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文檔簡介
1、第一章第一章 緒論緒論 第二章原油評價第三章常減壓蒸餾第三章常減壓蒸餾 第四章催化裂化第四章催化裂化第五章催化重整第五章催化重整 第六章催化加氫第六章催化加氫第七章其他工藝第七章其他工藝1、中國煉油工業(yè)發(fā)展簡史中國煉油工業(yè)是從建國以后開始建立的;在此之前僅有幾個很小的煉油廠,而且工藝技術(shù)落后,設(shè)備簡陋,大部分石油產(chǎn)品依靠進口。1958年,在蘭州建成了中國第一座現(xiàn)代化煉油廠;1960年,大慶油田的開發(fā),為我國煉油工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ);1963年,實現(xiàn)了石油產(chǎn)品基本自給;1960年代初,開始我國能自行設(shè)計,先后建成常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整等煉油生產(chǎn)裝置,基本掌握了當(dāng)時世界上的一些主要的煉油工
2、藝技術(shù)。1978年后,由于先進技術(shù)的引進,使我國的煉油工藝技術(shù)基本或接近世界煉油技術(shù)水平。2、中國煉油工業(yè)現(xiàn)狀1)原油產(chǎn)量 1959年建成第一個石油基地大慶油田,年產(chǎn)量140萬噸,占當(dāng)時產(chǎn)量50%;1963年生產(chǎn)原油439萬噸,占當(dāng)時石油產(chǎn)量68%;1974年大慶生產(chǎn)原油5000萬噸;1978年我國原油產(chǎn)量突破1億噸,成為世界產(chǎn)油大國;現(xiàn)在,全國共在陸地、海上建油氣田25個;1998年生產(chǎn)原油1.6億噸,天然氣217億立方米;目前原油產(chǎn)量排世界第五位,已成為世界產(chǎn)油大國;50年來,累計產(chǎn)原油35億噸,4000億立方米天然氣;按當(dāng)前價則算約合人民幣40000億元;累計出口原油4.61億噸,成品油
3、1.22億噸,創(chuàng)匯851億美元; 目前已探明原油儲量197億噸,天然氣2萬億立方米; 2)原油加工能力我國第一座煉油廠在蘭州;到1998年全國有大小煉油廠194座,年原油加工能力2.7億噸,生產(chǎn)成品油1億多萬噸,主要油品基本滿足需要。其中,處理能力大于250萬噸/年,占近90%;2001年,原油加工量近2.1億噸,汽油產(chǎn)量4124萬噸,柴油產(chǎn)量7404萬噸,煤油產(chǎn)量789萬噸,液化氣產(chǎn)量1065萬噸,天然氣產(chǎn)量303億立方米。 國外最大的煉油廠規(guī)模高達4085萬噸/年,平均規(guī)模540萬噸/年,我國最大的煉油廠規(guī)模高達1600萬噸/年,平均規(guī)模378萬噸/年。3、煉油技術(shù)水平目前我國總體煉油技術(shù)
4、水平已經(jīng)達到或基本達到世界先進水平。 1) 工藝水平 最有代表性的是催化裂化及家族工藝技術(shù)(MGG、DCCI、DCCII、干氣制乙苯、還有正在開發(fā)的HCC等)已達到世界先進水平。其它煉油工藝技術(shù)基本達到或接近世界先進水平。 2) 設(shè)計水平 煉油裝置基本能自行設(shè)計、制造、安裝和運行,3)自動控制水平 已經(jīng)達到了先進控制水平,一般煉油廠均采用DCS控制系統(tǒng)。4)節(jié)能 煉油生產(chǎn)裝置能耗較低,但與世界先進水平還有一定的差距。5)環(huán)保 一般水平,主要是重視程度不夠,三廢處理不夠。6)產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)質(zhì)成品油較少,產(chǎn)品質(zhì)量相對較差。 1、重質(zhì)油輕質(zhì)化,提高輕油收率;2、改善產(chǎn)品質(zhì)量及結(jié)構(gòu),生產(chǎn)清潔燃料;3、進一
5、步降低能耗; 4、加強企業(yè)管理;5、提高自動化控制水平;6、進一步加強環(huán)境保護;7、增大原油加工能力;8、延長開工周期;1 實現(xiàn)規(guī)?;鸵惑w化經(jīng)營,提高綜合經(jīng)濟效益實現(xiàn)規(guī)?;鸵惑w化經(jīng)營,提高綜合經(jīng)濟效益 有關(guān)研究表明,一套能力為600萬ta的蒸餾裝置與2套300萬ta的裝置相比,可節(jié)約投資32,節(jié)省金屬消耗47,減少用地46,降低操作費用25。因此,實現(xiàn)煉油企業(yè)的規(guī)?;?jīng)營和裝置的大型化一直是世界煉油工業(yè)努力的目標(biāo)。目前世界上最大煉油廠的規(guī)模已達到4085萬ta(韓國SK公司的Ulsan煉廠),最大單套蒸餾裝置的能力已達1250萬ta。 實現(xiàn)原油生產(chǎn)煉油的一體化、煉油發(fā)電一體化、煉油石油化工
6、一體化或其復(fù)合,可以實現(xiàn)原料互供。節(jié)省工廠用地和公用輔助工程設(shè)施,提高能量利用率,降低成本,提高效益。因此,這已成為世界煉油工業(yè)的主要發(fā)展趨向 2 為適應(yīng)市場的需求,煉油企業(yè)為適應(yīng)市場的需求,煉油企業(yè)要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和調(diào)整產(chǎn)品要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 隨著環(huán)保要求日趨嚴(yán)格,世界各國隨著環(huán)保要求日趨嚴(yán)格,世界各國不斷提高汽、柴油質(zhì)量指標(biāo),燃料油品不斷提高汽、柴油質(zhì)量指標(biāo),燃料油品的質(zhì)量將從目前的常規(guī)車用燃料向低排的質(zhì)量將從目前的常規(guī)車用燃料向低排放清潔燃料、超低排放超清潔燃料放清潔燃料、超低排放超清潔燃料的方向發(fā)展。的方向發(fā)展。 3 3 優(yōu)化石油資源利用,煉油廠應(yīng)靈活多產(chǎn)優(yōu)化石油資
7、源利用,煉油廠應(yīng)靈活多產(chǎn)清潔油品和石化原料清潔油品和石化原料 石油是不可再生資源,將主要用來生產(chǎn)其他能源難以替代的輕質(zhì)運輸燃料。石化工業(yè)的發(fā)展,也將越來越依靠煉油廠提供廉價優(yōu)質(zhì)原料。今后石油重質(zhì)化和劣質(zhì)化的趨勢將加快,煉油技術(shù)要適應(yīng)加工高含硫、高金屬、高殘?zhí)荚偷男枰?。煉油廠應(yīng)靈活多產(chǎn)清潔油品和石化原料,這就要求煉油廠必須走深加工之路,不斷發(fā)展新型重油加工工藝 。 4 用天然氣、煤炭為原料的合成油廠將成用天然氣、煤炭為原料的合成油廠將成為為2121世紀(jì)煉油工業(yè)的新亮點世紀(jì)煉油工業(yè)的新亮點 用天然氣、煤炭通過合成液化技術(shù)然氣、煤炭通過合成液化技術(shù)幾乎可以生產(chǎn)任何清潔油品和石油化工原料。隨著技術(shù)的
8、不斷進步,生產(chǎn)成本的不斷降低,用天然氣、煤炭為原料生產(chǎn)車用燃料將快速發(fā)展。傳統(tǒng)的煉油技術(shù)和信息技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)、膜技術(shù)、合成技術(shù)等高新技術(shù)的結(jié)合將更緊密,高新技術(shù)將推動煉油技術(shù)進步。 5 廣泛應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),煉油廠逐步廣泛應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),煉油廠逐步智能化智能化 煉油企業(yè)要在普及DCS集中控制的基礎(chǔ)上,發(fā)展管控一體化系統(tǒng)。應(yīng)用信息技術(shù)進行原油資源的選擇和分配,生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制,油品的在線調(diào)合,按照供應(yīng)鏈管理搞好現(xiàn)代物流配送,使煉油企業(yè)進一步智能化。管控一體化將改變煉油廠的管理模式,大大提高生產(chǎn)過程的控制和管理水平。1 1 國內(nèi)汽、柴油標(biāo)準(zhǔn)日漸嚴(yán)格,不斷改善油品質(zhì)國內(nèi)汽、柴油標(biāo)準(zhǔn)日漸
9、嚴(yán)格,不斷改善油品質(zhì)量成為煉油業(yè)務(wù)發(fā)展的重要任務(wù)量成為煉油業(yè)務(wù)發(fā)展的重要任務(wù) 2 原油品種結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大變化;煉油工藝路原油品種結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大變化;煉油工藝路線和裝置結(jié)構(gòu)要作較大調(diào)整線和裝置結(jié)構(gòu)要作較大調(diào)整 3 3 增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廉價化工原料和中間餾分,發(fā)展煉增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廉價化工原料和中間餾分,發(fā)展煉油化工一體化技術(shù)油化工一體化技術(shù) 4 4、源利用還不充分,特色產(chǎn)品缺乏影響力和知、源利用還不充分,特色產(chǎn)品缺乏影響力和知名度名度 5 5、信息技術(shù)在煉油企業(yè)應(yīng)用還不廣泛,缺乏優(yōu)信息技術(shù)在煉油企業(yè)應(yīng)用還不廣泛,缺乏優(yōu)化和科學(xué)管理工具化和科學(xué)管理工具 6 6、尚未建立起煉油科研開發(fā)體系,需要提高科、尚未建立起煉
10、油科研開發(fā)體系,需要提高科研開發(fā)效率和創(chuàng)新能力研開發(fā)效率和創(chuàng)新能力 到本世紀(jì)末,中國煉油將達到2.2億噸/年,乙烯生產(chǎn)能力將達500萬噸/年;2010年煉油能力要達到3億噸/年以上,乙烯生產(chǎn)能力800萬噸1000萬噸/年,任務(wù)十分艱巨,21世紀(jì)前夕,中國石化工業(yè)將面監(jiān)前所未有的嚴(yán)峻形勢,機遇和挑戰(zhàn)并存,要在競爭中求生存、求發(fā)展,根本出路在于技術(shù)進步。 l1、石油化工裝置大型化綜合配套技術(shù) l2、進口含硫原油及重油深度加工技術(shù) l3、乙烯裂解技術(shù) l5、有機原料生產(chǎn)技術(shù) l6、合成樹脂 l7、合成纖維 l8、合成橡膠 l9、環(huán)境友好技術(shù) l10、開發(fā)和應(yīng)用先進控制技術(shù)l11、應(yīng)用基礎(chǔ)研究 一、
11、原油評價的目的意義二、原油評價的方法三、原油的分類方法四、國內(nèi)外主要原油的性質(zhì)、 特點和加工方案1、掌握原油的性質(zhì);2、根據(jù)原油評價數(shù)據(jù)確定加工方案;3、通過原油評價掌握加工原油的產(chǎn)品特點;l確定一種原油的加工方案是煉油廠設(shè)計和生產(chǎn)的首要任務(wù)。制訂合理原油加工方案是根據(jù):所加工原油的性質(zhì);市場對產(chǎn)品的需求;加工技術(shù)的先進性和可靠性;對產(chǎn)品質(zhì)量的要求;經(jīng)濟效益等。同時進行全面的綜合分析,研究對比。其中原油性質(zhì)是最基本的因素。l什么是原油評價:通過各種實驗、分析,取得對原油性質(zhì)的全面認識。l原油評價按其目的的不同,分為三個層次:l原油的一般性質(zhì):對原油一般性質(zhì)進行分析,了解原油的化學(xué)組成和主要物理
12、化學(xué)性質(zhì)。對原油進行一般性的了解,掌握原油一般性質(zhì)信息。l常規(guī)評價:原油的性質(zhì)分析,原油的實沸點蒸餾,窄餾分的性質(zhì)分析。對原油進一步的了解,掌握原油的一般性質(zhì),不同沸點范圍的餾分分布,窄餾分的化學(xué)物性。l 綜合評價:除了上述兩項內(nèi)容外,還包括直餾產(chǎn)品的產(chǎn)率和性質(zhì)。也可以確定重油或渣油的可加工性能。性質(zhì)大慶勝利大港克拉瑪依遼河密度(20), g/cm30.85870.90050.88260.88080.8818運動粘度(50),10-6m2/s 19.583.417.332.321.9凝點, 32 28 28 -57 21 含蠟量(吸附法), % 25.114.615.42.18.7瀝青質(zhì),%
13、0.15.113.10.5/膠質(zhì),% 8.923.29.715.015.7酸值,mg(KOH)/g /0.74 0.98 殘?zhí)浚? 3.06.43.23.84.8C86.386.385.786.1/元素分析,% H13.512.613.413.3/S0.150.880.120.120.18N/0.410.230.270.31微量金屬,g/g V0.11.01.0/0.6Ni2.02618/32300餾出,% 25.618.026.031.0/1、工業(yè)分類 1)按原油密度分類 2) 按原油硫含量分類 2、化學(xué)分類 1)特性因數(shù)分類 2)關(guān)鍵餾分特性分類 1)按原油密度分類 輕質(zhì)原油 密度0.88
14、40 2) 按原油硫含量分類 低硫原油 2%l 1) 特性因數(shù)分類l石蠟基原油 特性因數(shù)K12.1l中間基原油 特性因數(shù)K=11.512.1l環(huán)烷基原油 特性因數(shù)K=10.511.5l 2)關(guān)鍵餾分特性分類l第一關(guān)鍵餾分 250275l第二關(guān)鍵餾分 275300(40mmHg)1、我國主要原油的性質(zhì)和特點2、主要進口原油的性質(zhì)和特點3、幾種類型原油加工特點4、 原油加工方案我國產(chǎn)量較大的原油可分為三種類型:1)石蠟基原油2) 中間基與石蠟中間基原油3) 環(huán)烷和環(huán)烷中間基原油 油田: 大慶、吉林、中原、青海等。特點: 含硫低,鎳和釩含量不高,殘?zhí)康?,瀝青質(zhì)低,含蠟高,凝固點高。油田:勝利、遼河、
15、大港等。特點:蠟含量低,鎳含量高 油田:孤島、單家寺、羊三木、 高升等。特點:密度大,含蠟低,凝點低, 膠質(zhì)、殘?zhí)?、酸值、鎳含量高?1) 中東原油: 輕質(zhì)油收率高,氮含量低,硫含量高,蠟含量低,凝點低,金屬含量高,釩高鎳低,膠質(zhì)含量低,殘?zhí)亢蜑r青質(zhì)高。基本屬于:含硫和高硫中間基原油。適于多產(chǎn)柴油和瀝青。 2) 亞太地區(qū)原油: 輕質(zhì)油收率高,硫含量低。 3) 西非原油:一般屬于低硫石蠟基原油,輕質(zhì)油收率高,硫含量低。 4) 獨聯(lián)體原油:輕質(zhì)油收率高,凝點低。 1) 低硫石蠟基原油 以大慶原油為代表,其加工特點:(1)由于原油含硫少,氮含量不高,輕質(zhì)直餾產(chǎn)品基本 不需要精制。(2)減壓餾分油是催
16、化裂化的好原料,是生產(chǎn)潤滑油好原料。 (3)由于含蠟高,是生產(chǎn)石蠟的好原料。(4)由于輕餾分油飽和烴含量高,作為裂解原料,乙烯收率高。 (5)由于減壓渣油的殘?zhí)康停s質(zhì)少,可以作為:催化裂化原料。 l以勝利、遼河等原油代表,其加工特點:l (1)直餾汽油芳烴潛含量較高,適于作為催化重整原料。其直餾產(chǎn)品酸度高,一般需要精制。l (2)減壓餾分油中,烷烴含量低,作為催化裂化原料,生焦量大,柴油十六烷值低,需要改質(zhì),各餾分的芳烴含量都較高,不適合作裂解原料。l (3) 渣油可以生產(chǎn)瀝青。3) 含硫和高硫原油 以中東原油為代表,其加工特點: (1) 產(chǎn)品含硫高,需要精制脫硫。 (2) 柴油收率高,凝點
17、低,十六烷指數(shù)高,適合于生產(chǎn)低凝優(yōu)質(zhì)柴油。 (3)減壓渣油蠟含量低,飽和烴含量少,是生產(chǎn)高等級瀝青的優(yōu)質(zhì)原料。 根據(jù)目的產(chǎn)品不同,原油加工方案可以分為三種基本類型: 1) 燃料型 主要產(chǎn)品是用作燃料的石油產(chǎn)品。 2) 燃料潤滑油型 主要產(chǎn)品是燃料和潤滑油。 3) 燃料化工型 主要產(chǎn)品燃料,生產(chǎn)化工原料和化工產(chǎn)品。如:提供聚乙烯、聚炳烯原料,聚脂原料等。一、石油產(chǎn)品分類二、輕質(zhì)油品的使用要求三、輕質(zhì)油品的質(zhì)量指標(biāo)我國現(xiàn)將石油產(chǎn)品分為6大類1、燃料2、潤滑劑3、石油瀝青4、石蠟5、石油焦6、溶劑和化工原料產(chǎn)品類別 商品量構(gòu)成/% 產(chǎn)品類別 商品量構(gòu)成/% 石油燃料 72.6 化工用原料 16.2
18、發(fā)動機 59 潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品 1.6 照明 0.6 石蠟 0.8 船用 13 石油瀝青 2.5石油溶劑和化工用原料 20 石油焦 2.5 溶劑油 1.3 合計 100 苯類產(chǎn)品 1.5 (1998年數(shù)據(jù)) 1、汽油2、柴油機燃料3、噴氣燃料(航空煤油)4、燃料油1)主要品種及其應(yīng)用范圍 汽油的商品牌號為辛烷值 主要品種: 90# 93# 應(yīng)用在壓縮比92)主要性能要求(1)抗爆性:辛烷值(2)蒸發(fā)性:餾程(3)安定性:(4)腐蝕性:(5)低溫性:(6)有害物質(zhì)含量控制:(7)含氧化合物:l1)主要品種及其應(yīng)用范圍l品種:l 輕柴油:適用于高速柴油機l 重柴油(農(nóng)用柴油):適用于中、低速柴油機
19、l 船用燃料油:適用于大功率、低速柴油機l牌號:l 輕柴油:按凝固點劃分。 如:0# -10# -20# l -35#等。l 重柴油(農(nóng)用柴油):按粘度l 船用燃料油:按粘度 如:180l2)主要性能要求l(1)自燃性(抗爆性):十六烷值l(2)蒸發(fā)性:餾程l(3)粘度:l(4)低溫性能:凝固點l(5)腐蝕性:l(6)安定性:l(7)有害物質(zhì)含量控制 1)主要品種及其應(yīng)用范圍我國噴氣燃料目前分為5個牌號:牌號 餾程 結(jié)晶點 閃點 芳烴含量(v%) 適用1 135240 -60 軍用、民航 2 135240 -50 軍用、民航 3 140260 -46 38 民航 4 60280 -40 軍用5
20、 150280 -46 60 25% 艦艇上飛機 l2)對噴氣燃料的主要性能要求l(1)良好的燃燒性能:l(2)適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)性:餾程l(3)較高的熱值和密度: l(4)良好的安定性:l(5)良好的低溫性:l(6)無腐蝕性:l(7)良好的清凈性:l(8)較小的起電性:l(9)適當(dāng)?shù)臐櫥裕簂1)燃料油的分類l燃料油為家用或工業(yè)燃燒器上所用的液體燃料。l 燃料油分為:1#、2#、4#輕、4#、5#輕、5#重、6#、7#。l1#和2#是餾分燃料油:適用于家用或工業(yè)小型燃燒器上使用。l4#輕和4#是重質(zhì)餾分燃料油,或者是餾分燃料油與殘渣燃料油混合而成的燃料油:適用于要求該粘度范圍內(nèi)的工業(yè)燃燒器上。l5#
21、輕、5#重、6#和7#是粘度和餾程范圍遞增的殘渣燃料油:適用于工業(yè)燃燒器。l 燃料油中應(yīng)無無機酸,無過量的固體物和外來的纖維狀物質(zhì)l2)燃料油的主要性能l(1)粘度l 粘度是燃料油的重要指標(biāo)。l(2)燃料油的低溫性能l 燃料油的低溫性能一般用傾點來評定。l(3)燃料油中含硫l(4)燃料油的安定性(熱安定性和儲存安定性)1、汽油質(zhì)量指標(biāo)2、柴油機燃料質(zhì)量指標(biāo)3、噴氣燃料(航空煤油)質(zhì)量指標(biāo)4、燃料油質(zhì)量指標(biāo)1)中華人民共和國車用無鉛汽油2000年1月1日執(zhí)行GB179301999說明:本標(biāo)準(zhǔn)與SH00411993的主要差異是:l1、硫含量由不大于0.15%降為不大于0.10%。2000年7月1日
22、起在在北京、上海和廣州執(zhí)行不大于0.08%。在2003年1月1日起全國執(zhí)行。l2、增加苯含量不大于2.5%(v);l3、增加芳烴含量不大于40%(v);l4、增加烯烴含量不大于35%(v);2000年7月1日起在在北京、上海和廣州執(zhí)行不大于0.08%。在2003年1月1日起全國執(zhí)行。l5、氧含量不大于2.7%(m);規(guī)定鐵不得人為加入。2)車用無鉛汽油技術(shù)要求 質(zhì)量指標(biāo)項目 要求 90# 93# 95#研究法辛烷值(RON) 不小于 90 93 95抗爆指數(shù)(RON+MON)/2 不小于 85 88 90含鉛量 g/L 不小于 0.005餾程:10% 不高于 70 50% 不高于 120 90
23、% 不高于 190 終餾點 不高于 205 殘留量%(v) 不大于 2蒸汽壓,kPa 冬季 不大于 88 夏季 不大于 74實際膠質(zhì),mg/100mL 不大于 5誘導(dǎo)期,min 不小于 480硫含量%(m) 不大于 0.1銅片腐蝕(50 3 h)級 不大于 1水溶性酸或堿 無機械雜質(zhì)及水分 無苯含量,%(v) 不大于 2.5芳烴含量,%(v) 不大于 40烯烴含量,%(v) 不大于 353)世界無鉛汽油規(guī)范 質(zhì)量指標(biāo) l 1類無鉛汽油(無控制) 2類無鉛汽油(控制) 3類無鉛汽油(超前控制)l項目 要求 91# 95# 98#l研究法辛烷值(RON) 不小于 91 95 98l馬達法辛烷值(M
24、ON) 不小于 82 85 88l含鉛量 g/L 不小于 0.013 不可觀察(無人為添加)不可觀察(無人為添加) l錳含量,g/L 無人為添加 不可觀察(無人為添加)不可觀察(無人為添加) l磷含量,g/L / 不可觀察(無人為添加)不可觀察(無人為添加) l硅含量,g/L / 不可觀察(無人為添加)不可觀察(無人為添加) l實際膠質(zhì),mg/100mL 不大于 5 5 5l誘導(dǎo)期,min 不小于 360 480 480 l硫含量%(m) 不大于 0.1 0.02 0.003l含氧量,%(m) 不大于 2.7 2.7 2.7l銅片腐蝕,級 不大于 1 1 1l水溶性酸或堿 無 無 無l機械雜質(zhì)
25、及水分 無 無 無l苯含量,%(v) 不大于 5 2.5 1.0l芳烴含量,%(v) 不大于 50 40 35l烯烴含量,%(v) 不大于 / 20 10l密度,kg/m3 715/780 715/770 715/770l沉淀物,mg/L 不大于 / 1 12、 歐美汽油標(biāo)準(zhǔn)及我國汽油的特點1)歐美汽油標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的最新動向 l 1998年6月35日,第三屆世界燃料會議在比利時的布魯塞爾舉行,提出了世界范圍的汽油和柴油標(biāo)準(zhǔn)。為了研究發(fā)展全世界的燃料標(biāo)準(zhǔn),美國、歐洲、日本三個汽車制造者協(xié)會組織所屬的30個汽車公司,進行了為期兩年的工作。經(jīng)過大量的調(diào)查研究、試驗以及對未來技術(shù)發(fā)展的預(yù)測,制定廠適應(yīng)普通
26、、現(xiàn)代水平及未來發(fā)動機三個檔次的汽油標(biāo)準(zhǔn)。 l(1) 辛烷值l 三個檔次要求R0N分別達到91、95、98。同時對肋M0N提出要求、分別是82、85、88。 l(2)硫含量l 要求分別達到1000、200、30ppm。 l (3)鉛含量l 第檔次最大限值為0.013g/L,但不允許故意加鉛。第二、三檔次不允許加鉛,三個檔次都不允許添加MMT等錳金屬化合物。l(4)氧含量(質(zhì)量分數(shù))l 三個檔次都是2.7%。添加乙醇時。允許最高氧質(zhì)量分數(shù)為37。但不允許添加甲醇。 (5)烴組成 三個檔次的芳烴體積分數(shù)分別是50%、40、30;苯的體積分數(shù)分別是5%、25%、1%;第二、三檔允許烯烴的體積分數(shù)分別
27、是20和10%。 (6)揮發(fā)性 蒸氣壓要求最低為45kPa(使用溫度大于15度),蒸氣壓要求最高為105kPa (使用最高溫度為15)。 (7)餾程 第檔次的終餾點為215C第二、三檔次的終餾點為195。 2) 我國汽油的特點l(1) 硫含量低l 從原油上講我國原油為低硫原油。催化裂化汽油中硫的質(zhì)量分數(shù)一般在0.05以下。而我國汽油中的硫80%以上來自于催化裂化汽油經(jīng)過調(diào)臺可以達到美國汽車制造者協(xié)會(AAMA)95號新配方汽油標(biāo)準(zhǔn)(0.05%)。l(2) 芳烴含量低l 目前我國93號商品汽油的芳烴含量僅203(90號汽油中重整油只占5芳烴含量更低)比美國AAMA新配方汽油標(biāo)準(zhǔn)(27%)還低7個
28、百分點。這就給增加芳烴的調(diào)合比例提供了空間。因此大力發(fā)展重整將是我國實現(xiàn)汽油無鉛化的重要一步重整汽油不僅可提高汽油辛烷值,還能解決由汽油無鉛化帶來的辛烷值分布問題。 l(3)蒸氣壓高l 我國現(xiàn)行汽油蒸氣壓指標(biāo)(夏季74kPa、冬季88kPa高于歐美平均指標(biāo)與日本指標(biāo)(夏季4478kPa、冬季93kPa接近。l (4)高排放發(fā)動機l 國內(nèi)汽車發(fā)動機大部分屆高排放發(fā)動機、在消滅70號汽油實現(xiàn)無鉛化之后,影響汽車尾氣排放的主要矛盾在汽車行業(yè)的發(fā)動機改造。l (5)催化裂化汽油含量高l 催化裂化汽油占汽油總調(diào)合組分的70一80。這就造成汽油烯烴含量高的局面。l (6)我國經(jīng)濟發(fā)展不平衡l 沿海大城市經(jīng)
29、濟發(fā)達。車輛擁擠,排放污染嚴(yán)重。(1)新一代的催化裂化工藝及催化劑 由于催化裂化汽油為我國成品汽油的主要組分,其性質(zhì)及組成對汽油的質(zhì)量影響很大。催化裂化工藝及催化刑均需加強研究,減少裂化汽油中的烯烴含量,并提高異構(gòu)化性能,增加異構(gòu)烷烴含量,使汽油既能保持高辛烷值、又能減少高烯烴含量帶來的不良影響。常規(guī)催化裂化產(chǎn)品中的異丁烷含量較高。催化裂化家族技術(shù)中的異丁烯及異戊烯含量也較高。故其配套工藝。烷基化及醚化技術(shù)應(yīng)推廣使用以改善我國成品汽油的組成。 目的是提高汽油辛烷值,改善辛烷值分布。重整汽油具有100 C餾分辛烷值高的特點,若作為汽油的主要調(diào)合組分之一與催化裂化汽油調(diào)配可以彌補其后部餾分辛烷值偏
30、低的不足使調(diào)合汽油的辛烷值分布趨于合理,由于重整油的摻入催化裂化汽油在汽油中的占有率明顯減少,汽油中的烯烴、硫含量將大幅度降低。 其目的是形成富氧燃燒降低CO排放,利用含氧化合物飽和蒸氣壓低的特點,控制汽油的揮發(fā)性污染減少烯烴與空氣中NOx接觸,從而抑制光化學(xué)煙霧的形成。 國內(nèi)于70年代末開始研究MTBE合成技術(shù),l 983年建成第一套MTBE裝置,至今已有20套裝置在運行,總能力為361kta。還有11套裝置處于在建或計劃階段,總能力為761 kt/a。l(1) 發(fā)展新配方汽油應(yīng)有一個過程、美國至今新配方汽油只占汽油銷售量的30%,所以中國的新配方汽油標(biāo)準(zhǔn)不宜過早發(fā)布實施。l(2) 汽油的蒸
31、氣壓指標(biāo)不僅是個技術(shù)指標(biāo)、也是一個很重要的經(jīng)濟指標(biāo),建議蒸氣壓指標(biāo)在冬夏兩個指標(biāo)不作大的修改的前提下按季節(jié)(分得更細:春夏秋冬)和按地區(qū)(大城市與農(nóng)村)應(yīng)有不同標(biāo)準(zhǔn)l(3) 要與汽車行業(yè)協(xié)同發(fā)展。汽油的升級要考慮到中國汽車工業(yè)的發(fā)展及發(fā)動機的適應(yīng)性同時在汽油無鉛化之后。在汽車行業(yè)、環(huán)保等部門共同推出汽車尾氣轉(zhuǎn)化器。l(4) 目前、應(yīng)修訂90號汽油的部分規(guī)格指標(biāo),為配合北京等大城市的排放標(biāo)準(zhǔn)順利、有效地實施創(chuàng)造條件。建議有關(guān)環(huán)保的一些理化指標(biāo)參照歐、美相應(yīng)年份的汽油理化指標(biāo)并考慮到目前我國煉油工業(yè)的實際水平,加以制定。l2、柴油機燃料質(zhì)量指標(biāo)l1)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 252xxxx 代
32、替GB 25294l輕柴油技術(shù)要求l項目 要求 10# 5# 0# -10# -20# -35# -50 #l色度,號 不大于 3.5l氧化安定性,總不溶物mg/100mL 不大于 2.5l硫含量,%(m) 不大于 0.2l酸度,mgKOH/100mL 不大于 7l10%蒸余物殘?zhí)浚?(m),不大于 0.3l灰分,%(m) 不大于 0.01l銅片腐蝕 不大于 1l水分 痕跡l機械雜質(zhì) 無l運動粘度(20 ),mm2/s 3.0/8.0 2.5/8.0 1.8/7.0l凝點, 不高于 10 5 0 -10 -20 -35 -50l冷濾點, 不高于 12 8 4 -5 -14 -29 -44l閃點
33、, 不低于 55 45l十六烷值 不小于 45l餾程, , 50% 不高于 300l 90% 不高于 355l 95% 不高于 365l性能 要求 1類柴油(無) 2類柴油(嚴(yán)格) 3類柴油(超前) 4類柴油(超前)l十六烷值 不低于 48 53 55 55l十六烷值指數(shù) 不低于 45 50 52 52l密度15 820/860 820/850 820/840 820/840l粘度40 mm2/s 2/4.5 2/4.0 2/4.0 2/4.0l硫含量,%(m) 不高于 0.5 0.03 0.03 無硫l總芳烴含量,%(m) 不高于 / 25 15 15l多芳烴含量,%(m) 不高于 / 5
34、2 2lT90, 不大于 / 340 320 320 lT95, 不大于 370 355 340 340l終餾點, 不大于 / 365 350 350l閃點, 不低于 55 55 55 55l殘?zhí)? 不大于 0.3 0.3 0.2 0.2l水分,mg/kg 不大于 500 200 200 200l氧化安定性g/m3 不大于 25 25 25 25l總酸值,mgKOH/g 不大于 / 0.08 0.08 0.08l銅片腐蝕,級 1 1 1 1l灰分,%(m) 不大于 0.01 0.01 0.01 0.01l顆粒,mg/L 不大于 / 24 24 24l注:當(dāng)環(huán)境溫度低于-30 時,十六烷值,粘度
35、 閃點,密度可以適當(dāng)放寬。l項目 要求 1# 2# 3#l密度(20 )g/cm3 不小于 0.775 0.775 0.775/0.83 l餾程 初餾點 不高于 150 150 /l 50% 195 195 232l 98% 250 250 300l閃點, (閉口) 不低于 28 28 38l冰點, 不高于 / / -47l結(jié)晶點, 不高于 -60 -50 /l 芳烴含量%(v) 不大于 20 20 20l碘值,g(I)/100g 不大于 3.5 4.2 /l硫含量,%(m) 不大于 0.2 0.2 0.2l銅片腐蝕,級 不大于 1 1 1l凈熱值,MJ/kg 不少于 42.9 42.9 42
36、.8l 燃燒性能,煙點,mm 不小于 25 25 25l實際膠質(zhì),mg/100mL 不大于 5.0 5.0 5.0l項目 要求 1# 2# 4#輕 4# 5#輕 5#重 6# 7#l閃點(閉口) 不低于 38 38 38 55 55 55 60 /l閃點(開口) 不低于 / / / / / / / 130l水和沉淀物%(v)不大于 0.05 0.05 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0 3.0 l餾程 10% 不高于 215 / / / / / / /l 90% 不低于 / 282 / / / / / /l 不高于 288 338 / / / / / /l運動粘度 40 不小于 1.3 1
37、.9 1.9 5.5 / / / /l mm2/s 不大于 2.1 3.4 5.5 24.0 / / / /l 100 不小于 / / / / 5.0 9.0 15 /l 不大于 / / / / 8.9 14.9 50.0 185 l10%蒸余物殘?zhí)? 不大于 0.15 0.35 / / / / / /l灰分,%(m) 不大于 / / 0.05 0.1 0.15 0.15 / /l硫含量,%(m) 不大于 0.5 0.5 / / / / / /l銅片腐蝕,級 不大于 3 3 / / / / / /l密度,(20 ) 不小于 / / 872 / / / / /l kg/m3 不大于 846 87
38、2 / / / / / /l傾點, 不高于 -18 -6 -6 -6 / / / /l 清潔燃料通常是指那些能夠為機動車提供有效動力,又能夠降低汽車尾氣中污染物質(zhì)排放的燃料。如:壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)、液化石油氣(LPG)、乙醇汽油、新配方汽油、新配方柴油等。 在過去的3D多年里,隨著汽車發(fā)動機技術(shù)的改進和環(huán)境保護要求的不斷提高,世界汽車燃料質(zhì)量也有很大的改善。主要表現(xiàn)在汽油的辛烷值逐步提高,汽油的組分也逐步優(yōu)化,汽油中硫、烯烴、芳烴等有害物質(zhì)逐步降低,鉛逐漸被禁止加入。柴油的十六烷值也逐步提高,柴油中硫、芳烴含量逐步降低*汽油、柴油中要求加入有效的清潔劑。在汽車燃料清潔化
39、方面,美國、日本、歐盟等發(fā)達國家和地區(qū)走在世界前列。 l 美國從20世紀(jì)70年代開始逐步限制在汽油中添加四乙基鉛,并在90年代初就實現(xiàn)了汽油無鉛化。1990年美國國會通過“空氣凈化法修正案,率先立法強制推行新配方汽油,要求從1995年1月1日起,在臭氧嚴(yán)重超標(biāo)的九大城市必須使用新配方汽油。美國加州從1996年6月開始強制使用要求更嚴(yán)格的清潔新配方汽油,加入MTBE作為高辛烷值組分,降低苯含量。l 歐盟在1996年6月出臺歐洲共同體燃料指令草案,該草案要求全體歐盟國家在2000年前全部取消含鉛汽油,并且要求汽油中烯烴的含量不超過18,芳烴含量不超過45,苯含量不超過2,氧含量不超過2.3(m),
40、硫含量不超過200ppm. 1998年歐洲議會立法要求2000年實施清潔汽油配方,提出進一步降低芳烴含量到42、苯為10,硫為150ppm的要求。日本1983年實現(xiàn)了汽油無鉛化,是世界上最早實現(xiàn)無鉛化的國家。但在汽油組分優(yōu)化方面與美國、歐洲相比相對滯后。日本1996年修訂汽油標(biāo)眩對硫、苯、MTBE等提出要求,但比美國、歐洲的標(biāo)準(zhǔn)寬松。 國外發(fā)達國家對汽油質(zhì)量的要求,不再只要求辛烷值,而且還要求盡可能低的硫、苯、芳烴和烯烴含量,較低的蒸汽壓和T90點,同時要求添加含氧化合物和汽油清潔劑。 截止1999年末,中油股份公司共有大小煉廠30個(含大連西太平洋公司),原油一次加工能力1.07x108T/
41、a,約占全國生產(chǎn)能力的42,分布在中國北部和西部的13個省市自治區(qū)。1999年末各主要生產(chǎn)裝置加工能力占全國的比例分別為;催化裂化45,加氫裂化46,延遲焦化40,催化重整45,潤滑油70,石蠟61,氧化瀝青30。 中油股份公司1999年實際加工原油7222x104約占國內(nèi)同行業(yè)加工總量的409。一次加工能力的實際利用率6746。1999年生產(chǎn)汽、煤、柴油4301x104t。截止1999年末,中油股份公司主要煉油產(chǎn)品占全國的比例為:汽油46,煤油36,柴油47,潤滑袖56,石蠟62,瀝青40,燃料油48,石油焦41。l 目前中油股份公司催化裂化裝置是生產(chǎn)汽油、柴油的主要裝置,據(jù)統(tǒng)計,1999年
42、生產(chǎn)的90號無鉛車用汽油中催化裂化汽油組分占87以上,輕柴油中催化裂化柴油的比例占3040,與國外油品組成有很大不同(國外汽油中催化汽油組分只有13左右,柴油以加氫裂化、直餾輕柴油為主),高辛烷值汽油組分(重整汽油、烷基化油、MTBE等)和加氫裂化、加氫精制輕柴油比例嚴(yán)重偏低。尤其是近幾年重油催化裂化裝置加工原料越來越重,使汽油、柴油的質(zhì)量進一步降低。l 目前中油股份公司生產(chǎn)的汽油中烯烴含量較高,平均含量45以上,特別是有一部分企業(yè)車用汽油中全部是催化汽油,烯烴含量5560,與國家新汽油標(biāo)準(zhǔn)有較大差距,和國際先進標(biāo)準(zhǔn)相比差距更大。因此烯烴含量過高是目前制約中油股份公司汽油質(zhì)量提高的關(guān)鍵,是汽油
43、質(zhì)量升級換代需要重點解決的問題。除烯烴外,中油股份公司大部分無鉛車用汽油中芳烴含量較低,流含量較低,可以滿足目前新汽油標(biāo)準(zhǔn)。但隨著加工進口俄羅斯、哈薩克斯坦等含硫原油和加工塔里木油田含硫原油的增加,部分煉油企業(yè)輕質(zhì)油品中硫含量將上升。l常減壓蒸餾在煉油工業(yè)中的重要地位與作用l常減壓蒸餾工藝流程l 原油蒸餾塔的工藝特征l原油蒸餾塔的汽-液負荷分布規(guī)律l蒸餾塔的回流方式 l原油蒸餾工藝流程的類型l常減壓蒸餾原料及產(chǎn)品特點l常減壓蒸餾主要操作條件l它的加工能力代表煉油廠的加工能力。l是原油的第一道加工過程,也叫做一次加工。l它是用物理方法蒸餾,將原油按不同的沸點范圍分離成不同的餾分。l煉油其他裝置的
44、原料均由蒸餾提供原料。l1、復(fù)合塔l2、汽提塔和汽提段l3、全塔熱平衡l4、恒分子回流的假定完全不適用l1、塔頂回流 冷回流 熱回流 循環(huán)回流 2、中段循環(huán)回流 我國原油蒸餾工藝流程按煉油廠類型不同,可大致分為燃料型、燃料-潤滑油型二大類。l(一)燃料型l(二)燃料潤滑油型原油在進入常減壓蒸餾裝置前,首先進行脫鹽脫水。l在常壓塔得到: 常壓塔頂:石腦油(汽油餾分): 因為辛烷值低可以作為溶劑油;催化重整原料; 常一線:航空煤油(煤油): 根據(jù)原油性質(zhì)不同,生產(chǎn)不同的煤油。 常二線:柴油 一般生產(chǎn)0#柴油 常三線:重柴油:20#重柴油l在減壓塔得到: 餾分范圍為(350500)的蠟油1、在不同的
45、側(cè)線得到各個餾分,作為生產(chǎn)潤滑油原料?;?qū)⒏鱾€餾分混合,特點:凝固點高,分子量大,作為:催化裂化原料,加氫裂化原料。2、在減壓塔底得到渣油,根據(jù)原油的性質(zhì)可以作為:燃料油,延遲焦化原料,生產(chǎn)瀝青的原料。l常壓塔 溫度:原油經(jīng)換熱后達到300左右,進入常壓加熱爐,原油被加熱到360380進入常壓塔進行蒸餾。塔頂100130 ,常一線(煤油)200 左右,常二線(柴油)280 左右,常三線(重柴油)340 左右。 壓力:塔頂在0.10.16Mpa下操作。 l減壓塔溫度:常壓塔底油 350左右進入減壓加熱爐,被加熱到380400進入減壓塔進行蒸餾。壓力:減壓塔頂殘壓一般在2060mmHg。l塔頂和塔
46、底縮徑l一般使用填料l燃料型減壓塔有23個側(cè)線l潤滑油型減壓塔有45個側(cè)線l塔頂殘壓在1020mmHgl一般在塔底不注水蒸汽l塔用填料l爐管擴徑l大直徑低速轉(zhuǎn)油線l燃料型減壓塔使用該技術(shù)l第一節(jié) 概 述l第二節(jié) 烴類的催化裂化反應(yīng)l第三節(jié) 催化裂化的原料和產(chǎn)品特點l第四節(jié) 催化裂化催化劑l第五節(jié) 流態(tài)化基本原理l第六節(jié) 催化裂化工藝流程l第七節(jié) 渣油催化裂化l催化裂化在煉油工業(yè)中的地位和作用l催化化裂化的工業(yè)型式l催化裂化技術(shù)發(fā)展的趨勢l一般原油經(jīng)常減壓蒸餾后可得到1040的汽油,煤油及柴油l等輕質(zhì)油品,其余的是重質(zhì)餾分和殘渣油。如果不經(jīng)過二次加l工它們只能作為潤滑油原料或重質(zhì)燃料油。但是國民
47、經(jīng)濟和國l防上需要的輕質(zhì)油量是很大的,由于內(nèi)燃機的發(fā)展對汽油的質(zhì)l量提出更高的要求而直餾汽油(辛烷值較低40)則一般難以l滿足這些要求。原油經(jīng)簡單加工所能提供的輕質(zhì)油品的數(shù)量和l質(zhì)量同生產(chǎn)發(fā)展所需要的輕質(zhì)油品的數(shù)量和質(zhì)量之間的矛盾促l使了催化裂化過程的產(chǎn)生和發(fā)展。促進催化裂化發(fā)展的因素中l(wèi)除了繼續(xù)解決上述的矛盾以外,還有像如何滿足石油化工原料l的需要,如何節(jié)約能源以及減少環(huán)烷污染等新的因數(shù)對促進催l化裂化發(fā)展也起重要作用。l在一般工業(yè)條件下,氣體產(chǎn)率約10一20, 其中主要是C3、C4,汽油產(chǎn)率約20一60, 汽油的車烷值90左右,柴油產(chǎn)率約10一40,柴油的十六烷值較直餾柴油的低,焦炭產(chǎn)率約
48、5一10,焦炭是裂化反應(yīng)的縮合產(chǎn)物,催化裂化氣體含烯烴多,所以可作為化工原料。l催化裂化的主要作用是將重質(zhì)油品轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的輕質(zhì)油。l催化裂化幾乎在所有的煉油中都是最重要的二次加工手段。l自1936年工業(yè)化以來催化裂化技術(shù)發(fā)展很快。目前,在許多國家催化化裂化已成為最重要的二次加工手段之一。我國商品汽油中70%來自催化,柴油中30%來自催化。l加工重質(zhì)原料:目前以加工常壓和減壓渣油為主。l降低能耗:催化裂化裝置的能耗較大,降低能耗的潛力也很大。l減少環(huán)境污染:l過程模擬和計算機應(yīng)用。l烴類正碳離子反應(yīng)機理l單體烴的催化裂化反應(yīng)l石油餾分的催化裂化反應(yīng)l催化裂化反應(yīng)的熱效應(yīng)l影響催化裂化的主要因素
49、l烴類在裂化催化劑上進行反應(yīng)的歷程,或稱反應(yīng)機理。l通過正十六烯的催化裂化反應(yīng)來說明正碳離子學(xué)說。l分解反應(yīng) l異構(gòu)化反應(yīng)l氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)l芳構(gòu)化反應(yīng)l疊合反應(yīng)l烷基話化反應(yīng) l縮合反應(yīng)各類烴之間的競爭吸附和對反應(yīng)的阻滯作用l(1)原料分子自主氣流中向催化劑擴散;l(2)接近催化劑的原料分子向微孔內(nèi)表面擴散;l(3)靠近催化刑表面的原料分子被催化劑吸附;l(4)被吸附的分子在催化劑的作用下進行化學(xué)反應(yīng);l(s)生成的產(chǎn)品分子從催化劑上脫附下來;l(6)脫附下來的產(chǎn)品分子從微孔內(nèi)向外擴散;l(7)產(chǎn)品分子從催化劑外表面再擴散到主氣流中。然后離開反應(yīng)器。l反應(yīng)溫度l反應(yīng)時間l反應(yīng)壓力l劑油比l轉(zhuǎn)化率l
50、總轉(zhuǎn)化率 l單程轉(zhuǎn)化率 l產(chǎn)品分布 原料裂化所得各種產(chǎn)品產(chǎn)率的總和為100,各產(chǎn)率之間的分配關(guān)系即為產(chǎn)品分布。 一般來說是希望盡量提高目的產(chǎn)物“汽油和柴油”的產(chǎn)率而限制副產(chǎn)品“氣體和焦炭”l循環(huán)裂化影響催化裂化反應(yīng)的主要因索有:l反應(yīng)溫度l反應(yīng)時間l劑油比l反應(yīng)壓力l催化裂化原料l催化裂化原料的范圍很廣泛,大體對分為餾分油和渣油兩大類。l餾分油(1)直餾重餾分油(蠟油350500):大多數(shù)直餾重餾分含芳烴較少,容易裂化,輕油收率較高,是理想的催化裂化原料。(2)熱加工產(chǎn)物:焦化蠟油、減粘裂化餾出油等。由于它們是已經(jīng)裂化過的油料,其中烯烴、芳烴含量較多,裂化時轉(zhuǎn)化率低、生焦率高,一般不單獨使用,
51、而是和直餾餾分油摻合作為混合進料。(3)潤滑油溶劑精制的抽出油:此抽出油中含有大量難以裂化的芳烴,尤其是含稠環(huán)化合物較多,極易生焦。l渣油:渣油是原油中最重的部分,它含有大量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和各種稠環(huán)烴類,因此它的元素組成中氫碳比小,殘?zhí)恐蹈?,在反?yīng)中易于縮合生成焦炭,這時產(chǎn)品分布和裝置熱平衡都有很大影響。原油中的硫、氮、重金屬以及鹽分等雜質(zhì)也大量集中在值油中。在催化裂化過程中會使催化劑中毒,進而也會影響產(chǎn)品分布,同時將加重對環(huán)境的污染。由于渣油的殘?zhí)?、重金屬、硫、氮等化合物的含量比餾分油高得多,增加了催化裂化的難度。l餾分組成l化學(xué)組成l殘?zhí)縧含氮含硫化合物l重金屬產(chǎn)品分布:l氣體:1020%;
52、汽油:4060%;柴油:2040%;焦炭:510%。l1氣體產(chǎn)品: 在一般工業(yè)條件下,氣體產(chǎn)率約為1020,催化裂化氣體中大量的是C3、C4(稱為液態(tài)烴或液化氣),約占90(重),其中液態(tài)烴中C4含量約為C3含量的1525倍,而且烯烴比烷烴多C3中烯烴約為70左右C4烯烴約為55左右。由于上述特點至使催化裂化所產(chǎn)氣體成為石油化工的寶貴原料。l 2液體產(chǎn)品l 催化裂化汽油產(chǎn)率為40一60(重)。由于其中有較多烯烴(一般50%以上)、異構(gòu)烷烴和芳烴,所以辛烷值較高,一般為90左右(RON)。l 柴油產(chǎn)率為20一40(重),因其中含有較多的芳烴約為40一50,所以十六烷值較直餾柴油低很多,只有203
53、,常常需要與直餾柴油等調(diào)合后才能作為柴油發(fā)動機燃料使用。l 3焦炭:催化裂化的焦炭沉積在催化劑上,不能作產(chǎn)品。常規(guī)催化裂化的焦炭產(chǎn)率約為57,當(dāng)以渣油為原料時可高達10以上。l催化劑是一種能使在該條件下,從熱力學(xué)角度判斷有可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)改變其反應(yīng)速度的物質(zhì)。它可以加快某些反應(yīng)的速度,也可以抑制另一些反應(yīng)的進行。而對那些熱力學(xué)上沒有可能進行的反應(yīng)則不起作用。同時對可逆反應(yīng)它相等地加速正向和逆向反應(yīng),也就是不改變反應(yīng)的平衡。例如,在通常的反應(yīng)條件下,從熱力學(xué)角度來判斷,烴類可以進行分解、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移、疊合、烴化等多種反應(yīng),但反應(yīng)速度各異,這樣就可以利用催化劑選擇性地加速這些反應(yīng)中所希
54、望的反應(yīng),而抑制那些不希望發(fā)生的反應(yīng),從而達到提高產(chǎn)品質(zhì)量改善產(chǎn)品分布的目的 ,這是熱裂化過程所達不到的。例如為了提高汽油辛烷值,設(shè)法使催化劑能選擇性加速異構(gòu)化反應(yīng)而抑制氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)和不飽和烴進一步脫氫生焦的反應(yīng)。l 工業(yè)上所使用的裂化催化劑雖品種繁多,但歸納起來不外乎三大類:l天然白土催化劑l無定型合成催化劑l分子篩催化劑。l工業(yè)催化裂化裝置最初使用的經(jīng)處理的天然白土,其主要活性組分是硅酸鋁。l天然白土被人工合成硅酸鋁所取代。l特點:具有孔徑大小不一的許多微孔,一般平均孔徑為47 nm,比表面積可達500700m2/g。l硅酸鋁的催化活性來源于其表面的酸性。l分子篩催化劑在催化裂化中的應(yīng)用是催
55、化裂化技術(shù)的重大發(fā)展。l與無定型硅酸鋁相比具有的特點: 具有更高的選擇性、活性和穩(wěn)定性,比表面600800m2/g。l分子篩是一種具有晶格結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽又稱沸石。l重要特點:穩(wěn)定、均一的微孔結(jié)構(gòu)。其大小分子大小數(shù)量級。l按其組成及晶體結(jié)構(gòu)的不同可分為多種類型。 分子篩催化劑是60年代發(fā)展起來的一種新型的高活性催化劑。它的出現(xiàn),使流化催化裂化工藝發(fā)生了很大變化,裝置處理能力顯著提高,產(chǎn)品產(chǎn)率及質(zhì)量都得到改善。l分了篩又名結(jié)晶型泡沸石,是一種具有規(guī)則品體結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽,在它的晶格結(jié)構(gòu)中排列者整齊均勻,大小一定的孔穴,只有小于孔徑的分子才能進入其中,而直徑大于孔徑的分子則無法進入。由于它能像篩子一樣
56、將直徑大小不等的分子分開,因而得名分子篩。l催化裂化催化劑主要有四種Y型分子篩:lREY;HY;RE-HY;超穩(wěn)Y型。一般催化裂化催化劑含分子篩為1035%。1)物理性質(zhì)A、密度B、篩分組成和機械強度C、結(jié)構(gòu)特性(比表面、孔體積、孔徑)2)化學(xué)性質(zhì)A、活性B、選擇性C、穩(wěn)定性D、抗金屬污染能力(污染指數(shù))l真實密度又稱骨架密度;一般在22.4g/cm3。l顆粒密度;一般在0.91.2g/cm3。l堆積密度;一般在0.50.8g/cm3。l篩分組成 一般催化裂化催化劑的粒徑分布范圍在:20-100m。分布是: 40-80 m 占50%;20-40 m 占25% 80-100 m 占25%。100
57、 m很少。l流化床的形成和轉(zhuǎn)化l固定床、流化床和稀相輸送l催化裂化裝置一般由三個部分組成l反應(yīng)再生系統(tǒng)l分餾系統(tǒng)l吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。l重油(渣油)與蠟油的主要差別表現(xiàn):l(1)重油不僅分于量大,而且含芳烴較多,特別是稠環(huán)勞烴放多,而且膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量遠比瓦斯油多。這種化學(xué)組成上的差異明顯地表現(xiàn)重油的殘?zhí)恐当韧咚褂偷母叩枚?。l(2)重油的重金屬含量高,例如鎳含量比瓦斯油高約200倍。l(3)重油含硫、含氮量高。 焦炭產(chǎn)率高: 造成焦炭產(chǎn)率高的原因是重油的HC比較低、含稠環(huán)芳烴較多、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量高以及金屬污染催化劑。l重金屬污染催化劑l產(chǎn)品含硫含氮量高l抗金屬污染催化劑l金屬鈍化劑l工藝技術(shù):(1
58、)改進的催化劑和工藝條件;(2)采用新的設(shè)計思想: 強化反應(yīng)器近料的霧化; 高溫再生催化劑; 采用穩(wěn)定性好的超穩(wěn)HY型分子篩催化劑。 (3)采用兩段裂化技術(shù);l第一節(jié) 概 述l第二節(jié) 催化重整原料及其預(yù)處理l第三節(jié) 催化重整的化學(xué)反應(yīng)l第四節(jié) 重整催化劑l第五節(jié) 重整工藝裝置生產(chǎn)流程l第六節(jié) 主要操作條件l催化重整在石油化工中的重要地位l 催化重整是指在催化劑的作用下,烴類分子重新排列成新分子結(jié)構(gòu)的工藝過程。催化重整又按所采用的催化劑不同分為單金屬重整、雙金屬重整和多金屬重整。l重整裝置能為化纖、橡膠、塑料和精細化工提供原料(苯、甲苯、二甲苯);為交通運輸提供高辛烷值汽油組分;為化工提供重要的
59、溶劑油以及為煉廠提供大量廉價的高純度7595(體)副產(chǎn)氫氣。因此重整裝置不僅是煉廠工藝流程中的重要組成部分,而且在石油化工聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)過程中也占有十分重要的地位。l催化重整原料l原料預(yù)處理: 預(yù)分餾;預(yù)脫砷;預(yù)加氫l對重整原料的選擇主要有三方面的要求,即餾分組成、族組成和毒物及雜質(zhì)含量。l重整原料根據(jù)生產(chǎn)目的不同分為: 寬餾分重整:80180 窄餾分重整:60135 (145)l重整原料通常為石腦油(直餾汽油餾分),加氫裂化汽油,處理后的焦化汽油等。l預(yù)分餾;分餾保證重整進料的餾分組成, 預(yù)分餾的作用是根據(jù)對重整目的產(chǎn)物的要 求將原料切割為適宜沸程的餾分。在預(yù)分餾過程中同時脫除原料油中的部分水
60、分。l預(yù)脫砷;砷是重整催化劑的嚴(yán)重毒物。l預(yù)加氫: 預(yù)加氫精制的目的主要是除去重整原料油中所含硫、氮、氧的化合物和其它毒物,如l砷、鉛、銅、汞、鈉等,以保護重整催化劑。l在催化重整中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有:六員環(huán)烷烴脫氫生成芳烴;五員環(huán)烷烴脫氫異構(gòu)生成芳烴;烷烴脫氫環(huán)化生成芳烴;烷烴的異構(gòu)化,各種烴類的加氫裂化以及積炭反應(yīng)。前3種生成芳香烴的反應(yīng)統(tǒng)稱為芳構(gòu)化反應(yīng)。l工業(yè)上采用的重整催化劑分成兩類,即非貴金屬催化劑和貴金屬催化劑。l目前應(yīng)用的貴金屬重整催化劑有3種類型:即單金屬催化劑鉑催化劑、雙金屬催化劑如鉑錸或鉑錫催化劑,以及以鉑為主的三元或四元的多金屬催化劑。這類催化劑具有很高的催化活性,選擇
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