石油安全工程第五章石油炼制
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•⑹四段汽化式：初馏（闪蒸）、常压、一级减压、二级减 压
•武汉工业学院 化工学院
•总石目油录安全•工本章程目第录五章石油炼制
•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•原油
脱盐
•
常压塔
•
减压塔
闪蒸
常压加热炉
减压加热炉
渣油减粘
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•化 工 工 艺 学
•1943年第一套流化床催化裂化工业装置在Magnolia石油公 司的Beaumont炼油厂投产，并定名为Thermo for Catalytic
Cracking •HPC公司1948年开发出Houdriflow移动床催化裂化过程
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•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
概况：
•催化裂化是以重质馏分油为原料，在催化剂存在的条件下 和在450℃～530℃高温和0.1～0.3MPa下，经过以裂化为 主的一系列反应，生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭 的工艺过程。其主要特点是轻质油收率高，可达70%～ 80%。气体产率为10%～20%，其中主要是碳3、碳4，烯 烃质量分数达50%以上。是优质的石油化工原料和生产高 辛烷值的原料。
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•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•⑵含氧化合物 •约千分之几。原油中的氧主要集中在胶状沥青状物质中。 可分为酸性和中性两大类。酸性物质主要是环烷酸。约占 石油酸的95%。 •⑶原油中的含氮化合物 •约万分之几至千分之几。主要以胶状、沥青状物质存在， 有90%集中在渣油中。大多数是含氮杂环化合物。包括碱 性氮杂环化合物，如喹啉、吡啶、异喹啉等
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•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•商业分类方法
•方法1： 相对密度（20℃） API度
•轻质原油 d＜0.85
API＞34
•中质原油 0.85≤d≤0.93 20≤API≤34
•重质原油 0.93＜d≤0.99 10≤API＜20
石油 石油 汽油 柴油 重燃 焦炭
产品 气体
料油
H/C 2.85 2.14 1.75 1.45 0.35
H% 19.30 15.23 12.81 10.85 2.85
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•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
重油轻质化必须脱碳或者增氢。
•国产原油普遍偏重，沸程在350℃以上的常压渣油占原油 的70%～80%，沸程在500℃以上的减压渣油占原油的 40%～50%，我国轻质油收率远低于美国的平均轻质油收 率(80%)。
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•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•碳氢元素组成对比表
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•第五章 石 油 炼 制
•5.1.8加工方案 •燃料－润滑油型 •燃料型 •燃料－化工型原油性质及加工方案.doc •中华人民共和国地图.jpg 中石化产品.jpg中国大型石化企 业介绍.doc •5.1.9 燃料油的性质 •石油炼制的主要产品： •石油产品的主要质量指标要求：第5章图表.doc 汽油主要指标：抗爆性（辛烷值）、蒸发性、安定性、 腐蚀性
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•第五章 石 油 炼 制
•5.2.2.2常减压蒸馏影响因素及控制条件： •常压系统操作影响因素 •⑴温度 •⑵压强 •⑶回流比 •⑷汽流速度 •⑸水蒸汽量 •5.2.2.3常减压蒸馏产品 常减压蒸馏产品.doc •减压蒸馏系统操作影响因素 •⑴塔盘压力降 •⑵塔顶气体导出管压力降 •⑶抽真空设备的效能常减压蒸馏图表.doc 各种条件变化的调节方法常减压图片.JPG 茂名石化常减压装置.jpg 金澳常减压原则流程.JPG
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•第wenku.baidu.com章 石 油 炼 制
•5.1.3原油的烃类组成 •碳氢化合物：
•烷烃、环烷烃、芳香烃。环烷烃主要有五元环、六元环。 芳香烃主要有单环、双环和多环芳香烃。
•按含蜡量分类 •蜡含量 •低蜡原油0.5～2.5% •含蜡原油2.5～10% •高蜡原油＞10% •5.1.4原油中的非烃类物质 •⑴按含硫量不同，可分为 •低硫原油（＜0.5%） •含硫原油（0.5%～2.0%） •高硫原油（＞2.0%）
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•按特性因数K值分类
•第五章 石 油 炼 制
•T：石油或石油产品的平均沸点，K •d：原油或石油产品的相对密度 •按K值大小分为三类： •特性因数K大于12.1，石蜡基原油 •特性因数K大于11.5小于12.1，中间基原油 •特性因数K小于11.5，环烷基原油
•非碱性氮杂环化合物，主要包括吡咯、吲哚和咔唑等。 •5.1.5原油中的胶状沥青状物质 •胶状物质、沥青状物质，结构不明， •沥青质是胶质缩合产物。 •5.1.6原油中的固体烃 •成分、存在、处理方法、用途。
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•第五章 石 油 炼 制
石油安全工程第五章石 油炼制
2020/11/29
石油安全工程第五章石油炼制
•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•5.1原油的组成与一般性质
•5.1.1原油的元素组成 •碳氢硫氮主要是非金属元素：碳氢氧硫氮，约占98%左右。 其余的是微量的金属和非金属元素，主要包括钒、镍、铁、 铜、铅。非金属元素主要包括氯、硅、磷、砷等。 •金属一般与原油中的有机化合物形成配合物，尽管含量很 小，但对原油加工影响很大。元素组成如下表：第5章图 表.doc
•一般来说，工厂提高汽油辛烷值的途径有三个： 一是选择良好的原料和改进加工工艺，例如采用催化
裂化、重整等二次加工工艺。 二是向产品中调入抗爆震性优良的高辛烷值成分，例
如异辛烷、异丙苯、烷基苯等。 三是加入抗爆剂。
• 柴油的着火性能与柴油组成的关系： •柴油中正构烷烃的含量越大，十六烷值越高，燃烧性能和 低温启动性越好，但沸点将升高，凝固点上升。
•Linhoff ProductsandServices.pdf
•Integrated approach to saving Energy and
Hydrogen.pdf
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•第五章 石 油 炼 制
•5.3催化裂化
属于脱碳过程主要有催化裂化、延迟焦化和溶剂脱沥 青。属于增(加)氢的过程主要有馏分油加氢裂化、缓和加 氢裂化和渣油加氢处理(脱硫、脱氮、脱金属、脱沥青)。 催化裂化是国内原油二次加工的核心装置，商品汽油中， 催化裂化汽油占70%以上，催化裂化柴油占商品类柴油的 三分之一以上。
发展过程： •1936年第一套催化裂化工业装置在美国的Paulsboro炼油 厂投产
•超重质原油 d＞0.99
10＜API
•API=••1d•4•11515••••.•.6•6.5-•131••.5
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•第五章 石 油 炼 制
•商业分类方法 •方法2.按含蜡量分类 •低蜡原油0.5～2.5% •含蜡原油2.5～10% •高蜡原油＞10% •方法3.按含硫量分类 •低硫原油（＜0.5%） •含硫原油（0.5%～2.0%） •高硫原油（＞2.0%） •按关键组分分类：第5章图表.doc •部分原油的性质原油性质及加工方案.doc
二次加工过程：以直馏产品为原料，以提高轻油收率或 产品质量、增加油品品种为目的的加工过程，如热裂化、 焦化、催化重整、催化裂化、加氢裂化等。
常减压蒸馏的目的：
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•第五章 石 油 炼 制
•5.2.2.1常减压装置及流程 •三塔流程：初馏塔、常压塔、减压塔和附属的汽提塔 •双塔流程：常压塔、减压塔和附属的汽提塔 •常压蒸馏： •单塔流程：只设常压塔和附属的汽提塔 •双塔流程：初馏塔、常压塔和附属的汽提塔 •蒸馏类型 •⑴一段汽化式：常压 •⑵二段汽化式：初馏（闪蒸）、常压 •⑶二段汽化式：常压、减压 •⑷三段汽化式：初馏（闪蒸）、常压、减压 •⑸三段汽化式：常压一级减压、二级减压
•⑵高温部位硫腐蚀
•第五章 石 油 炼 制
•⑶高温部位环烷酸腐蚀
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•第五章 石 油 炼 制
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•第五章 石 油 炼 制
•防腐蚀措施：（一脱四注） •原油脱盐 •原油注碱 •塔顶馏出线注氨 •塔顶馏出线注缓蚀剂 •塔顶馏出线注碱性水 •5.2.2.5常减压蒸馏系统的换热网络及节能措施 •加热炉能耗占装置总能耗的70%～80%。 •常减压蒸馏图表.doc
•5.1.7原油的评价 外观上看是：流动或半流动粘稠液体，深黑色、暗绿色 或赤褐色，有特殊气味。 原油评价一般包括六项。 一般性质：如密度、粘度、凝点、含蜡量、沥青质、胶 质、残炭、水分、含盐量、灰分、机械杂质、元素分析、 微量金属及馏程。 常规评价：还包括原油的实沸点蒸馏和窄馏分性质 综合评价：除上述两项外，还包括直馏产品的产率和性 质。将原油切割成汽、煤、柴及重整原料、裂解原料和裂 化原料等馏分，并测定其主要性质。提出原油的不同切割 方案，进行汽油、柴油和重馏分油的烃类组成分析，进行 润滑油、石蜡和地蜡的潜含量测定。
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•第五章 石 油 炼 制
•5.2.2.4常减压蒸馏设备防腐蚀 •设备腐蚀及防腐： •按腐蚀形态可分为三种：
•⑴低温部位
型腐蚀
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•第五章 石 油 炼 制
•5.2燃料油的生产 •5.2.1原油的预处理 •为什么进行预处理？ •主要是脱盐脱水。 •腐蚀、增加能耗、干扰蒸馏正常操作、动力消耗、影响二 次加工原料质量
•原理及设备：常减压蒸馏图表.doc 电脱盐罐.JPG •5.2.2原油的常减压蒸馏 一次加工过程：指原油的常压蒸馏或常减压蒸馏过程， 所得的轻重产品称为直馏产品
柴油主要指标：抗爆性（十六烷值）、雾化性和蒸发性、 低温流动性、安定性、抗蚀性和抗磨损性
喷气燃料：雾化性和蒸发性、燃烧性、低温性能、安定 性、腐蚀性、洁净度
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•第五章 石 油 炼 制
•汽油抗爆震性与汽油组成的关系： •在各族烃类中，芳香烃的抗爆性最好，辛烷值最高， •正构烷烃的抗爆性最差，辛烷值最低，异构烷烃、环烷烃 的辛烷值高于同碳原子数的正构烷烃。
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•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•5.1.2原油的馏分与馏分性质 •初馏点 •干馏点。 •蒸馏出10%、50%、90%时的温度分别叫10%、50%、 90%点。
•馏分有汽油馏分、煤油馏分、溶剂油馏分、柴油馏分、润 滑油馏分等等。
•第五章 石 油 炼 制
•原油（50℃）经一段换热器升温到130℃，进行电脱盐和 过滤脱盐，再进入二段换热升温到200℃～220℃，进入闪 蒸塔闪蒸分离，经三段换热升温到280℃，进入常压炉加 热到365℃进入常压塔，塔底油温度350℃进入减压加热炉 加热到390℃，进入减压塔。 •⑴初馏 •初馏塔的作用 ： •⑵常压蒸馏常减压塔结构及相关数据.doc •初馏塔、常压塔的压力都略高于常压，在0.125MPa～ 0.145MPa（绝压） •⑶减压蒸馏 •390℃～400℃，残压1.33～2.66Kpa。
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•原油
脱盐
•
常压塔
•
减压塔
闪蒸
常压加热炉
减压加热炉
渣油减粘
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•1943年第一套流化床催化裂化工业装置在Magnolia石油公 司的Beaumont炼油厂投产，并定名为Thermo for Catalytic
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•第五章 石 油 炼 制
概况：
•催化裂化是以重质馏分油为原料，在催化剂存在的条件下 和在450℃～530℃高温和0.1～0.3MPa下，经过以裂化为 主的一系列反应，生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭 的工艺过程。其主要特点是轻质油收率高，可达70%～ 80%。气体产率为10%～20%，其中主要是碳3、碳4，烯 烃质量分数达50%以上。是优质的石油化工原料和生产高 辛烷值的原料。
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•⑵含氧化合物 •约千分之几。原油中的氧主要集中在胶状沥青状物质中。 可分为酸性和中性两大类。酸性物质主要是环烷酸。约占 石油酸的95%。 •⑶原油中的含氮化合物 •约万分之几至千分之几。主要以胶状、沥青状物质存在， 有90%集中在渣油中。大多数是含氮杂环化合物。包括碱 性氮杂环化合物，如喹啉、吡啶、异喹啉等
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•商业分类方法
•方法1： 相对密度（20℃） API度
•轻质原油 d＜0.85
API＞34
•中质原油 0.85≤d≤0.93 20≤API≤34
•重质原油 0.93＜d≤0.99 10≤API＜20
石油 石油 汽油 柴油 重燃 焦炭
产品 气体
料油
H/C 2.85 2.14 1.75 1.45 0.35
H% 19.30 15.23 12.81 10.85 2.85
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重油轻质化必须脱碳或者增氢。
•国产原油普遍偏重，沸程在350℃以上的常压渣油占原油 的70%～80%，沸程在500℃以上的减压渣油占原油的 40%～50%，我国轻质油收率远低于美国的平均轻质油收 率(80%)。
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•5.1.8加工方案 •燃料－润滑油型 •燃料型 •燃料－化工型原油性质及加工方案.doc •中华人民共和国地图.jpg 中石化产品.jpg中国大型石化企 业介绍.doc •5.1.9 燃料油的性质 •石油炼制的主要产品： •石油产品的主要质量指标要求：第5章图表.doc 汽油主要指标：抗爆性（辛烷值）、蒸发性、安定性、 腐蚀性
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•第五章 石 油 炼 制
•5.2.2.2常减压蒸馏影响因素及控制条件： •常压系统操作影响因素 •⑴温度 •⑵压强 •⑶回流比 •⑷汽流速度 •⑸水蒸汽量 •5.2.2.3常减压蒸馏产品 常减压蒸馏产品.doc •减压蒸馏系统操作影响因素 •⑴塔盘压力降 •⑵塔顶气体导出管压力降 •⑶抽真空设备的效能常减压蒸馏图表.doc 各种条件变化的调节方法常减压图片.JPG 茂名石化常减压装置.jpg 金澳常减压原则流程.JPG
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•第wenku.baidu.com章 石 油 炼 制
•5.1.3原油的烃类组成 •碳氢化合物：
•烷烃、环烷烃、芳香烃。环烷烃主要有五元环、六元环。 芳香烃主要有单环、双环和多环芳香烃。
•按含蜡量分类 •蜡含量 •低蜡原油0.5～2.5% •含蜡原油2.5～10% •高蜡原油＞10% •5.1.4原油中的非烃类物质 •⑴按含硫量不同，可分为 •低硫原油（＜0.5%） •含硫原油（0.5%～2.0%） •高硫原油（＞2.0%）
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•按特性因数K值分类
•第五章 石 油 炼 制
•T：石油或石油产品的平均沸点，K •d：原油或石油产品的相对密度 •按K值大小分为三类： •特性因数K大于12.1，石蜡基原油 •特性因数K大于11.5小于12.1，中间基原油 •特性因数K小于11.5，环烷基原油
•非碱性氮杂环化合物，主要包括吡咯、吲哚和咔唑等。 •5.1.5原油中的胶状沥青状物质 •胶状物质、沥青状物质，结构不明， •沥青质是胶质缩合产物。 •5.1.6原油中的固体烃 •成分、存在、处理方法、用途。
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•第五章 石 油 炼 制
石油安全工程第五章石 油炼制
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石油安全工程第五章石油炼制
•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•5.1原油的组成与一般性质
•5.1.1原油的元素组成 •碳氢硫氮主要是非金属元素：碳氢氧硫氮，约占98%左右。 其余的是微量的金属和非金属元素，主要包括钒、镍、铁、 铜、铅。非金属元素主要包括氯、硅、磷、砷等。 •金属一般与原油中的有机化合物形成配合物，尽管含量很 小，但对原油加工影响很大。元素组成如下表：第5章图 表.doc
•一般来说，工厂提高汽油辛烷值的途径有三个： 一是选择良好的原料和改进加工工艺，例如采用催化
裂化、重整等二次加工工艺。 二是向产品中调入抗爆震性优良的高辛烷值成分，例
如异辛烷、异丙苯、烷基苯等。 三是加入抗爆剂。
• 柴油的着火性能与柴油组成的关系： •柴油中正构烷烃的含量越大，十六烷值越高，燃烧性能和 低温启动性越好，但沸点将升高，凝固点上升。
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•5.3催化裂化
属于脱碳过程主要有催化裂化、延迟焦化和溶剂脱沥 青。属于增(加)氢的过程主要有馏分油加氢裂化、缓和加 氢裂化和渣油加氢处理(脱硫、脱氮、脱金属、脱沥青)。 催化裂化是国内原油二次加工的核心装置，商品汽油中， 催化裂化汽油占70%以上，催化裂化柴油占商品类柴油的 三分之一以上。
发展过程： •1936年第一套催化裂化工业装置在美国的Paulsboro炼油 厂投产
•超重质原油 d＞0.99
10＜API
•API=••1d•4•11515••••.•.6•6.5-•131••.5
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•第五章 石 油 炼 制
•商业分类方法 •方法2.按含蜡量分类 •低蜡原油0.5～2.5% •含蜡原油2.5～10% •高蜡原油＞10% •方法3.按含硫量分类 •低硫原油（＜0.5%） •含硫原油（0.5%～2.0%） •高硫原油（＞2.0%） •按关键组分分类：第5章图表.doc •部分原油的性质原油性质及加工方案.doc
二次加工过程：以直馏产品为原料，以提高轻油收率或 产品质量、增加油品品种为目的的加工过程，如热裂化、 焦化、催化重整、催化裂化、加氢裂化等。
常减压蒸馏的目的：
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•5.2.2.1常减压装置及流程 •三塔流程：初馏塔、常压塔、减压塔和附属的汽提塔 •双塔流程：常压塔、减压塔和附属的汽提塔 •常压蒸馏： •单塔流程：只设常压塔和附属的汽提塔 •双塔流程：初馏塔、常压塔和附属的汽提塔 •蒸馏类型 •⑴一段汽化式：常压 •⑵二段汽化式：初馏（闪蒸）、常压 •⑶二段汽化式：常压、减压 •⑷三段汽化式：初馏（闪蒸）、常压、减压 •⑸三段汽化式：常压一级减压、二级减压
•⑵高温部位硫腐蚀
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•⑶高温部位环烷酸腐蚀
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•第五章 石 油 炼 制
•防腐蚀措施：（一脱四注） •原油脱盐 •原油注碱 •塔顶馏出线注氨 •塔顶馏出线注缓蚀剂 •塔顶馏出线注碱性水 •5.2.2.5常减压蒸馏系统的换热网络及节能措施 •加热炉能耗占装置总能耗的70%～80%。 •常减压蒸馏图表.doc
•5.1.7原油的评价 外观上看是：流动或半流动粘稠液体，深黑色、暗绿色 或赤褐色，有特殊气味。 原油评价一般包括六项。 一般性质：如密度、粘度、凝点、含蜡量、沥青质、胶 质、残炭、水分、含盐量、灰分、机械杂质、元素分析、 微量金属及馏程。 常规评价：还包括原油的实沸点蒸馏和窄馏分性质 综合评价：除上述两项外，还包括直馏产品的产率和性 质。将原油切割成汽、煤、柴及重整原料、裂解原料和裂 化原料等馏分，并测定其主要性质。提出原油的不同切割 方案，进行汽油、柴油和重馏分油的烃类组成分析，进行 润滑油、石蜡和地蜡的潜含量测定。
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•5.2.2.4常减压蒸馏设备防腐蚀 •设备腐蚀及防腐： •按腐蚀形态可分为三种：
•⑴低温部位
型腐蚀
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•第五章 石 油 炼 制
•5.2燃料油的生产 •5.2.1原油的预处理 •为什么进行预处理？ •主要是脱盐脱水。 •腐蚀、增加能耗、干扰蒸馏正常操作、动力消耗、影响二 次加工原料质量
•原理及设备：常减压蒸馏图表.doc 电脱盐罐.JPG •5.2.2原油的常减压蒸馏 一次加工过程：指原油的常压蒸馏或常减压蒸馏过程， 所得的轻重产品称为直馏产品
柴油主要指标：抗爆性（十六烷值）、雾化性和蒸发性、 低温流动性、安定性、抗蚀性和抗磨损性
喷气燃料：雾化性和蒸发性、燃烧性、低温性能、安定 性、腐蚀性、洁净度
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•化 工 工 艺 学
•第五章 石 油 炼 制
•汽油抗爆震性与汽油组成的关系： •在各族烃类中，芳香烃的抗爆性最好，辛烷值最高， •正构烷烃的抗爆性最差，辛烷值最低，异构烷烃、环烷烃 的辛烷值高于同碳原子数的正构烷烃。
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•总石目油录安全•工本章程目第录五章石油炼制
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•第五章 石 油 炼 制
•5.1.2原油的馏分与馏分性质 •初馏点 •干馏点。 •蒸馏出10%、50%、90%时的温度分别叫10%、50%、 90%点。
•馏分有汽油馏分、煤油馏分、溶剂油馏分、柴油馏分、润 滑油馏分等等。
•第五章 石 油 炼 制
•原油（50℃）经一段换热器升温到130℃，进行电脱盐和 过滤脱盐，再进入二段换热升温到200℃～220℃，进入闪 蒸塔闪蒸分离，经三段换热升温到280℃，进入常压炉加 热到365℃进入常压塔，塔底油温度350℃进入减压加热炉 加热到390℃，进入减压塔。 •⑴初馏 •初馏塔的作用 ： •⑵常压蒸馏常减压塔结构及相关数据.doc •初馏塔、常压塔的压力都略高于常压，在0.125MPa～ 0.145MPa（绝压） •⑶减压蒸馏 •390℃～400℃，残压1.33～2.66Kpa。