石油加工热加工过程
石油炼制课后思考题(参考)
热加工过程1. 为什么要对石油进行二次加工？石油一次加工只可得10～40%的汽油、煤油、柴油等轻质油品，其余为重质馏分和渣油。
2.石油二次加工的主要工艺过程有哪些？催化裂化：重质油轻质化的过程。
催化重整：生产高辛烷值汽油及轻芳烃。
催化加氢：石油馏分在氢气存在下催化加工的过程。
产品精制：提高产品质量，满足产品规格要求。
3不同的烃类热转化反应有什么差别？裂解反应，烃分子的链断裂生成小分子烃，是吸热反应；缩合反应，链断裂生成的活性分子缩合生成更大的分子，是放热反应。
4.简述烃类热化学反应的反应机理。
烃类热化学反应的反应机理是自由基链反应历程5.简述减粘裂化主要目的、主要操作条件、原料以及主要目的产物及其用途。
减粘裂化(Visbreaking)是重油轻度热转化过程。
按目的分为两种类型，一种是降低重油的粘度和倾点，使之可少掺或不掺轻质油而得到合格的燃料油，另一种是生产中间馏分，为进一步轻质化的过程提供原料。
主要操作条件包括压力，温度和时间。
减粘裂化的原料主要是减压渣油，也有用常压渣油的。
减粘裂化的反应温度在380～450℃之间，压力为0.5～1.0MPa，反应时间为几十分钟至几小时。
减粘裂化可以在加热炉管内或在反应器内进行。
近年来大多采用上流式反应器。
减粘裂化的产物主要是能用作燃料油的减粘残渣油以及中间馏分，此外，尚有少量的裂化气以及裂化汽油。
用途：采用新燃料技术，解决大气污染物排放问题。
劣质渣油在冶金方面的应用和用作造气原料等。
6.渣油的减粘裂化反应与高温裂解反应有何不同？原料：高温热裂解用的是以烃类为主要成分的馏分油，而减粘裂化用的主要是减压渣油，它不仅分子量较大，而且含有相当多的非烃类(胶质和沥青质)。
反应温度：高温热解的温度高达750～900℃，而减粘裂化的温度显著较低，只在400℃左右，这就导致高温热解主要是气相热反应，而减粘裂化则主要是液相热反应。
7.简述反应温度、反应时间以及反应压力对减粘裂化反应产物分布的影响。
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？。
渣油热加工—减黏裂化工艺流程及反应条件的影响
减黏裂化工艺流程及反应条件的影响
急冷油 减黏裂化工艺流程图
减黏裂化工艺流程及反应条件的影响
项目 壳牌公司 鲁姆斯公司 安庆炼油黏裂化装置的操作条件
反应温度 440-450 470-480
370
410-420
410-420
停留时间 4-8 1-2 180
转化率较高
反应温度低 设备投资少 燃料消耗少 开工周期长
我国
工艺设备：无炉有塔 有炉有塔 上流式减黏工艺技术 任务目标：降低燃料油的产量和黏度，对反应深度要求不高
课程：石油炼制运行与操控
知识点：减黏裂化工艺流程及反应条件的影响
减黏裂化工艺流程及反应条件的影响
装置分类 深度减黏裂化
浅度减黏裂化 延迟减黏装置和 常减压装置联合
反应温度 440-500 400-440 370-390
产物
减黏渣油 减黏汽油、柴油
减黏渣油 气体和凝缩油
减黏渣油 气体和凝缩油
设备 加热炉 或 反应塔 加热炉 和 反应塔
40-60
40-60
减黏效果 510→70 510→70 65-87→35
1071→104-146
300→150
备注 有炉有塔 有炉无塔 无炉有塔
有炉有塔
有炉有塔
减黏裂化工艺流程及反应条件的影响
减黏裂化装置 炉管式 塔式
反应发生位置
炉管内
少部分在炉管中 大部分在反应塔中
优点
温度易调节 清焦简单 装置紧凑
石油加工过程的化学原理化学反应部分
解离能(kJ/mole) 427 381 368 360 415 348 264 310 198 159 105 46
28
芳烃形成自由基的规律： ①C芳—H和C芳—C比烷烃中的C—H和C—C键牢固。 ②断键后形成的自由基能与芳环形成共轭的键，即处 于C芳的β键位置断裂形成自由基。
29
4.环烷烃
键
解离能(kJ/mole)
435 431 410 498 394 394 390 373 360 348 335 339
335 318
314 310 264
24
烷烃形成自由基的规律：
①C-H键的键能大于C—C键的，也就是说C—H键比C—C牢固，所 以烷烃主要是C—C均裂形成自由基，而不是C—H均裂。 ②在长链正构烷烃分子中，越靠近中间处，C—C键的键能越小，因 而C—C断裂主要在碳链的中部，另外，分子越大，C—C键和C—H 键的键能都显减小的趋势，而就是说越容易形成自由基。
流化催化裂化(Fluid Catalytic Cracking，简称FCC) 重油催化裂化(Residue Fluid Catalytic Cracking ，简称RFCC) MIO(Maximizing Iso-Olefins Production) MGD (Maximizing Gas and Diesel) MGG(Maximum Gas plus Gasoline Production) ARGG(Atmospheric Residuum Maximum Gas plus Gasoline Production) DCC(Deep Catalytic Cracking) HCC(Heavy-Oil Contact Cracking) CPP(Catalytic Pyrolysis Process) MSCC(Millsecond Catalytic Cracking Process)(UOP公司） 下行床反应器催化裂化工艺(UOP、S&W、清华大学等) MIP(Maximizing Iso-Paraffins)
能源化学工程概论第三章 石油 下
如果汽油的蒸发性太强，汽油在输油管中因气化 而产生气阻，造成供油不足。
反映汽油蒸发性能的质量指标是馏程和饱和蒸气压。
一、汽 油
(三)、汽油的安定性
汽油安定性的定义：汽油在常温和液相条件下抵 抗氧化的能力。
安定性差的汽油，在储存和运输的过程中易发生 氧化反应生成胶质，使油品颜色变深，并产生胶 状沉淀。
三、石油深度加工过程
1、热裂化 (一般了解)
➢以 常 压 重 油 、 减 压 馏 分 油 、 焦 化 蜡 油 等 为 原 料 ， 在 高 温 (450～550℃)和高压(20～50atm)下裂化成裂化汽油、裂化气、 裂化柴油和燃料油 ➢主要目的产物是裂化汽油，但质量差（安定性、抗爆性等） ➢ 热裂化过程目前已经被催化裂化过程所取代
哈炼80万吨/年催化裂化装置
5、催化重整
催化重整是指在催化剂的作用下，烃类分子重 新排列成新分子结构的工艺过程。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 整和多金属重整。
➢ “重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构 ➢ 目的：催化重整是生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、
甲苯、二甲苯，简称 BTX )的重要石油加工过程， 同时也生产相当数量的副产氢气
一、汽油 二、柴油 三、航空煤油 四、润滑油 五、石油蜡 六、石油沥青 七、石油焦 八、液化天然气 九、炼厂气
我国目前将石油产品分为六大类： 燃料：汽油、柴油、灯用煤油、喷气燃料、
重质燃料油。 润滑剂：润滑油和润滑脂。 石油沥青：道路沥青和建筑沥青。 石油蜡：液体石蜡、石油脂、石蜡、微晶蜡。 石油焦炭：电极焦炭、燃料焦炭等。 溶剂与化工原料：芳烃溶剂、溶剂油等。
石油加工热加工过程.
二、渣油热反应的特点
1.渣油的热反应比单体烃更明显地表现出平行-顺序反应的 特征；
汽油和中间馏分油的产率会出现最大值
气体和焦炭随着反应深度的增大而单调的增大 分散相：沥青质胶束
分散介质：饱和份等 指导生产 2.渣油热反应时容易生焦；除由于渣油含有较多的胶质和沥
青质外，不同族烃类之间的相互作用也促进了生焦反应； 3.渣油在热过程中可发生相分离
0.9239 7.55 8.3
0.9882 13.65 6.8
汽油
柴油 蜡油 焦炭 液体收率
15.7
36.3 25.7
14.7
35.6 19.0
14.0
77.7
23.9
69.3
2018/9/5
石油加工工程
22
表
组 分 氢 甲烷 乙烷 乙烯 丙烷
焦化气体组成
组 分 戊烷 戊烯 六碳烃 硫化氢 二氧化碳 含量，v % 2.66 2.20 0.58 4.14 0.32
dx/dt = k( a - x ) 式中 a -- 单位反应容积内原始反应物的摩尔数； x -- 在t 秒钟内反应了的摩尔数； k -- 反应速率常数，秒-1 k t = ln [a/(a - x )] k t = ln [ 1/(1 - y)] 当裂化深度增大时，在温度一定的条件下 k不再保持为常数，一般 是 k 值随裂化深度的增大而下降。 未反应的原料与新鲜原料相比有较高的稳定性； 其次是反应产物可能对反应有一定的阻滞作用。 在反应深度较大时，烃类的热裂化反应不再服从一级反应的规律。
有杂原子。它们是分子量分布范围很宽、环数及其稠合 程度差别很大的复杂混合物。缩合程度不同的分子中也 含有不同长度的侧链及环间的链桥；
“油质”是什么意思？
“油质”是什么意思？一、油质的定义及其来源油质是指物质在热加工过程中产生的一种特殊的润滑剂，通常为棕黑色的粘稠液体。
油质的起源主要有以下几种：1. 石油加工：油质是石油加工过程中的副产品之一，通过炼油和提炼过程产生；2. 植物提取：一些植物的种子或果实中含有油脂，通过压榨或提取工艺可以得到油质；3. 动物提取：某些动物体内脂肪含量较高，通过提取可以得到油质。
二、油质的主要用途油质在生活和工业中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 润滑剂：油质具有良好的润滑性能，可以用于机械设备的润滑，减少摩擦磨损，延长使用寿命；2. 燃料：某些油质可以用作燃料，如石油中的液体燃料和生物质中的生物柴油；3. 化妆品：油质在化妆品中经常被用作基础油，如面霜、乳液等，具有保湿和滋润的作用；4. 食品加工：食品加工中的一些原料需要添加油质，以增加口感和香味，如调味料、沙拉酱等。
三、油质的分类及特点根据来源和性质的不同，油质可以分为多种类型，每种类型具有不同的特点和用途：1. 矿物油：也称为矿物性润滑油，主要由石油加工得到，具有较高的稳定性和抗氧化性能，广泛应用于工业领域；2. 植物油：如橄榄油、花生油等，由植物的种子或果实中提取得到，富含营养成分，被广泛应用于食品和保健品制造；3. 动物油：如鱼油、羊油等，由动物的肌肉或内脏中提取得到，富含脂肪酸和维生素，常用于药物和保健品制造。
四、油质的环保问题及解决方法随着工业化进程的加速，油质的使用量不断增加，同时也带来了一些环保问题，主要包括以下几个方面：1. 污染问题：油质的生产和使用过程中可能会产生污染物，如烟尘、废液等，对环境造成负面影响；2. 温室气体排放：燃烧油质会产生二氧化碳等温室气体，加剧全球气候变化；3. 资源消耗：油质的生产需要大量的能源和原材料，导致资源浪费。
为了解决油质的环保问题，可以采取以下几个措施：1. 提倡绿色生产：在油质的生产过程中采用清洁能源和环保材料，减少废弃物的产生和排放；2. 推广可再生能源：大力发展可再生能源，减少对传统石油类油质的依赖；3. 加强循环利用：将废弃的油质进行循环利用，通过再生技术将其转化为可再利用的资源。
第7章 热加工过程
9
本章主要内容
第1节 概述 第2节 石油烃类的热反应 第3节 焦化过程 第4节 减粘裂化
10
第2节 石油烃类的热反应
反应温度：400~550℃ 反应类型：（1）裂解反应
（2）缩合反应
第2节 石油烃类的热反应
（1）裂解反应
大分子
裂解 吸热
小分子
（烷烃、环烷、芳烃的烷基侧链）
焦炭化和减粘裂化属渣油热加工过程，至今仍 得到广泛应用
5
2、热加工发展历史及趋势
① 炼油工业发展史：曾经起了重要作用（如热裂化、 热重整等过程）
② 现代炼油工业：仍起着重要作用，是目前渣油加 工，特别是劣质渣油深加工最有效手段之一
③ 炼化一体化和石油化工：渣油热转化所产石脑油 是我国乙烯生产重要原料来源，促进了渣油热加 工工艺的发展
39
一、焦化概述
3、主要优点
① 可加工残炭值及重金属含量很高的各种劣质渣油， 过程较简单、投资和操作费用较低
② 所产馏分油柴汽比较高，柴油馏分十六烷值较高 ③ 为乙烯生产提供石脑油原料 ④ 可生产优质石油焦
4、主要缺点
① 焦炭产率高 ② 液体产物质量差
是目前加工高金属、高残炭劣质渣油的主要手段！
40
烃的反应变得重要
19
一、各种烃类的热反应
6、胶质和沥青质的热反应 胶质和沥青质主要是多环、稠环化合物，分子中 含有不同长度的侧链和环间的链桥，含杂原子
① 缩合反应生成焦炭 ② 断侧链、断链桥反应，生成较小的分子
20
一、各种烃类的热反应
6、胶质和沥青质的热反应
管输油胶质、沥青质的热反应结果
（反应条件：460℃、45min）
渣油热加工—渣油热加工概述
焦化蜡油的处理 、 焦炭的价值 、 焦化汽油和焦化柴油的加氢精制等
渣油热加工概述
想一想，练一练
热加工的规模大单
成本和能耗低
2、渣油热加工的形式有哪些呢？
焦炭化过程
减粘裂化
渣油热加工概述
二、高温裂解 由轻烃或轻质油生产乙烯、丙烯的主要过程。
常常以乙烯生产作为衡量一个国家和地区石油化工生 产水平的标志。
通常所说的乙烯装置，主要包括管式炉裂解和深冷分离。早在20世 纪30年代就有人开始对石油烃高温裂解生产烯烃的技术进行研究， 40年代初建成了管式炉裂解生产乙烯的工业装置。经过60多年的发 展仍在烯烃生产中占据统治地位。其他还有蓄热炉裂解、流动床裂 解等由于投资高、物耗能耗高、污染严重逐步被淘汰。
课程：石油炼制运行与操控
知识点：渣油热加工概述
渣油热加工概述
热加工过程是指靠热的作用，将重质原料油 转化成气体、轻质燃料油或焦炭的工艺过程。
气体
汽油
柴油
蜡油
焦炭
渣油热加工概述
热加工分类： 根据加工过程可以分为：热裂化、高温裂解、 焦炭化、减粘裂化。其中焦炭化和减粘裂化 过程属于渣油热加工过程。
热加工过程
渣油热加工概述
三、焦炭化
焦炭化过程，是以渣油为原料，在高温（500~550℃）下进行深度热裂化反 应的加工过程。包括延迟焦化、流化焦化和灵活焦化等多种工艺手段。
渣油热加工概述
四、减粘裂化
减粘裂化是将高粘度重质油料经过轻度热裂化得到低粘度、低凝固点的燃料油。
渣油热加工概述
五、热加工的特点
1、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。
热 裂 化
石油 工艺流程
石油工艺流程
《石油工艺流程》
石油是一种重要的化石能源，它不仅广泛用于燃料和化工原料的生产，也被用于制备各种产品的原材料。
在石油的加工过程中，需要经过一系列的工艺流程，将原油中的各种成分分离和提纯，以获得所需的产品。
首先，原油要通过提炼工艺进行初步处理，将沥青质、硫化物、水和杂质等物质从原油中提取出来。
这个过程主要包括加热、分馏和冷凝等步骤，通过不同密度和沸点的物质在各个阶段分离出来，从而得到不同级别的提炼产品。
接下来，提炼产品需要经过进一步处理，比如脱硫、裂化、重整等工艺。
脱硫工艺是将原油中的硫化物去除，以减少尾气中二氧化硫的排放，保护环境。
而裂化和重整工艺则是将长链烃分子分解或重新排列，以增加汽油和柴油的产量。
除了提炼和处理原油，石油工艺流程还包括了催化剂的使用和废物处理等环节。
催化剂在炼油工艺中起着至关重要的作用，它可以加速反应速率、提高产品质量和减少能耗。
废物处理则是确保生产过程中产生的固体废物、废水和废气不会对环境造成污染，达到可持续经营的目的。
总的来说，石油工艺流程是一系列精细的加工步骤，通过它可以将原油中的各种成分分离、提纯和转化，得到各种石油产品。
在这一过程中需要注意节约能源、减少废物排放和保护环境等问题，以实现炼油厂的可持续发展。
石油化工工艺学复习提纲学习资料
⽯油化⼯⼯艺学复习提纲学习资料1.什么是⼀次能源、⼆次能源。
⼀次能源：指从⾃然界获得且可直接加以利⽤的热源和动⼒源。
指从⼀次能源加⼯得到的便于利⽤的能量形式，除⽕电外。
2.⽯油化⼯、⽯油化⼯⼯艺的概念。
⽯油化⼯的概念以⽯油和天然⽓为原料，通过⼀系列物理、化学加⼯过程最终⽣产出化⼯产品的⼯业称作⽯油化学⼯业，简称⽯油化⼯，它属于化学⼯业的⼀部分。
⽯油化⼯⼯艺就是实现⽯油化⼯这⼀过程的⽣产技术、⽅法、原理、设备、催化剂、⼯艺流程、能量利⽤、三废（废⽓、废液、废渣）处理，解决各个单元之间的匹配、链接、优化操作条件的⼀门学科。
3.三⼤合成材料是什么？指塑料、合成橡胶和合成纤维。
三⼤材料（⾦属、⽆机⾮⾦属和⾼分⼦材料）4.基本有机化⼯⽣产的产品有哪些？基本有机化⼯⽣产过程以⽯油和天然⽓为原料，经过炼制、热裂解、分离等步骤⽣产三苯（苯、甲苯、⼆甲苯）、三烯（⼄烯、丙烯、丁⼆烯）⼄炔和萘等基本有机原料的过程。
5.化⼯⽣产过程⼀般有哪⼏部分组成原料预处理化学反应产品的分离与精制6.化⼯⽣产的主要效率指标有哪些？原⼦经济性（AE）环境因⼦（E）转化率选择性收率质量收率7.原⼦经济性概念，原⼦利⽤率定义及计算⽅法。
指在化学品合成过程中，合成⽅法和⼯艺应被设计成能把反应过程中，所⽤的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中。
原⼦利⽤率的定义是⽬标产物的分⼦量占反应物总量的百分⽐。
原⼦利⽤率＝（预期产物的分⼦量／全部反应物的分⼦量总和）×100％8.转化率、选择性、收率、质量收率定义及计算⽅法。
转化率是指某⼀反应物参加反应⽽转化的数量占该反应物起始量的百分率。
转化率=（已转化的原料的量/原料的总量×100%）转化率表征原料的转化程度，反应了反应进度。
选择性：体系中转化成⽬的产物的某反应物量与参加所有反应⽽转化的该反应物总量之⽐。
选择性=（⽣成⽬的产物所消耗的原料量/转化掉的原料量）×100%选择性=（实际⽣成⽬的产物的量/理论⽬的产物的量）×100%产物的收率亦称为产率，是从产物⾓度来描述反应过程的效率。
石油炼制工程1-3
一、原油评价及加工方案1. 原油评价按目的分：（1）原油的基本性质（2）常规评价：原油的基本性质、原油实沸点蒸馏数据及窄馏分性质（3）综合评价：原油的基本性质、常规评价、直馏产品的产率和性质2. 原油的分类法：（1）关键馏分特性分类法：以原油中具有特定馏程的轻、重两个馏分的相对密度为依据进行分类的，第一关键馏分，第二关键馏分。
（2）商品分类法：①按密度分：轻质原油：API°>34，ρ20<0.852g/cm3 重质原油：API°=20~10，ρ20 =0.931~0.998g/cm3②按含硫量分类：低硫原油：硫含量<0.5% 高硫原油：硫含量>2.0%③按酸值分类3. 分离渣油的超临界萃取分馏技术（SFEF）的原理：萃取剂：CO2 萃取原理：利用CO2 在不同温度、压力下对不同的组分相对溶解度的不同。
4. 根据目的产品的不同，原油加工方案分为：燃料型、燃料-润滑油型、燃料-化工型（1）大庆原油的燃料-润滑油加工方案（2）胜利原油的燃料加工方案p172二、石油蒸馏1. 原油实验室蒸馏方法：恩氏蒸馏（ASTM D86）、实沸点蒸馏（TBP）、平衡汽化（EFV）三种蒸馏曲线的区别：（1）恩氏蒸馏表征产品的质量，实沸点蒸馏表征石油馏分的组成，两种蒸馏都采用间歇蒸馏。
平衡汽化主要用于石油加工过程中气化率的确定，是连接原油特征化与实际工艺的桥梁。
（2）从曲线的斜率看，平衡汽化最平缓，恩氏蒸馏较陡，实沸点最大，该差别反映了分离效率的差别，即实沸点分离精确度最高，恩氏居中，平衡最差。
实例比较（P186）：为获得相同气化率，实沸点达到的液相温度最高，恩氏次之，平衡最低。
原因：实沸点是精馏过程，精馏塔顶气相馏出温度与蒸馏釜中液相温度有一定温差；恩氏是渐次汽化过程，但由于蒸馏瓶颈散热产生少量回流，有一些精馏作用，造成气相馏出温度与瓶中液相温度间的温差；平衡汽化是平衡闪蒸过程，气相温度与液相温度一样。
《石油炼制工程2》综合复习资料
《石油炼制工程2》综合复习资料第八章热加工过程一．判断题1．在热裂化条件下，大分子的裂解速度比小分子慢。
2．芳香烃在受热条件下容易开环形成烷烃或烯烃。
3．热裂化的主要生产目的是低粘度燃料油。
4．烃类分子中的C-H键能大于C-C键能。
5．胶质沥青质在热加工过程中只发生缩合反应。
二．填空题1．在热反应条件下，石油重馏分及重残油在高温下主要发生两类反应，即和。
2．烃类热反应的机理是。
3．在所有二次加工工艺中，焦炭能作为产品的工艺是。
4．焦化气体中以为主。
5．焦化过程的产物有，，，和。
三．简答题简述焦化过程的影响因素。
第九章催化裂化（FCC）一．判断题1．催化剂的颗粒密度小于堆积密度。
2．正碳离子的稳定性为：甲基>叔碳>仲碳>伯碳。
3．各种烃类在裂化催化剂上的吸附能力与反应速度是一致的。
4．随着催化剂表面积炭的增加，其活性降低。
5．辛烷值助剂最常用的活性组分是ZSM-5分子筛。
6．催化裂化气体中的C1、C2含量比热裂化气体高7．催化裂化的反应速度是由内扩散控制的。
8．在催化裂化的吸收稳定系统中，稳定塔的塔底出脱乙烷油。
9．催化剂的活性取决于它的结构和组成。
10．催化裂化是复杂的平行-顺序反应，反应深度对产品的分布和质量有重要影响。
11．催化裂化中反应油气在提升管反应器中的停留时间一般小于1秒。
12．催化裂化分馏塔与常规分馏塔没有很大区别。
13．催化裂化装置中剂油比是指催化剂藏量与新鲜原料量之比。
14．催化裂化反应中，正构烷烃的反应速度比异构烷烃要快。
15．烯烃在催化裂化过程中可发生环化反应。
16．提高再生器中的过剩氧浓度有利于催化剂的烧焦。
二．填空题1．催化裂化装置的吸收-稳定系统主要有、、和四个塔组成。
2．反应是造成催化裂化汽油饱和度较高的主要原因。
3．气-固输送可以根据密度不同而分为稀相和密相输送，通常以为划分界限，根据这一原则，提升管内属输送范围，待生斜管内属于输送范围。
4．重油催化裂化再生器的取热方式主要有和。
石油炼化基本常识_图文
石油炼化基本知识基本概念1、原油的基本性质是什么?原油是未加工处理的石油，是一种黄褐色至黑褐色粘稠液体，大多数石油相对密度为0.8—0.98。
原油主要由碳（C）、氢（H）两种元素组成（由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物统称“烃类”），烃是原油加工和利用的主要对象。
不同烃类对各种石油产品性质的影响各不相同。
原油的组成和性质对于石油化工生产影响很大。
2、石油产品可以分为哪几类？石油产品可分为石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。
其中石油燃料（如汽油、柴油、煤油、燃料油等）、部分石油溶剂与化工原料（如石脑油）、润滑油统称为成品油。
3、石油工业的上、下游业务分别是什么？石油工业是一个重点工业，根据其工业流程，一般分为上游、下游。
上游业务包括原油、天然气的勘探、开采和开发；下游涵盖炼油、化工、天然气加工等流程型业务及加油站零售等产品配送、销售型业务。
4、何为石油炼制（简称“炼油”）？石油炼制就是以原油、油母页岩或油沙为原料，通过一系列炼制工艺（或过程），例如常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、延迟焦化、炼厂气加工及产品精制等，加工成各种石油产品，如各种牌号的汽油、煤油、柴油、润滑油、溶剂油、燃料油、蜡油和石油焦，以及生产各种石油化工基本原料、石脑油和芳烃等。
其加工过程为：物理分离——化学转化。
5、何为石油化工？石油化工是“石油化学工业”和“石油化学工艺”的简称，是指以石油和天然气为原料，经过多次加工制成包括基本有机合成原料、合成氨和三大合成材料（合成橡胶、合成树脂、合成纤维）在内的石油产品和石油化工产品的庞大加工工业生产体系。
6、石油化学工业与石油炼制工业的关系是什么？石油化学工业与石油炼制工业都是以石油为原料，两者既有差异又因相互渗透而难于严格区分。
传统的石油炼制工业是以原油为原料，生产燃料或润滑油等油品为主的工业部门；而石油化学工业则主要是以石油烃为原料生产基本有机原料、合成材料、化肥、精细化工产品等化学产品的工业部门。
石油化工概论总复习-《第二版》
④塔内气、液相符合分布规律； ⑤常压塔常设置中段循环回流。 （4）为什么将常压重油在减压条件下蒸馏？ 答：原油在常压蒸馏的条件下，只能够得到各 种轻质馏分，常压塔底产物即常压重油，是原油中 比较重的部分，沸点一般高于350℃，而各种高沸 点馏分，如裂化原料和润滑油馏分等都存在其中。 要想从重油中分出这些馏分，就需要把温度提到 350℃以上，而在这一高温下，原油中的稳定组分 和一部分烃类就会发生分解，降低了产品的质量和 收率。为此，将常压重油在减压条件下蒸馏，降低 压力使油品的沸点相应下降，上述高沸点馏分就会
（2）造成设备腐蚀； （3）影响二次加工原料的质量。 3、深度电脱盐脱水的要求？ 答：脱后原油含盐量要小于3mg/L，含 水量小于0．2％；对不设有重油催化裂化装 置的炼厂，仅仅为了保护设备不被腐蚀，可 以放宽要求，脱后原油含盐量应小于5mg/L， 含水量小于0．3﹪。 4、脱盐脱水的基本原理？ 答：电化学脱盐脱水过程。
பைடு நூலகம் ②石油沥青分为四种： 普通道路沥青 道路沥青
重交通道路沥青
建筑沥青 乳化沥青 专用沥青
（3）石油焦 ①石油焦来自石油炼制过程中渣油的焦炭化。 ②延迟焦化生产的普通石油焦，也称生胶。
分 1号石油焦用于炼钢工业的普通功率石墨电极 为 三 2号石油焦用于炼铝和冶金燃料等 个 等 3号石油焦仅适用于作冶金工业燃料 级 ③针状胶也称为熟胶。 针状胶主要作为炼钢用高功率和超高功率 的石墨电极。
7、原油蒸馏
图示是一连续的精馏 塔，它有两段： 进料 段以上是精馏 段，以 下是提馏段。 塔内有 供汽液两相 接触的塔 板或填料。
（1）原油蒸馏的简介？ 答：原油常减压蒸馏是石油加工的第一 道工序，它担负着将原油进行初步分离的任 务。 （2）原油蒸馏依据的原理？ 答：混合物中各组分沸点（挥发度）的 不同。 （3）常压蒸馏的工艺特点？ 答：①常压塔是一个复合塔； ②常压塔的原料和产品都是组成复 杂的混合物； ③汽提段和汽提塔；
石油化工过程系统概论第八章__加氢裂化装置
轴向的均匀分布。
2016/8/3
炼油装备技术
27
3.去垢篮筐
在加氢反应器的顶部催
化剂床层上有时设有去垢篮 筐，与床层上的磁球一起对 进入反应器的介质进行过滤。 去垢篮一般均匀地布置
在床层上表面，篮筐周围充
填适量的大颗粒瓷球，以增
加透气性。
2016/8/3 炼油装备技术 28
4.催化剂支撑盘
催化剂支撑盘由T形梁、 格栅、丝网及磁球组成。
炼油装备技术
23
（二）加氢反应器内件
加氢反应是在高温高压及有腐蚀介质（H2、H2S） 的条件下操作，除了在材质上要注意防止氢腐蚀及其 他介质的腐蚀以外，加氢反应器还应保证：
反应物(油气和氢)在反应器中分布均匀，保证反应物
与催化剂有良好的接触；
及时排除反应热，避免反应温度过高和催化剂过
热．以保证最佳反应条件和延长催化剂寿命；
第八章
加氢裂化装置
Hydrogen Cracking Unit
2016/8/3
炼油装备技术
1
重油轻质化基本原理是改变油品的相对分子质量
和氢碳比，而改变相对分子质量和氢碳比往往是 同时进行的。
改变油品的氢碳比有两条途径，一是脱碳，二是
加氢。
热加工过程，如焦化、催化裂化都属于脱碳过程，
它们的共同特点是要减小一部分油料的氢碳比， 因此不可避免地要产生一部分气体烃和氢碳比较 小的缩合产物——焦炭和渣油，从而使脱碳过程 的轻质油收率不会太高。
多种类型：
2016/8/3 炼油装备技术 6
按反应器中催化剂所处的状态不同，可分为固定
床、沸腾床和悬浮床等几种型式。
根据原料和产品目的不同，还可细分出很多种型
石油炼制工程教学课件热加工过程
结语
• 热加工过程将为石油炼制行业的未来发展奠定重要的基础 • 同时，热加工这项工程技术在其他行业中也有广泛的应用场景，发挥
的作用值得我们深入探究
**注：本PPT适用于石油炼制工程教学课程使用，不作商业用途。**
催化加工
1
催化重整
需要用催化剂来进行化学反应，并进行
催化裂化
2
高质量的处理，从而最终得到石化楼行 业所需的各种馏分油产品
用于转化短链烷烃到较高级别的烷烃和
烯烃，被广泛用于生产汽油、石蜡等石
油制品Biblioteka 填料加工球形填料其具有优异的润湿性、不塞堵的性质以及一定 的机械强度，使用更广泛 。
蛋壳填料
用于催化加工过程中的气-固反应，能够将各种 有机物质转化为有用的化学品
石油炼制工程教学课件 PPT热加工过程
在当前能源消费的大背景下，石油炼制行业的发展迅猛。通过学习石油炼制 工程，我们可以深刻了解石化行业的工艺流程。
热加工流程的概述
• 热加工是指将原油暴露于高温高压环境中，使其分解成较小的烃类物质。 • 这个过程是石化工业最核心的环节之一，也是一项汇聚了多种专业知
识的工程领域
原料预处理
初步加工
将原油分成不同的组分，去除低沸点和高沸点组分
分离和净化
通过蒸馏和化学反应等来进行分离和净化
制备操作
保证原材料制得干净、纯净，为后续的加工做准备
原油加热
油品混合加热
按要求混合再加热，成为炼油确定的产品方案。这个过程一般会要求控制油温、流量等参数
蒸馏过程
将加热后的油从“石化分馏塔”的顶部逐层分离，有序输出蒸馏、分离的各种油品。
原料处理流程的监测
• 保证原材料的质量，及时检测出异常的变化，有效防范可能出现的各种问题。 • 设备状态监控也是这个过程的重要组成部分，可以避免因设备故障等情况产生的工艺差错。
石油加工工程2期末考试复习资料
《石油加工工程2》课程综合复习资料一、判断题1．常规催化裂化装置的操作温度一般在260～420℃之间。
答案：╳2．石油馏分加氢裂化的反应温度范围大致在480～530℃。
答案：╳3．气体分馏的主要目的是脱除其中的H2S、NH3等杂质。
答案：╳4．对催化裂化反应和催化重整反应来说，提高反应压力对抑制生焦均有利。
答案：╳5．在选择催化重整的工艺型式时，应尽量采用连续重整工艺。
答案：╳6．提高重整催化剂的酸性则有利于环烷烃的脱氢反应，因此对重整生成油的收率影响不大。
答案：╳7．一般要求进反应器的催化重整原料的砷含量小于10ppb。
答案：╳8．MTBE具有较高的辛烷值、良好的调合效果、理化性能和使用性能，是汽油的理想组分。
答案：╳9．石油气体中的组分一般都比较少，较易分离，所以气体分馏塔的塔板数一般都较少。
答案：╳10．异构化的原料只能是C5和C6的低辛烷值正构烷烃。
答案：╳11．异构烷烃是汽油的理想组分，同时也是航空煤油的理想组分。
答案：√12．直馏汽油、柴油的抗爆性优于催化裂化汽油及柴油的抗爆性。
答案：╳13．燃料型炼油厂的产品都是各种燃料。
答案：╳14．炼油厂中唯一的一次加工装置是电脱盐装置。
15．较高的操作温度，有利于提高醇胺法脱硫过程的脱硫率。
答案：╳16．石油精馏塔的分离精确度可用产物中某组分的含量来表示。
答案：╳17．石油常压精馏塔的回流比是由全塔热平衡决定的。
答案：√18．石油精馏塔要求有适量的过气化率，其目的是为了尽可能提高原油的拔出率。
答案：╳19．常压精馏塔内的温度以进料段为中心，呈两头低中间高的变化趋势。
答案：√20．减压馏分可以用来生产润滑油，也可以用来生产汽油和柴油等轻质产品。
答案：√21．催化重整和加氢裂化催化剂的活性金属都是贵金属。
答案：╳22．一般来说，催化重整各反应器中催化剂的装填量是相同的。
答案：╳23．重整催化剂的烧焦再生过程需要控制进料气中氧浓度，而加氢催化剂的再生不需要控制进料气中的氧浓度，可以直接进空气。
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2020/6/24
石油加工工程
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1. 8. 最近国内新建装置常采用对流串辐射工艺，原料油经换热后先进原 料缓冲罐，然后泵送进加热炉对流段与辐射段连续加热，不再由对流 段后抽出进分馏塔换热，这样可以灵活调控循环比。
2. 9. 由于延迟焦化的操作是循环式操作，带来许多操作连锁影响问题， 例如压力变动、温度变动、操作不稳等，又如焦炭塔塔顶油气携带焦 粉会促使大油气管线和分馏塔塔底结焦，加热炉进料中含有焦粉会促 进炉管结焦，在炭化过程中这些焦粉促进缩合使焦炭产率增大，使焦 炭的机械强度降低，容易产生粉焦等。
3.渣油在热过程中可发生相分离
渣油是一种胶体分散体系
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石油加工工程
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石油加工工程
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渣油热反应产物分布随时间的变化 1-原料； 2-中间馏分； 3-汽油； 4-裂化气； 5-残油； 6-焦炭
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石油加工工程
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裂化 产物
裂
化断 侧 链
饱和烃 脱
应速率常数与反应温度的关系服从阿累尼乌斯方程；
➢ 在实际计算中，使用反应速率常数的温度系数 kt 有时更
为方便。Kt 的定义是：
➢ 对于烃类热裂解反应而言， Kt 值约在1.5 - 2.0之间，即
反应温度每升高10℃则反应速率约提高到原反应速率的 1.5 - 2.0倍。
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石油加工工程
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石油加工工程
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4. 对加热炉最重要的要求是炉膛的热分布良好、各部分炉管 的表面热强度均匀、而且炉管环向热分布良好，避免局部 过热的现象发生
5. 延迟焦化装置常用的炉型是双面加热无焰燃烧炉 6. 延迟焦化装置采用水力除焦，利用高压水（约120巴）从水
力切焦器喷嘴喷出的强大冲击力，将焦炭切割下来。 7. 延迟焦化虽然目前是最广泛采用的一种焦化流程，但是它
料来源，从而进一步促进了渣油热加工工艺的发展。
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① 以减压馏分油为原料，生产汽油、柴油和燃料油的热
裂化（thermal cracking） ；
受到青
睐
② 以减压渣油为原料，生产汽油、柴油、馏分油和焦炭
的 焦炭化（coking）；
③ 以常压重油或减压渣油为原料，生产以燃料油为主的
反应热的大小随原料油的性质、反应深度等因素的变化而有较大
范围的变化，其范围大约在500～2000kJ/kg之间
在缓和热反应条件下，重质原料油比轻质原料油有较大的反应热
（指吸热效应），而在反应深度增大时则吸热效应降低。
2．反应速率 烃类在反应深度不大时，热反应的速率服从一级反应的规律 ，其
反应速率可用以下方程表示：
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5．烯烃
烯烃在低温、高压下，主要的反应是叠合反应 当温度升高到400℃以上时，裂解反应开始变得重要，
碳链断裂的位置一般在烯烃双键的β位置
当温度超过600℃时，烯烃缩合成环烷烃、环烯烃和芳
香烃的反应变得重要起来
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6．胶质和沥青质
减粘裂化（visbreaking）。
渣油热加工过程的反应温度一般在 400～550℃ 目前，焦炭化能力将近 4000万吨/年，仍在继续增加
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第一节 石油烃类的热反应
一、各种烃类的热反应
1．烷 烃
烷烃的热反应主要有两类： ★ C-C 键断裂生成较小的烷烃和烯烃； ★ C-H 键断裂生成碳原子数不变的烯烃及氢
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第二节 焦炭化过程
焦炭化过程(简称焦化)是以贫氢的重油，如减渣、裂化渣
油等为原料，在高温(500～550℃)下进行深度的热裂化和 缩合反应的热加工过程
焦化过程的产物有气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭(现主
要用于生产优质石油焦)，减渣经焦化过程可得到70%～ 80%的馏分油
焦化汽油和焦化柴油中不饱和烃的含量高，而且含硫、
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反应产物在分馏塔中进行分馏。与一般油品分馏塔比 较，焦化分馏塔主要有两个特点：分馏塔的特点： 1. 塔的下部是换热段，新鲜原料油与高温油气换热，同时起 到洗涤的作用，将反应油气中携带的焦沫淋洗下来； 2. 部分塔底油进行循环，为了避免塔底结焦和堵塞。
原料中约3/4都转化为焦炭。
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烃类在加热的条件下，反应基本上可以分成裂解与缩
合（包括叠合）两个方向
烃类热反应是一个复杂的平行-顺序反应，随着反应时
间的延长，一方面由于裂解反应，生成分子越来越小、 沸点越来越低的烃类；另一方面由于缩合反应生成分 子越来越大的稠环芳香烃
➢ 胶质、沥青质主要是多环、稠环化合物，分子中也多含
有杂原子。它们是分子量分布范围很宽、环数及其稠合 程度差别很大的复杂混合物。缩合程度不同的分子中也 含有不同长度的侧链及环间的链桥；
➢ 胶质及沥青质在热反应中，除经缩合反应生成焦炭外，
还会发生断侧链、断链桥等反应，生成较小的分子；
➢ 对沥青质而言，在460℃、45分钟的条件下，已转化的
单环环烷烃的脱氢反应须在600℃以上才能进行， 但双环环烷烃在500℃左右就能进行脱氢反应， 生成环烯烃
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石油加工工程Leabharlann 73．芳香烃脱氢缩合
2
H + 2
芳香环极为稳定，一般条件下芳环不会断裂，但在较高温度下会进行脱
氢缩合2 反应，C 生H 成3 环数较多的芳烃C ，H 直2 至C 生H 成2 焦炭。烃类H 热+ 反应2 生成的
焦炭是H/ C原子比很低的稠环芳烃，具有类石墨状结构。
2
+ 2 H2
继续脱氢
生成焦碳
带烷基侧链的芳烃在受热条件下主要是发生断侧链或脱烷基 反应
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4．环烷芳香烃
中间断裂，环
烯烃开环或脱
环烷芳香烃应按照环烷环和芳香环之氢间生的成连芳接烃方式不同
而有所区别：
1.环烷烃断裂 2.环烷烃脱氢 3.缩合生成焦碳
C4H9 • C2H4 C2H5 • C4 H 9 • C3H 6 CH 3 • C2H5• C2H4 H •
CH 3 • C16 H 34 CH 4 C16 H 33 • H • C16 H 34 H 2 C16 H 33 • 自由基结合生成烷烃，连锁反应终止
CH 3 • H • CH 4
油，而且过程比较简单、投资和操作费用较低； （2）所产馏分油柴汽比较高；柴油馏分十六烷值比较高； （3）为乙烯生产提供石脑油原料； （4）优质石油焦的生产。
焦炭化过程的主要缺点是： （1） 焦炭产率高及液体产物的质量差，需要进一步加氢
精制； （2） 焦炭产率一般为原料残炭值的1.5 - 2倍，数量较大，
2. 每个塔的切换周期包括生焦时间和除焦及辅助操作所需的时间）， 一般约24小时。生焦时间与原料的性质，特别是原料的残炭值， 及焦炭质量的要求有关（特别是焦炭的挥发分含量)。
3. 为了使处于高温的原料油在炉管内不要发生过多的裂化反应以致 造成炉管内结焦，就要设法缩短原料油在炉管内的停留时间，采 用向炉管内注水（或水蒸气）以加快炉管内的流速，注水量通常 约为处理量的2％左右。
当裂化深度增大时，在温度一定的条件下k不再保持为常数，一般 是 k 值随裂化深度的增大而下降。 ✓ 未反应的原料与新鲜原料相比有较高的稳定性； ✓ 其次是反应产物可能对反应有一定的阻滞作用。 在反应深度较大时，烃类的热裂化反应不再服从一级反应的规律。
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➢ 烃类热分解反应速率随反应温度的升高而增加很快，反
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热加工是指利用热的作用，使油料起化学反应达到加
工目的的工艺方法。
石油馏分及重、残油在高温下主要发生两类反应： ★ 裂解反应 （吸热） ★ 缩合反应 （放热） ★ 烃类的异构化反应和烯烃的叠合反应，在没有催
化剂的条件下一般很少发生。
渣油热转化所产石脑油已经是我国乙烯生产的重要原
2.66 2.20 0.58 4.14 0.32 0.81 0.25
是目前加工高金属、高残炭劣质渣油的最有效手段，为催化 裂化、加氢裂化和乙烯生产提供原料，目前是一个十分重要的提 高轻质油收率的途径，处理能力占渣油加工总量的比例相当大， 目前是第一位的。
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焦炭化过程的主要优点是： （1）它可以加工残炭值及重金属含量很高的各种劣质渣
C8 H17 • CH 3 • C9 H 20
H
•
H• H
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二、渣油热反应的特点
1.渣油的热反应比单体烃更明显地表现出平行-顺序反应的 特征；
汽油和中间馏分油的产率会出现最大值 气体和焦炭随着反应深度的增大而分单散相调：的沥增青大质胶束
2.渣指油导热生反产应时容易生焦；除由于渣油含分有散较介质多：的饱胶和质份等和沥 青质外，不同族烃类之间的相互作用也促进了生焦反应；
减小的趋势，也就是说分子的热稳定性随分子量的增大而 逐渐减小；
异构烷烃中的C-C键及C-H键的键能都小于正构烷烃，异
构烷烃更容易断链和脱氢；
烷烃分子中叔碳上的氢最容易脱除，其次是仲碳上的，而
伯碳上的氢最难脱除
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2．环烷烃
环烷烃的热反应主要是烷基侧链的断裂和环烷环 的断裂，前者生成较小分子的烯烃或烷烃，后者 生成较小分子的烯烃及二烯烃