能源化学工程概论第三章 石油 下

如果汽油的蒸发性太差，汽油气化不完全，导致 汽油机的功率降低，起动和加速都较困难。
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。
主要控制指标：金属含量和残碳值 Ni+V：不大于 20 PPm 残碳：不大于 6%
产品分布及特点： 气体:10～20%，气体中主要是C3、C4，烯烃含量很高 汽油:产率在30～60%之间，ON高，RON可达90左右 柴油:产率在0～40%， CN较低，需调和或精制 油浆:产率在0～10% 焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1
②1949年美国环球油公司(UOP)开发出了铂重整催 化剂；
③1968年雪弗隆研究公司研究成功铂铼/氧化铝双 金属重整催化剂并投入工业应用，称为铂铼重整
广州石化100万吨/年催化重整联合装置
6、加氢精制
➢ 加氢精制工艺是各种油品在氢压力下进行催化改 质的一个统称。它是指在一定的温度和压力、有 催化剂和氢气存在的条件下，使油品中的各类非 烃化合物发生氢解反应，进而从油品中脱除，以 达到精制油品的目的。
汽油的抗爆性是用辛烷值（Octane Number，简 称ON）来表示的，辛烷值越高，抗爆性越好。
一、汽 油
辛烷值的定义 规定如下的标准燃料：
抗爆性很好的异辛烷的ON＝100 抗爆性很差的正庚烷的ON＝0 两种物质以不同的体积比混合可得到一系列的 标准燃料，标准燃料中异辛烷的体积百分数就是其 辛烷值。
化工原料生产工艺
溶剂脱沥青
润滑油
溶剂精制
溶剂脱蜡
润滑油老三套工艺
补充精制
一、原油的预处理
从油井开采出来的原油首先进入油、气、水三相分离 器分出原油，但原油中仍含有水分、盐类和泥沙等，一般 在油田脱除后外输至炼油厂。但由于一次脱盐、脱水不易 彻底，一般进厂原油杂质含量如下：
进厂原油 炼厂要求
含盐量（毫克/升） 含水量（w % ）
1.蒸馏操作的基本原理
蒸馏是利用原油混合物中各个物质沸点的不同，将 其分离的方法。
2. 馏分 是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。
➢ 石油是一个多组分的复杂混合物，每个组分有其各自不同的 沸点
➢ 用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如 <200℃、200～350℃等，称为石油的一个馏分
➢ 馏分不等同于石油产品，馏分必须经过进一步加工，达到油 品的质量标准，才能称为合格的石油产品
3.直馏馏分： 从原油直接分馏得到的馏分。
它基本保留了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱和烃， 在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等
原油蒸馏 包括两部分:
通过常压蒸馏从原油中分出沸点＜350℃的馏分（轻质馏 分），作为汽、煤、柴车用燃料或裂解制乙烯的原料 。 通过减压蒸馏从原油中分出沸点＜500℃的馏分（重质馏 分），作为催化裂化原料或生产各种牌号的润滑油。
(二)、汽油的蒸发性
汽油的蒸发性是汽油最重要的特性之一 。 要求汽油在进入气缸之前，能迅速气化并与空 气形成可燃性混合气。一般汽油在进气管中的 停留时间为0.005～0.05秒，在气缸中的停留时 间为0.02～0.03秒。
一、汽 油
要想使汽油在如此短的时间内与空气形成均匀的可 燃性混合气，汽油的蒸发性好坏是决定性的因素。只 有当汽油具有良好的蒸发性时，发动机才能正常运转。
➢ 加氢精制主要用于油品的精制，其主要目的是通 过精制来改善油品的使用性能。
镇海炼化 180 万吨 / 年蜡油加氢脱硫及 300 万吨 / 年加氢精制 联合装置
7、延迟焦化
➢ 延迟焦化装置的作用：将重质油馏分经裂解、聚 合，生成油气、轻质油，中间馏分油和焦炭。
➢ 工作原理：由于重质油在管式炉中加热，采用高 的流速(在炉管中注水)及高的热强度(炉出口温度 500℃)，使油品在加热炉中短时间内达到焦化反 应所需的温度，然后迅速进入焦炭塔，使焦化反 应不在加热炉中而延迟到焦炭塔中去进.2-1.8
≤3
≤0.2
因此，原油进炼厂进行蒸馏前，还要再进一步脱盐、脱水。
胜利油田电脱水脱盐罐
二、原油的蒸馏
原油是极其复杂的混合物，通过原油的蒸馏可以按所 制定的产品方案将其分割成直馏汽油、煤油、轻柴油 或重柴油馏分以及各种润滑油馏分和渣油等。 原油蒸馏是石油加工中第一道不可少的工序，所以通 常称原油蒸馏为一次加工，其它加工工序为二次加工。
一、汽 油
(一)、汽油机对其燃料的要求 (二)、汽油的蒸发性 (三)、汽油的安定性 (四)、汽油的抗爆性 (五)、我国汽油的牌号 (六)、新配方汽油
一、汽 油
(一)、汽油机对其燃料的要求
蒸发性能良好； 燃烧性能良好，不产生爆震； 储存安定性好，生成胶质的倾向小； 对发动机没有腐蚀性。
一、汽 油
➢ 焦化汽油和焦化柴油中不饱和烃的含量高，而且含硫、 氮等非烃类化合物也高，因此，它们的安定性很差。
4、催化裂化
催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在500℃左右、 1×105~3×105Pa下发生裂解，生成轻质油、气体和焦炭 的过程。 催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程， 也是重油轻质化的核心工艺 催化裂化是提高原油加工深度、增加轻质油收率的重要手 段 催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、 常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油
一、汽 油
安定性差的汽油产生的后果 ： 油箱、滤网、气化器中形成胶状物，影响供油 。 沉积在电火花塞上的胶质，高温下形成积炭而短路 。 沉积在进、排气阀上的积炭，导致阀门关闭不严 。 沉积在气缸盖、活塞上的积炭，造成气缸散热不良；
温度升高，以致增大爆震燃烧的倾向。
一、汽 油
(四)、汽油的抗爆性
抗爆性： 衡量燃料是否易于发生爆震的性质。
馏
减压馏分：VGO
润滑油基础油、催化裂化、加氢裂化 的原料
溶剂脱沥青、焦化、催化裂化、减粘
VR 裂化、加氢转化的原料
原油的蒸馏
石油深度加工过程
延迟焦化 催化裂化
重油轻质化工艺
加氢裂化
常
燃料
加氢精制 溶剂精制
油品精制工艺
原减 油压
异构化 烷基化 醚化
蒸
齐聚
化工原料 馏
催化重整 催化裂解
蒸汽裂解
高辛烷值汽 油生产工艺
(一般了解)
延迟焦化约生产70%的液体产品，其中： 汽油10%~20%； 柴油25%~35%； 裂化原料（蜡油）25%~35%； 石油气6%~8%； 焦炭（也称石油焦）15%~20%。
焦化所得的气体烃和液体油品中含较多的烯 烃，安定性较差，故往往作为其他装置的原料或 经加氢精制等处理后成为产品。
3.7 石油产品
(一般了解）
根据发动机试验的方法不同，分为两种:
研究法辛烷值(RON):也就是国内采用的标号,是以较低 的混合气温度（一般不加热）和较低的发动机转速（一 般达600转/分）的中等苛刻条件为其特征的实验标准发 动机测定的辛烷值。
马达法辛烷值(MON):美国采用此作为标号，以较高 的混合气温度（一般加热至149℃）和较高的发动机 转速（一般达900转/分）的苛刻条件为其特征的实 验标准发动机测得辛烷值。
一、汽 油
(六)、新配方汽油
从汽油的馏分组成上看，馏分越轻，其抗爆性越好。 从汽油的化学组成上看，芳烃、异构烷烃、烯烃是
高辛烷值汽油组分，加入四乙基铅也可改善汽油的 抗爆性能。 含铅汽油中的四乙基铅是危害人体健康的剧毒物 质，汽油中的各种芳烃也对人体具有毒害作用。
二、柴 油
(一)、柴油机对燃料的使用要求 (二)、柴油的燃烧性 (三)、柴油的蒸发性 (四)、柴油的流动性 (五)、柴油的品种和牌号
4.石油馏分组成
➢从常压蒸馏开始馏出的温度（初馏点）到小于200℃ 的馏分为汽油馏分（也称轻油或石脑油馏分） ➢常压蒸馏200～350℃的馏分为煤、柴油馏分（也称 常压瓦斯油，AGO）
➢沸点相当于常压下350～500℃的馏分为减压馏分 （也称减压瓦斯油,VGO） ➢沸点相当于常压下大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)
一、汽 油
(五)、我国汽油的牌号
车用汽油与航空汽油均按辛烷值划分牌号。
车用无铅汽油：90#、93#、97#，它们的RON分 别不小于90、93、97。其中硫含量的指标不大于 0.05m%。