化工原料及加工

来源：石油又称原油,存在于地下多孔的储油构
造中。由低级动植物在地压和细菌的作用下,经过 复杂的化学变化和生物化学变化而形成。大量集 中在中东(伊拉克、科威特、沙特阿拉伯、伊朗和 阿联酋等)、美国、苏联、英国、墨西哥和中国。 中国自六十年代初发现大庆油田,30多年来,又发 现了不少大油田,已开采的有大庆、大港、胜利、 辽河和中原油田等。近年来,中国又在新疆塔里木 盆地和陕甘宁盆地发现了储量丰富的油气田。
四 原油预处理及常减压蒸馏
• 石油的蒸馏就是，将原油加热，按原油中 各种组分沸点不同，将其分割为多个沸点 范围（馏分）而提取出来的方法. • 常压分馏:塔内压力接近大气压力的分馏方 法，处理沸点<350oC的石油产品，可以得 到石油气、汽油、挥发油、煤油、柴油等
• 减压分馏法 • 处理沸点>350oC的重质馏分 • 塔内压力低于大气压力一般只有4000～ 10000Pa，甚至低于1333Pa，也称真空分馏. 依据压力降低，沸点降低的原理来处理沸点高于 350oC以上的重质馏分提高轻质产品的收得率 • 可提炼常压下沸点为350～500oC的粗柴油和轻质 润滑油等
二.石油的性质、组成 、来源与开采
石油定义：埋藏在地下的可燃性液体、矿物 原油定义：从地下开采出来未加工处理的石油 • 石油组成：烃类，非烃类，胶质和沥青。几乎没有烯烃和炔烃。
烃组成:主要是烷烃(CnH2n+2)、环烷烃(CnH2n)、芳香烃(CnH2n-6)、 C 85%-87%;H 11%-14%;S、N、O—1%. S: H2S,RSH,RSR,RSSR,COS,Ar-SH 分类：烷基石油（石蜡基石油）、环烷基石油（沥青基 石油）、 混合基 石油 元素组成：Ｃ、Ｈ及其它元素 原油性质： 颜色:黄—-黑褐色,有荧光. 相对密度:0.75---1.0 粘度：动力粘度，运动粘度，恩氏粘度 凝固点，闪电（开杯，闭杯）
天然气利用要注意的问题
爆炸极限（5～16%）： 可燃性气体与空气（氧气）混合达到一定比例时，再 遇明火时能发生爆炸的极限范围。 最高浓度成为爆炸上限，最低浓度成为爆炸下限
分类
干气： 即贫气，甲烷含量大于90%。其次是C2H6,C3H8和C4H10,并含有少 量的C5以上重组分,CO2、N2、H2S和NH3等。它稍加压缩不会有液 体产生,故被称作干气。属于这一类的有天然气井和煤田伴生气。 湿气： 即富气，甲烷含量小于90%，还含有C2,C3,C4。除CH4和C2H6等低 碳烷烃外,还含有少量轻汽油,对它稍加压缩就有汽油析出来,故称湿气。 属于这一类的天然气有油田伴生气。 天然气的成分随产地不同而有所差异,甚至随开采的时间和气象条件 的变化而变化。含C2以上烷烃愈多,天然气的比重愈大。
• 中国最大的输气管道工程——西气东输工程——是“十五” 期间国家安排建设的特大型基础设施，主要任务是将新疆 塔里木盆地的天然气送往豫皖江浙沪地区，沿线经过新疆、 甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海、浙 江10个省市区。工程包括塔里木盆地天然气资源勘探开发、 塔里木至上海天然气长输管道建设以及下游天然气利用配 套设施建设。这一工程西起新疆塔里木盆地的轮南，终点 位于上海西部的青浦白鹤镇，主干管道全长约4000公里， 输气规模设计为年输商品气120亿立方米，是国内迄今建 设的距离最长、管径最大、压力最高、输气量最大、技术 含量最高的输气管道工程。
干气中绝大部分是甲烷，因此是制造合成 氨和甲醇的好原料,由于热值很高,也是很好 的燃料。湿气中乙烷以上烃类含量高,像利 比亚和沙特阿拉伯油田气中乙烷浓度分别 达到19%(v)和15%(v)以上,它们加适当压力 会被液化,常被称为“液化石油气”(LPG), 用作热裂化原料或民用燃料, C５以上烷烃, 稍加压缩即被凝析出来,常被称为“凝析汽 油”,也是热裂化制低级烯烃的好原料。
天然气的化工利用
纯天然气和低级烷烃的化工利用主要有四条途径。 1)经转化先制成合成气(CO+H２),或含氢很高的合 成氨原料气,然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和 羰基化产品。 2)经部分氧化制乙炔。 3)经热裂解制乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯和乙炔。 4)直接制造化工产品。例如制造炭黑、氢氰酸、各 种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛等。
1 原油预处理（电化学沉降脱盐脱水）
工艺流程图 A. 加热沉降法 B. 化学处理法 C. 高压电场法
T↑,粘度↓，水受重力下沉。 加破乳剂破化乳化
工艺过程
我国各炼厂大都采用两级脱盐脱水流程。原油自 油罐抽出后，先与淡水、破乳剂按比例混合，经 加热到规定温度，送入一级脱盐罐，一级电脱盐 的脱盐率在90%～95%之间，在进入二级脱盐之 前，仍需注入淡水，一级注水是为了溶解悬浮的 盐粒，二级注水是为了增大原油中的水量，以增 大水滴的偶极聚结力。
预处理的基本原理
• 原油中的盐大部分溶于所含水中，故脱盐脱水是同时进行 的。为了脱除悬浮在原油中的盐粒，在原油中注入一定量 的新鲜水(注入量一般为5%)，充分混合，然后在破乳剂和 高压电场的作用下，使微小水滴逐步聚集成较大水滴，借 重力从油中沉降分离，达到脱盐脱水的目的，这通常称为 电化学脱盐脱水过程。 原油乳化液通过高压电场时，在分散相水滴上形成感应 电荷，带有正、负电荷的水滴在作定向位移时，相互碰撞 而合成大水滴，加速沉降。水滴直径愈大，原油和水的相 对密度差愈大，温度愈高，原油粘度愈小，沉降速度愈快。 在这些因素中，水滴直径和油水相对密度差是关键，当水 滴直径小到使其下降速度小于原油上升速度时，水滴就不 能下沉，而随油上浮，达不到沉降分离的目的。
• 储集地区包括沙特阿拉伯、科威特、伊朗、伊拉 克和阿拉伯联合酋长国等。如果再扩大到中东地 区，根据1992年的数字，这个地区的石油探明储 量占世界总储量的66.38%，是世界上最大的石油 储集地区。 世界石油储量最丰富的国家——沙特 阿拉伯。1998年1月1日剩余探明储量为356.75亿 吨，占世界同期石油剩余探明储量1390.92亿吨的 25.6%。 世界海洋石油储量最丰富的地区——波 斯湾。有海上可采储量120—130亿吨。
第一节 石油天然气的化学加工
一、天然气及其加工产品 定义： 天然气是埋藏在地下的可燃性气体,它可以单独存 在,还可与石油和煤伴生,称为油田伴生气(油田气)和煤田伴 生气(煤层气)。 组成：CH4,H2,C2（以下所指的均为烷烃）,C3,C4,少量 C5,CO2,N2,H2S等
利用：民用；工业用：直接应用，生产合成气，生产液化 气；化工利用
• 世界天然气储量最丰富的国家——俄罗斯。1997年剩余探 明储量为48.1450万亿立方米，占世界当年总探明储量 144.05万亿立方米的33.4%，高居世界首位。 世界石油产 量最高的国家——历史上为前苏联，1987年和1988年石 油产量均达6.24亿吨。1997年为沙特阿拉伯，生产石油 4.0825亿吨，占世界当年石油总产量32.47亿吨的12.6%。 世界海洋天然气储量最丰富的国家——前苏联。1989年探 明可采储量45280亿立方米，占世界当年同类储量296019 亿立方米的15.3%。 世界天然气产量最高的国家——俄罗 斯。1991年天然气产量曾达到5998亿立方米。以后逐年 下降。1996年产气5.05亿吨石油当量，占世界当年天然气 产量20.087亿吨石油当量的25.1%，居世界第一位。
馏程：当油品加热蒸馏时，滴出第一滴油品时的 气相温度，称为“初馏点”，蒸馏到最后达到的 最高气相温度称为“终馏点”，初馏点到终馏点 的温度范围成为该油品的馏程。在馏程之间蒸馏 的蒸出物称为“馏分”。 原油预处理（脱盐、脱水、脱硫化物）→常压蒸 馏→减压蒸馏 指标：含盐量不大于0.05Kg/m3 ,含水量不超过 0.2%
中国石油之最
• 中国陆上最早的油矿——延长油矿。 中国陆上最大的石 油生产基地——大庆石油生产基地。 中国陆上最大的天 然气生产基地——四川天然气生产基地。 中国海上建成 的最大油田——绥中36—1油田，1997年，探明石油地质 储量2.1亿吨，年产油100万吨。中国海上建成的最大气 田——崖13—1气田，1997年，探明天然气地质储量 907.9亿立方米，年产气34亿立方米。中国海上建成的最 大气田——1907年钻成的延长1号井。 中国海上第一口油 井——1960年广东石油管理局海南勘探大队在莺歌海村水 道口附近的浅海中钻的英冲1井。 中国第一支地球物理勘 探重力队——组建于1945年，由翁文波任队长，在甘肃河 西走廊进行勘探。 中国第一支钻井队——1878年清政府 批准组建的台湾石油钻井队。
• 中国第一条长距离输气管道——1964年四川气田建设的从 巴县石油沟至重庆市的巴渝输气管道。 中国第一所石油 大学——1953年10月1日成立的北京石油学院，阎子元担 任第一任院长兼党委书记。 中国第一次石油会战—— 1958年石油工业部组织的川中石油会战。 中国石油第一 批部队转业军人——1952年中国人民解放军第十九军五十 七师转为中国人民解放军石油工程第一师。从此，以张复 振为师长、张文彬为政委的石油师全师指战员7747人，全 部成为石油产业大军的一支生力军。 中国原油第一次出 口——1962年大庆油田原油出口日本。
• 世界石油资源量最大的国家——科威特。1997年剩余探明 储量为131.65亿吨，但根据科威特石油界人士透露，其探 明储量远远大于公布的数字。科威特境内至少有3个特大 型含油构造，它他除具埋藏浅、易开采、油层厚、质量高 等特点外，还同周围邻国的油田沟通，形成锅状，而科威 特正好在锅底，油田面积实际上超过1.7万平方公里的国 土，因而采油后油田储量不见减少，反而增加，这使它有 可能超过沙特阿拉伯成为世界上第一大产油国。 世界石 油储量最丰富的地区——阿拉伯—伊朗油区，石油储集面 积330余万平方公里，石油可采储量在700亿吨以上。
化工生产基本原料简介
• 自然界包括：地壳表层，大陆架，水圈，大气层和 生物圈。 • 化工初始原料：矿物，生物资源，水和空气，废弃 物等。 世界能源消耗量： 石油40%、煤27%、天然气23%、核能7%、水3%。 • 2004年世界石油产量前五位：俄罗斯、沙特、美 国、伊朗、中国。中国石油产量1.75亿吨，探明 储量25亿吨，探明天然气储量1.51亿吨。 • 2004年中国煤炭产量19.8亿吨,居世界第一位。