重质油热过程
石油炼制名词解释
名词解释：1.催化裂化：催化裂化是在0.1～0.3MPa、500℃左右的温度及催化剂作用下，重质原料油发生以裂解为主的一系列化学反应，转化为气体、汽油、柴油、油浆及焦炭的工艺过程。
2.催化剂活性：催化剂的活性就是能加快反应速度的性能。
3.二次燃烧：由过剩O2含量太高，再生器密相床烧焦产生的CO在稀相段或集气室燃烧，放出大量热量而烧坏设备。
4氢转移反应：某烃分子上的氢脱下来立即加到另一烯烃分子上使之饱和的反应。
5碳堆积：再生器烧焦能力低或供氧不足，反应生成的焦炭烧为完全，使催化剂活性及选择性下降，又至使反应时生焦量增大，再生器烧焦更不完全，这样造成恶性循环，使催化剂上焦炭迅速增大，这就是碳堆积。
简答题1．简述催化裂化的化学反应分解反应、异构化反应，氢转移反应，烷基化反应，芳构化反应，烷基化反应、生焦反应2．列出芳烃转化的催化剂种类有酸性催化剂和固体酸，固体酸又分为浸附在适当载体上的质子酸；浸附在适当酸性卤化物，混合氧化物催化剂，贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂；分子筛催化剂3．C8芳烃异构化反应所用的催化剂无定型SiO2-Al2O3催化剂，负载型铂催化剂。
ZSM催化剂，HF-BF3催化剂4．简述目前工业上分离对二甲苯的方法？答：深冷结晶法，络合分离法，吸附分离法5．简述开发芳烃转化工艺的原因不同来源的各种芳烃馏分组成是不同的，能得到各种芳烃的产量也不同，因此如果仅从这里取得芳烃，必然导致供需矛盾，所以用该工艺调节芳烃产量为什么催化裂化产物中少C1、C2，多C3、C4？正碳离子分解时不生成＜C3、C4的更小正碳离子。
为什么催化裂化产物中多异构烃？伯、仲正碳离子稳定性差，易转化为叔正碳离子。
为什么催化裂化产物中多β烯烃？伯正碳离子易转为仲正碳离子，放出H+形成β烯烃。
催化裂化的原料和产品有什么特点?答：主要原料有：直馏馏分油、常压渣油、脱沥青油、焦化蜡油、减压渣油等。
主要产品有液化气、汽油、柴油、油浆等。
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？。
石油焦知识
石油焦知识一、石油焦（一）石油焦1、定义石油焦（PETroleum coke）是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品，从外观上看，焦炭为形状不规则，大小不一的黑色块状（或颗粒），有金属光泽，焦炭的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占有80wt%以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。
石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）这些指标决定焦炭的化学性质。
2、性质石油焦是黑色或暗灰色坚硬固体石油产品，带有金属光泽，呈多孔性，是由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。
石油焦的主要用途是电解铝所用的预焙阳极和阳极糊、碳素行业生产增炭剂、石墨电极、冶炼工业硅以及燃料等。
石油焦组分是碳氢化合物，含碳90－97%，含氢1.5－8%，还含有氮、氯、硫及重金属化合物。
石油焦是延迟焦化装置的原料油在高温下裂解生产轻质油品时的副产物。
石油焦的产量约为原料油的25-30%。
其低位发热量约为煤的1.5-2倍，灰分含量不大于0.5%，挥发分约为11%左右，品质接近于无烟煤3、性状石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。
从石油焦工场所生产的石油焦均称为生焦（green cokes），含一些未碳化的碳烃化合物的挥发份，生焦就可当做燃料级的石油焦，如果要做炼铝的阳极或炼钢用的电极，则需再经高温煅烧，使其完成碳化，降低挥发份至最少程度。
大部份石油焦工场所生产的焦外观为黑褐色多孔固体不规则块状，此种焦又称为海绵焦（sponge coke）。
第二种品质较佳的石油焦叫做针状焦（needle coke）与海绵焦比，由于其具较低的电阻及热膨胀系数，因此更适合做电极。
有时另一种坚硬石油焦亦会产生，称之为球状焦（shot coke）。
这种焦形如弹丸，表面积少，不易焦化，故用途不多。
（二）石油焦加工工艺石油焦与煅烧焦及石墨电极的价格每吨相差数百元甚至上千元。
消防培训燃烧学基础知识
4.木材的燃烧产物 木材是一种化合物，主要由碳、氢、氧元素组成，主 要以纤维素分子形式存在。木材燃烧主要生成二氧化碳、 水蒸气、甲酸、乙酸、一氧化碳等产物，也会申城可燃蒸 气及颗粒。
三、 燃烧产物的毒性
燃烧产物有不少是毒害气体，往往会通过呼吸道侵 入或刺激眼结膜、皮肤黏膜使人中毒甚至死亡。
闪燃往往是可燃液体发生火灾的先兆。
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（二）物质的闪点 1.闪点的含义
含义：在规定的试验条件下，液体表面能产生闪燃的最 低温度，以“℃”表示。
闪点是评定液体火灾危险性大小的重要参数。闪点越 低，火灾危险性就越大；闪点越高，火灾危险性就越小。
2.闪点在消防上的应用 （1）根据闪点，将能燃烧的液体分为易燃液体和可
2.动力燃烧：燃烧性液体的蒸发、低闪点液雾预先与 空气或氧气混合，遇火源产生带有冲击力的燃烧。
3.沸溢燃烧：含水的重质油品（如重油、原油）发生 火灾，液面从火焰接收热量产生热波，热波在向液层深部 转移过程中，使油层温度上升，油品黏度变小，油品中的 乳化水滴在向下沉积的同时受向上运动的热油作用而蒸发 成气泡，气泡被油膜包围形成大量油泡群，液面上下像开 锅一样沸腾，油品像“跑锅”一样溢出罐外的现象。
引火源温度越高，越容易点燃可燃物质。
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（二）燃烧的充分条件 具备了燃烧的必要条件，并不意味着燃烧必然发生
。发生燃烧还应该有“量”方面的要求。这就是发生燃烧 或持续燃烧的充分条件。
1.一定的可燃物浓度 可燃气体或蒸气只有达到一定的浓度，才会发生燃烧或
爆炸。 2.一定的氧气含量
（三）烟气的危害性
1.毒害性
燃料油(重油)深加工工艺概述
4、减压深拔加工工艺
减压深拔加工工艺装置是目前我国通用的 重油加工工艺，该装置的原料主要由催化油浆 及燃料油组成，减压深拔过程是原料油在220～ 260摄氏度和5～20帕的压力条件下，通过降低 油气分压，将轻重组分进行分离，轻重组分分 别经过换热和冷凝最终得到混合芳烃和重芳烃 的过程。其产品产率分布及特点如下表：
＜60
＜40 ＜160
--
--
备注 乙烯含量高 丙烯含量高 辛烷值低、安定性差
金属含量较高 --
催化裂解工艺（DCC）气相收率较高，其燃料气中 乙烯含量在22～28%，液化气中丙烯含量达30%以上，均可 进一步进行气体分离；裂解汽油辛烷值较低，安定性也较 差；中间馏分油和重油芳烃含量较少只能用来调和燃料油。
催化油浆 5～15
焦碳
5～7
＞65 --
＞120 --
粘度较大 --
催化裂化工艺(FCC)生产的液化气中丙烯含量较高，可进一步 进行气体分离；催化汽油辛烷值RON约85～93，安定性也较好；催 化柴油十六烷值较低，安定性较差，一般经过加氢精制后才能符合 国标柴油指标；催化油浆沥青质含量较低，富含多环芳烃，是橡胶 和塑料加工用芳烃油的良好原料。
重油催化裂化工艺流程图
烟机
反
再生器
应 器
取 热 器
主风 原料
分馏 系统
稳定 系统
液化气 汽油
柴油去加氢精制
燃料油 （油浆）
产品名称 收率% 芳烃含量% 闪点℃
备注
液化气 10～20
--
--
丙烯含量高
催化汽油 30～60 40～45
＜25 辛烷值高、安定性较好
催化柴油 20～40
＜50
＜50 十六烷值低、安定性较差
石油炼制过程和主要工艺简介
石油炼制的主要过程和工艺简介石油、天然气是不同烃化合物的混合物，简单作为燃料是极大的浪费，只有通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。
石油经过加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂汽油）；煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、重柴油）；燃料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭等）。
有的油品经过深加工，又获得质量更高或新的产品。
石油加工，主要是指对原油的加工。
世界各国基本上都是通过一次加工、二次加工以生产燃料油品，三次加工主要生产化工产品。
原油在炼厂加工前，还需经过脱盐、脱水的预处理，使之进入蒸馏装置时，其各种盐类的总含盐量低于5mg/L，主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞。
原油一次加工，主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。
各种馏分的分离顺序主要取决于分子大小和沸点高低。
在常压蒸馏过程中，汽油的分子小、沸点低（50～200℃），首先馏出，随之是煤油（60～5℃）、柴油（200～0℃）、残余重油。
重油经减压蒸馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品（蜡油），最后剩下渣油（重油）。
一次加工获得的轻质油品（汽油、煤油、柴油）还需进一步精制、调配，才可做为合格油品投入市场。
我国一次加工原油，只获得25%～40%的直馏轻质油品和20%左右的蜡油。
原油二次加工，主要用化学方法或化学-物理方法，将原油馏分进一步加工转化，以提高某种产品收率，增加产品品种，提高产品质量。
进行二次加工的工艺很多，要根据油品性质和设计要求进行选择。
主要有催化裂化、催化重整、焦化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等。
如对一次加工获得的重质半成品（蜡油）进行催化裂化，又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油，30%左右转化为柴油，20%左右转化为液化气、气态烃和干气。
如以轻汽油（石脑油）为原料，采用催化重整工艺加工，可生产高辛烷值汽油组分（航空汽油）或化工原料芳烃（苯、二甲苯等），还可获得副产品氢气。
燃烧类型和特点
第一章燃烧类型及其特点燃烧可从着火方式、持续燃烧形式、燃烧物形态、燃烧现象等不同角度做不同的分类。
掌握燃烧类型的有关常识，对于了解物质燃烧机理、火灾危险性的评定，有着重要的意义。
一、燃烧发生瞬间的特点分类按照燃烧形成的条件和发生瞬间的特点，燃烧可分为着火和爆炸。
(一)着火可燃物在与空气共存的条件下，当达到某一温度时，与引火源接触即能引起燃烧，并在引火源离开后仍能持续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。
着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征。
着火是日常生活中常见的燃烧现象。
可燃物的着火方式一般分为下列几类:1.点燃(或称强迫着火)点燃是指从外部能源，诸如电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等得到能量，使混气的局部范围受到强烈的加热而着火。
这时就会在靠近引火源处引发火焰，然后依靠燃烧波传播到整个可燃混合物中，这种着火方式也习惯上称为引燃。
2. 自燃可燃物质在没有外部火花、火焰等引火源的作用下，因受热成自身发热并蓄热所产生的自然燃烧，称为自燃。
即物质在无外界引火掠条件下，由于其本身内部所发生的生物、物理或化学变化而产生热量并积蓄，使温度不断上升，自然燃烧起来的现象。
自燃点是指可燃物发生自燃的最低温度。
( 1 )化学自燃。
例如火柴受摩擦而着火等；炸药受撞击而爆炸；金属钠在空气中自燃；煤因堆积过高而自燃等。
这类着火现象通常不需要外界加热，而是在常温下依据自身的化学反应发生的，因此习惯上称为化学自燃。
(2) 热自燃。
如果将可燃物和氧化剂的混合物预先均匀地加热，随着温度的升高，当混合物加热到某一温度时便会自动着火(这时着火发生在混合物的整个容积中)，这种着火方式习惯上称为热自燃。
(二)爆炸爆炸是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量，或是气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀等现象。
爆炸最重要的一个特征是爆炸点周围发生剧烈的压力突变，这种压力突变就是爆炸产生破坏作用的原因。
作为燃烧类型之一的爆炸主要是指化学爆炸，关于爆炸的具体分类及其特点见本篇第三章第一节。
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
石油炼制课后思考题（参考）
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。
稠油热采技术
稠油热采技术1概论稠油亦称重质原油或高粘度原油(英文名为heavy oil)，并不是一个严格的范畴。
按粘度分类，把在油层温度下粘度高于100mps，已，的脱气原油称为稠油。
据估计世界常规石油的总资源量为3000亿吨，此外还有稠油、油砂及油页岩等非常规石油资源，它们的储量折合为石油估计有八九千吨之多，这些将成为21世纪石油的重要来源。
据有关资料报道，我国稠油的储量在世界上居第七位，迄今已发现有9个大中型含油盆地和数量众多的稠油油藏区块。
世界各国在石油工业的发展过程中，都是先开采较易开采的、较轻的原油。
国外石油储量大的国家，因其资源丰富且开采稠油成本高、风险大，尚未将开采稠油列入议事日程。
一旦打出稠油井，除部分为满足工业生产进行开采外，一般是采用封井的办法，暂时搁置，不进行开采。
随着较轻原油资源的逐渐减少，不得不开始开采一些较难开采的重质油，因此在世界石油产量中重质油的份额正在逐渐增大。
近年来，我国也加速了稠油的开发，目前稠油的产量已经占全国石油年产量的十分之一左右。
在油田的石油开采中，稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性，在开发和应用的各个方面都遇到一些技术难题。
就开采技术而言，胶质、沥青质和长链石蜡造成原油在储层和井筒中的流动性变差，要求实施高投入的三次采油工艺方法。
高粘、高凝稠油的输送必须采用更大功率的泵送设备，并且为了达到合理的泵送排量，要求对输送系统进行加热处理或者对原油进行稀释处理。
就炼化技术而言，重油中的重金属会迅速降低催化剂的效果，并且为了将稠油转化为燃料油，还需要加入氢，从而导致炼化成本大大增加，渣油量大，硫、氮、金属、酸等难处理组份含量高，也是炼油厂不愿多炼稠油的原因。
可见，稠油的特殊性质决定了稠油的采、输、炼必然是围绕稠油的降粘降凝改性或改质处理进行的。
针对稠油粘度大等特征和各油藏的构造可采取不同的采油工艺。
稠油油藏水驱开采技术主要包括机械降粘、井筒加热、稀释降粘、化学降粘、微生物单井吞吐、抽稠工艺配套等:稠油油藏热采技术主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、丛式定向井以及水平井、火烧油层以及与稠油热采配套的其它工艺技术等。
8种炼化工艺流程动图及装置图文大详解
8种炼化工艺流程动图及装置图文大详解从原油到燃料油及各种化工原料要经过多种复杂的工艺流程，不同的工艺流程生产出的产品也一样。
今天带大家了解一下石油炼制的工艺流程和装置。
一、炼油工艺流程分类1、燃料型炼油工艺流程图燃料型炼油厂以燃料油为主，主要产品为汽油、柴油、煤油等燃料油。
2、燃料—润滑油型炼油工艺流程图燃料—润滑油型炼油厂除生产燃料油外，还生产润滑油，一般润滑油与石蜡联合生产。
3、燃料—化工型炼油工艺流程燃料—化工型炼油厂以生产燃料油及化工原料为主，除燃料油外，乙烯裂解原料、芳烃、丙烯等化工原料占总产品量的比例较大。
二、炼油装置及工艺详解1、炼油工艺及装置分类（1）一次加工常压蒸馏或常减压蒸馏，把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围(即馏分)；（2）二次加工催化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烃基化、加氢精制等。
将一次加工得到的馏分再加工成商品油。
（3）三次加工裂解工艺制取乙烯、芳烃等化工原料。
2、炼油工艺及装置详解2.1原油预处理预处理原因：原油中的盐和水的存在，给炼油装置的稳定操作、设备防腐带来了危害，因此在原油蒸馏前必须进行脱水脱盐。
因此原油进入炼油厂后，必须先进行脱盐脱水，使含水量达到0.1%～0.2%。
含盐量<5mg/l，对于有渣油加氢或重油催化裂化过程的炼油厂，要求原油含盐量<3mg/l。
电脱盐原理：原油中的盐大部分溶于水中，脱水的同时，盐也被脱除。
常用的脱盐脱水过程是向原油中注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度、压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成较大水滴，因密度差别，借助重力水滴从油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的。
2.2常减压装置蒸馏装置是炼油厂重要的加工装置之一，几乎所有的炼油厂的原油都要通过常减压蒸馏装置进行一次加工，常减压蒸馏装置主要通过蒸馏过程加工原油，加热后的原油在蒸馏塔内实现各组分的分离。
[整理]高中化学石油裂化
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石油裂化定义裂化（cracking）就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。
单靠热的作用发生的裂化反应称为热裂化，在催化作用下进行的裂化，叫做催化裂化。
裂解是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度（700℃～800℃，有时甚至高达1000℃以上），使石油分馏产物（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程。
裂解（pyrolysis）是一种更深度的裂化。
石油裂解的化学过程比较复杂，生成的裂解气是成分复杂的混合气体，除主要产品乙烯外，还有丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃、硫化氢和碳的氧化物等。
裂解气经净化和分离，就可以得到所需纯度的乙烯、丙烯等基本有机化工原料。
目前，石油裂解已成为生产乙烯的主要方法。
分类热裂化热裂化是在热的作用下(不用催化剂)使重质油发生裂化反应，转变为裂化气(炼厂气的一种)、汽油、柴油的过程。
热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油，或其他石油炼制过程副产的重质油[1]。
在400～600℃，大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃；环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃，其侧链较易断裂；芳烃的环很难分裂，主要发生侧链断裂。
热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多；而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。
催化裂化催化裂化是是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。
原料采用原油蒸馏（或其他石油炼制过程）所得的重质馏分油或重质馏分油中混入少量渣油,经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油；或全部用常压渣油或减压渣油。
在反应过程中由于不挥发的类碳物质沉积在催化剂上，缩合为焦炭，使催化剂活性下降，需要用空气烧去，以恢复催化活性，并提供裂化反应所需热量。
催化裂化是石油炼厂从重质油生产汽油的主要过程之一。
所产汽油辛烷值高（马达法80左右），安定性好，裂化气（一种炼厂气）含丙烯、丁烯、异构烃多。
热力开采方法及分类
1
稠油热采
2
蒸汽吞吐开采机理
3
蒸汽吞吐开采参数
4
课后思考
一、稠油热采
一、稠油热采 1.稠油性质
稠油亦称重质原油或高粘 度原油(heavy oil),是指在原 始油藏温度下脱气原油粘度 为100～10000mPa·s或者在 15.6℃及大气压条件下密度 为0.9340～1.0000g/cm3。
三、蒸汽吞吐开采参数
3 主要参数
注汽量对吞吐效果的影响
➢ 总注气量 注汽量不能太小，否则峰值产量低，增产
周期短，周期累积产量低，但也不能太高。注入量应按每 米纯油层厚度选定，也即注汽强度，最优的范围是120－ 200t/m。
三、蒸汽吞吐开采参数
3 主要参数
注汽速度对吞吐效果的影响
➢ 注汽速度 蒸汽吞吐阶段，注汽时间短，向油层顶底界的
二、蒸汽吞吐开采 3)注蒸汽热采增产机理
相对渗透率变化
注入蒸汽后，砂粒表面的沥青胶质性油膜破坏，润湿性 改变，油层由原来亲油或强亲油，变为亲水或强亲水。在同 样水饱和度条件下，油相渗透率增加、水相渗透率降低，束 缚水饱和度增加。模拟试验证明，对2000mP·s油藏注入
0.5 倍孔隙体积的250℃蒸汽后，含油饱和度可由65.5%下降到 18.1%，驱油效率可达72.2%。
二、蒸汽吞吐开温蒸汽注入油层后，加热后的原油产生膨 胀，原油中如果存在少量的溶解气，也将从原油中 逸出，产生溶解气驱的作用。同时油藏中的流体和 岩石骨架产生热膨胀作用，孔隙体积缩小，流体体 积增大，维持原油生产的弹性能量增加。热胀弹性 能是一种相当可观的能量。与压缩弹性能量相比， 热膨胀弹性能量要大得多。
7、稠油高温裂解 蒸馏、稀释及 混相驱作用
4、岩石骨架 受热膨胀 压缩孔隙
重质油生产燃料油的流程工艺
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