煉油工藝基礎(chǔ)知識(shí)最全.ppt

1、煉油過(guò)程基本知識(shí)211年九月，第二章石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求，第三章石油精煉概述，第四章大氣和真空裝置，第五章催化裂化裝置，第六章延遲焦化裝置，第七章加氫精制和加氫裂化裝置第一章石油及其產(chǎn)品的化學(xué)組成和物理性質(zhì)第一節(jié)石油的化學(xué)組成1，石油的外觀特性1石油都有不同程度的臭味，因?yàn)樗辛蚧?。大部分原油的密度集中?00980kg/m3之間，但個(gè)別原油的相對(duì)密度為1000kg/m3以上或800kg/m3以下。每個(gè)石油的流動(dòng)性大不相同。有些石油的運(yùn)動(dòng)粘度為1.46mm2/s，有些石油的運(yùn)動(dòng)粘度為20，000 MM2/S。2，我國(guó)主要原油的特征大多數(shù)原油的相對(duì)密度(d204)0.85是比較重的原油。凝固點(diǎn)

2、高，蠟含量高。硫含量低。氮含量高，大部分原油n 0.3%；第二，石油的元素構(gòu)成原油的主要元素為C，H，其中碳含量為8387%，氫含量為1114%。原油中除C、H外，S、N、O和其他稀有元素(15%)原油中的微量金屬元素包括V、Ni、Fe、Cu、As、Ca、Cl、P、Si等。石油中的鄭智薰碳?xì)浠衔镌臃Q為雜原子。與外國(guó)原油相比，我國(guó)原油的硫含量低，氮含量高。碳?xì)浠衔铮悍从吃吞匦缘膮?shù)。與原油化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)的各種碳?xì)浠衔镌拥拇笮№樞蚺c烷-烷-芳烴的各種油的H/C天然氣液化氣體汽油柴油柴油柴油3 . 90 2 . 20 1 . 902 . 20 1 . 601 . 80 1 . 802 .

3、0普通原油重油減壓渣油柏油石油焦1.501.90 1.50 1.401.70 1.101柴油的碳?xì)浠衔锖窟_(dá)90%以上，但重油的碳?xì)浠衔锖肯鄬?duì)較低，部分低于50%。在相同的原油中，隨著餾分沸騰距離的增加，碳?xì)浠衔锏暮坎皇侵饾u減少，而是碳?xì)浠衔锏暮恐饾u增加。在柴油餾分中，碳?xì)浠衔镎即蠖鄶?shù)，非碳?xì)浠衔锏暮亢苌?。相反，高沸點(diǎn)的石油餾分，特別是真空殘?jiān)蟹翘細(xì)浠衔锏暮棵黠@增加。2，不同碳?xì)浠衔飳?duì)各種石油產(chǎn)品性質(zhì)的影響各不相同。l)烷烴是石油的主要成分。在室溫常壓下，C1-C4的烷烴是氣體，C5-C15的烷烴是液體，大于C16的正球烷是固體。含有大量甲烷、少量乙烷、丙烷的天然氣

4、稱為旱季，不僅是甲烷和乙烷，還含有少量揮發(fā)性液化烴(如戊烷、己烷、辛烷)的天然氣稱為濕氣。烷烴的密度最低，粘性最好，是燃料和潤(rùn)滑油的好成分。N-烷烴是壓縮燃燒內(nèi)燃機(jī)燃料的好成分，但n-烷烴的含量不能太大。否則凝固點(diǎn)高，低溫流動(dòng)性低。異構(gòu)烷烴是點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的好成分。2)環(huán)烷烴化學(xué)穩(wěn)定性好，類似烷烴，但不如芳烴。密度高，磁化點(diǎn)高，辛烷值在中心。它的耐爆性和燃燒性比較好，凝固點(diǎn)低，潤(rùn)滑性好，因此也是汽油、潤(rùn)滑油的好組。環(huán)烷烴有單環(huán)烷烴和多環(huán)烷烴的區(qū)別。潤(rùn)滑油中含有很多單環(huán)烷烴，室溫性能好，多環(huán)烷烴含量高，室溫性能差。3)芳香烴的化學(xué)穩(wěn)定性良好，與烷烴、環(huán)烷烴相比密度最高，自燃點(diǎn)最高，辛烷值最高，是汽

5、油的好成分。但其火星不好，16彈值低，柴油是不良集團(tuán)。潤(rùn)滑油中含有多環(huán)芳烴，粘度會(huì)明顯惡化，應(yīng)盡量去除。此外，芳香碳?xì)浠衔飳?duì)有機(jī)物有良好的溶解力，有些溶劑油需要適當(dāng)?shù)暮浚拘愿?，需要調(diào)節(jié)含量。4)不飽和碳?xì)浠衔飵缀醪缓?，主要發(fā)生在二次加工過(guò)程中。熱裂解產(chǎn)品中含有較多的不飽和碳?xì)浠衔?，主要有烯烴和少量二烯烴，但沒(méi)有炔。烯烴的化學(xué)穩(wěn)定性不好，容易氧化生成膠體，但辛烷值高，凝固點(diǎn)低。因此，有時(shí)將熱分裂餾分(包括烯烴、二烯烴)摻入汽油，提高辛烷值，摻入柴油，降低凝固點(diǎn)。但是，由于烯烴的穩(wěn)定性下降，這些外加劑產(chǎn)品不適合儲(chǔ)存器官，熱裂解餾分混合汽油需要添加抗氧防劑。3，原油中的非碳化物石油中

6、的非碳化物主要包括硫、氮、氧化合物、膠體柏油物質(zhì)。l)石油中的含硫化合物活性硫化物：元素硫、硫化氫、硫醇等對(duì)金屬設(shè)備有強(qiáng)烈的腐蝕作用。非活性硫化物：對(duì)硫化物、二硫化物、噻吩等金屬設(shè)備沒(méi)有腐蝕作用。但是，一些非活性硫化物受熱分解后會(huì)變成活性硫化物。2)石油中氮化合物石油的氮含量一般低于硫含量，一般在0.050.5%之間原油的氮含量超過(guò)0.6%。石油中氮的分布也隨著餾分沸點(diǎn)的提高，氮含量迅速增加，約80%的氮集中在400多臺(tái)重油上。我國(guó)原油氮含量高，大部分原油減壓渣油濃縮了約90%的氮。3)石油中氧化合物石油的含氧量一般可達(dá)千分之一，個(gè)別石油可達(dá)23%。石油中的氧元素都以有機(jī)氧化合物的形式存在，主

7、要分為酸性氧化合物和中性氧化合物兩個(gè)茄子主要類別。酸性氧化合物：環(huán)烷酸、芳香酸、脂肪酸和苯酚等中性氧化合物：醇、酯石油中的氧化合物主要以酸性氧化合物為主，其中主要以環(huán)烷酸占石油酸性氧化合物的90%左右。沒(méi)有承受環(huán)烷酸腐蝕的一般光滑污垢，低速部位只剩下尖銳的孔洞，流速部位沿流出現(xiàn)凹槽。在環(huán)烷酸腐蝕條件下，碳鋼腐蝕率可達(dá)79mm，高環(huán)烷酸含量和一些特殊部位可達(dá)20mm。第二節(jié)石油及其產(chǎn)品的物理性質(zhì)1，密度和相對(duì)密度1，密度定義為單位體積物質(zhì)真空中的質(zhì)量，g/cm3，kg/m3我國(guó)規(guī)定20點(diǎn)密度為石油產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)密度，20表示在特定條件下，物質(zhì)的相對(duì)密度與其他基準(zhǔn)物質(zhì)密度的比率。也稱為比重。常用的是d

8、204(我國(guó))，d15.615.6(歐洲，美國(guó))，2，油品密度和化學(xué)組成的關(guān)系分子量相似的徐璐不同碳?xì)浠衔镏g的密度有明顯的差異。溫度升高、相對(duì)密度降低、特定壓力范圍內(nèi)壓力升高、油品相對(duì)密度的影響可以忽略不計(jì)。僅在壓力很大時(shí)考慮壓力對(duì)相對(duì)密度的影響。4、油品的混合密度屬性類似于油品的混合密度，混合密度可以用可加性粗略計(jì)算。兩個(gè)屬性差別很大的茄子組(例如，烷烴和芳香烴)的牙齒混合會(huì)導(dǎo)致卷變大。如果牙齒混合密度大不相同的兩個(gè)組(如重油和輕烴)，體積可能會(huì)收縮。第二，特性元素(K) 1，特性元素定義是反映石油或石油餾分化學(xué)組成特性的特性數(shù)據(jù)，應(yīng)用很普遍。以碳?xì)浠衔锏慕^對(duì)溫度表示的沸點(diǎn)的立方根對(duì)相

9、對(duì)密度的圖形，是結(jié)果曲線的斜率。2，徐璐其他碳?xì)浠衔颣值的大小與同類的K值相似，不同族的K值不同，烷多的石油餾分K值約為12.513.0，定向度高的石油餾分K值為1011，普通石油的特征因素為12.513.0，我國(guó)大慶原油K值為3 .用途特性系數(shù)有助于理解原油分類，確定原油加工方案，油品的化學(xué)組成和油品的其他特性很有用。石油餾分的特性因子可以與相對(duì)密度或平均沸點(diǎn)結(jié)合，得到油品的其他物理性質(zhì)。3，平均相對(duì)分子質(zhì)量1，在煉油設(shè)備計(jì)算中應(yīng)用最多的是水平均相對(duì)分子質(zhì)量，石油餾分的平均相對(duì)分子數(shù)量隨著餾分的沸點(diǎn)增加而增加。2.油品分子量變化規(guī)律汽油：100120煤油：180200柴油：210240低粘

10、度潤(rùn)滑油：300360高粘度潤(rùn)滑油：370500，4，粘度1，粘度定義是評(píng)價(jià)原油及其產(chǎn)品流動(dòng)性能的重要指標(biāo)，柴油粘度對(duì)油品的流動(dòng)和運(yùn)輸流量和壓力下降也有重要影響粘度是液體流動(dòng)時(shí)分子間摩擦引起的阻力的大小。粘度的顯示方法包括動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、銀氏粘度等。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)規(guī)定了運(yùn)動(dòng)粘度的統(tǒng)一采用。煉油工藝的基礎(chǔ)，動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度是液體在一定剪切力下流動(dòng)時(shí)表示內(nèi)摩擦力的測(cè)量。在我國(guó)法定單位制中，以波秒(Pas)表示，習(xí)慣以派系(cP)為單位。1 Pas=1000 cP。動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度是液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)部摩擦力的測(cè)量，在相同溫度下液體的動(dòng)力粘度和密度的比率在法定單位制中以m2/s表示

11、。在物理單位制中，動(dòng)態(tài)粘度單位為cm2/s(st)，常用單位為mm2/s，稱為cSt (CST)。煉油工藝的基礎(chǔ)，銀籽粘度銀籽粘度是條件粘度，經(jīng)常用于表示油品的粘度。2.粘度性質(zhì)石油及其餾分或產(chǎn)品的粘度取決于配置。含烷烴的石油餾分(特性系數(shù)大)的粘度比較低，含環(huán)狀(特性系數(shù)小)的石油餾分的粘度比較大。一般來(lái)說(shuō)，石油餾分越重，沸點(diǎn)越高，粘度越大。溫度對(duì)油品的粘度有很大影響，溫度升高，液體油的粘度降低，油蒸汽的粘度提高。對(duì)于煉油工藝的基礎(chǔ)，相同沸點(diǎn)的其他石油餾分，環(huán)狀碳?xì)浠衔锒?，粘度高。環(huán)數(shù)越大，粘度越大，碳?xì)浞肿拥沫h(huán)數(shù)越大，側(cè)鏈越長(zhǎng)，粘度越大，環(huán)數(shù)和碳數(shù)相同的芳烴和環(huán)烷烴：環(huán)烷烴芳香烴5，油的

12、低溫性能1，油在低溫下失去流動(dòng)性的兩種茄子情況也是如此。粘溫凝固：幾乎沒(méi)有蠟或沒(méi)有蠟的油，溫度下降時(shí)粘度迅速上升，煉油工藝基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)凝固：含有蠟原油或油，溫度下降時(shí)由蠟晶引起的凝固。2、濁點(diǎn)、結(jié)晶點(diǎn)、冰點(diǎn)是表征煤油、航空汽油、噴氣燃料的低溫性能指標(biāo)。濁點(diǎn)：煤油的低溫指標(biāo)，在規(guī)定的條件下降低溫度，煤油霧狀或渾濁時(shí)的最高溫度。結(jié)晶點(diǎn)：在規(guī)定的條件下冷卻油，發(fā)生肉眼可分辨的結(jié)晶時(shí)的最高溫度。冰點(diǎn)：在規(guī)定的條件下，通過(guò)冷卻油直到結(jié)晶，原來(lái)形成的晶體消失時(shí)的最低溫度。同一油的冰點(diǎn)比結(jié)晶點(diǎn)高13分。相同的油：云點(diǎn)冰點(diǎn)結(jié)晶點(diǎn)。煉油工藝基礎(chǔ)，3，凝固點(diǎn)，凝固點(diǎn)，冷濾點(diǎn)是原油，柴油，潤(rùn)滑油，燃料油的重要使用性能

13、指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)逐漸采用冷濾點(diǎn)代替流動(dòng)點(diǎn)，柴油凝固點(diǎn)。對(duì)石油產(chǎn)品沒(méi)有固定的“冰點(diǎn)”，也沒(méi)有固定的“熔點(diǎn)”。所謂油品的“凝固點(diǎn)”是在嚴(yán)格的儀器、操作條件下，油品剛失去油類時(shí)的最高溫度。(連接點(diǎn))傾斜點(diǎn)：油品從規(guī)定的儀器中流出的最低溫度，也稱為流動(dòng)極限，比凝固點(diǎn)更能反映油品的低溫性能，并且由ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。(Pour Point)冷濾點(diǎn)：在規(guī)定的壓力和冷卻速度下，20ml時(shí)油均無(wú)法通過(guò)363喉/in2過(guò)濾器時(shí)的最大溫度。冷濾點(diǎn)更好地反映了柴油的泵送和過(guò)濾性能，與實(shí)際使用情況反應(yīng)良好，目前正在用冷濾點(diǎn)替換凝固點(diǎn)指標(biāo)。煉油工藝的基礎(chǔ)，6，油品的燃燒性能石油和石油產(chǎn)品大部分是易燃易爆產(chǎn)品，其使用性能主要表

14、現(xiàn)為閃點(diǎn)、閃點(diǎn)、磁化點(diǎn)。1.flash point爆炸的上限和下限隨著石油加熱時(shí)油品溫度的提高，油品上方空氣中的油氣濃度逐漸提高，用外來(lái)花園點(diǎn)燃油氣混合物時(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)油類上方會(huì)出現(xiàn)閃光或爆炸現(xiàn)象。由于油氣濃度低于牙齒范圍，油氣不足，高于牙齒范圍，空氣不足，無(wú)法著火爆炸，因此牙齒油氣濃度范圍稱為爆炸范圍。其下限濃度稱為爆炸下限，上限濃度稱為爆炸上限。因此，煉油工藝的基礎(chǔ)是在儲(chǔ)存油品時(shí)，確保油品上的油氣濃度在爆炸范圍之外。這樣就不會(huì)在有外來(lái)花園的時(shí)候發(fā)生閃光爆炸事故。大衛(wèi)亞設(shè)，美國(guó)電視電視劇，石油鉆塔)燃點(diǎn)是指石油在常壓下，油氣攪拌機(jī)等于爆炸下限或上限時(shí)的油品溫度。因此，閃點(diǎn)可以視為溫度范

15、圍。平時(shí)我們用爆炸的最低溫度或爆炸的最高溫度作為油品的燃點(diǎn)。汽油的燃點(diǎn)是與爆炸上限相對(duì)應(yīng)的油品溫度，煤、柴油、潤(rùn)滑油等燃點(diǎn)是與爆炸下限相對(duì)應(yīng)的油品溫度。石油產(chǎn)品的蒸餾過(guò)程越輕，蒸汽壓越大，閃點(diǎn)越低。閃點(diǎn)越低，表示火災(zāi)的危險(xiǎn)越大。因此，石油產(chǎn)品以其閃點(diǎn)作為火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)煉油工藝的基礎(chǔ)，油品閃點(diǎn)的大小，確定油品儲(chǔ)存或使用時(shí)應(yīng)使用的溫度。從防火的角度來(lái)看，打開(kāi)油容器或傾倒油時(shí)的溫度至少要比油的燃點(diǎn)低17以上?；旌嫌偷拈W點(diǎn)沒(méi)有可加性，其閃點(diǎn)總是低于根據(jù)可加性計(jì)算的混合油閃點(diǎn)。2.燃點(diǎn)：油品在規(guī)定的條件下被外部花園點(diǎn)燃，加熱到小于5秒的連續(xù)燃燒的最低溫度。3.磁化點(diǎn)：如果讓油預(yù)熱到高溫后與

16、空氣接觸，就不需要點(diǎn)燃，油品會(huì)因劇烈氧化而自行燃燒火焰，從而產(chǎn)生自然燃燒的最低溫度。通過(guò)煉油工藝的基礎(chǔ)、定義，我們可以看到，在測(cè)量閃點(diǎn)和閃點(diǎn)時(shí)，外部花園必須沖洗。雖然不需要磁化點(diǎn)，但也有條件，油品只有高溫時(shí)才會(huì)發(fā)生自然燃燒。煉油廠高溫法蘭漏油引起的火災(zāi)屬于油品的自然燃燒。4、閃點(diǎn)、閃點(diǎn)、磁化點(diǎn)和油品的關(guān)系同族碳?xì)浠衔镏蟹肿恿吭黾?，閃點(diǎn)提高，閃點(diǎn)降低，油品變輕，閃點(diǎn)越低，閃點(diǎn)越低，燃點(diǎn)越低，自燃點(diǎn)越高，甲烷比芳烴容易燃燒，烷烴的自燃點(diǎn)越低(芳烴比甲烷穩(wěn)定)。從煉油工藝的基礎(chǔ)、安全防火的角度來(lái)看，輕質(zhì)油防明化應(yīng)防止外部花園爆炸，重油應(yīng)防止高溫泄漏，防止空氣中自然的燃燒。7.油品的其他物理性質(zhì)1，硫量石油的硫化物對(duì)石油加工及石油產(chǎn)品的使用性能有很大影響。因此含硫量是評(píng)價(jià)石油性質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是選擇石油加工方案的依據(jù)。硫量測(cè)定方法有多種，如硫醇含量、硫含量(即總硫