各种油品基础知识及制作工艺装置讲解.docx
- 文档编号:29806937
- 上传时间:2023-07-27
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:2.75MB
各种油品基础知识及制作工艺装置讲解.docx
《各种油品基础知识及制作工艺装置讲解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《各种油品基础知识及制作工艺装置讲解.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
各种油品基础知识及制作工艺装置讲解
粗苯加氢
催化重整装置
醚化装置
催化重整
百科名片
催化重整
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催化重整。
石油炼制过程之一,加热、氢压和催化剂存在的条件下,使原油蒸馏所得的轻汽油馏分(或石脑油)转变成富含芳烃的高辛烷值汽油(重整汽油),并副产液化石油气和氢气的过程。
重整汽油可直接用作汽油的调合组分,也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯。
副产的氢气是石油炼厂加氢装置(如加氢精制、加氢裂化)用氢的重要来源。
沿革
化学反应
催化剂
过程条件
工艺流程
应用和发展
编辑本段沿革
20世纪40年代在德国建成了以氧化钼(或氧化铬)/氧化铝作催化剂(见金属氧化物催化剂)的催化重整工业装置,因催化剂活性不高,设备复杂,现已被淘汰。
1949年美国公布以贵金属铂作催化剂的重整新工艺,同年11月在密歇根州建成第一套工业装置,其后在原料预处理、催化剂性能、工艺流程和反应器结构等方面不断有所改进。
1965年,中国自行开发的铂重整装置在大庆炼油厂投产。
1969年,铂铼双金属催化剂用于催化重整,提高了重整反应的深度,增加了汽油、芳烃和氢气等的产率,使催化重整技术达到了一个新的水平。
编辑本段化学反应
包括以下四种主要反应:
①环烷烃脱氢;②烷烃脱氢环化;③异构化;④加氢裂化。
反应①、②生成芳烃,同时产生氢气,反应是吸热的;反应③将烃分子结构重排,为一放热反应(热效应不大);反应④使大分子烷烃断裂成较轻的烷烃和低分子气体,会减少液体收率,并消耗氢,反应是放热的。
除以上反应外,还有烯烃的饱和及生焦等反应,各类反应进行的程度取决于操作条件、原料性质以及所用催化剂的类型。
编辑本段催化剂
近代催化重整催化剂的金属组分主要是铂,酸性组分为卤素(氟或氯),载体为氧化铝。
其中铂构成脱氢活性中心,促进脱氢反应;而酸性组分提供酸性中心,促进裂化、异构化等反应。
改变催化剂中的酸性组分及其含量可以调节其酸性功能。
为了改善催化剂的稳定性和活性,自60年代末以来出现了各种双金属或多金属催化剂。
这些催化剂中除铂外,还加入铼、铱或锡等金属组分作助催化剂,以改进催化剂的性能。
编辑本段过程条件
原料为石脑油或低质量汽油,其中含有烷烃、环烷烃和芳烃。
含较多环烷烃的原料是良好的重整原料。
催化重整用于生产高辛烷值汽油时,进料为宽馏分,沸点范围一般为80~180℃;用于生产芳烃时,进料为窄馏分,沸点范围一般为60~165℃。
重整原料中的烯烃、水及砷、铅、铜、硫、氮等杂质会使催化剂中毒而丧失活性,需要在进入重整反应器之前除去。
对该过程的影响因素除了原料性质和催化剂类型以外,还有温度、压力、空速和氢油比。
温度高、压力低、空速小和低氢油比对生成芳烃有利,但为了抑制生焦反应,需要使这些参数保持在一定的范围内。
此外,为了取得最好的催化活性和催化剂选择性,有时在操作中还注入适当的氯化物以维持催化剂的氯含量稳定。
编辑本段工艺流程
主要包括原料预处理和重整两个工序,在以生产芳烃为目的时,还包括芳
工艺流程
烃抽提和精馏装置。
经过预处理后的原料进入重整工段(见图),与循环氢混合并加热至490~525℃后,在1~2MPa下进入反应器。
反应器由3~4个串联,其间设有加热炉,以补偿反应所吸收的热量。
离开反应器的物料进入分离器分离出富氢循环气(多余部分排出),所得液体由稳定塔脱去轻组分后作为重整汽油,是高辛烷值汽油组分(研究法辛烷值90以上),或送往芳烃抽提装置生产芳烃。
编辑本段应用和发展
催化重整是提高汽油质量和生产石油化工原料的重要手段,是现代石油炼厂和石油化工
催化重整
联合企业中最常见的装置之一(见彩图)。
据统计,1984年全世界催化重整装置的年处理能力已超过350Mt,其中大部分用于生产高辛烷值汽油组分。
中国现有装置则多用于生产芳烃,生产高辛烷值汽油组分的装置也正在发展。
为了解决因强化操作而引起的催化剂结焦的问题,除改进催化剂的性能外,在催化剂再生方式上开辟了以下三种途径:
①半再生,即经过一个周期的运转后,把重整装置停下,催化剂就地进行再生。
②循环再生,设几个反应器,每一个反应器都可在不影响装置连续生产的情况下脱离反应系统进行再生。
③连续再生,催化剂可在反应器与再生器之间流动,在催化重整正常操作的条件下,一部分催化剂被送入专门的再生器中进行再生。
再生后的催化剂再返回反应器。
芳烃抽提装置
粗苯加氢
减线油
减线油是指原油减压蒸馏塔产出的油。
依据沸点的不同主要分为一线到四线,沸点越来越高。
其中,减线油是生产润滑油的基础原料,减一线品质较好,也可以用作调柴油使用。
与一般的基础油相比,减线油属于非标油,他们通过溶剂脱沥青、溶剂脱蜡、溶剂精制、加氢精制或酸碱精制、白土精制等工艺,除去或降低形成游离碳的物质、低粘度指数的物质、氧化安定性差的物质、石蜡以及影响成品油颜色的化学物质等组分,得到合格的润滑油基础油。
其主要指标有密度、凝点、色度、粘度、闪点等。
汽油,主要成分是C4~C12烃类,为混合烃类物品之一。
是一种无色或淡黄色、易挥发和易燃液体,具有特殊臭味。
汽油不溶于水,易溶于苯、二硫化碳和醇,
极易溶于脂肪。
工业上主要用作汽油机的燃料,也用于橡胶、制鞋、印刷、制革、油漆、洗染等行业,也可用作机械零件的清洗剂。
汽油有一个重要的物理特性,即它非常容易气化,挥发性强。
有时我们用肉眼也能看到汽油液面有一层蒸腾着的雾气。
1升汽油能挥发成100~400升蒸气,扩散到很大的空间。
有时火源离开汽油似乎很远,但与汽油蒸气接触仍会引起燃烧。
汽油的成分比较复杂,主要是烷烃,从碳四到碳十二,其中以碳五到碳九为主。
各种汽油的组分有不同,所以它们的理化常数也不一样,有一定的幅度,比如:
沸点为40~200℃,闪点为-58~10℃,比重为0.67~0.71,爆炸极限约为1.3~6%。
汽油是石油加工的重要产品之一,也是汽油发动机的专用燃料,主要用作汽车、摩托车、快艇、直升飞机、农林用飞机的燃料。
汽油的外观一般为水白色透明液体,密度一般在0.70-0.78g/cm3之间,有特殊的汽油芳香味,馏程一般为30至180~220℃。
商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分,
标记为辛烷值90#、93#、95#、97#或更高,号俞大,性能俞好。
表征汽油内在质量的主要检验项目有:
汽油的抗爆性(研究法辛烷值、马达法辛烷值、抗爆指数)、硫含量、蒸汽压、烯烃、芳烃、苯含量、腐蚀、馏程等。
辛烷值是衡量汽油抗暴性大小的质量指标,包括马达法辛烷值和研究法辛烷值两种;并人为规定纯异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)和正庚烷的辛烷值分别为100和0。
分子量相近的不同烃类,其辛烷值以正构烷烃最低,高度分支的异构烷烃、异构烯烃和芳香烃的辛烷值最高,环烷烃和分支少的异构烷烃、正构烯烃介于中间。
对于同一族烃类,分子量越小,沸点越低,其抗暴性越好。
汽油按照不同来源可分为直馏汽油、催化裂化汽油、热裂化汽油、重整汽油、焦化汽油、烷基化汽油、异构化汽油、芳构化汽油、醚化汽油和叠合汽油等。
直馏汽油特别是石蜡基原油的直馏汽油的辛烷值最低,一般为40~60;催化裂化汽油含有较多的芳香烃和烯烃,辛烷值一般较高;烷基化汽油的主要组分是
高度分支的异构烷烃,其辛烷值非常高;醚化汽油的辛烷值非常高,一般用作汽油的调和组分。
汽油分为车用汽油与溶剂或洗涤汽油,车用汽油以前采用直馏汽油,即石油在常压条件下蒸馏出的汽油馏分,但直馏汽油辛烷值较低、抗爆震效果差,目前主要用来作为溶剂汽油或洗涤汽油,还可以作为石脑油的主要成分用来生产乙烯。
催化裂化汽油有较高的辛烷值,目前是车用汽油的主要原料,催化重整汽油也有较高的辛烷值,与催化裂化汽油一起用来调制车用汽油。
汽油的爆震性与汽油的成分有密切的关系,以芳烃的抗震性最好(即爆震性
最小),环烷烃和异构烷烃次之,烯烃再次之,烷烃中正构(直链)烷烃的抗震性小。
汽油的抗震性能用辛烷值来表示。
提高汽油辛烷值的方法之一,是增加汽油中的芳烃的含量,减少正构烷烃的含量;另一种方法是加入少量的四乙基铅〔Pb(C2H5)4〕。
一般来说,只要在汽油中加0.2%~0.5%(质量分数)的四乙基铅就可以显著地提高汽油的抗震性。
但是,在汽油中使用四乙基铅存在着许多的问题。
一方面是四乙基铅有毒,只需少量就可以使人体中毒。
因此,加入四乙基铅的汽油通常被染成红色或蓝色。
另一方面是四乙基铅在气缸中燃烧后,其中的铅会变成氧化铅沉积下来,增加积炭量,引起气缸过热,增大发动机零件的磨损。
为了克服这个缺点,通常在四乙基铅中加入一种导出剂,使铅成为挥发性物质从气缸中排出。
可是,含铅化合物的排放,
造成了一定程度的环境污染。
诱导期:
汽油和氧气在一定条件下(100℃,氧气压力7kg/cm2)接触,从开始到汽油吸收氧气、压力下降为止,这段时间称为诱导期,以分钟表示。
诱导期是保证汽油在储存中不致迅速变质生胶或增长酸度的指标,也是防止发动机气化器不致结胶、油门不致冻结、进气阀不致结焦积碳以及有关机件不受腐蚀的指标。
影响汽油诱导期的主要原因,是汽油中的二烯烃和一些不安定的含极性的原子或极性官能团的化合物。
汽油的诱导期越短,安定性越差,结胶越快,可储存的时间也越短。
提高汽油的安定性,除改变汽油的组成外,还可以在汽油中加入酚或胺型抗氧化剂和金属钝化剂等。
国家标准规定汽油的诱导期不小于480min。
石脑油(naphtha):
一部分石油轻馏分的泛称。
因用途不同有各种不同的馏程。
我国规定馏程自初镏点至220℃左右。
主要用作重整和化工原料。
作为生产芳烃的重整原料,采用70~145℃馏分,称轻石脑油;当以生产高辛烷值汽油为目的时,采用70~180℃馏分,称重石脑油。
用作溶剂时,则称溶剂石脑油,来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑油。
简介
中文名称:
石脑油
化学品英文名称:
Naphtha
中文名称2:
粗汽油
CAS登录号:
8030-30-6
别名:
石油、石漆、猛火油、雄黄油、轻油、白电油[1]、轻汽油、化工轻油[2]
编辑本段成分
石脑油(petroleumnaphthaligroin)又称粗汽油:
一般含烷烃55.4%、单环烷烃30.3%、双环烷烃2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%、茚满和萘满0.1%。
平均分子量为114,密度为0.76g/cm3,爆炸极限1.2%~6.0%。
主要成分:
主要为烷烃的C4~C6成份。
有害成分:
CASNo.
丁烷106-97-8
戊烷109-66-0
己烷110-54-3
编辑本段性状
石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体,有特殊气味,不溶于水。
密度在650-750kg/m3、。
硫含量不大于0.08%,烷烃含量不超过60%,芳烃含量不超过12%,烯烃含量不大于1.0%。
编辑本段特征
外观与性状:
无色或浅黄色液体。
沸点(℃):
20~160
相对密度(水=1):
0.78~0.97
闪点(℃):
-2
引燃温度(℃):
350
爆炸上限%(V/V):
8.7
爆炸下限%(V/V):
1.1
溶解性:
不溶于水,溶于多数有机溶剂。
编辑本段应用
主要用途:
可分离出多种有机原料,如汽油、苯、煤油、沥青等。
石脑油是一种轻质油品,由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得。
其沸点范围依需要而定,通常为较宽的馏程,如30-220℃。
石脑油是管式炉裂解制取乙烯,丙烯,催化重整制取苯,甲苯,二甲苯的重要原料。
作为裂解原料,要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70%(体积);
作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时,进料为宽馏分,沸点范围一般为80-180℃,用于生产芳烃时,进料为窄馏分,沸点范围为60-165℃。
国外常用的轻质直馏石脑油沸程为0-100℃,重质直馏石脑油沸程为100-200℃;
催化裂化石脑油有<105℃,105-160℃及160-200℃的轻、中、重质三种。
实际关联:
由于石脑油市场价格远低于车用无铅汽油(吨价差达600-1200元),使用石脑油和石化助剂调配车用无铅汽油已成为民营石化企业增加成品油利润的重要方式。
我国原油较重,石脑油供应非常紧张,乙烯装置、重整装置、石脑油制氢装置争原料。
燃料油广泛用于电厂发电、船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料。
燃料油主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的,其特点是粘度大,含非烃化合物、胶质、沥青质多。
1)粘度
粘度是燃料油最重要的性能指标,是划分燃料油等级的主要依据。
它是对流动性阻抗能力的度量,它的大小表示燃料油的易流性、易泵送性和易雾化性能的好坏。
对于高粘度的燃料油,一般需经预热,使粘度降至一定水平,然后进入燃烧器以使在喷嘴处易于喷散雾化。
粘度的测定方法,表示方法很多。
在英国常用雷氏粘度(RedwoodViscosity),美国惯用赛氏粘度(SayboltViscosity),欧洲大陆则往往使用恩氏粘度(EnglerViscosity),但各国正逐步更广泛地采用运动粘度(KinematicViscosity),因其测定的准确度较上述诸法均高,且样品用量少,测定迅速。
各种粘度间的换算通常可通过已预先制好的转换表查得近似值。
目前国内较常用的是40°C运动粘度(馏分型燃料油)和100°C运动粘度(残渣型燃料油)。
中国过去的燃料油行业标准用恩氏粘度(80°C、100°C)作为质量控制指标,用80°C运动粘度来划分牌号。
油品运动粘度是油品的动力粘度和密度的比值。
运动粘度的单位是Stokes,即斯托克斯,简称斯。
当流体的动力粘度为1泊,密度为1g/cm3时的运动粘度为1斯托克斯。
CST是Centistokes的缩写,意思是厘斯,即1斯托克斯的百分之一。
(2)含硫量
燃料油中的硫含量过高会引起金属设备腐蚀的和环境污染。
根据含硫量的高低,燃料油可以划分为高硫、中硫、低硫燃料油。
在石油的组分中除碳、氢外,硫是第三个主要组分,虽然在含量上远低于前两者,但是其含量仍然是很重要的一个指标。
按含硫量的多少,燃料油一般又有低硫(LSFO)与高硫(HSFO)之分,前者含硫在1%以下,后者通常高达3.5%甚至4.5%或以上。
另外还有低蜡油(LowSulfurWaxyResidual缩写LSWR),含蜡量高有高倾点(如40至50°C)。
在上海期货交易所交易的是高硫燃料油(HSFO)。
(3)密度
为油品的质量(Mass)与具体积的比值。
常用单位——克/立方厘米、千克/立方米或公砘/立方米等。
由于体积随温度的变化而变化,故密度不能脱离温度而独立存在。
为便于比较,西方规定以15°C下之密度作为石油的标准密度。
(4)闪点
是油品安全性的指标。
油品在特定的标准条件下加热至某一温度,令由其表面逸出的蒸气刚够与周围的空气形成一可燃性混合物,当以一标准测试火源与该混合物接触时即会引致瞬时的闪火,此时油品的温度即定义为其闪点。
其特点是火焰一闪即灭,达到闪点温度的油品尚未能提供足够的可燃蒸气以维持持续的燃烧,仅当其再行受热而达到另一更高的温度时,一旦与火源相遇方构成持续燃烧,此时的温度称燃点或着火点(FirePoint或IgnitionPoint)。
虽然如此,但闪点已足以表征一油品着火燃烧的危险程度,习惯上也正是根据闪点对危险品进行分级。
显然闪点愈低愈危险,愈高愈安全。
(5)水分
水分的存在会影响燃料油的凝点,随着含水量的增加,燃料油的凝点逐渐上升。
此外,水分还会影响燃料机械的燃烧性能,可能会造成炉膛熄火、停炉等事故。
(6)灰分
灰分是燃烧后剩余不能燃烧的部分,特别是催化裂化循环油和油浆渗入燃料油后,硅铝催化剂粉末会使泵、阀磨损加速。
另外,灰分还会覆盖在锅炉受热面上,使传热性变坏。
(7)机械杂质
机械杂质会堵塞过滤网,造成抽油泵磨损和喷油嘴堵塞,影响正常燃烧。
编辑本段分类
燃料油作为炼油工艺过程中的最后一种产品,产品质量控制有着较强的特殊性,最终燃料油产品形成受到原油品种、加工工艺、加工深度等许多因素的制约。
根据不同的标准,燃料油可以进行以下分类:
1.根据出厂时是否形成商品,燃料油可以分为商品燃料油和自用燃料油。
商品燃料油指在出厂环节形成商品的燃料油;自用燃料油指用于炼厂生产的原料或燃料而未在出厂环节形成商品的燃料油。
2.根据加工工艺流程,燃料油亦叫做重油,可以分为常压重油、减压重油、催化重油和混合重油。
常压重油指炼厂催化、裂化装置分馏出的重油(俗称油浆);混合重油一般指减压重油和催化重油的混合,包括渣油、催化油浆和部分沥青的混合。
3.根据用途,燃料油分为船用内燃机燃料油和炉用燃料油两大类,两类都包括馏分油和残渣油。
馏分油一般是由直馏重油和一定比例的柴油混合而成,用于中速或高速船用柴油机和小型锅炉。
后者主要是减压渣油、或裂化残油或二者的混合物,或调入适量裂化轻油制成的重质石油燃料油,供低低速柴油机、部分中速柴油机、各种工业炉或锅炉作为燃料。
船用残渣内燃机燃料油是大型低速柴油机的燃料油,其主要使用性能是要求燃料能够喷油雾化良好,以便燃烧完全,降低耗油量,减少积炭和发动机的磨损,因而要求燃料油具有一定的黏度,以保证在预热温度下能达到高压油泵和喷油嘴所需要的黏度(约为21-27厘斯),通常使用较多的是38°C。
雷氏1号黏度为1000和1500秒的两种。
由于燃料油在使用时必须预热以降低黏度,为了确保使用安全预热温度必须比燃料油的闪点低约20°C,燃料油的闪点一般在70-150°C之间。
炉用残渣燃料油主要作为各种大中型锅炉和工业用炉的燃料油。
各种工业炉燃料系统的工作过程大体相同,即抽油泵把重油从储油罐中抽出,经粗、细分离器除去机械杂质,再经预热器预热到70-120°C,预热后的重油黏度降低,再经过调节阀在8-20个大气压下,由喷油嘴喷入炉膛,雾状的重油与空气混合后燃烧,燃烧废气通过烟囱排入大气。
国产燃料油种类
200号重油、250号重油 180号重油7号燃料油、工业燃料油 催化油浆蜡油浆混合重油沥青
进口燃料油种类
复炼乳化油、奥里乳化油、 180号低硫燃料油、 380号低硫燃料油、 180号高硫燃料油M100M300
编辑本段四大用途
[1]主要是以原油加工过程中的常压油,减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调合而成。
那么它的用途有哪些呢?
1、电力行业的燃料油消费主要用于燃油发电、供热机组,燃煤机组的点火,助燃和稳燃用油。
2、钢铁行业消费的燃料油主要用于加热炉、自备电厂发电供热和耐火材料等方面。
3、建材行业消耗的燃料油主要用于平板玻璃和建筑卫生陶瓷的生产,随着产品质量要求的提高,一部分高档产品生产将会逐步转向天然气和液化石油气为燃料。
4、石油化工行业的燃料油使用主要在自备电厂的发电、油田生活采暖、炼油厂生产工艺用热、化肥厂生产用原料和燃料以及其他化工生产。
[2]
编辑本段国家标准
燃料油的主要技术指标有粘度、含硫量、闪点、水、灰分和机械杂质。
A粘度:
粘度是燃料油最主要的性能指标,是划分燃料油等级的主要依据。
它是对流动性阻抗能力的度量,它的大小表示燃料油的易流性、易泵送性和易雾化性能的好坏。
目前国内较常用的是40℃运动粘度(馏分型燃料油)和100℃运动粘度(残渣型燃料油)。
中国过去的燃料油行业标准用恩氏粘度(80℃、100℃)作为质量控制指标,用80℃运动粘度来划分牌号。
油品运动粘度是油品的动力粘度和密度的比值。
运动粘度的单位是Stokes,即斯托克斯,简称斯。
当流体的运动粘度为1泊,密度为1g/立方厘米的运动粘度为1斯托克斯。
CST是Centistokes的缩写,意思是厘斯,即1斯托克斯的百分之一。
B含硫量:
燃料油中的含硫量过高会引起金属设备腐蚀和环境污染。
根据含硫量的高低,燃料油可以划分为高硫、中硫和低硫燃料油。
C闪点:
是涉及使用安全的指标,闪点过低会带来着火的隐患。
D水分:
水分的存在会影响燃料油的凝点,随着含水量的增加,燃料油的凝点逐渐上升。
此外,水分还会影响燃料机械的燃烧性能,可能会造成炉膛熄火、停炉等事故。
E灰分:
灰分是燃烧后剩余不能燃烧的部分,特别是催化裂化循环油和油浆渗入燃料油后,硅铝催化剂粉末会使泵、阀磨损加速。
另外,灰分还会覆盖在锅炉受热面上,使传热性变坏。
中国现行燃料油标准
中国石油化工总公司于1996年参照国际上使用最广泛的燃料油标准;美国材料试验协会(ASTM)标准ASTMD396-92燃料油标准,制定了中国的行业标准SH/T0356-1996。
1号和2号是馏分燃料油,适用于家用或工业小型燃烧器使用。
4号轻和4号燃料油是重质馏分燃料油或是馏分燃料油和残渣燃料油混合而成的燃料油。
5号轻、5号重、6号和7号是粘度和馏程范围递增的残渣燃料油,为了装卸和正常雾化,在温度低时一般都需要预热。
中国使用最多的是5号轻、5号重、6号和7号燃料油。
新标准中5号-7号燃料油粘度控制和分牌号是按100℃运动粘度来划分的,国外进口的燃料油基本是按50℃运动粘度分类,他们是50℃运动粘度≥180mm/s和50℃运动粘度≥380mm/s两大类
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 各种 油品 基础知识 制作 工艺 装置 讲解