石油产品基本知识

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石油产品应用技术
授课班级:化工01-1、2、3、4 授课教师:黄克明、江禄森 授课时间:2004年8月~2005年1月 星期一 34节/56节,二教:201/205
第一章 石油产品应用技术基本知识
第一节 石油产品的基本生产过程简介 授课时间:2004年8月30日 第1周星期一34节/56节,二教:205/201 NO:01
第一章 石油产品应用技术基本知识
第一节 石油产品的基本生产过程简介 第二节 石油产品的主要使用指标 第三节 石油产品的分类
第一节 石油产品的基本生产过程简介
1.常减压蒸馏 . 常压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同, 利用加热炉、分馏塔等设备将原油进行多次的的部 分汽化和部分冷凝,使汽液两相进行充分的热量交 换和物质交换,以达到分离的目的,从而制得汽油、 煤油、柴油等馏分。 减压蒸馏是利用降低压力从而降低液体沸点的原理, 将常压渣油在减压塔内进行分馏。减压塔的真空是 靠二至三级蒸汽喷射泵抽空而造成的。塔顶真空度 控制在93.3kPa左右,从减压塔侧线可以引出各种润 滑油馏分或催化裂化的原料。塔底重油叫减压渣油, 可作为焦化和制取沥青的原料或作为锅炉燃料。
烯烃合成 是以软蜡油为原料,经高温热裂解和分 馏获得烯烃。用三氯化铝或三异丁基铝为催化剂 将烯烃进行聚合。聚合油经过白土和氢氧化钙处 理、减压分馏和精制,便可获得合成润滑油。这 种油的凝点很低、粘温性能良好。目前这类合成 润滑油有冷冻机油、液压油等。此外还可用乙烯 齐聚法制取高粘度指数合成油。(聚 —烯烃) 石蜡合成 是将石蜡通过精制、氯化、聚合、脱氯、 水洗等工序获得合成油。将合成油分馏后,便得 到产品。它的特点是粘度大、粘温性能良好、凝 点较高。目前这类产品有65号汽缸油等。
一段加氢裂化工艺流程
5.延迟焦化 .
原料油受热后的生焦现象不在加热炉管内而延迟 到焦炭塔内出现的过程叫做延迟焦化。焦化的原 料油主要是减压渣油,也可用热裂化渣油。 延迟焦化的反应原理,一方面是高分子烃裂解, 使渣油转化为气体烃和低沸点液体烃;另一方面 是芳香烃和烯烃缩合,使渣油转化为焦炭。 焦化过程的化学反应:主要是裂解反应、缩合反 应、脱氢反应、环化反应。 延迟焦化的产物和产率是:焦化气6%~8%,汽油 10%~20%,柴油25%~35%,裂化原料油(也叫焦 化蜡油)25%~30%,石油焦15%~25%。
催化裂化工艺流程 催化裂化工艺流程
4.加氢裂化 .
在有催化剂和氢气存在的条件下,使重质油受热后通过裂 化反应转化为轻质油的加工工艺,叫做加氢裂化。加氢裂 化工艺是增产优质航空喷气燃料和优质轻柴油采用最广泛 的方法。一般是在硅酸铝担体含铂、钯、氧化钨和镍等的 催化剂上,在9.81~14.71Mpa压力和380~440℃的温度下, 生产汽油、煤油、柴油等产品。加氢裂化具有原料油的范 围广、生产灵活性大和收率高等优点,同时加氢裂化产品 的质量高。由于它不饱和烃含量少,基本上不含非烃类, 所以安定性好;由于含环烷烃多,是催化重整制取高辛烷 值汽油的原料;由于含异构烷烃较多,芳香烃较少,因而 凝点和冰点都很低、十六烷值较高,是生产喷气燃料和优 质柴油的原料。
常减压装置的原理流程
汽油 常 初 馏 塔 塔 压 油 油 油 汽油

表1-1 常减压蒸馏的产物和产率
蒸馏塔部位 初馏塔顶 常压塔顶 常压一线 常压二线 常压三线 常压四线 减压一线 减压二线 减压三线 减压四线 产物名称 汽油组分或重整原料 汽油组分或重整原料 灯用煤油或喷气燃料 轻柴油组分 重柴油或轻柴油组分 变压器油原料或裂化原 料 裂化原料 润滑原料或裂化原料 润滑原料或裂化原料 润滑原料或裂化原料 沸点范围/℃ 初馏点~95或130 95~200或95~130 200~250或130~250 250~300 300~350 350~370 370~400 400~450 450~500 500~535 产率/%(重) 2~4 3~8或2~3 5~8或8~10 7~10 7~10 4~5 4~5 9~10 10.5~11.5 4.5~5.5
溶剂精制 在一定温度条件下,利用溶剂的极性分 子溶解润滑油料中的一些非理想组分(多环短侧 链的芳香烃和环烷烃,以及胶质、沥青质和其他 硫、氮、氧化合物等),将它们分离出来,从而 改善油品的粘温性能,降低残炭值和酸值,提高 安定性。将分离物蒸发出溶剂后,便获得抽出油, 抽出油可用作调合燃料油、生产炭黑的原料等。 常用的溶剂有糠醛、酚极性溶剂等。
润滑油馏分经酸碱精制或溶剂精 白土补充精制 制后,通常还要经过白土补充精制,除去精制过 程中残留的胶质、环烷酸皂、酸渣、磺酸、残余 酸碱以及溶剂等。这样,可提高润滑油抗氧化安 定性和抗乳化安定性,改善润滑油的颜色。 丙烷脱沥青 利用丙烷在一定温度下对减压渣油中 的润滑油组分和蜡有相当大的溶解能力,而对于 胶质和沥青质几乎不溶解的特性,将减压渣油中 的胶质,沥青质除去,以生产高粘度润滑油,同 时还得到沥青。在装置中,油和蜡溶于丙烷,沥 青不溶于丙烷而沉降出来。
9.调合 .
调合是生产润滑油的最后一道工序,调合的方法 分为罐式调合和管道调合两种,我国现阶段大多 是采用罐式调合。调合的步骤是按计算出来的数 量用泵将各组分油从原料油储罐中泵入调合罐, 然后再加入各种添加剂进行调合。调合高档油品 时,加入添加剂颇有研究。 (调合配方)
10.烯烃合成和石蜡合成润滑油 .
加氢精制 在高温、高压和有催化剂存在的条件下, 向被精制油中通入氢气,使氢气与油中的非烃化 合物和不饱和烃等有害物质发生化学反应,从而 将他们除去或转变为饱和烃的精制工艺,叫做加 氢精制。加氢精制的催化剂有钼酸镍、钼酸钴、 硫酸钨、硫化镍等。加氢精制可使烯烃饱和,使 含硫、氮的化合物变成硫化氢、氨、水等除去。 加氢后的油品颜色、气味、酸值、残炭、安定性 都大大改善。这是一种较好的精制方法,可以简 化精制工序、提高油品的产率。
润滑油加氢处理 润滑油加氢处理是在中、高压 (7.85~14.71MPa)氢气和催化剂存在下对润滑油 料进行精制和改质的工艺过程。通过该过程使原 料中的多环芳烃、胶质、沥青质等不理想组分发 生适度加氢裂解使之变成有益组分,从而达到精 制润滑油和提高粘度指数的目的。 减压馏分油经加氢裂解工艺和脱蜡后,还可制得 高粘度指数(VI 130以上)、低倾点(-20℃以下) 的相当于100SN的中性油。此油可调制严寒区使 用的大跨度内燃机油(5W/30、5W/40等)、低温 液压油、家用电冰箱压缩机油等高档润滑油品。
润滑油基础油的生产
生产基础油的过程是一个脱除非理想组分的过程。 润滑油的理想组分:分支比较多的异构烷烃;少 环长侧链的环烷烃,少环长侧链的芳烃。 非理想组分:多环短侧链的芳香烃,含硫,含氮, 含氧化合物及少量的胶质。
基础油生产工艺过程简介——溶剂精制工艺
白 减 压
常压渣油
糠 醛 塔 制 装 油 中 间 罐 罐 间 区 1 区 置 中 置 装 精 蜡 脱 苯
6.催化重整 .
在有催化剂作用的条件下,对汽油馏分中的烃类 分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫 做催化重整。催化重整按所用催化剂种类的不ห้องสมุดไป่ตู้, 分为铂重整、铂铼重整和多金属重整。将汽油馏 分进行催化重整,可以得到高辛烷值汽油、轻芳 烃和氢气三大产品。催化重整的原料油是直馏、 裂化和焦化汽油馏分。当生产高辛烷值汽油时, 一般采用90~180℃(或200℃)的馏分,叫做宽馏 分重整;当生产轻芳烃时,宜用60~145℃的馏分, 叫做窄馏分重整。
3.催化裂化 .
在催化剂存在下进行的石油裂化过程叫催化裂化。原料油 是在催化剂的作用下,使烃分子受热裂化,由于合成硅酸 铝催化剂或沸石催化剂的作用,大分子烃变成小分子烃外, 并改变其分子结构,使不饱和烃大大减少,异构烷烃和芳 香烃增加。 催化裂化通常用减压馏分油、焦化柴油及蜡油、脱沥青油、 常压渣油、减压渣油等为原料。 产品特点:气体(C1~C4)中C3、C4(液化气)占绝大多 数。汽油产率高,辛烷值高(RON为90左右),性质稳定, 汽油中异构物和芳烃多,但含硫也高;催化裂化汽油是航 空汽油和高辛烷值汽油的基本组分。柴油十六烷值低,安 定性差,需考虑加氢精制。油浆一般不作为产品。
2.热裂化 .
仅靠温度和压力的作用来实现的石油裂化过程叫 热裂化。热裂化的原理,是利用高温使重油一类 的大分子烃,受热分解裂化成为汽油一类的小分 子烃。所用的原料通常是常压重油、减压馏分、 焦化蜡油等。 这种方法的优点是汽、柴油的产率高。但是由于 热裂化产品中含有较多的不饱和烃,所以安定性 不好,储存中易氧化变质。同时,热裂化过程中 发生的缩合反应,会使加热炉的管道中严重生焦, 使开工周期缩短。由于热裂化工艺存在上述缺点, 所以此法已在逐渐淘汰。
酮 补 充 精 制 装

150N 400N 650N 置 120BS 基
脱 氮 油 装 置 区 罐 础
压渣油
2
基础油生产工艺过程简介—三段加氢工艺之一
常压渣油 减 三 糠 醛 压 精 塔 装 油 中 压渣油 罐 区 区 置 区 间 罐 装 罐 间 构 油 置 中 油 氢 异 础 基 加 制 置 装 置 置 理 装 装 处 制 压 加 氢 精 减 氢 常 加
7.烷基化 .
烯烃加成到异构烷烃或芳烃上的热反应或催化反 应过程叫做烷基化。当烷基化的原料是异丁烷-丁 烯气体馏分时,产物是异辛烷和其他烃类组成的 混合物,这种混合物叫做烷基化油。将烷基化油 进行分馏,切割50~180℃的主要成分是各种不同 结构的异辛烷的馏分叫做工业异辛烷。工业异辛 烷的马达法辛烷值可高达94,是航空汽油和高级 车用汽油的高辛烷值组分
8.油品的精制 .
从石油炼制中所得的半成品,还含有一些不良成 分(如硫化物、氧化物、氮化物、胶质、沥青质 等),不能直接使用,须经精制出去后方可使用, 常用的精制方法有: 酸碱精制 酸碱精制目的在于去除油品中的不饱和 烃、稠环芳烃、沥青以及一部分含硫、氧、氮的 化合物,油品经硫酸精制后还需水洗,降低油品 中的残余酸。碱精制目的是除掉油中环烷酸、酚 类以及硫酸精制后的残余酸和硫酸酯。酸碱精制 后还要进行水洗,除去酸碱作用生成的溶于水的 盐类。
脱 蜡
蜡是在常温下呈固体状态的烃,蜡虽然不是有害物质,但 它是不理想的组分,因为常温下在油中呈溶解状态的蜡在 较低温度下会从油中析出,温度越低,析出量越多,为了 改善油的低温流动性,在生产润滑油、柴油和喷气燃料的 过程中,通常都要进行脱蜡。
脱蜡的方法有: 脱蜡的方法有:
①冷冻脱蜡 把含蜡的油料通过冷冻到低温(依具体要求 而定)的结晶槽,使油品中石蜡结晶后,通过压滤机或离 心分蜡机等把液体油和石蜡结晶分开,从而降低油品的凝 点。 ②尿素脱蜡 当尿素与长链烷烃和带有短分支侧链的长链 烷烃混合在一起后,尿素就呈螺旋形排列在这些链烃周围, 把烃分子包在中间,形成络合物从油中分离出来。尿素脱 蜡能获得凝点很低的油品。
第二节 石油产品的主要使用指标 第三节 石油产品的分类
授课班级:化工01-1、2、3、4 授课教师:黄克明、江禄森 授课时间:2004年9月6日 第2周 星期一 3、4节/5、6节
第二节
脱 蜡
③溶剂脱蜡 用溶剂将原料油稀释,使油的粘度降低,然 后在低温下将油和蜡分离。常用的溶剂有酮类和苯系物的 混合物。 溶剂脱蜡是目前主要采用的脱蜡方法。 溶剂脱蜡是目前主要采用的脱蜡方法。 ④分子筛脱蜡 分子筛是人工合成的泡沸石,它是一种多 孔的吸附剂,具有特殊的孔道结构,仅能吸附正构烷烃分 子,从而达到脱蜡的目的。 ⑤加氢降凝 加氢降凝也叫加氢脱蜡,其降凝的原理是利 用具有高度选择性的催化剂,使润滑油原料中的正构烷烃 发生异构化反应转变为异构烷烃,或者发生选择性加氢裂 化反应,使高分子烷烃变成低分子烷烃,而对其他烃类基 本上不发生反应。由于将油中的固态烃大量转变为液态烃, 因而使原料油的凝点显著降低。 加氢降凝的关键是催化剂,现在研究比较成熟的有加氢异 构化催化剂和选择性加氢裂化催化剂两种。
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