艺技术
重质油加工现状 重质油催化裂化工艺技术 重质油溶剂脱沥青工艺技术 重质油加氢转化工艺技术 重质油热加工工艺技术
第三节 重质油加工工艺的选择及组合加工工艺
12
2
问题与思考
重质油轻质化的途径有哪些？ 重质油加工的类型有哪些？其中哪些属于物理过程 ，哪些属于化学过程？哪些是加氢方式，哪些是脱 碳方式？ 重质油加工的主要问题有哪些？
13
3
9
3、重质油加工的基本状况
上述四类重油加工过程并不是孤立的，单独采用某 一种过程往往还不能得到理想的产物分布，这就需 要将若干个过程组合起来才能取得较理想的效果 例如：经焦化得到的中间馏分、经重油加氢裂化得 到的尾油以及经溶剂脱沥青得到的脱沥青油均可作 为催化裂化的原料，以制取汽油和柴油等轻质油品
10
6
1
2、重质油加工过程的类型
①溶剂脱沥青 （物理过程） 以分出沥青方式脱碳 ②热转化
生成焦炭方式脱碳 ③重油催化裂化 （化学过程） ④重油加氢
减粘裂化过程既不脱碳又不加氢，氢碳比基本不变
7
3、重质油加工的基本状况
Feedstock
FCC
Deasphalting
Visbreaking
Coking
Hydroconversion
18% 加氢过程
8
3、重质油加工的基本状况
热转化
对原料要求比较灵活，装置投资相对少，处理量在总重 油加工能力中约占60%，为重油加工的主要途径
催化加氢
虽是理想手段，但由于装置投资较高，包括氢耗在内的 操作费用也较高，其发展受到限制
重油四组分分离工艺流程
重油四组分指的是重油中的四个主要组分，即沥青基质、沥青质、蜡质和油基。
以下是一种常见的重油四组分分离工艺流程：
加热和预处理：将原油经过加热，使其达到适宜的处理温度。
预处理主要包括去除杂质、分解重油中的蜡质和胶质等操作。
精制塔分离：将热处理后的原油送入精制塔进行分离。
在精制塔中，重油将在不同温度区域逐步分离成沥青基质、沥青质、蜡质和油基等组分。
加氢处理：将分离后的沥青基质和沥青质经过加氢处理。
加氢通过加入氢气，以催化剂的作用，将沥青基质和沥青质的分子结构调整，提高其质量和稳定性。
蜡质分离：将分离后的蜡质通过降温和过滤等操作进行分离。
蜡质可以进一步用于生产蜡或其他产品。
油基提取：将分离后的油基进行进一步处理，如脱色、脱臭等操作，以获得高质量的油基产品。
需要注意的是，不同炼油厂可以采用不同的工艺流程进行重油四组分分离，具体流程可能会有所不同。
以上仅是一种常见的工艺流程，供参考。
石油分析实验——重质油的蒸馏分离方法
实验过程中，注 意观察仪器仪表 的读数，及时调 整实验条件。
实验结束后，及 时清洗仪器设备 ，并按照操作规 程进行关机和维 护。
实验过程中，注 意安全，避免烫 伤、触电等事故 发生。
实验误差控制
仪器校准：确保仪器准确度，减少误差 样品处理：确保样品均匀，避免偏倚 操作规范：严格按照实验步骤操作，避免人为误差 数据处理：合理选择数据处理方法，减少误差影响
温度计：用于测量蒸 馏温度
加热板：用于加热蒸 馏烧瓶
重质油样品：用于蒸 馏分离
溶剂：用于溶解重质 油中的杂质
过滤装置：用于过滤 杂质
收集器：用于收集蒸 馏出的气体
实验操作流程
组装蒸馏装置：将蒸馏装置按 照说明书组装好，确保各部件
连接紧密。
观察温度变化：在加热过程中， 观察温度计的读数，记录不同
温度下的蒸馏情况。
停止加热：当蒸馏达到预定温 度时，停止加热，让蒸馏装置
自然冷却。
整理实验数据：整理实验过程 中记录的数据，撰写实验报告，
分析实验结果。
准备实验材料：包括重质油、 蒸馏装置、温度计、冷凝管等。
加热重质油：将重质油倒入蒸 馏烧瓶中，然后用酒精灯加热。
收集馏分：在蒸馏过程中，用 冷凝管收集不同温度的馏分，
实验步骤
实验前的准备
准备实验所需的仪器 和材料，如蒸馏烧瓶、 冷凝管、温度计等。
检查仪器设备的完好性 和准确性，确保实验顺
利进行。
阅读和理解实验操作规 程，确保实验操作规范
和安全。
准备实验记录本，记录 实验过程中的数据和观
察结果。
实验设备与试剂
蒸馏烧瓶：用于蒸馏 重质油
冷凝管：用于冷凝蒸 馏出的气体
误差来源：实验操作、仪器精度、 环境因素等
3.3 重质油加工工艺选择及组合加工工艺
气体 汽、柴油
VR
DC
HT
CGO
焦炭
气体 汽、柴油
H-CGO
FCC
气体 汽、柴油 油浆
VR
DC
焦炭
气体 汽、柴油
CGO
气体
HC
汽、煤、柴
尾油
21
3、延迟焦化-催化裂化/加氢裂化
首先通过延迟焦化加工高硫渣油，焦化蜡油进行加 氢裂化，或者经过加氢处理后进行催化裂化，催化 裂化油浆作为延迟焦化的原料
该组合工艺通过焦化脱除渣油中的绝大部分重金属 和沥青质等，轻质油收率相对较高，但是生产的油 品需要进行加氢精制
19
2、重油加氢-延迟焦化-加氢/催化裂化
焦化汽油加氢后可作为乙烯或者重整原料，利于降 低混合汽油的烯烃含量 相对来说，“重油加氢-延迟焦化-加氢裂化”的轻 油收率较“重油加氢-延迟焦化-催化裂化”的高， 但是其投资和操作费用也高 美国墨西哥湾的许多炼油厂在加工高硫原油时多采 用该组合工艺
20
3、延迟焦化-催化裂化/加氢裂化
5
1、重油加工工艺的转化率及适用条件
>343 ℃渣油改质工艺的适用范围
6
1
2、重油加工工艺的比较
渣油催化裂化处理低金属、低硫、低残炭的渣油， 操作压力低、温度高，但其转化率也高
焦化工艺一般处理高硫、高金属（>300 ppm）、 高残炭的渣油，操作压力低而温度高，转化率一般 为50%~70% 渣油加氢工艺处理高硫、中等金属含量和残炭的原 料油，操作压力高、温度高、转化率一般为30%左 右，根据要求转化率可以更高，未转化油可以作为 低硫燃料油或作为催化裂化原料
26
4、溶剂脱沥青-催化裂化/加氢裂化
由于沥青的收率比焦化工艺所产焦炭的收率高，故 其轻油收率相对较低，但是其沥青的发电量也高， 通常用于炼化一体化项目中，通过减少外购电量来 进一步提高全厂的经济效益 我国在福建泉州于2008年建成的炼化一体化项目 采用“溶剂脱沥青-沥青气化-脱沥青油加氢处理-催 化裂化”组合工艺
人教版高中化学选修5-有机化学基础-第四章-第一节-油脂(第1课时)
R1 C O O
R2 C O O
R3 C O
CH2
（2）如果R1、R2、R3相同， 这样的油脂称为单甘油酯；
如果R1、R2、R3不相同，称为
CH 混甘油酯。
（3）天然油脂大都为混甘
油酯，且动、植物体内的油
CH2
脂大都为多种混甘油酯的混 合物，无固定熔、沸点。
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油脂的组成和结构
【说明】
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油脂的组成和结构
3、 “油脂”能写成“油酯” 吗？
“脂”通常指油脂，是指一类特殊的酯类 物质，即高级脂肪酸甘油酯，属于酯类。 “脂”有时还用于高分子化合物，如聚氯乙 烯树脂，酚醛树脂。
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油脂的组成和结构
随堂训练——判断正误
1、单甘油酯是纯净物，混甘油酯是 混合物。 （错）
R可以是饱和的烃基也可以是不饱和的烃基 天然油脂大都为混甘油酯 包含两层意义，一是同一分子中的R1R2R3不同 二是天然油脂由不同分子组成的混合物。 油脂的饱和程度对其熔点的影响： 饱和高级脂肪酸形成的甘油脂熔点较高，呈 固态； 不饱和高级脂肪酸形成的甘油脂熔点较低， 呈液态。
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油脂的组成和结构
2.什么是酯化反应？
酸（有机酸或无机酸）和醇反应，生成酯
和水的反应叫做酯化反应。
浓H2SO4
CH3COOH+HOCH2CH3
CH3COOCH2CH3+H2O
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油脂的组成和结构
O
CH2-OH
3C17H35COOH CH -OH
+
CH2-OH
浓H2SO４
重质油加工工艺综述PPT课件
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三. 重质油加工工艺的现状
2. 加氢裂化 • 加氢裂化工艺的特点是产品灵活性大，产品质量好，在炼厂装置组成中占有重要地位，可以起到根据市场
变化调节产品种类的作用。其生产的石脑油可作为 • 汽油组份或作为催化重整原料生产BTX芳烃 • 可以生产喷气燃料和低硫柴油 • 可以生产BMCI值低的尾油作乙烯裂解原料或润滑油原料
• 加氢裂化技术渊源于上世纪30年代在德国应用的煤焦油加氢裂化，由于其操作条件苛刻（压力22.0MPa， 温度400~420℃，室速0.64h-1）在二战后没有继续应用。
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三. 重质油加工工艺的现状 • 直到上世纪60年代，对汽油的需求增长很快，而当时催化裂化的转化率低，
加氢裂化工艺过程分类 加氢裂化工艺过程
单段（反应器间不进行产品分离）
两段（一段和二段间进行产品分离）
只有一个HC反应器
• 单一催化剂 • 低硫低氮原料
HT+HC 一个或两个反应器
• 两种催化剂 • 高硫高氮原料
HT+HC （两个反应器）
• 两种催化剂 • HT段产品进行分离 • 尾油循环至HC反应器
• 在FCC工艺方面，我国已开发出DCC、MIP、MGG、FDFCC、 TSRFCC等新技术。有的技术如DCC已出口到国外；
• 在催化剂方面我国已开发出REY、USY、REHY、ZRP等沸石系列FCC 催化剂，有的已向国外出口。
• 在催化剂烧焦再生方面也开发了单器再生、双器两段再生、快速床再 生（烧焦罐）、重叠式再生等多种型式。
• 贵金属组分则以Pt、Pd为主，多以金属状态使用
• 在以生产中间馏分为主的加氢裂化催化剂，普遍采用Mo-Ni或Mo-Co， 以生产润滑油料为主时则采用W－Ni
重质油加工技术的研究与发展
重质油加工技术的研究与发展一、引言随着全球经济的不断发展和人们对于能源的需求越来越大，世界上重质油储量的开发和利用也成为了一个热门的话题。
重质油的加工技术与发展也因此备受关注。
本文将从重质油的定义、加工技术的现状、最新的研究成果等方面着手，系统地探讨重质油加工技术的研究与发展。
二、重质油的定义与特征1. 定义重质油是指相对密度在0.87以上，蒸馏范围在340℃以上的石油原油，也被称为“渣油”或“残油”。
2. 特征（1）高粘度。
重质油的黏度远远高于常规的轻质原油，常常是常温下具有高黏稠度的稠油状。
（2）高含硫量。
重质油中含有大量的硫元素，可能超过5%。
（3）高金属含量。
重质油中可能含有多种金属元素，如钴、镍、铜、钒等。
（4）高碳残留率。
重质油的碳残留率通常超过20%。
三、重质油加工技术的现状传统的重质油加工技术主要包括热裂解、加氢裂化、加氢裂解等。
现如今，重质油加工技术已经有了很多新的发展，其中最为重要的是仿生反应器技术和催化裂解技术。
1. 仿生反应器技术仿生反应器技术将仿生学的基本原理应用于重质油的加工中，其主要原理是利用生物体内的反应器技术来进行反应条件的优化和催化物的适应性调节。
仿生反应器技术主要分为两种，一种是利用微生物进行重质油加工，另一种是利用与微生物代谢类似的人工催化剂代替微生物。
2. 催化裂解技术催化裂解技术是目前应用最为广泛的重质油加工技术之一，它的主要作用是利用催化剂将重质油中的高分子化合物裂解成低分子化合物，从而提高石油产品的收率和品质。
目前，随着催化剂技术的不断发展和完善，催化裂解技术已经成为了重质油加工技术中最为有效的一种方法之一。
四、最新研究成果1. 自动化控制技术近年来，自动化控制技术在重质油加工领域的应用越来越广泛，通过控制反应过程的各个参数，如温度、压力、流量等，能够有效地提高催化剂的利用效率，降低磨损，还能够缩短生产周期和提高产品质量。
2. 新型催化剂的研发新型催化剂的研发是当前重质油加工技术领域的热门话题之一。
第四章第一节(优秀版)word资料
第四章第一节（优秀版）word资料第四章生命中的基础有机化学物质第一节油脂主备教师徐鸿昌一。
内容与解析教学内容：（1）油脂的概念；（2）油脂的物理化学性质内容解析：本节课要学的内容是油脂的概念、结构和性质，指的是知道油脂的氢化、油脂的水解原理。
之前，学生已经学习了乙酸和乙醇发生酯化反应的原理，对酯的结构和性质有了比较深入的了解。
本节课就是在此基础上继续学习具有特殊结构的酯类——油脂。
通过联系实际、观察实验现象及主动探索结构与性质的关系是学好本节知识的关键。
本节课的重点是熟悉油脂的结构和了解油脂的氢化及水解，解决重点的关是书写化学反应方程式，尤其是油脂的皂化反应方程式。
二。
目标与解析教学目标1、使学生了解油脂的概念。
2、理解油脂的组成和结构.3、引导学生结合日常生活中所能接触到的油脂知识与其结构联系起来，了解油脂的物理性质及用途。
4、使学生理解油脂的化学性质——水解反应5、常识性介绍肥皂、合成洗涤剂与人体健康等知识.目标解析了解就是要知道油脂的组成和结构特点，了解油脂和一般酯化反应生成的酯的区别。
掌握就是要会书写油脂的氢化和水解反应方程式。
三。
问题诊断分析在学习本节内容时学生会因为油脂的结构比较复杂，不会判断它的化学性质，致使书写方程式出现错误。
因此，在教学中必须多练。
四。
教学支持条件部分内容采用多媒体五。
教学过程【问题一】甲酸的结构性质【设计意图】通过复习甲酸的结构和性质，巩固有机化学中的官能团——羧基、醛基性质【师生活动】甲酸具有下列性质：①挥发性②酸性③比碳酸的酸性强④还原性⑤能发生酯化反应等。
下列各实验中，分别填出表现甲酸相应性质的编号：（1）在碳酸钠溶液中加入甲酸有气体放出，说明甲酸具有；（2）在甲酸钠晶体中加入浓磷酸，加热后放出能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体，说明甲酸具有；（3）与乙醇、浓硫酸混和后共热，能闻到一种香味，说明甲酸具有__ ；（4）在甲酸溶液中加入氢氧化铜，能看到溶液变蓝色，说明甲酸具有；（5）在新制氢氧化铜中加入甲酸溶液，加热看到有红色沉淀生成，说明甲酸具有。
3.1 重质油及其分离表征方法
（1）油砂沥青的露天开采
75%-90%的沥青
2%-4%的沥青
油砂沥青的萃取
25
Suncor公司的沥青萃取车间
26
（2）油砂沥青的钻井开采
循环注入蒸汽工艺－CSS Cyclic steam stimulation 主要用于开采那些埋藏深度较深 >300米、油藏厚度较厚的矿层
本章主要内容
第一节 重质油及其分离表征方法 第二节 重质油加工工艺技术
重质油及其分离表征方法
一、重质油概述 二、加拿大油砂资源概况 三、重质油的分离方法 四、重质油化学结构的研究方法
重质油加工现状 重质油催化裂化工艺技术 重质油溶剂脱沥青工艺技术 重质油加氢转化工艺技术 重质油热加工工艺技术
按照极性分离－液固吸附色谱法 按照溶解度分离
溶剂脱沥青 超临界溶剂萃取分馏
Sea transport from Prince Rupert is the same distance to China as the Middle East
按照酸碱性强弱分离－离子交换色谱 按照分子大小分离－凝胶渗透色谱
裂解焦油、热裂化渣油、催化裂化油浆等 含有芳香族环状化合物
天然重质原油或沥青
稠油 油砂沥青
9 10
4、重质油的重要地位
国际趋势：
常规原油储量：1500亿吨 重质油储量：15500亿吨 石油生产量40～45亿吨/年（30多亿吨为重油）
二、加拿大油砂资源概况
油砂
沥青砂，指的是任何重质油和沥 青的沉淀物
第三节 重质油加工工艺的选择及组合加工工艺
3
4
一、重质油概述
石油？什么是石油？石油是什么样？
第四章 重质油化学1-2节
四组分
Sat
Ar
Re
Asp.
大庆 胜利 孤岛
40.8 19.5 15.7
32.2 32.4 33.0
26.9 49.9 48.5
<0.1 0.2 2.8
（2）芳香分的分离
（3）胶质的分离 我国渣油中含有40~50%的胶质，因此有必 要进行分离。 吸附剂：5% H2O-Al2O3 LC 冲洗剂： nC7/苯（50：50） 轻胶质 苯 中胶质 苯/乙醇（50：50） 重胶质
重油、油砂15500亿储量，委内瑞拉油特稠 目前 3000 亿吨采量，分布更加不均衡 70 ～ 80% ， 加拿大，油砂沥青；委内瑞拉：
Worldwide Heavy Oil Resources
Heavy oil and bitumen is very abundant in the world. Among about 10 trillion bbl of remaining oil reserves, about 70% is heavy oil and bitumen Currently, the heavy oil production is accounting for only 5% of world’s total oil production. With the decline of conventional
1919年Hildbrand and Scott提出了溶解度 参数，表示液体的溶解能力。 定义： 1
1 V
3
V-
摩尔体积 evp - 为纯液体的摩尔蒸发焓 H
H evp RT 2 V
1 2
第4章 重质油(油砂)、轻质油与天然气
4 重质油、轻质油与天然气地球化学特征4.1 重质油--生物降解油4.1.1 生物降解原油分布特征生物降解原油在世界各地分布十分普遍。
据J M Hunt（1986年）统计，世界上约有1/5 的原油遭到细菌破坏，另外约有1/5的原油被细菌改造过。
我国已经在十几个盆地发现生物降解油藏70多个。
研究区降解原油平面上主要分布在盆地的北部斜坡带，该区由于构造抬升剥蚀严重，油藏破坏程度高，降解原油分布比较广泛。
垂向上，一般降解原油分布在小于1000m的地层，少量分布在1000～1200m地层。
目前发现的降解原油大多分布在北部斜坡带各个构造带，如在Ronier、Baobab、Mimosa等构造。
2012年至2013年研究中共发现4个降解油油样(表4-1)，分布在北部斜坡带，埋深主要分布在1200m左右，API°范围为13.55~14.3，其油质明显较正常油重，族组分中饱和烃含量相对正常原油低，饱/芳比值低。
4.1.2降解油生标特征根据Peters 和Moldowan(1993年)提出的原油遭受不同程度生物降解的标准（图4-1）可知，本次研究中的4个重质油遭受轻微-中等降解，其中Daniela E-1井两个油样仅遭受轻微降解，Lanea SE-1井油样遭受轻微-中等降解，Baobab S-6井油样遭受中等程度降解。
现对其生物标志物特征进行分析。
表4-1 Bongor盆地下白垩统降解原油生物降解作用强度图4-1 原油生物降解级别（Peters 等，1993年）轻微降解原油正构烷烃轻微损失，饱和烃色谱图和总离子流图上“鼓包”不明显；甾烷、萜烷分布基本未受影响，和正常原油可以很好对比。
见图4-2a 中Daniela E-1井1272-1295m处油样。
中等降解原油正构烷烃轻微损失，原油饱和烃色谱图和总离子流图上“鼓包”不明显；萜烷分布基本未受影响，和正常原油可以较好对比，见图4-2b中Baobab S-6井油样。
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3、重质油加工的基本状况
上述四类重油加工过程并不是孤立的，单独采用某 一种过程往往还不能得到理想的产物分布，这就需 要将若干个过程组合起来才能取得较理想的效果 例如：经焦化得到的中间馏分、经重油加氢裂化得 到的尾油以及经溶剂脱沥青得到的脱沥青油均可作 为催化裂化的原料，以制取汽油和柴油等轻质油品
10
12
2
问题与思考
重质油轻质化的途径有哪些？ 重质油加工的类型有哪些？其中哪些属于物理过程 ，哪些属于化学过程？哪些是加氢方式，哪些是脱 碳方式？ 重质油加工的主要问题有哪些？
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3
油品
H/C原子比
相对分子质量
普通原油
1.8
400
重质原油
1.5
500
天然气
3.9
17
轻质油
1.8～2.0
100～300
减压渣油
1.4～1.7
1000
戊烷脱油沥青
1.1～1.2
>2000
石油焦
0.3～0.4
5
1、重油轻质化途径
脱碳（分母的减小）：溶剂脱沥青（去掉H/C原子 比低的）、催化裂化、焦化 加氢（分子的增大）：加氢处理、加氢裂化 无论是脱碳还是加氢，都是解决了一个根本问题： 将分子量大、氢碳原子比低（约为1.4）的重质原 料转化为分子量小、氢碳原子比高的（为1.9左右 ）汽油、煤油、柴油等轻质燃料
二、重质油加工的主要问题
重质油的特点
沸点高，加工过程中有许多不能气化的高沸点组分 胶质沥青质含量高 S、N、O杂原子及其化合物含量高 重金属含量高，能够加速加工过程中催化剂的失活 残炭值高，结焦倾向大 H/C原子比低 相对分子质量大，粘度高
11
重质油加工的主要问题
原料预处理，应对重组分和重金属 产品的精制 高性能催化剂的研制和开发 减少污染物的排放：SOX，NOX 工艺过程的改进
重质油加工现状
一、重质油加工概述 二、重质油加工的主要问题
一、重质油加工概述
重质油加工就是将重质油加工为轻质油品的过程， 也称为重油轻质化 重质油和轻质油的差别：分子量和H/C原子比 重质油轻质化是油品H/C原子比升高、分子量降低 的过程；这两者相辅相成
H C
3
4
一、重质油加工概述
石油及石油产品的分子量和H/C原子比
18% 加氢过程
8
3、重质油加工的基本状况
热转化
对原料要求比较灵活，装置投资相对少，处理量在总重 油加工能力中约占60%，为重油加工的主要途径
催化加氢
虽是理想手段，但由于装置投资较高，包括氢耗在内的 操作费用也较高，其发展受到限制
溶剂脱沥青
分出的硬沥青不易利用，存在一定局限性
催化裂化
工艺成熟，轻质油收率较高，但对原料要求较ຫໍສະໝຸດ 苛刻， 中国炼油工业的支柱6
1
2、重质油加工过程的类型
①溶剂脱沥青 （物理过程） 以分出沥青方式脱碳 ②热转化
生成焦炭方式脱碳 ③重油催化裂化 （化学过程） ④重油加氢
减粘裂化过程既不脱碳又不加氢，氢碳比基本不变
7
3、重质油加工的基本状况
Feedstock
FCC
Deasphalting
Visbreaking
Coking
Hydroconversion
RFCC
Propane/Butane
Coil/soaker
Delayed coking
Single stage
High temp cracking
20%
Deep
Hydrovisbreaking Fluid and flexicoking Two-stage (recycle)
3%
30%
脱碳过程
29%
《近代炼油技术》教学课件
第4章 重质油及加工 技术
孟祥海
本章主要内容
第一节 重质油及其分离表征方法 第二节 重质油加工工艺技术
重质油加工现状 重质油催化裂化工艺技术 重质油溶剂脱沥青工艺技术 重质油加氢转化工艺技术 重质油热加工工艺技术
第三节 重质油加工工艺的选择及组合加工工艺
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