
原油的组成一般性质与生产.ppt
112页化工工艺学化工工艺学Chemical engineering technics化学工程与工艺专业化学工程与工艺专业第第7章章 石油炼制石油炼制Petroleum-refine processn7.1 原油的组成与一般性质原油的组成与一般性质n7.2 燃料油的生产燃料油的生产n7.3 润滑油的生产润滑油的生产7.1 原油的组成与一般性质原油的组成与一般性质n7.1.1 原油的元素组成原油的元素组成n原油是成份极其复杂的有机矿物质原油是成份极其复杂的有机矿物质n主要元素:主要元素:C、、H、、S、、O、、Nn 其它金属及非金属元素其它金属及非金属元素n产地不一,各元素的比例也不同具体情况见表产地不一,各元素的比例也不同具体情况见表7.1.表表7.1 原油的元素组成原油的元素组成n产地产地 比重比重 元素组成%元素组成%n d420 C HH SS NN OO n大庆大庆 0.8615 85.74 13.31 0.11 0.15 n胜利胜利 86.88 11.11 0.90 0.32n孤岛孤岛 0.9640 84.24 11.74 2.20 0.47n大港大港 0.8896 85.82 12.70 0.14 0.09n新疆新疆 86.13 13.30 0.12 0.28n美国美国 0.8740 84.90 13.70 0.50 - 0.90n俄国俄国 83.90 12.30 2.67 0.33 0.74 7.1.2 原油的馏分和馏分组成原油的馏分和馏分组成n石油蒸馏时,低沸点成分先被蒸发出来。
蒸馏石油蒸馏时,低沸点成分先被蒸发出来蒸馏出第一滴油时的气相温度称初馏点蒸馏出出第一滴油时的气相温度称初馏点蒸馏出10%,20%…油时的气相温度分别称为石油的油时的气相温度分别称为石油的10%,20%…馏点蒸馏到最后的气相最高温度馏点蒸馏到最后的气相最高温度叫终馏点或干点蒸馏出来的成分称为馏分叫终馏点或干点蒸馏出来的成分称为馏分n 初馏点初馏点 干点干点n 42 C 馏程馏程 500 Cn如航空汽油的馏程约为如航空汽油的馏程约为40 180 C n 车用汽油的馏程约为车用汽油的馏程约为35 200 C 馏分的温度范围馏分的温度范围n石油馏分一般必须再加工后才能真正成为汽油、石油馏分一般必须再加工后才能真正成为汽油、煤油等产品煤油等产品n<<200 C 汽油馏分或低沸馏分汽油馏分或低沸馏分n200 250 C 煤油、柴油馏分或中沸馏分煤油、柴油馏分或中沸馏分n350 500 C 润滑油馏分或高沸馏分润滑油馏分或高沸馏分n馏分沸点升高,馏分沸点升高,C原子数和平均分子量均增加。
原子数和平均分子量均增加较详细的馏分及沸点与较详细的馏分及沸点与C原子数关系如表原子数关系如表7.2.表表 7.2 原油馏分的沸点与原油馏分的沸点与C原子数关系原子数关系馏分馏分 沸点沸点 C数数 分子量分子量航空汽油航空汽油 40 180 C C5 C10 100 120车用汽油车用汽油 80 205 C C5 C11 100 120溶剂油溶剂油 160 200 C C8 C11 100 120灯用煤油灯用煤油 200 300 C C11 C17 180 200轻柴油轻柴油 200 350 C C15 C20 210 240低粘度润滑油低粘度润滑油 >>C20 300 360高粘度润滑油高粘度润滑油 370 470 7.1.3 原油的烃类组成原油的烃类组成n原油中烃类包括分子量为原油中烃类包括分子量为16的甲烷到分子量为的甲烷到分子量为2000左右的大分子化合物,甚至还有左右的大分子化合物,甚至还有C125H234烃类。
烃类n原油中烷烃含量多常温下原油中烷烃含量多常温下C1 C4为为气体,气体,C5 C15为为液体,液体,C16以上为固体以上为固体n环烷烃中主要有五元环和六元环的环烷烃环烷烃中主要有五元环和六元环的环烷烃n芳香烃有单环、双环和多环芳香烃芳香烃有单环、双环和多环芳香烃n天然石油中一般不含不饱和烃,二次加工产品中才天然石油中一般不含不饱和烃,二次加工产品中才含有不饱和烃含有不饱和烃n非烃类:含非烃类:含S、、O、、N的化合物,沥青的化合物,沥青质n 元素量不多,但组成的化合物量多元素量不多,但组成的化合物量多特性因数特性因数n沸点高比重大,但化学组成不同时,同沸点范沸点高比重大,但化学组成不同时,同沸点范围的馏分其比重也不同由实验总结出下列经围的馏分其比重也不同由实验总结出下列经验关系来表示组成与比重的关系验关系来表示组成与比重的关系n定义特性因数定义特性因数n 平均沸点平均沸点n 相对密度相对密度n 烃类特性因数烃类特性因数Kn烃类烃类 沸点/沸点/ C 相对密度相对密度 Kn甲苯甲苯 110.6 0.867 10.03 n甲基环已烷甲基环已烷 100.9 0.769 11.35n正庚烷正庚烷 98.4 0.684 12.77n烃类族组成烃类族组成n烃类族组成是指各族烃类的含量多少。
烃类族组成是指各族烃类的含量多少n汽油馏分中主要有烷烃、环烷烃和芳香烃一些汽油馏分中主要有烷烃、环烷烃和芳香烃一些原油的汽油馏分的烃类族组成见表原油的汽油馏分的烃类族组成见表7.3和和7.4.n一般规律:环烷烃含量随沸点升高而下降,一般规律:环烷烃含量随沸点升高而下降, 芳芳香烃含量随沸点升高而增加香烃含量随沸点升高而增加n 沸点范围沸点范围/°C 烷烃烷烃 环烷烃环烷烃 芳香芳香烃烃n 60~95 56.8 41.1 2.1n 95~122 56.2 39.0 4.3n 122~150 60.5 32.6 6.9n 150~200 65.0 25.3 9.7表表表表7 7. .3 3 大大大大庆庆庆庆及中原重整原料的及中原重整原料的及中原重整原料的及中原重整原料的烃烃烃烃族族族族组组组组成成成成 大大大大庆庆庆庆油油油油田田田田 碳数碳数碳数碳数 烷烃烷烃烷烃烷烃/%/%环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃/%/%芳香芳香芳香芳香烃烃烃烃/%/%总计总计总计总计/%/%C C3 3C C4 4C C5 5C C6 6C C7 7C C8 8C C9 9C C1010总计总计总计总计0.050.051.431.436.336.3310.9810.9814.6014.6016.2716.2713.1913.191.511.5164.3664.36————————1.241.247.897.8912.4812.486.316.315.965.960.250.2534.1334.13——————0.260.26——0.920.920.320.32——1.511.510.050.051.431.437.577.5719.1319.1327.0827.0823.5023.5019.4719.471.761.76100.00100.00 中中中中原原原原油油油油田田田田碳数碳数碳数碳数 烷烃烷烃烷烃烷烃/%/%环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃/%/%芳香芳香芳香芳香烃烃烃烃/%/%总计总计总计总计/%/%C C4 4C C5 5C C6 6C C7 7C C8 8C C9 9C C1010总计总计总计总计0.100.101.211.215.915.9113.9713.9717.3517.359.879.870.750.7549.1649.16————0.210.215.395.399.509.508.318.314.994.990.220.2228.6228.62————5.875.878.878.876.936.930.550.55——22.2222.220.100.101.421.4217.1717.1732.3432.3432.5932.5915.4115.410.970.97100.00100.00表表7.4 大庆大庆200~500℃℃馏分的烃族组成馏分的烃族组成 实实实实沸沸沸沸点点点点范范范范围围围围/ /℃℃℃℃200~250200~250250~300250~300300~350300~350350~400350~400400~450400~450450~500450~500烷烃烷烃烷烃烷烃/%/%正构正构正构正构烷烃烷烃烷烃烷烃异异异异 构构构构 烷烷烷烷 烃烃烃烃环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃/%/%一一一一环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃二二二二环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃三三三三环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃四四四四环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃五五五五环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃六六六六环烷烃环烷烃环烷烃环烷烃55.755.732.632.623.123.136.636.625.625.69.79.71.31.3————————————62.062.040.240.221.821.827.627.618.218.26.96.92.52.5————————————64.564.5 45.1 45.119.419.425.625.617.117.15.75.72.82.8——————6.3.16.3.141.141.122.022.024.824.811.811.86.86.82.62.62.92.90.70.7——52.852.823.723.729.129.133.233.213.613.68.48.45.35.33.33.31.81.80.80.844.744.715.715.729.029.039.039.017.417.410.610.67.37.33.13.10.60.6——结构族组成结构族组成n概念:石油组成复杂,有些分子中既有芳香环又概念:石油组成复杂,有些分子中既有芳香环又有环烷环还有烷基侧链。
如有环烷环还有烷基侧链如n是由一芳香环、一环烷环加一烷基侧链组成所是由一芳香环、一环烷环加一烷基侧链组成所以石油中一些复杂分子很难说是一种烃类可以以石油中一些复杂分子很难说是一种烃类可以将其看成一种平均分子,从它是由多少芳香烃、将其看成一种平均分子,从它是由多少芳香烃、环烷烃和烷基侧链组成来分析组成具体可用各环烷烃和烷基侧链组成来分析组成具体可用各结构单元结构单元C原子数占总原子数占总C数的比例来表示如前数的比例来表示如前例:例:C总总==20,,C芳芳==6 C环环==4 C侧侧==10 -C10H21n用用CA、、CN、、CP分别表示芳香、环烷和烷基侧链分别表示芳香、环烷和烷基侧链C原子数占总原子数占总C数的百分比前例有数的百分比前例有n CA = 6/20=30% CN =4/20=20%n CP = 10/20=50%n再用再用RT表示总环数,表示总环数, RA、、 RN分别表示芳香环和分别表示芳香环和环烷环的环数环烷环的环数 RT =2, RA =1, RN =1n由实验测出平均分子量和元素组成后,就可以写由实验测出平均分子量和元素组成后,就可以写出这些馏分的平均分子式。
如大庆原油出这些馏分的平均分子式如大庆原油376 400 C窄馏分饱和烃的分子式为窄馏分饱和烃的分子式为C22.8H44.1, CnH2n-1.5.n表表7.5是我国主要原油润滑油馏分的结构族组成是我国主要原油润滑油馏分的结构族组成表表 7.5 7.1.4 原油中的非烃化合物原油中的非烃化合物n原油中的非烃类主要有含原油中的非烃类主要有含S、、N、、O等杂原子的化等杂原子的化合物,虽然这些元素含量少,但组成的化合物含合物,虽然这些元素含量少,但组成的化合物含量大这些物质一般由大分子化合物组成,且随量大这些物质一般由大分子化合物组成,且随沸点升高非烃类增多绝大部分非烃类都集中在沸点升高非烃类增多绝大部分非烃类都集中在重油、渣油及胶状沥青物质中重油、渣油及胶状沥青物质中n1. 含硫化合物含硫化合物n通常称含通常称含S>>2%的为高硫石油,%的为高硫石油,0.5 2.0%为含硫为含硫石油,石油,<0.5%为低硫石油为低硫石油n我国的石油除胜利、江汉、孤岛石油外,均为低我国的石油除胜利、江汉、孤岛石油外,均为低硫石油原油中硫的存在形式及危害原油中硫的存在形式及危害n硫在原油中多以元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚硫在原油中多以元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚等形式存在。
元素硫和硫醇因能直接腐蚀金属等形式存在元素硫和硫醇因能直接腐蚀金属设备而称活性硫;其余不能直接腐蚀金属设备设备而称活性硫;其余不能直接腐蚀金属设备的称非活性硫的称非活性硫n硫的危害除腐蚀设备外,还可使润滑油积炭等硫的危害除腐蚀设备外,还可使润滑油积炭等而加大摩擦,缩短润滑油寿命硫是很多催化而加大摩擦,缩短润滑油寿命硫是很多催化剂的毒物剂的毒物2. 含氧化合物含氧化合物n90%以上含氧化合物集中在胶状沥青质中,故重%以上含氧化合物集中在胶状沥青质中,故重质石油含氧量较高除胶状沥青外,含氧化合物质石油含氧量较高除胶状沥青外,含氧化合物可分为酸性和中性两大类酸性的有环烷酸、脂可分为酸性和中性两大类酸性的有环烷酸、脂肪酸及酚类,总称为石油酸中性的有醛、酮等,肪酸及酚类,总称为石油酸中性的有醛、酮等,含量极微含量极微n环烷酸约占石油酸的环烷酸约占石油酸的95%,一般中沸点馏分含环一般中沸点馏分含环烷酸最多,低沸点和高沸点馏分都较低不同馏烷酸最多,低沸点和高沸点馏分都较低不同馏分中的环烷酸无论分子量大小都有一羧基环烷分中的环烷酸无论分子量大小都有一羧基环烷酸能腐蚀金属一般用碱洗的方法可除去酸能腐蚀金属。
一般用碱洗的方法可除去3. 含氮化合物含氮化合物n氮也主要在胶状沥青物质中,其含量随着馏分沸氮也主要在胶状沥青物质中,其含量随着馏分沸点升高而增加,点升高而增加,90%集中在渣油中集中在渣油中n含氮化合物绝大部分是杂环化合物,可分为碱性含氮化合物绝大部分是杂环化合物,可分为碱性和非碱性两类和非碱性两类n碱性含氮化合物:吡啶、喹啉、异喹啉及吖啶同碱性含氮化合物:吡啶、喹啉、异喹啉及吖啶同系物n非碱性含氮化合物:吡咯、吲哚、咔唑及金属卟非碱性含氮化合物:吡咯、吲哚、咔唑及金属卟啉化合物石油中微量钒、镍、铁等都在金属卟啉化合物石油中微量钒、镍、铁等都在金属卟啉化合物中简单金属卟啉化合物具有一定挥发啉化合物中简单金属卟啉化合物具有一定挥发性,在煤油及中间馏分中就有碱性氮化物和金性,在煤油及中间馏分中就有碱性氮化物和金属卟啉化合物是硅铝催化剂的毒物,还会使油品属卟啉化合物是硅铝催化剂的毒物,还会使油品变质、变色等,除去这些物质对改进油品质量具变质、变色等,除去这些物质对改进油品质量具有重要意义有重要意义 7.1.5 原油中的胶状沥青状物质原油中的胶状沥青状物质n石油中石油中S、、N、、O绝大部分都以胶状沥青物质形式存绝大部分都以胶状沥青物质形式存在。
分子量很大,分子中杂原子多,但结构还不清在分子量很大,分子中杂原子多,但结构还不清楚n 石油馏分中胶质性质石油馏分中胶质性质n馏分馏分 胶质胶质 馏分馏分 胶质胶质 元素组成元素组成 %%n 量%量% 分子量分子量 分子量分子量 C H O(N) Sn煤油煤油 0.07 188 290 77.9 9.97 10.33 1.80n柴油柴油 0.57 237 298 80.92 9.92 7.60 1.56n轻润滑油轻润滑油 5.81 392 466 82.29 10.22 6.23 1.26 n中润滑油中润滑油 7.36 450 471 82.62 10.06 6.15 1.17n渣油渣油 21.30 688 757 84.75 9.75 4.99 0.51n胶质受热或氧化可转化为沥青质或油焦质。
油胶质受热或氧化可转化为沥青质或油焦质油品中含有胶质使用时会生成炭渣,从而加大磨品中含有胶质使用时会生成炭渣,从而加大磨损使油路堵塞等损使油路堵塞等n沥青质是中性物质,其比重稍高于胶质,不溶沥青质是中性物质,其比重稍高于胶质,不溶于石油醚和酒精,在苯中形成胶状溶液沥青于石油醚和酒精,在苯中形成胶状溶液沥青质无挥发性,都集中在渣油中沥青质加热到质无挥发性,都集中在渣油中沥青质加热到300 C以上会分解成焦炭状物质和气体以上会分解成焦炭状物质和气体n胶质缩合生成沥青质,沥青质受热或氧化可进胶质缩合生成沥青质,沥青质受热或氧化可进一步缩合成半油焦质和油焦质一步缩合成半油焦质和油焦质n石油高度减压蒸馏所余的渣油为人造沥青石油高度减压蒸馏所余的渣油为人造沥青n沥青用途:道路、油漆、建筑、绝缘材料沥青用途:道路、油漆、建筑、绝缘材料7.1.6 原油中的固体烃原油中的固体烃nC16以上正构烷烃为固体,但在石油中是溶解于石油以上正构烷烃为固体,但在石油中是溶解于石油的温度降低时可能有部分固体烃类结晶析出,析的温度降低时可能有部分固体烃类结晶析出,析出的称为蜡蜡分为石蜡和地蜡出的称为蜡蜡分为石蜡和地蜡。
n石蜡常从柴油、润滑油馏分中分离出来,地蜡从减石蜡常从柴油、润滑油馏分中分离出来,地蜡从减压渣油中分出石蜡和地蜡都是混合物压渣油中分出石蜡和地蜡都是混合物n蜡的存在使油品低温流动性降低,对输送加工不利蜡的存在使油品低温流动性降低,对输送加工不利n 表表7.6 我国几种原油的含蜡量我国几种原油的含蜡量n原油原油 大庆大庆 胜利胜利 孤岛孤岛 大港大港 任丘任丘 克拉玛依克拉玛依n凝点凝点 C 23 20 -2 20 36 -50n含蜡量%含蜡量% 17.9 17.1 7.0 14.0 22.8 2.04n蜡熔点蜡熔点 C 51 52.4 52 54 507.2 燃料油的生产燃料油的生产Production of the fuel oilsn7.2.1 原油的预处理原油的预处理n原油采出后要脱盐和脱水。
原油所含无机盐一原油采出后要脱盐和脱水原油所含无机盐一般溶解在水中以乳化液形式存在般溶解在水中以乳化液形式存在n脱盐和脱水同时进行由于在原油中水是以微脱盐和脱水同时进行由于在原油中水是以微滴形式分散于连续的油相中,并被原油含的天滴形式分散于连续的油相中,并被原油含的天然乳化剂稳定,所以仅用加热不能将水脱除然乳化剂稳定,所以仅用加热不能将水脱除n工业上普遍采用电化学脱盐脱水法原理是:工业上普遍采用电化学脱盐脱水法原理是:在破乳剂和高压电场作用下进行破乳化过程,在破乳剂和高压电场作用下进行破乳化过程,使水凝聚沉降分离使水凝聚沉降分离n破乳剂一般为非离子型表面活性剂破乳剂一般为非离子型表面活性剂2070等,用等,用量极少电压一般为量极少电压一般为16 35kV.n典型脱盐脱水工艺流程如图典型脱盐脱水工艺流程如图7.2.n注意:注水的目的是溶解结晶盐注意:注水的目的是溶解结晶盐一级脱盐罐一级脱盐罐二级脱盐罐二级脱盐罐一一次次注注水水破破乳乳剂剂二次注水二次注水含盐废水含盐废水混合设施混合设施混合设施混合设施油油油油、、、、水水水水、、、、破破破破乳乳乳乳剂剂剂剂进进进进脱脱脱脱盐盐盐盐罐罐罐罐前前前前应应应应充充充充分分分分混混混混合合合合,,,,使使使使水水水水和和和和破破破破乳乳乳乳剂剂剂剂在在在在原原原原油油油油中中中中尽尽尽尽量量量量分分分分散散散散到到到到合合合合适适适适程程程程度度度度。
一一一一般般般般来来来来说说说说,,,,分分分分散细,脱盐率高散细,脱盐率高散细,脱盐率高散细,脱盐率高. . 电电电电脱脱脱脱盐盐盐盐罐罐罐罐交交交交直直直直流流流流电电电电脱脱脱脱盐盐盐盐罐罐罐罐的的的的结结结结构构构构简图简图简图简图如如如如图图图图7 7.1 .1所示防爆高阻抗变压器防爆高阻抗变压器防爆高阻抗变压器防爆高阻抗变压器必须限流式供电,要必须限流式供电,要必须限流式供电,要必须限流式供电,要用可控硅交流自动调用可控硅交流自动调用可控硅交流自动调用可控硅交流自动调压变压器,而且必须压变压器,而且必须压变压器,而且必须压变压器,而且必须有良好的防爆性能有良好的防爆性能有良好的防爆性能有良好的防爆性能7.2.2 原油的精馏原油的精馏n原油成份复杂,需要通过精原油成份复杂,需要通过精馏将其分离成不同的沸点相馏将其分离成不同的沸点相近油品原油精馏塔一般为近油品原油精馏塔一般为带外部汽提装置的复杂塔带外部汽提装置的复杂塔原油由第一段中部进入,塔原油由第一段中部进入,塔底分出重油,汽油、柴油、底分出重油,汽油、柴油、煤油在这一段被蒸出然后煤油在这一段被蒸出然后在塔的第二段被分离成沸点在塔的第二段被分离成沸点不同的重柴油、轻柴油等油不同的重柴油、轻柴油等油品。
提馏段操作是在外部塔品提馏段操作是在外部塔中进行的第三段底部分离中进行的第三段底部分离出煤油,汽油从塔顶蒸出出煤油,汽油从塔顶蒸出7.2.2.1 常减压精馏装置及流程常减压精馏装置及流程n1. 工艺流程工艺流程n一般分为三段:初馏、常压精馏和减压精馏一般分为三段:初馏、常压精馏和减压精馏工艺流程如图工艺流程如图7.4.插入插入图图7.4.图图图图 7.4 7.4 燃料型原油蒸馏典型工艺流程图燃料型原油蒸馏典型工艺流程图燃料型原油蒸馏典型工艺流程图燃料型原油蒸馏典型工艺流程图工艺过程工艺过程n初馏:塔顶初馏:塔顶~130 C,分出重整原料或重汽油分出重整原料或重汽油侧线不出产品,塔底液进入常压塔继续蒸馏侧线不出产品,塔底液进入常压塔继续蒸馏n常压精馏:初馏塔底原油经常压炉加热到常压精馏:初馏塔底原油经常压炉加热到360 370 C进入常压塔,塔顶温度进入常压塔,塔顶温度90 110 C,塔顶塔顶出汽油侧线出重柴油、轻柴油、煤油;塔底出汽油侧线出重柴油、轻柴油、煤油;塔底液到减压精馏液到减压精馏n减压精馏:常压塔塔底经减压炉加热到减压精馏:常压塔塔底经减压炉加热到410 C左右进入减压分馏塔,塔顶不出产品只分出不左右进入减压分馏塔,塔顶不出产品只分出不凝气和水蒸气,经冷凝冷却抽出不凝气使塔内凝气和水蒸气,经冷凝冷却抽出不凝气使塔内保持减压状态。
侧线分出润滑油或裂化原油,保持减压状态侧线分出润滑油或裂化原油,塔底为减压渣油,也用过热蒸汽汽提出轻组分塔底为减压渣油,也用过热蒸汽汽提出轻组分后出塔2. 主要操作条件主要操作条件n 温度温度/ C 压力压力n汽化塔:进料汽化塔:进料215 230 塔顶塔顶 130 塔顶塔顶.12 .20MPan 塔底塔底210 220n常压塔:进料常压塔:进料350 365 塔顶塔顶90 110 塔顶塔顶.12 .20MPa n 回流回流30 40 侧侧1线线150 180n 侧侧2线线230 260 侧侧3线线300 320n 塔底塔底 350 360n减压塔:进料减压塔:进料390 400 塔顶塔顶60 100 塔顶塔顶4 8kPa n 减减1线线170 180减减2线线240 270 n 减减3线线280 310减减4线线350 360n 塔底塔底 370 380过热蒸汽过热蒸汽420 4507.2.2.2 常减压蒸馏操作影响因素及调节常减压蒸馏操作影响因素及调节n常压系统:常压系统:温度温度-温度控制要平稳,波动的温度影-温度控制要平稳,波动的温度影响分馏效果。
响分馏效果T 各部分产品变重各部分产品变重n T 各部分产品变轻各部分产品变轻n压力-压力-压力压力 沸点沸点 蒸汽消耗量蒸汽消耗量n 压力压力 沸点沸点 蒸汽消耗量蒸汽消耗量n 体积减少,提高处理量体积减少,提高处理量n 在操作过程中若压力变高,可能是原油含水、塔在操作过程中若压力变高,可能是原油含水、塔顶回流带水或处理量增大,容易造成冲油事故顶回流带水或处理量增大,容易造成冲油事故n回流比回流比-影响塔顶温度和分馏效果一般增大回-影响塔顶温度和分馏效果一般增大回流比可改善分馏效果但过大也可造成雾沫夹带流比可改善分馏效果但过大也可造成雾沫夹带反而对分馏不利,且加大蒸汽消耗量和冷却水量反而对分馏不利,且加大蒸汽消耗量和冷却水量n汽流速度汽流速度-汽流速度过高,产生雾沫夹带-汽流速度过高,产生雾沫夹带n 过低,处理量下降,分馏效果不好,过低,处理量下降,分馏效果不好,n 甚至发生漏液。
甚至发生漏液n水蒸气量水蒸气量-蒸汽主要作汽提-蒸汽主要作汽提,降低油气分压以降低油气分压以除去轻组分,还作侧线热源除去轻组分,还作侧线热源n减压系统:减压系统:特点-对馏分组成要求不高,主特点-对馏分组成要求不高,主要提高拔出率,减少渣油量要提高拔出率,减少渣油量n减压精馏过程保证真空度是最关键条件可减压精馏过程保证真空度是最关键条件可采取的措施:采取的措施:塔板压力降小时,对塔板数要塔板压力降小时,对塔板数要求不高,可以少些求不高,可以少些n塔顶气体导出管压力降要小塔顶气体导出管压力降要小n抽真空设备效果要好抽真空设备效果要好塔内、塔顶压力塔内、塔顶压力降减小,可减小降减小,可减小真空设备负荷真空设备负荷调节方法调节方法n(1)原油含水量增大时,要补充热源,保证原油原油含水量增大时,要补充热源,保证原油换热后的温度,尽量使水分在预馏塔内蒸出换热后的温度,尽量使水分在预馏塔内蒸出n(2)原油品种变化应改变操作条件原油品种变化应改变操作条件n(3)产品头轻时,初馏品本应是较重产品,若轻产品头轻时,初馏品本应是较重产品,若轻了则应加大蒸汽量赶出轻组分了则应加大蒸汽量赶出轻组分,或减小上一侧线或减小上一侧线回流以提高本段馏出温度。
回流以提高本段馏出温度n(4)产品尾重时,原因是重组分带上来了应降产品尾重时,原因是重组分带上来了应降低本线馏出量,加大回流或减少下一线蒸汽量低本线馏出量,加大回流或减少下一线蒸汽量以减少带上来的重组分以减少带上来的重组分7.2.2.3 常减压蒸馏产品常减压蒸馏产品(略略)表表7.8 常减常减压压蒸蒸馏产馏产物物项项目目产产品品一般沸点范一般沸点范围围/℃一般一般产产率率/%(质质量量初初馏馏塔塔顶顶常常压压塔塔顶顶常常压压一一线线常常压压二二线线常常压压三三线线减减压压一一线线减减压压二二线线减减压压三三线线减减压压四四线线减减压压渣油渣油 汽油汽油组组分分(或或铂铂重整原料重整原料)汽油汽油组组分分(或或铂铂重整原料重整原料)煤油煤油(或航空煤油或航空煤油)轻轻柴油柴油重柴油重柴油 催催化化裂裂化化原原料料或或润润滑滑油油原料原料 焦焦化化原原料料、、润润滑滑油油原原料料、、氧氧化化沥沥青青原原料料或或燃燃料料油油组组分分初初馏馏点点~95或略高或略高95~200(或或95~130)200~250(或或130~250)250~300300~350 350~520 >5202~33~8(或或2~3)5~8(或或8~10)7~107~10 约约30 35~50 7.2.2.4 常减压蒸馏常减压蒸馏设备防腐蚀设备防腐蚀n原油虽经脱盐脱水,但仍含有少量无机盐,可引原油虽经脱盐脱水,但仍含有少量无机盐,可引起设备腐蚀。
起设备腐蚀n主要腐蚀反应主要腐蚀反应n CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HCl(g)n MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl(g)nHCl遇水则可引起腐蚀遇水则可引起腐蚀n Fe + 2HCl(aq) FeCl2 + H2n H2S + Fe F2S + H2n FeS + 2HCl(aq) FeCl2 + H2S预防腐蚀措施预防腐蚀措施n(1)控制原油电脱盐标准控制原油电脱盐标准n(2)脱盐后的原油注碱,将氯化钙和氯化镁转脱盐后的原油注碱,将氯化钙和氯化镁转化为氯化钠,中和氯化氢、硫化氢等化为氯化钠,中和氯化氢、硫化氢等n(3)塔顶馏出线注氨,中和残存氯化氢、硫化塔顶馏出线注氨,中和残存氯化氢、硫化氢,调节氢,调节PH值n(4)塔顶馏出线注缓蚀剂,吸附在金属表面形塔顶馏出线注缓蚀剂,吸附在金属表面形成抗水性保护膜成抗水性保护膜n(5)塔顶馏出线注碱性水,冲洗注氨生成的铵塔顶馏出线注碱性水,冲洗注氨生成的铵盐,中和冷凝的酸性水。
盐,中和冷凝的酸性水7.2.2.5 常减压蒸馏系统的换热网络及节能措施常减压蒸馏系统的换热网络及节能措施n n提提提提高高高高热热热热回回回回收收收收率率率率是是是是原原原原油油油油蒸蒸蒸蒸馏馏馏馏设设设设备备备备节节节节能能能能的的的的关关关关键键键键通通通通常常常常采采采采用下列措施来提高原油用下列措施来提高原油用下列措施来提高原油用下列措施来提高原油换热终换热终换热终换热终温:温:温:温:n n1 1.分.分.分.分馏馏馏馏塔取塔取塔取塔取热热热热合理分配,增加高温合理分配,增加高温合理分配,增加高温合理分配,增加高温热热热热源的源的源的源的热热热热量量量量n n适当减少塔适当减少塔适当减少塔适当减少塔顶顶顶顶回流,从塔的中下部取出高温位回流,从塔的中下部取出高温位回流,从塔的中下部取出高温位回流,从塔的中下部取出高温位热热热热源源源源. .n n2 2.充分利用中、低温.充分利用中、低温.充分利用中、低温.充分利用中、低温热热热热源源源源n n3 3....优优优优化化化化换热换热换热换热流程流程流程流程n n应应应应用用用用夹夹夹夹点点点点设设设设计计计计技技技技术术术术, ,用用用用计计计计算算算算机机机机计计计计算算算算优优优优化化化化的的的的换换换换热热热热系系系系统统统统可可可可使使使使原原原原油油油油换换换换热热热热后后后后的的的的终终终终温温温温由由由由过过过过去去去去的的的的230~240230~240℃℃℃℃提提提提高高高高到到到到285~310285~310℃℃℃℃,,,,减减减减少少少少常常常常压压压压炉炉炉炉的的的的热热热热负负负负荷荷荷荷,,,,燃燃燃燃料料料料消消消消耗耗耗耗量量量量降降降降低低低低约约约约36 %~48 %36 %~48 %。
7.2.3 延迟焦化延迟焦化n原油经常压减压精馏后,剩余大部分是重质馏分和原油经常压减压精馏后,剩余大部分是重质馏分和残渣油,若不二次加工,汽油、柴油、煤油的产量残渣油,若不二次加工,汽油、柴油、煤油的产量少,远远不能满足国民经济的需要此外,直馏汽少,远远不能满足国民经济的需要此外,直馏汽油辛烷值低,不符合汽油发动机的要求所以余油油辛烷值低,不符合汽油发动机的要求所以余油要经化学加工以提供更多汽油和高辛烷值的汽油要经化学加工以提供更多汽油和高辛烷值的汽油n辛烷值的概念辛烷值的概念:辛烷值是表示汽油抗爆性的指标辛烷值是表示汽油抗爆性的指标将汽油样与异辛烷将汽油样与异辛烷(规定辛烷值为规定辛烷值为100)和正庚烷和正庚烷(规规定辛烷值为定辛烷值为0)的混合溶液在标准试验汽油机中比较的混合溶液在标准试验汽油机中比较当油样的抗爆性与某一浓度溶液抗爆性相同时,溶当油样的抗爆性与某一浓度溶液抗爆性相同时,溶液中异辛烷的体积百分浓度就是该汽油的辛烷值液中异辛烷的体积百分浓度就是该汽油的辛烷值辛烷值越大,汽油抗爆性越好辛烷值越大,汽油抗爆性越好n原油的化学加工可分为热加工和催化加工原油的化学加工可分为热加工和催化加工。
n热加工:主要有热裂化、减粘裂化和延迟焦化热加工:主要有热裂化、减粘裂化和延迟焦化等工艺经这些化学加工都可提高轻质油收率经这些化学加工都可提高轻质油收率本节主要讨论延迟焦化工艺本节主要讨论延迟焦化工艺n1.延迟焦化基本原理延迟焦化基本原理n将渣油高速通过温度为将渣油高速通过温度为500 505℃℃的加热炉,的加热炉,由于高速渣油在这里来不及反应,而是到后续由于高速渣油在这里来不及反应,而是到后续设备焦炭塔中再进行裂化、缩合反应,转化为设备焦炭塔中再进行裂化、缩合反应,转化为气体、汽油、柴油及焦炭这一过程称为延迟气体、汽油、柴油及焦炭这一过程称为延迟焦化其主要反应有:焦化其主要反应有:n 裂解反应-吸热,产生小分子裂解反应-吸热,产生小分子n 缩合反应-放热,生成大分子缩合反应-放热,生成大分子2. 延迟焦化的工艺流程延迟焦化的工艺流程n延迟焦化工艺流程如延迟焦化工艺流程如图图7.5.n过过程程::原原料料经经加加热热炉炉对对流流室室预预热热管管预预热热至至350 C进进入入焦焦化化分分馏馏塔塔下下部部与与来来自自焦焦炭炭塔塔顶顶的的高高温温油油气气换换热热,,可可同同时时将将轻轻质质油油蒸蒸出出。
换换热热后后原原料料油油温温度度约约390 395 C,,再再与与循循环环油油一一起起泵泵入入加加热热炉炉炉炉管管,,迅迅速速加加热热到到500 C再再进进入入焦焦炭炭塔塔底底为为了了防防止止炉炉管管结结焦焦,,需需向向炉炉管管内内注注水水以以加加大大流流速速渣渣油油在在焦焦炭炭塔塔内内停停留留足足够够长长时时间间以以完完成成裂裂化化、、缩缩合合反反应应,,生生成成的的焦焦炭炭留留在在焦焦炭炭塔塔内内高高温温油油气气从从塔塔顶顶通通入入分分馏馏塔塔下下部部;;经经换换热热后后分分馏馏得得到到产产品品气气、、汽汽油油、、柴油等焦炭塔轮流使用焦炭塔轮流使用图图图图 7.5 7.5 延迟焦化工艺流程图延迟焦化工艺流程图延迟焦化工艺流程图延迟焦化工艺流程图3. 延迟焦化主要操作条件延迟焦化主要操作条件n加热炉出口温度:加热炉出口温度:500 C左右左右n 太低,反应不完全太低,反应不完全n 太高,汽油、柴油继续裂解,结焦增多太高,汽油、柴油继续裂解,结焦增多n压力:分馏塔顶油气分离器压力略高于大气压压力:分馏塔顶油气分离器压力略高于大气压(0.15~0.17MPa).n分馏塔底温度:分馏塔底温度:375 395 C,过高易结焦。
过高易结焦n分馏塔顶温度:分馏塔顶温度:100 110 Cn柴油输出线温度:柴油输出线温度:275 285 C4. 焦化产品焦化产品(略略)n焦化汽油安定性差,必须再处理精制才能作为焦化汽油安定性差,必须再处理精制才能作为汽油调合组分焦化柴油也要加工后才能使用汽油调合组分焦化柴油也要加工后才能使用表表7.9 几种减几种减压压渣油延渣油延迟迟焦化焦化产产品分布品分布原料油原料油大大庆庆减减压压渣渣油油胜胜利利减减压压渣渣油油鲁鲁宁宁管管输输减减压压渣油渣油辽辽河河减减压压渣渣油油主要工主要工艺艺条件条件 炉出口温度炉出口温度/℃℃ 联联合循合循环环比比产产品分布品分布/% 气体气体 石石脑脑油油 柴油柴油 馏馏出油出油 焦炭焦炭 液体收率液体收率 5001.30 8.315.736.325.714.077.7 5001.45 6.814.735.619.023.969.3 5001.43 8.315.932.320.722.868.9 5001.43 9.915.025.327.224.665.55. 针状焦的生产针状焦的生产n n针针针针状状状状焦焦焦焦是是是是2020世世世世纪纪纪纪6060年年年年代代代代末末末末发发发发展展展展起起起起来来来来的的的的一一一一种种种种新新新新型型型型炭炭炭炭素素素素材材材材料料料料。
用用用用它它它它制制制制成成成成的的的的炭炭炭炭素素素素制制制制品品品品具具具具有有有有高高高高结结结结晶晶晶晶度度度度、、、、高高高高纯纯纯纯度、低度、低度、低度、低烧蚀烧蚀烧蚀烧蚀量、低量、低量、低量、低热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀系数等特点系数等特点系数等特点系数等特点n n重重重重油油油油在在在在液液液液相相相相碳碳碳碳化化化化过过过过程程程程中中中中,,,,其其其其中中中中稠稠稠稠环环环环芳芳芳芳香香香香烃烃烃烃逐逐逐逐渐渐渐渐经经经经热热热热解解解解及及及及缩缩缩缩聚聚聚聚并并并并定定定定向向向向排排排排列列列列成成成成不不不不溶溶溶溶于于于于母母母母液液液液的的的的球球球球状状状状塑塑塑塑性性性性物物物物,,,,即即即即中中中中间间间间相相相相小小小小球球球球体体体体,,,,小小小小球球球球体体体体内内内内部部部部有有有有层层层层次次次次地地地地聚聚聚聚集集集集着着着着很很很很多多多多稠稠稠稠环环环环芳芳芳芳香香香香烃烃烃烃分分分分子子子子图图图图7 7. .6 6为为为为典典典典型型型型中中中中间间间间相相相相小小小小球体的结构示意图球体的结构示意图球体的结构示意图球体的结构示意图。
生生生生产产产产针针针针状状状状焦焦焦焦必必必必须须须须创创创创造造造造一一一一个个个个有有有有利利利利于于于于中中中中间间间间相相相相小小小小球球球球体体体体出出出出生生生生、、、、长长长长大大大大、、、、融融融融并并并并、、、、定定定定向向向向、、、、固固固固化化化化的的的的条条条条件件件件,,,,即即即即慢慢慢慢速速速速、、、、低低低低温温温温、、、、长长长长停停停停留留留留时时时时间间间间的的的的液液液液相相相相焦焦焦焦化化化化反反反反应应应应,,,,以以以以达达达达到到到到分分分分子子子子有有有有序序序序排排排排列列列列而而而而使使使使中中中中间间间间相相相相小小小小球球球球体体体体充充充充分分分分长长长长大大大大;;;;以以以以后后后后再再再再快快快快速速速速升升升升温温温温,,,,在在在在气气气气相相相相流流流流动动动动的的的的外外外外力力力力作作作作用用用用下下下下,,,,使使使使中中中中间间间间相相相相小小小小球球球球体体体体定定定定向向向向变变变变形形形形,,,,最最最最后后后后转转转转变变变变成成成成细细细细纤纤纤纤维维维维结结结结构构构构的的的的针状焦图图图图 7.4 7.4 中间相小球体的中间相小球体的中间相小球体的中间相小球体的结构示意图结构示意图结构示意图结构示意图7.2.4 催化裂化催化裂化n催化裂化是与延迟焦化并行的重油加工方法,主催化裂化是与延迟焦化并行的重油加工方法,主要反应与延迟焦化差不多,但由于催化裂化有催要反应与延迟焦化差不多,但由于催化裂化有催化剂存在,反应选择性好,轻质油收率高,汽油化剂存在,反应选择性好,轻质油收率高,汽油安定性好,辛烷值高。
安定性好,辛烷值高n催化裂化过程在催化剂表面仍有结焦,所以催化催化裂化过程在催化剂表面仍有结焦,所以催化剂使用一段时间后必须再生剂使用一段时间后必须再生n再生反应为放热反应,而裂化反应为吸热反应,再生反应为放热反应,而裂化反应为吸热反应,反应装置必须处理好这一矛盾反应装置必须处理好这一矛盾1. 催化裂化的化学反应催化裂化的化学反应n(1)催化剂上反应的特点催化剂上反应的特点n扩散扩散吸附吸附反应反应脱附脱附再扩散再扩散n吸附能力顺序:稠环芳香烃>稠环环烷烃>烯吸附能力顺序:稠环芳香烃>稠环环烷烃>烯烃>单烷基侧链单环芳香烃>环烷烃>烷烃烃>单烷基侧链单环芳香烃>环烷烃>烷烃n 同类烃分子量越大越易吸附同类烃分子量越大越易吸附n反应速度顺序:烯烃>异构烷烃与烷基环烷烃反应速度顺序:烯烃>异构烷烃与烷基环烷烃>正构烷烃>烷基苯>稠环芳香烃>正构烷烃>烷基苯>稠环芳香烃平行连串反应平行连串反应n反应深度反应深度(裂化后反应进行的程度裂化后反应进行的程度)对产品分率对产品分率分配影响大,必须适当控制反应深度分配影响大,必须适当控制反应深度重质石油馏分重质石油馏分中间馏分中间馏分汽油汽油气体气体 缩合产物缩合产物焦炭焦炭(2)反应种类反应种类n裂化反应:裂化反应:主反应。
主反应n 裂化速率顺序:叔碳>仲碳>伯碳裂化速率顺序:叔碳>仲碳>伯碳n C7H16 C3H6 + C4H10n n n异构化反应:异构化反应:n C C C n H-C=C-H H-C=C-Hn C -C-C-CC C=C-CC-C-C-C+n氢转移反应:氢转移反应:n + C-C=C-C + C-C-C-C n芳构化反应:芳构化反应:n叠合反应:叠合反应:n 烯烃与烯烃加合成大烯烃的反应。
烯烃与烯烃加合成大烯烃的反应n烷基化反应:烷基化反应:-C-C-C-CC7H14++6H-C+C=C-C-C-C-C-C-CC3. 催化剂催化剂n催化裂化反应用催化剂主要有两大类:催化裂化反应用催化剂主要有两大类:n 无定形硅酸铝和结晶型硅铝酸盐无定形硅酸铝和结晶型硅铝酸盐(分子筛型分子筛型)n(1)无定形硅酸铝无定形硅酸铝n用用Na2SiO3和和Al2(SO4)3溶液按一定比例配合生成凝溶液按一定比例配合生成凝胶,再经水洗、过滤、成型、干燥、活化等步骤胶,再经水洗、过滤、成型、干燥、活化等步骤制成合成硅酸铝催化剂制成合成硅酸铝催化剂n 主要成份:主要成份:SiO2•Al2O3 MgO•Na2O少量少量n(2)结晶型硅酸铝催化剂结晶型硅酸铝催化剂n目前大多数催化裂化反应用这种催化剂目前大多数催化裂化反应用这种催化剂n这种催化剂是一种立方型晶格结构的硅铝酸盐通常这种催化剂是一种立方型晶格结构的硅铝酸盐通常用硅酸钠和偏铝酸钠在强碱性水溶液中合成晶体用硅酸钠和偏铝酸钠在强碱性水溶液中合成晶体n主要成份:金属氧化物、氧化硅、氧化铝和水主要成份:金属氧化物、氧化硅、氧化铝和水。
n晶体结构具有整齐均匀孔隙,孔隙大小为分子尺寸级晶体结构具有整齐均匀孔隙,孔隙大小为分子尺寸级n分子筛的化学组成通式分子筛的化学组成通式n Me2/nO•Al2O3•xSiO2•yH2On不同不同类类型的分子型的分子筛筛主要是硅主要是硅铝铝比不同,比不同,结结合的金属离合的金属离子不同n人工合成的分子筛还需用离子置换法得到各种人工合成的分子筛还需用离子置换法得到各种类型活性分子筛如类型活性分子筛如H-Y,,Re-Y, Re-H-Y, 应用应用最多的是用稀土元素置换得到的最多的是用稀土元素置换得到的Re-Y型催化剂,型催化剂,其活性很高,通常比硅酸铝催化剂高出百倍其活性很高,通常比硅酸铝催化剂高出百倍n优点:裂化活性高,氢转移活性高,选择性好,优点:裂化活性高,氢转移活性高,选择性好,稳定性好,抗重金属能力强稳定性好,抗重金属能力强n缺点:允许含缺点:允许含C量低量低(0.2%)n 含含C量每增加量每增加0.1%,转化率就降,转化率就降3 4% (3)催化剂的性质催化剂的性质n物理性质:密度、孔隙率、比表面积、孔径物理性质:密度、孔隙率、比表面积、孔径n催化性质:活性、稳定性、选择性。
催化性质:活性、稳定性、选择性n(4) 催化剂的中毒和污染催化剂的中毒和污染n碱、硫、氮都可使催化剂永久中毒焦炭可使碱、硫、氮都可使催化剂永久中毒焦炭可使催化剂中毒,但可烧焦后恢复催化剂中毒,但可烧焦后恢复n催化剂的重金属污染主要是由镍等在催化剂表催化剂的重金属污染主要是由镍等在催化剂表面沉积引起,降低了催化剂选择性,对其活性面沉积引起,降低了催化剂选择性,对其活性影响不大影响不大n 措施:用抗污染的分子筛,除去原料油中措施:用抗污染的分子筛,除去原料油中的硫和重金属的硫和重金属4. 操作因素分析操作因素分析n(1)基本概念基本概念n回炼比:回炼比:循环油循环油(回炼油回炼油)与新鲜原料油之比与新鲜原料油之比n藏量:藏量:反应器内经常保持的催化剂量反应器内经常保持的催化剂量n空间速度空间速度V0::单位时间内原料量与催化剂藏量单位时间内原料量与催化剂藏量之比常以空速的倒数来表示时间常以空速的倒数来表示时间n催化剂的对油比催化剂的对油比(剂油比剂油比)::催化剂循环量与总催化剂循环量与总进料量之比,记为进料量之比,记为C/O.它反映了反应时与原料它反映了反应时与原料油接触的催化剂的活性。
油接触的催化剂的活性n强度系数:强度系数:n 定义为定义为 n该值不变,转化率基本不变;该值不变,转化率基本不变;C/O提高使催化提高使催化剂活性提高,但剂活性提高,但V0上升,反应时间缩短,反应上升,反应时间缩短,反应减少强度系数越大,转化率越高强度系数越大,转化率越高n(2) 操作因素分析操作因素分析n原料油性质原料油性质n 环烷烃多为好,吸附力强、反应快、选择环烷烃多为好,吸附力强、反应快、选择性好、气体和汽油产率高、焦炭少含重金属性好、气体和汽油产率高、焦炭少含重金属应尽可能少,以减少对催化剂的污染应尽可能少,以减少对催化剂的污染 n反应温度反应温度n 温度升高,反应速度快,转化率上升温度升高,反应速度快,转化率上升注意不是平衡转化率!注意不是平衡转化率!)n在在460 470 C较低温度,高回炼比可得较多柴较低温度,高回炼比可得较多柴油;在较高温度油;在较高温度500 530 C,低回炼比操作时可低回炼比操作时可多得汽油;温度更高,可多得气体多得汽油;温度更高,可多得气体根据油品根据油品需要,调节温度可调节产品结构。
需要,调节温度可调节产品结构n 反应压力反应压力n 提高压力相当于延长反应时间,可提高转提高压力相当于延长反应时间,可提高转化率但焦炭生成多,汽油产率略降通常压化率但焦炭生成多,汽油产率略降通常压力为力为0.17 0.02MPa,提升管催化裂化可提高压提升管催化裂化可提高压力到力到0.2 0.3MPa.n空速和反应时间空速和反应时间n 反应时间常为反应时间常为2 4 秒n催化剂对油比催化剂对油比n 提高对油比,减少积炭量,增加活性,可提高对油比,减少积炭量,增加活性,可提高转化率提高转化率n回炼比回炼比n 回炼比大,转化率下降,处理能力降但回炼比大,转化率下降,处理能力降但反应条件温和,单程转化率低,二次反应少,反应条件温和,单程转化率低,二次反应少,汽油和轻质油的总产率高汽油和轻质油的总产率高5. 催化裂化工艺流程催化裂化工艺流程n(1) 流化床催化裂化工艺流程流化床催化裂化工艺流程n流化床催化裂化使用无定形硅酸铝催化剂,普遍采流化床催化裂化使用无定形硅酸铝催化剂,普遍采用反应-再生型+吸收稳定系统催化剂循环采用用反应-再生型+吸收稳定系统。
催化剂循环采用密相输送方式密相输送方式n反应-再生系统和吸收稳定系统流程如图反应-再生系统和吸收稳定系统流程如图7.8, 7.9n反应-再生系统过程反应-再生系统过程n 原料油原料油加热雾化加热雾化反应器提升管反应器提升管反应器床反应器床层层旋风分离旋风分离分馏塔分馏塔n 积炭催化剂下降到汽提段积炭催化剂下降到汽提段汽提吸附的油汽提吸附的油通通过过U形管形管增压风作用下进入再生器再生增压风作用下进入再生器再生催化剂催化剂在再生器内烧去积炭在再生器内烧去积炭进入溢流管、进入溢流管、U形管形管反应反应器循环使用器循环使用 图图7.8 同高并列式催化裂化反同高并列式催化裂化反应应- -再生及分再生及分馏馏系系统统流程流程图图7 9 双塔吸收双塔吸收稳稳定工定工艺艺流程流程 1-吸收塔;-吸收塔;2-脱吸塔;-脱吸塔;3-再吸收塔;-再吸收塔;4-脱丁-脱丁烷烷塔;塔;5-平衡罐;-平衡罐;6-冷凝器;-冷凝器;7--换热换热器;器;8-重沸塔;-重沸塔;9-回流罐-回流罐n催化裂化产品分馏系统过程催化裂化产品分馏系统过程n反应器出来的裂化气体进入分馏塔底部,经分反应器出来的裂化气体进入分馏塔底部,经分馏后可得气体、汽油、轻柴油、重柴油、最后馏后可得气体、汽油、轻柴油、重柴油、最后剩下重油渣。
过程与前面原料精馏相似剩下重油渣过程与前面原料精馏相似注意:注意:油浆循环以尽可能利用油浆循环以尽可能利用n吸收稳定系统过程吸收稳定系统过程n 作用:将粗油品变成稳定实用产品作用:将粗油品变成稳定实用产品 n 粗油品粗油品吸收解吸塔吸收解吸塔(用稳定汽油吸收用稳定汽油吸收C3、、C4组分组分) 贫气贫气 柴油吸收塔柴油吸收塔干气n 次油品次油品 稳定塔稳定塔稳定油品稳定油品 吸吸吸吸收收收收- - - -稳稳稳稳定定定定系系系系统统统统操操操操作作作作压压压压力力力力为为为为1.0~2.0MPa1.0~2.0MPa,,,,主主主主要要要要设设设设备备备备是是是是吸吸吸吸收收收收- - - -解解解解吸吸吸吸塔塔塔塔、、、、再再再再吸吸吸吸收收收收塔塔塔塔和和和和脱脱脱脱丁丁丁丁烷烷烷烷塔塔塔塔吸吸吸吸收收收收- - - -解解解解吸吸吸吸塔塔塔塔以以以以稳稳稳稳定定定定汽汽汽汽油油油油为为为为吸吸吸吸收收收收剂剂剂剂,,,,富富富富气气气气由由由由塔塔塔塔的的的的中中中中部部部部进进进进入入入入与与与与吸吸吸吸收收收收剂剂剂剂逆逆逆逆流流流流接接接接触触触触,,,,富富富富气气气气中中中中C C2 2,,,,C C3 3,,,,C C4 4组组组组分分分分被被被被吸吸吸吸收收收收。
在在在在解解解解吸吸吸吸段段段段,,,,汽汽汽汽油油油油与与与与来来来来自自自自塔塔塔塔底底底底的的的的高高高高温温温温气气气气流流流流( (塔塔塔塔底底底底有有有有再再再再沸沸沸沸器器器器) )相相相相遇遇遇遇,,,,C C2 2被被被被解解解解吸吸吸吸出出出出来来来来最最最最后后后后塔塔塔塔顶顶顶顶馏馏馏馏出出出出物物物物基基基基本本本本上上上上是脱除了是脱除了是脱除了是脱除了≥C≥C3 3的的的的贫贫贫贫气 贫贫贫贫气气气气中中中中夹夹夹夹带带带带的的的的汽汽汽汽油油油油经经经经来来来来自自自自分分分分馏馏馏馏塔塔塔塔的的的的柴柴柴柴油油油油馏馏馏馏分分分分再再再再吸吸吸吸收收收收塔吸收后,干气由塔塔吸收后,干气由塔塔吸收后,干气由塔塔吸收后,干气由塔顶顶顶顶引出 脱脱脱脱丁丁丁丁烷烷烷烷塔塔塔塔操操操操作作作作压压压压力力力力一一一一般般般般在在在在0.8~1.0MPa0.8~1.0MPa吸吸吸吸收收收收了了了了C C3 3, , C C4 4的的的的汽汽汽汽油油油油自自自自塔塔塔塔中中中中部部部部进进进进入入入入,,,,塔塔塔塔底底底底产产产产品品品品是是是是合合合合格格格格的的的的稳稳稳稳定定定定汽汽汽汽油油油油,,,,塔塔塔塔顶顶顶顶产产产产品品品品经经经经冷冷冷冷凝凝凝凝后后后后分分分分为为为为液液液液态态态态烃烃烃烃( (主主主主要要要要是是是是C C3 3, , C C4 4) )和和和和气气气气态烃态烃态烃态烃(≤C(≤C2 2) )。
(2) 分子筛提升管催化裂化工艺流程分子筛提升管催化裂化工艺流程n催化剂不同,用稀土高活性催化剂催化剂不同,用稀土高活性催化剂n分馏、吸收稳定系统相同,只是反应再生系分馏、吸收稳定系统相同,只是反应再生系统不同关键是催化剂及其输送方式不同关键是催化剂及其输送方式不同n高低并列式提升管催化裂化工艺如高低并列式提升管催化裂化工艺如图图7.10,同同轴式提升管催化裂化工艺如图轴式提升管催化裂化工艺如图7.11.n特点:高温、短接触时间特点:高温、短接触时间(1.5 4s),轻质油收,轻质油收率高,油品质量改善,抗重金属污染力强率高,油品质量改善,抗重金属污染力强n再生温度也相应提高再生温度也相应提高图图7.10 高低并列式提升管催化裂化反应再生系统流程高低并列式提升管催化裂化反应再生系统流程 反应进料反应进料反应产物反应产物主风主风再生烟气再生烟气图图7.11 同同轴轴式提升管催化式提升管催化裂化反裂化反应应再生系再生系统统流程流程图图7.12 逆流两逆流两段再生流程段再生流程 6. 催化剂再生技术及动力回收催化剂再生技术及动力回收n n(1)催化催化剂剂再生技再生技术术的的发发展展 催催催催化化化化剂剂剂剂再再再再生生生生质质质质量量量量对对对对催催催催化化化化剂剂剂剂活活活活性性性性影影影影响响响响很很很很大大大大,,,,目目目目前前前前除除除除提提提提高高高高再再再再生生生生温温温温度度度度来来来来降降降降低低低低催催催催化化化化剂剂剂剂残残残残炭炭炭炭量量量量外外外外,,,,还还还还采采采采用用用用了了了了单单单单器器器器两两两两段段段段再再再再生生生生和和和和快快快快速速速速床床床床再再再再生生生生、、、、两两两两器器器器错错错错流流流流两两两两段段段段再再再再生生生生、、、、逆逆逆逆流流流流两两两两段段段段再再再再生生生生和和和和烟烟烟烟气气气气串串串串联联联联两两两两段段段段再再再再生生生生等等等等新新新新技技技技术术术术。
目目目目前前前前再再再再生生生生技技技技术术术术发发发发展展展展的的的的总总总总趋趋趋趋势势势势是是是是提提提提高高高高烧烧烧烧焦焦焦焦温温温温度度度度、、、、降降降降低低低低再再再再生生生生催催催催化化化化剂剂剂剂含含含含碳碳碳碳量量量量及及及及系系系系统统统统中中中中催催催催化化化化剂剂剂剂藏藏藏藏量量量量,,,,实实实实际际际际使使使使用的以两段高效再生方式用的以两段高效再生方式用的以两段高效再生方式用的以两段高效再生方式为为为为主n n逆逆逆逆流流流流两两两两段段段段再再再再生生生生流流流流程程程程如如如如图图图图7 7. .1212所所所所示示示示约约约约20%20%的的的的焦焦焦焦炭炭炭炭在在在在第第第第二二二二再再再再生生生生器器器器被被被被烧烧烧烧掉掉掉掉, ,第第第第二二二二再再再再生生生生器器器器的的的的烟烟烟烟气气气气进进进进入入入入第第第第一一一一再再再再生生生生器器器器继继继继续续续续烧烧烧烧焦焦焦焦,,,,离离离离开开开开第第第第一一一一再再再再生生生生器器器器的的的的烟烟烟烟气气气气含含含含4%~6%4%~6%的的的的COCO和和和和1%O1%O2 2该该该该流流流流程程程程可可可可使使使使再再再再生生生生催催催催化化化化剂剂剂剂含含含含碳碳碳碳量量量量降降降降到到到到0.05%0.05%。
快快快快速速速速床床床床再再再再生生生生由由由由快快快快速速速速床床床床( (又又又又称称称称前前前前置置置置烧烧烧烧焦焦焦焦罐罐罐罐) )、、、、稀稀稀稀相相相相管管管管和和和和鼓鼓鼓鼓泡泡泡泡床床床床组组组组成成成成两两两两段段段段再再再再生生生生流流流流程程程程如如如如图图图图7 7. .1313所所所所示示示示烧烧烧烧焦焦焦焦罐罐罐罐实实实实际际际际上上上上是是是是快快快快速速速速流流流流化化化化床床床床,,,,其其其其中中中中高高高高流流流流速速速速、、、、高高高高温温温温度度度度、、、、高高高高氧氧氧氧含含含含量量量量和和和和低低低低催催催催化化化化剂剂剂剂藏藏藏藏量量量量的的的的条条条条件件件件,,,,使使使使烧烧烧烧焦焦焦焦强强强强度度度度提提提提高高高高到到到到500kg/(h·t) 500kg/(h·t) , ,辅辅辅辅以以以以COCO燃燃燃燃烧烧烧烧可可可可使使使使管管管管内内内内温温温温度度度度高高高高达达达达700700℃℃℃℃,,,,约约约约90%90%焦焦焦焦炭炭炭炭在在在在高高高高速速速速床床床床被被被被烧烧烧烧掉掉掉掉再再再再生生生生催催催催化化化化剂剂剂剂含碳量可降低到含碳量可降低到含碳量可降低到含碳量可降低到0.1%0.1%左右。
左右 烟烟烟烟气气气气串串串串联联联联高高高高速速速速床床床床两两两两段段段段再再再再生生生生流流流流程程程程如如如如图图图图7 7. .1414所所所所示示示示该该该该工工工工艺艺艺艺采采采采用用用用了了了了烧烧烧烧焦焦焦焦罐罐罐罐、、、、湍湍湍湍流流流流床床床床的的的的烟烟烟烟气气气气串串串串联联联联布布布布局局局局一一一一段段段段再再再再生生生生与与与与二二二二段段段段再再再再生生生生的的的的分分分分界界界界有有有有一一一一个个个个大大大大孔孔孔孔径径径径、、、、低低低低压压压压降降降降的的的的分分分分布布布布板板板板这这这这样样样样不不不不仅仅仅仅使使使使第第第第一一一一段段段段达达达达到到到到快快快快速速速速床床床床条条条条件件件件,,,,而而而而且且且且使使使使第第第第二二二二段段段段达达达达到到到到高高高高速速速速湍湍湍湍流流流流床床床床条条条条件件件件,,,,两两两两段段段段烧烧烧烧焦焦焦焦都都都都得得得得到到到到强强强强化化化化,,,,总总总总烧烧烧烧焦焦焦焦强强强强度度度度提提提提高高高高该该该该工工工工艺艺艺艺可可可可将将将将反反反反应应应应再再再再生生生生系系系系统统统统的的的的总总总总催催催催化化化化剂剂剂剂藏藏藏藏量量量量降降降降低低低低到到到到25kg/(d·t)25kg/(d·t),,,,再再再再生生生生催催催催化化化化剂剂剂剂碳含量<碳含量<碳含量<碳含量<0.1%0.1%。
(2) 烟气烟气轮轮机机动动力回收技力回收技术术的的应应用用 随随随随着着着着催催催催化化化化剂剂剂剂再再再再生生生生技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展,,,,再再再再生生生生烟烟烟烟气气气气温温温温度度度度和和和和压压压压力力力力都都都都越越越越来来来来越越越越高高高高,,,,再再再再生生生生器器器器顶顶顶顶部部部部烟烟烟烟气气气气温温温温度度度度可可可可达达达达730730℃℃℃℃以以以以上上上上,,,,压压压压力力力力达达达达0.36MPa0.36MPa左左左左右右右右再再再再生生生生器器器器高高高高温温温温烟烟烟烟气气气气所所所所带带带带走走走走的的的的能能能能量量量量约约约约占占占占全全全全装装装装置置置置能能能能耗耗耗耗的的的的1/41/4因因因因此此此此,,,,如如如如何何何何有有有有效效效效利用利用利用利用这这这这部分能量是提高全装置能量利用率的关部分能量是提高全装置能量利用率的关部分能量是提高全装置能量利用率的关部分能量是提高全装置能量利用率的关键键键键 图图图图7 7. .1515是是是是一一一一种种种种典典典典型型型型烟烟烟烟气气气气轮轮轮轮机机机机动动动动力力力力回回回回收收收收工工工工艺艺艺艺流流流流程程程程。
热热热热烟烟烟烟气气气气从从从从再再再再生生生生器器器器进进进进入入入入三三三三级级级级旋旋旋旋风风风风分分分分离离离离器器器器,,,,除除除除去去去去烟烟烟烟气气气气中中中中绝绝绝绝大大大大部部部部分分分分催催催催化化化化剂剂剂剂微微微微粒粒粒粒后后后后进进进进入入入入烟烟烟烟气气气气轮轮轮轮机机机机烟烟烟烟气气气气在在在在烟烟烟烟气气气气轮轮轮轮机机机机中中中中推推推推动动动动机机机机械械械械做做做做功功功功后后后后,,,,温温温温度度度度大大大大约约约约降降降降低低低低120~180120~180℃℃℃℃,,,,排排排排出出出出的的的的烟烟烟烟气气气气可可可可以以以以进进进进入入入入COCO锅锅锅锅炉炉炉炉或或或或余余余余热热热热锅锅锅锅炉回收剩余的炉回收剩余的炉回收剩余的炉回收剩余的热热热热能 一一一一些些些些运运运运行行行行良良良良好好好好的的的的装装装装置置置置回回回回收收收收的的的的能能能能量量量量除除除除能能能能满满满满足足足足主主主主风风风风机机机机动动动动力需要外,力需要外,力需要外,力需要外,还还还还可向外可向外可向外可向外输输输输出出出出电电电电力。
力1 1-再生器;-再生器;-再生器;-再生器;2 2-三-三-三-三级级级级旋旋旋旋风风风风分离器;分离器;分离器;分离器;3 3----闸阀闸阀闸阀闸阀;;;;4 4----调节调节调节调节蝶蝶蝶蝶阀阀阀阀;;;;5 5-烟气-烟气-烟气-烟气轮轮轮轮机;机;机;机;6 6----轴轴轴轴流流流流风风风风机;机;机;机;7 7-汽-汽-汽-汽轮轮轮轮机;机;机;机;8 8----变变变变速箱;速箱;速箱;速箱;9 9----电电电电机/机/机/机/发电发电发电发电机;机;机;机;1010-主旁路-主旁路-主旁路-主旁路阀阀阀阀;;;;1111-小旁路-小旁路-小旁路-小旁路阀阀阀阀;;;;1212-余-余-余-余热锅热锅热锅热锅炉;炉;炉;炉;1313-烟囱-烟囱-烟囱-烟囱图图图图 7.15 7.15 再生烟气能量回收系统流程图再生烟气能量回收系统流程图再生烟气能量回收系统流程图再生烟气能量回收系统流程图7.2.5 加氢裂化加氢裂化n加氢裂化目的加氢裂化目的:普通裂化后大分子变为小分子普通裂化后大分子变为小分子,轻质油产率不高轻质油产率不高,重要原因是元素重要原因是元素H不够。
所以不够所以加加H裂化可使部分裂解物变成轻烃类,提高轻裂化可使部分裂解物变成轻烃类,提高轻油产率n优点:优点:适用原料广泛,可根据需要生产汽油、适用原料广泛,可根据需要生产汽油、柴油等产品收率高、质量好、流程简单产品收率高、质量好、流程简单n缺点:缺点:操作温度较高操作温度较高300 450 C,压力也较高压力也较高10 20MPa,投资大、操作费用高投资大、操作费用高n与催化裂化不同之处:采用固定床,未反应的与催化裂化不同之处:采用固定床,未反应的H要要循环由于操作压力高,采用高、低压分离器由于操作压力高,采用高、低压分离器图图7.16 单段串联一次通过加氢裂化原则工艺流程单段串联一次通过加氢裂化原则工艺流程 图图7.17 单单段串段串联联全循全循环环加加氢氢裂化反裂化反应应部分工部分工艺艺流程流程图图1-精制反应器;2-裂化反应器;3-循环氢加热炉;4-循环氢压缩机;5-高压分离器;6-低压分离器;7-分馏塔7.2.6 加氢精制加氢精制n精制目的:精制目的:除去油品中的某些杂质或不理想组分,除去油品中的某些杂质或不理想组分,改善油品质量改善油品质量n十六烷值十六烷值: :代表柴油在发动机中发火性能的一个约代表柴油在发动机中发火性能的一个约定量值。
在规定条件下的标准发动机试验中,采用定量值在规定条件下的标准发动机试验中,采用和被测定燃料具有相同发火滞后期的标准燃料中十和被测定燃料具有相同发火滞后期的标准燃料中十六烷值的体积百分数表示六烷值的体积百分数表示n精制一般采取加氢精制和电-化学精制两种精制一般采取加氢精制和电-化学精制两种n加氢精制特点:加氢精制特点:可同时脱除硫、氮、氧等杂原子,可同时脱除硫、氮、氧等杂原子,使烯烃和某些稠环芳烃加氢饱和适用范围广泛,使烯烃和某些稠环芳烃加氢饱和适用范围广泛,精制油质量好,收率高精制油质量好,收率高n加氢精制和加氢裂化的主要区别加氢精制和加氢裂化的主要区别是催化剂不同,操是催化剂不同,操作条件较温和,反应深度较浅作条件较温和,反应深度较浅加氢精制基本原理加氢精制基本原理n通常使用的催化剂:氧化铝为担体的钼酸钴或通常使用的催化剂:氧化铝为担体的钼酸钴或钼酸镍、硫化钨-硫化镍钼酸镍、硫化钨-硫化镍n主要化学反应:主要化学反应:n 硫化物硫化物硫化氢硫化氢 RSH + H2 RH + H2Sn RSR +2H2 RH+R H+H2Sn + 4H2 + H2S n氮氮NH3 +5H2 C5H12 + NH3 R-SC-C-C-CRN加氢精制工艺流程加氢精制工艺流程n与加氢裂化不同之处:加碱洗除去与加氢裂化不同之处:加碱洗除去H2S。
图图图图 7.18 7.187.2.7 电-化学精制电-化学精制n电-化学精制基本原理:将硫酸和氢氧化钠加电-化学精制基本原理:将硫酸和氢氧化钠加入油品,在高压电场作用下使其与油品中杂质入油品,在高压电场作用下使其与油品中杂质反应生成酸渣、碱渣,并迅速沉降分离,以改反应生成酸渣、碱渣,并迅速沉降分离,以改善油品质量善油品质量n主要反应:主要反应: H2S + 2 NaOH Na2S + 2H2On RSH + NaOH RSNa + H2On OH ONan + NaOH + H2O 电-化学精制工艺流程电-化学精制工艺流程n特点:工艺简单、投资和操作费用低,适应性广但精制特点:工艺简单、投资和操作费用低,适应性广但精制油收率低、质量不高,设备腐蚀较严重大量酸渣、碱渣油收率低、质量不高,设备腐蚀较严重。
大量酸渣、碱渣的处理较难的处理较难图图图图 7.19 7.197.3 润滑油的生产润滑油的生产Production of lubricating oiln7.3.1 润滑油的分类和使用要求润滑油的分类和使用要求n1. 分类分类n一般分为轻馏分的喷气机润滑油类,重馏分的航一般分为轻馏分的喷气机润滑油类,重馏分的航空润滑油类,电气类润滑油,特种润滑油等空润滑油类,电气类润滑油,特种润滑油等n按粘度规定润滑油牌号:除内燃机和车辆齿轮油按粘度规定润滑油牌号:除内燃机和车辆齿轮油外,以外,以40 C时运动粘度中心值的厘斯时运动粘度中心值的厘斯(mm2/s)数数的整数表示的整数表示n2. 使用要求使用要求n汽车发动机润滑油需耐高温,且在高温下粘度也汽车发动机润滑油需耐高温,且在高温下粘度也要足够大一般润滑油要求抗氧化能力强,有较要足够大一般润滑油要求抗氧化能力强,有较好的安定性好的安定性n对严寒地区的润滑油要求有较好的低温流动性对严寒地区的润滑油要求有较好的低温流动性n各种润滑油都要腐蚀性小各种润滑油都要腐蚀性小n特殊油品有特殊要求:如变压器油要有良好的绝特殊油品有特殊要求:如变压器油要有良好的绝缘性,汽轮机油需要很强的抗乳化能力,压缩机缘性,汽轮机油需要很强的抗乳化能力,压缩机油要求有良好的安定性和较高的闪点。
油要求有良好的安定性和较高的闪点n一般要求:适当的粘度,良好的粘温性、低温流一般要求:适当的粘度,良好的粘温性、低温流动性、抗氧化安定性,腐蚀性小、残炭少等动性、抗氧化安定性,腐蚀性小、残炭少等7.3.2 润滑油使用性能与化学组成的关系润滑油使用性能与化学组成的关系n1. 粘度与粘温性能粘度与粘温性能n润滑油馏分的沸点升高,粘度增大润滑油馏分的沸点升高,粘度增大n烷烃和少环烃粘度低,多环烃粘度大烷烃和少环烃粘度低,多环烃粘度大n粘温特性:粘度随温度变化的特性称粘温特性粘温特性:粘度随温度变化的特性称粘温特性n粘温特性好就是粘度随温度变化而变化的幅度小粘温特性好就是粘度随温度变化而变化的幅度小通常所说的优质润滑油的主要指标即粘温特性好通常所说的优质润滑油的主要指标即粘温特性好n粘度指数:粘度随温度变化程度与标准油粘度变化粘度指数:粘度随温度变化程度与标准油粘度变化值的比较值的比较n 粘度指数越大,粘温特性好粘度指数越大,粘温特性好n粘度指数顺序粘度指数顺序:正构烷烃>异构烷烃>环烷烃>芳:正构烷烃>异构烷烃>环烷烃>芳香烃香烃n分子量大的组分粘度指数大分子量大的组分粘度指数大n环数多的组分粘度指数随环数增加急剧降低。
环数多的组分粘度指数随环数增加急剧降低n侧链长侧链多且近中央的异构烷烃的粘度指数小侧链长侧链多且近中央的异构烷烃的粘度指数小n胶质、沥青质是多环及杂环的非烃化合物,粘度大,胶质、沥青质是多环及杂环的非烃化合物,粘度大,粘度指数很低粘度指数很低n因此,因此,高粘度指数的润滑油必须除去胶质、沥青、高粘度指数的润滑油必须除去胶质、沥青、多环短侧链环烃多环短侧链环烃n烷烃虽粘度指数高,但粘度小、凝固点高、低温流烷烃虽粘度指数高,但粘度小、凝固点高、低温流动性差,也应在生产润滑油时除去动性差,也应在生产润滑油时除去n总之,总之,少环长侧链烃类才是润滑油的理想组分少环长侧链烃类才是润滑油的理想组分2. 低温流动性低温流动性n粘温凝固:在低温时润滑油的粘度大到使其失去粘温凝固:在低温时润滑油的粘度大到使其失去流动性的现象称粘温凝固流动性的现象称粘温凝固n 粘温凝固主要是由胶质及多环短侧链环状烃的粘温凝固主要是由胶质及多环短侧链环状烃的粘度大、粘温特性差引起的粘度大、粘温特性差引起的n 结构凝固是由油中高凝固点的正构烷烃、异构结构凝固是由油中高凝固点的正构烷烃、异构烷烃及长烷基链的环状烃即固体蜡引起的。
烷烃及长烷基链的环状烃即固体蜡引起的n措施:除去胶质和多环短侧链环烃,除去固体烃措施:除去胶质和多环短侧链环烃,除去固体烃3. 抗氧化安定性抗氧化安定性n润滑油与空气接触时发生化学反应称润滑油的氧润滑油与空气接触时发生化学反应称润滑油的氧化润滑油本身的耐氧化能力称抗氧化安定性润滑油本身的耐氧化能力称抗氧化安定性n组分的抗氧化顺序:芳香烃>环烷烃>高温时的组分的抗氧化顺序:芳香烃>环烷烃>高温时的n烷烃n混合物顺序十分复杂混合物顺序十分复杂n混合物中芳香烃不能太多,因它在抗氧化过程中混合物中芳香烃不能太多,因它在抗氧化过程中要生成酚类沉淀要生成酚类沉淀n胶质有抗氧化作用,但胶质含量不能高,因其粘胶质有抗氧化作用,但胶质含量不能高,因其粘温性差,氧化后要生成沉积物温性差,氧化后要生成沉积物7.3.3 润滑油的一般生产过程润滑油的一般生产过程n一般生产过程经历减压蒸馏、丙烷脱沥青、精一般生产过程经历减压蒸馏、丙烷脱沥青、精制、脱蜡、白土补充精制或加氢精制等过程制、脱蜡、白土补充精制或加氢精制等过程如图如图7.20.减减压压蒸蒸馏馏精精制制脱脱蜡蜡白土白土补充补充精制精制或加或加氢精氢精制制 丙烷脱沥青丙烷脱沥青减一线减一线减二线减二线减三线减三线减四线减四线不同种不同种类的润类的润滑油滑油7.3.4 丙烷脱沥青丙烷脱沥青n1. 原理原理n以丙烷为溶剂,在一定温度压力下,利用丙烷对以丙烷为溶剂,在一定温度压力下,利用丙烷对减压渣油中润滑油组分和蜡有较大溶解度的特性,减压渣油中润滑油组分和蜡有较大溶解度的特性,将渣油和丙烷在抽提塔内进行逆流抽提。
沥青不将渣油和丙烷在抽提塔内进行逆流抽提沥青不溶于丙烷而使沥青沉降下来溶于丙烷而使沥青沉降下来n控制残炭含量,丙烷脱沥青后残炭控制残炭含量,丙烷脱沥青后残炭<0.7%的作为的作为润滑油原料,而润滑油原料,而>0.7%的重油作为裂化原料的重油作为裂化原料n丙烷在丙烷在40 C以上对脱沥青油的溶解能力随温度升以上对脱沥青油的溶解能力随温度升高而减小,到丙烷的临界温度高而减小,到丙烷的临界温度96 C、临界压力、临界压力4.2MPa时溶解能力最小操作中利用此特性回收时溶解能力最小操作中利用此特性回收丙烷2. 工艺流程工艺流程n渣油经冷却到渣油经冷却到40 C后进入抽提塔下部后进入抽提塔下部,与丙烷逆与丙烷逆流接触进行萃取操作,沥青和胶质降到塔底轻流接触进行萃取操作,沥青和胶质降到塔底轻脱沥青油经加热到脱沥青油经加热到94 C进入临界回收塔,将丙进入临界回收塔,将丙烷分出循环使用临界回收塔底的轻脱沥青油经烷分出循环使用临界回收塔底的轻脱沥青油经降压、预热、升膜蒸发、旋风分离、再加热、闪降压、预热、升膜蒸发、旋风分离、再加热、闪蒸、汽提、蒸发进一步分出丙烷后得产品蒸、汽提、蒸发进一步分出丙烷后得产品。
n抽提塔下部的重油仍含丙烷,也需加热、蒸发、抽提塔下部的重油仍含丙烷,也需加热、蒸发、汽提等过程分出丙烷循环使用汽提等过程分出丙烷循环使用n请同学们仔细分析丙烷循环利用过程体会工业请同学们仔细分析丙烷循环利用过程体会工业生产复杂性的原因生产复杂性的原因Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-减减减减压压压压渣油;渣油;渣油;渣油;Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-脱脱脱脱沥沥沥沥青油;青油;青油;青油;Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-残脱残脱残脱残脱沥沥沥沥青油;青油;青油;青油;Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-沥沥沥沥青;青;青;青;Ⅴ-Ⅴ-Ⅴ-Ⅴ-丙丙丙丙烷烷烷烷1-1-转盘抽提塔转盘抽提塔转盘抽提塔转盘抽提塔( (一次抽提塔一次抽提塔一次抽提塔一次抽提塔) );;;; 2- 2-临界分离塔;临界分离塔;临界分离塔;临界分离塔; 3- 3-二次抽提塔;二次抽提塔;二次抽提塔;二次抽提塔; 4- 4-轻脱沥青油汽提塔;轻脱沥青油汽提塔;轻脱沥青油汽提塔;轻脱沥青油汽提塔; 5- 5-重脱沥青油重脱沥青油重脱沥青油重脱沥青油汽提塔;汽提塔;汽提塔;汽提塔; 6- 6-沥沥沥沥青蒸青蒸青蒸青蒸发发发发塔;塔;塔;塔; 7- 7-沥沥沥沥青汽提塔;青汽提塔;青汽提塔;青汽提塔; 8- 8-残脱残脱残脱残脱沥沥沥沥青油蒸青油蒸青油蒸青油蒸发发发发塔;塔;塔;塔; 9- 9-残脱残脱残脱残脱沥沥沥沥青油汽提塔;青油汽提塔;青油汽提塔;青油汽提塔; 10- 10-沥沥沥沥青青青青加加加加热热热热炉;炉;炉;炉; 11- 11-丙丙丙丙烷压缩烷压缩烷压缩烷压缩机;机;机;机; 12- 12-轻轻轻轻脱脱脱脱沥沥沥沥青油青油青油青油闪闪闪闪蒸罐;蒸罐;蒸罐;蒸罐; 13- 13-重脱重脱重脱重脱沥沥沥沥青油青油青油青油闪闪闪闪蒸罐;蒸罐;蒸罐;蒸罐; 14- 14-升膜加升膜加升膜加升膜加热热热热器;器;器;器; 15- 15-混合冷却器;混合冷却器;混合冷却器;混合冷却器; 16- 16-丙丙丙丙烷烷烷烷气体接收罐;气体接收罐;气体接收罐;气体接收罐; 17- 17-丙丙丙丙烷烷烷烷罐;罐;罐;罐; 18- 18-丙丙丙丙烷泵烷泵烷泵烷泵 13图图图图 7.21 7.21 二次抽提脱沥青工艺流程二次抽提脱沥青工艺流程二次抽提脱沥青工艺流程二次抽提脱沥青工艺流程 一次抽提两段沉降脱一次抽提两段沉降脱一次抽提两段沉降脱一次抽提两段沉降脱沥沥沥沥青工青工青工青工艺艺艺艺流程如流程如流程如流程如图图图图7.227.22所示。
所示 该工艺将抽提与一段沉降在一个塔内进行该工艺将抽提与一段沉降在一个塔内进行该工艺将抽提与一段沉降在一个塔内进行该工艺将抽提与一段沉降在一个塔内进行 一段沉降温度较低,沉降析出物全部作为回流返回一段沉降温度较低,沉降析出物全部作为回流返回一段沉降温度较低,沉降析出物全部作为回流返回一段沉降温度较低,沉降析出物全部作为回流返回抽提段经一段沉降的抽出液与临界回收丙烷换热抽提段经一段沉降的抽出液与临界回收丙烷换热抽提段经一段沉降的抽出液与临界回收丙烷换热抽提段经一段沉降的抽出液与临界回收丙烷换热后进入二段沉降塔二段沉降析出物含胶质较多,后进入二段沉降塔二段沉降析出物含胶质较多,后进入二段沉降塔二段沉降析出物含胶质较多,后进入二段沉降塔二段沉降析出物含胶质较多,粘度大,称重脱沥青油经两段沉降的抽出液与临粘度大,称重脱沥青油经两段沉降的抽出液与临粘度大,称重脱沥青油经两段沉降的抽出液与临粘度大,称重脱沥青油经两段沉降的抽出液与临界回收丙烷换热并加热后,在临界分离塔内回收丙界回收丙烷换热并加热后,在临界分离塔内回收丙界回收丙烷换热并加热后,在临界分离塔内回收丙界回收丙烷换热并加热后,在临界分离塔内回收丙烷。
烷 临临临临界分离塔底物界分离塔底物界分离塔底物界分离塔底物经经经经蒸蒸蒸蒸发发发发及汽提后得及汽提后得及汽提后得及汽提后得轻轻轻轻脱脱脱脱沥沥沥沥青油 一次抽提塔底脱一次抽提塔底脱一次抽提塔底脱一次抽提塔底脱沥沥沥沥青液青液青液青液经经经经换热换热换热换热、蒸、蒸、蒸、蒸发发发发和汽提得到和汽提得到和汽提得到和汽提得到沥沥沥沥青 重脱重脱重脱重脱沥沥沥沥青油中丙青油中丙青油中丙青油中丙烷烷烷烷的蒸的蒸的蒸的蒸发发发发是用脱油是用脱油是用脱油是用脱油沥沥沥沥青和青和青和青和轻轻轻轻脱脱脱脱沥沥沥沥青油蒸青油蒸青油蒸青油蒸发发发发塔塔塔塔顶顶顶顶的的的的过热过热过热过热丙丙丙丙烷烷烷烷气气气气换热换热换热换热完成的蒸出丙完成的蒸出丙完成的蒸出丙完成的蒸出丙烷烷烷烷后再后再后再后再经经经经汽提得到重脱汽提得到重脱汽提得到重脱汽提得到重脱沥沥沥沥青油 该流程有以下特点:各部分油的质量由各部温度该流程有以下特点:各部分油的质量由各部温度该流程有以下特点:各部分油的质量由各部温度该流程有以下特点:各部分油的质量由各部温度控制,两次沉降提高了分离效果、减轻了塔负荷、控制,两次沉降提高了分离效果、减轻了塔负荷、控制,两次沉降提高了分离效果、减轻了塔负荷、控制,两次沉降提高了分离效果、减轻了塔负荷、提高了处理能力。
用增压泵直接将丙烷送回抽提提高了处理能力用增压泵直接将丙烷送回抽提提高了处理能力用增压泵直接将丙烷送回抽提提高了处理能力用增压泵直接将丙烷送回抽提塔,能耗较低塔,能耗较低塔,能耗较低塔,能耗较低 Ⅰ- Ⅰ- Ⅰ- Ⅰ-减减减减压压压压渣油;渣油;渣油;渣油;Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-轻轻轻轻脱脱脱脱沥沥沥沥青油;青油;青油;青油;Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-重脱重脱重脱重脱沥沥沥沥青油;青油;青油;青油;Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-沥沥沥沥青;青;青;青;Ⅴ-Ⅴ-Ⅴ-Ⅴ-丙丙丙丙烷烷烷烷1-1-抽提沉降塔;抽提沉降塔;抽提沉降塔;抽提沉降塔; 2- 2-临临临临界分离塔;界分离塔;界分离塔;界分离塔; 3- 3-二段沉降塔;二段沉降塔;二段沉降塔;二段沉降塔; 4- 4-沥沥沥沥青加青加青加青加热热热热炉;炉;炉;炉; 5- 5-沥沥沥沥青蒸青蒸青蒸青蒸发发发发塔;塔;塔;塔; 6- 6-重脱重脱重脱重脱沥沥沥沥青油蒸青油蒸青油蒸青油蒸发发发发塔;塔;塔;塔; 7- 7-丙丙丙丙烷烷烷烷蒸蒸蒸蒸发发发发塔;塔;塔;塔; 8- 8-沥沥沥沥青汽提塔;青汽提塔;青汽提塔;青汽提塔; 9- 9-重脱重脱重脱重脱沥沥沥沥青油汽提塔;青油汽提塔;青油汽提塔;青油汽提塔; 10-10-轻轻轻轻脱脱脱脱沥沥沥沥青油汽提塔;青油汽提塔;青油汽提塔;青油汽提塔; 11- 11-混合冷却器;混合冷却器;混合冷却器;混合冷却器; 12- 12-丙丙丙丙烷烷烷烷气接收罐;气接收罐;气接收罐;气接收罐; 13- 13-丙丙丙丙烷烷烷烷罐;罐;罐;罐; 14-14-丙丙丙丙烷压缩烷压缩烷压缩烷压缩机;机;机;机; 15- 15-丙丙丙丙烷泵烷泵烷泵烷泵;;;; 16- 16-丙丙丙丙烷烷烷烷增增增增压泵压泵压泵压泵图图图图 7.22 7.22 一次抽提两段沉降脱沥青工艺流程一次抽提两段沉降脱沥青工艺流程一次抽提两段沉降脱沥青工艺流程一次抽提两段沉降脱沥青工艺流程3. 影响因素影响因素n丙烷纯度要求:乙烷含量丙烷纯度要求:乙烷含量<3%,丁烷含量%,丁烷含量<4%。
%n丙烷用量:控制溶剂比丙烷用量:控制溶剂比(丙烷溶剂与油量之比丙烷溶剂与油量之比)来控来控制丙烷用量,溶剂比与油品收率和油品质量的关制丙烷用量,溶剂比与油品收率和油品质量的关系如系如图图7.23.两条曲线都有一最低点两条曲线都有一最低点n前段:溶剂比前段:溶剂比 油收率油收率 油品质量油品质量n后段:溶剂比后段:溶剂比 油收率油收率 油品质量油品质量n应根据原油及油品要求选择合适的溶剂比应根据原油及油品要求选择合适的溶剂比n操作温度:操作温度:40 60 Cn 压力:比饱和蒸汽压大压力:比饱和蒸汽压大0.8 1.0MPa (保证为液体保证为液体) 3.5 4.5MPa 图图图图 7.23 7.237.3.5 润滑油的溶剂精制润滑油的溶剂精制n1. 原理原理n利用某些溶剂对石油馏分各种烃类的溶解度不同利用某些溶剂对石油馏分各种烃类的溶解度不同而将润滑油不需要组分分离出来而将润滑油不需要组分分离出来n选择的溶剂对润滑油的非理想组分选择的溶剂对润滑油的非理想组分(不需要组分不需要组分)溶溶解度大而对润滑油的理想组分溶解度小,分离操解度大而对润滑油的理想组分溶解度小,分离操作后改善润滑油的质量。
作后改善润滑油的质量n主要除去的有芳香烃、胶质、硫化物、环烷酸等主要除去的有芳香烃、胶质、硫化物、环烷酸等粘度指数小、抗氧化安定性差的物质粘度指数小、抗氧化安定性差的物质n 常用溶剂常用溶剂n一般要求:选择性好、对非理想组分溶解能力强、一般要求:选择性好、对非理想组分溶解能力强、比重大、性质稳定、易回收等比重大、性质稳定、易回收等n酚、糠醛、酚、糠醛、N-甲基吡咯烷酮等-甲基吡咯烷酮等n2. 溶剂精制的影响因素溶剂精制的影响因素n(1)溶剂比溶剂比n通常精制重质润滑油时用较大比通常精制重质润滑油时用较大比3.5 6.0.n 精制轻质润滑油时用较小比精制轻质润滑油时用较小比1.3 2.5.n(2)温度温度n<临界温度临界温度10 30 C(保证分成两相保证分成两相)n温度对油收率和粘度指数的影响见图温度对油收率和粘度指数的影响见图7.24.n温度对粘度指数的曲线有一最高点而温度与收温度对粘度指数的曲线有一最高点而温度与收率曲线是单调下降的率曲线是单调下降的图图图图 7.24 7.24 溶剂比及温度对产品收溶剂比及温度对产品收溶剂比及温度对产品收溶剂比及温度对产品收率和质量的影响率和质量的影响率和质量的影响率和质量的影响n n(3)(3)抽提塔理论段数抽提塔理论段数抽提塔理论段数抽提塔理论段数n n抽提塔理论段数越多,精制油收率越高。
通常采抽提塔理论段数越多,精制油收率越高通常采抽提塔理论段数越多,精制油收率越高通常采抽提塔理论段数越多,精制油收率越高通常采用用用用6~76~7个理论段理论段数对油品收率的影响关个理论段理论段数对油品收率的影响关个理论段理论段数对油品收率的影响关个理论段理论段数对油品收率的影响关系如图系如图系如图系如图7 7. .2525所示 图图图图 7.25 7.25 抽提塔理论段数抽提塔理论段数抽提塔理论段数抽提塔理论段数对油收率的影响对油收率的影响对油收率的影响对油收率的影响n(4) 操作方法和温度梯度操作方法和温度梯度n逆向抽提逆向抽提;塔内装填料或用转盘来增大接触面积塔内装填料或用转盘来增大接触面积;塔塔内保持适当温度梯度内保持适当温度梯度 塔顶温度高,油品质量高,但油收率降低塔底温塔顶温度高,油品质量高,但油收率降低塔底温度低,产率高,但油品质量差度低,产率高,但油品质量差塔顶溶解的部分理塔顶溶解的部分理想组分可随溶剂流到塔下部低温区析出,再返回油想组分可随溶剂流到塔下部低温区析出,再返回油相,形成内回流,提高分离效果相,形成内回流,提高分离效果 塔底泵入部分抽出油循环,保证油品质量。
同时减塔底泵入部分抽出油循环,保证油品质量同时减少理想组分的溶解损失少理想组分的溶解损失n(4) 工艺流程工艺流程n用酚精制润滑油的工艺流程如图用酚精制润滑油的工艺流程如图7.26.n经历的主要过程:经历的主要过程:n吸收干燥塔来的酚蒸汽吸收干燥塔来的酚蒸汽酚抽提酚抽提精制液汽提精制液汽提蒸发蒸发(分离出精制油分离出精制油)抽出液蒸发汽提抽出液蒸发汽提(分离出分离出酚酚)干燥塔干燥塔(分离酚蒸汽和水蒸气分离酚蒸汽和水蒸气)图图图图 7.26 7.26 酚精制工艺流程酚精制工艺流程酚精制工艺流程酚精制工艺流程n n采用三级蒸发、双效换热、溶剂后干燥的采用三级蒸发、双效换热、溶剂后干燥的采用三级蒸发、双效换热、溶剂后干燥的采用三级蒸发、双效换热、溶剂后干燥的N N- -甲甲甲甲基吡咯烷酮精制工艺流程如图基吡咯烷酮精制工艺流程如图基吡咯烷酮精制工艺流程如图基吡咯烷酮精制工艺流程如图7 7. .2727所示n n特点:利用水对特点:利用水对特点:利用水对特点:利用水对N-N-甲基吡咯烷酮相对挥发度很甲基吡咯烷酮相对挥发度很甲基吡咯烷酮相对挥发度很甲基吡咯烷酮相对挥发度很大和精制中溶剂需含适量水的特性,采用了后大和精制中溶剂需含适量水的特性,采用了后大和精制中溶剂需含适量水的特性,采用了后大和精制中溶剂需含适量水的特性,采用了后干燥方案,节约大量热能。
几个蒸发塔和汽提干燥方案,节约大量热能几个蒸发塔和汽提干燥方案,节约大量热能几个蒸发塔和汽提干燥方案,节约大量热能几个蒸发塔和汽提塔都用回流严格控制塔顶温度,防止塔顶过多塔都用回流严格控制塔顶温度,防止塔顶过多塔都用回流严格控制塔顶温度,防止塔顶过多塔都用回流严格控制塔顶温度,防止塔顶过多地带走轻油,进一步降低了能耗地带走轻油,进一步降低了能耗地带走轻油,进一步降低了能耗地带走轻油,进一步降低了能耗 Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-原料油;原料油;原料油;原料油;Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-湿溶湿溶湿溶湿溶剂剂剂剂;;;;Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-精制油;精制油;精制油;精制油;Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-抽出油抽出油抽出油抽出油1-1-吸吸吸吸收收收收塔塔塔塔;;;; 2-2-抽抽抽抽提提提提塔塔塔塔;;;; 3-3-精精精精制制制制液液液液蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;; 4-4-精精精精制制制制油油油油汽汽汽汽提提提提塔塔塔塔;;;; 5-5-抽抽抽抽出出出出液液液液一一一一级级级级蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;; 6-6-溶溶溶溶剂剂剂剂干干干干燥燥燥燥塔塔塔塔;;;;7-7-抽抽抽抽出出出出液液液液二二二二级级级级蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;; 8-8-抽抽抽抽出出出出液液液液减减减减压压压压蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;; 9-9-抽抽抽抽出出出出油油油油汽汽汽汽提提提提塔塔塔塔;;;; 10-10-精精精精制制制制液液液液加加加加热热热热炉炉炉炉;;;; 11-11-抽抽抽抽出出出出液液液液加加加加热热热热炉;炉;炉;炉; 12- 12-精制液罐;精制液罐;精制液罐;精制液罐; 13- 13-循循循循环环环环溶溶溶溶剂剂剂剂罐;罐;罐;罐; 14- 14-真空真空真空真空泵泵泵泵;;;; 15- 15-分液罐分液罐分液罐分液罐图图7.27 N- -甲基吡咯甲基吡咯烷酮烷酮精制工精制工艺艺流程流程7.3.6 润滑油的脱蜡润滑油的脱蜡n目的:目的:脱蜡后降低润滑油的凝固点。
脱蜡后降低润滑油的凝固点n脱蜡方法:脱蜡方法:冷榨脱蜡、离心脱蜡冷榨脱蜡、离心脱蜡都属降温、分离都属降温、分离.较古老的方法,只适用于轻质润滑油较古老的方法,只适用于轻质润滑油n分子筛脱蜡:分子筛脱蜡:利用利用0.5nm分子筛能吸附正构烷烃,分子筛能吸附正构烷烃,而不吸附异构烷烃和环烷烃的特性,分离烷烃而不吸附异构烷烃和环烷烃的特性,分离烷烃适用于航空煤油和轻柴油脱蜡适用于航空煤油和轻柴油脱蜡n尿素脱蜡:尿素脱蜡:尿素与蜡形成络合物,再分离络合物尿素与蜡形成络合物,再分离络合物可脱去蜡适用于低粘度油品可脱去蜡适用于低粘度油品n溶剂脱蜡:溶剂脱蜡:加入溶剂稀释,然后冷却使蜡析出加入溶剂稀释,然后冷却使蜡析出适用范围广泛,但工艺流程复杂,能耗高,投资适用范围广泛,但工艺流程复杂,能耗高,投资大溶剂脱蜡基本原理溶剂脱蜡基本原理n选择对润滑油溶解度大而对蜡溶解度小的溶剂,选择对润滑油溶解度大而对蜡溶解度小的溶剂,溶解后再降温,蜡就可结晶析出溶解后再降温,蜡就可结晶析出n通常用甲基乙基酮-甲苯混合溶剂加苯的目的通常用甲基乙基酮-甲苯混合溶剂加苯的目的是酮对蜡的溶解度虽小,粘度降低,但对润滑油是酮对蜡的溶解度虽小,粘度降低,但对润滑油的溶解能力更低的溶解能力更低,在低温时甚至不能将润滑油完全在低温时甚至不能将润滑油完全溶解。
溶解n根据油品需要可调整溶剂组成来调节溶解能力和根据油品需要可调整溶剂组成来调节溶解能力和选择性1. 溶剂脱蜡的影响因素溶剂脱蜡的影响因素n(1)溶剂组成溶剂组成 甲甲乙乙基基为为极极性性溶溶剂剂,,具具有有很很好好的的选选择择性性甲甲苯苯对对油油与与蜡蜡都都有有很很好好的的溶溶解解能能力力,,但但选选择择性性差差甲甲苯苯含含量量高高,,溶溶解解能能力力大大,,脱脱蜡蜡油油收收率率高高;;但但选选择择性性差差,,脱脱蜡蜡温温差差大大,,结结晶晶小小,,过过滤滤速速度度慢慢若若甲甲乙乙基基酮酮含含量量高高,,溶溶剂剂的的选选择择性性好好,,脱脱蜡蜡温温差差小小,,蜡蜡结结晶晶大大,,过过滤滤速速度度快快,,但但溶溶解解能能力力降降低低;;含含量量过过大大时时,,低低温温下下有油与溶有油与溶剂剂分分层现层现象,反而使象,反而使过滤过滤困困难难n通常情况下,粘度大、难溶的重质馏分油,采用含通常情况下,粘度大、难溶的重质馏分油,采用含酮量较少、溶解能力大的混合溶剂;反之,对粘度酮量较少、溶解能力大的混合溶剂;反之,对粘度小、易溶解的轻质油,则采用含酮量大、溶解能力小、易溶解的轻质油,则采用含酮量大、溶解能力适中的混合溶剂。
适中的混合溶剂 n(2)溶剂比溶剂比n这里特指溶剂与原料油的体积比这里特指溶剂与原料油的体积比n溶剂比过大时,冷冻、回收系统负荷增大,处理溶剂比过大时,冷冻、回收系统负荷增大,处理量减小,对结晶不利,脱蜡温度差也会增大一量减小,对结晶不利,脱蜡温度差也会增大一般用较小的溶剂比般用较小的溶剂比n(3)溶剂加入方式溶剂加入方式n一般溶剂分一般溶剂分3、、4次加入分冷却前、冷却到一定次加入分冷却前、冷却到一定温度后、冷却后分别加入温度后、冷却后分别加入n分多次加入可改善蜡结晶,减小脱蜡温度差,提分多次加入可改善蜡结晶,减小脱蜡温度差,提高脱蜡油收率高脱蜡油收率n溶剂温度应与加入部位温度相当溶剂温度过低溶剂温度应与加入部位温度相当溶剂温度过低会使结晶细小,过滤分离困难会使结晶细小,过滤分离困难n操作中含水量越少越好,因低温时水形成冰粒附操作中含水量越少越好,因低温时水形成冰粒附在蜡结晶表面,影响蜡结晶,堵塞滤布在蜡结晶表面,影响蜡结晶,堵塞滤布n(4) 原料的热处理原料的热处理n混合物冷却前要加热到高于蜡在混合物中完全混合物冷却前要加热到高于蜡在混合物中完全溶解的温度溶解的温度10 20 C,此过程称原料的热处理。
此过程称原料的热处理其目的是将蜡熔化,以利于脱蜡过程的溶解、其目的是将蜡熔化,以利于脱蜡过程的溶解、结晶和过滤若不进行热处理,由于有蜡晶体结晶和过滤若不进行热处理,由于有蜡晶体微粒,冷却结晶时就会形成极细颗粒,影响过微粒,冷却结晶时就会形成极细颗粒,影响过滤操作n(5)冷却速度冷却速度n结晶初期冷却速度要小些,以利于大颗粒晶体结晶初期冷却速度要小些,以利于大颗粒晶体生成n结晶后期,要适当提高冷却速度结晶后期,要适当提高冷却速度n(6)溶剂含水量溶剂含水量n溶剂中含水愈少愈好,因水在低温时生成小冰溶剂中含水愈少愈好,因水在低温时生成小冰粒,散布在蜡结晶的表面,影响蜡结晶生长粒,散布在蜡结晶的表面,影响蜡结晶生长过滤时冰粒还易堵塞滤布过滤时冰粒还易堵塞滤布n一般一般应设应设置溶置溶剂剂干燥系干燥系统统,使溶,使溶剂剂中的水分含中的水分含量小于量小于0.2%~0.3%n2. 工艺流程工艺流程n主要分结晶、过滤、溶剂回收三大部分主要分结晶、过滤、溶剂回收三大部分n注意:冷冻系统和真空安全系统也是保障工艺注意:冷冻系统和真空安全系统也是保障工艺过程的关键条件过程的关键条件n 典型工艺流程如图典型工艺流程如图7.28和和7.29.Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-原料油;原料油;原料油;原料油;Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-滤滤滤滤液;液;液;液;Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-蜡液;蜡液;蜡液;蜡液;Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-溶溶溶溶剂剂剂剂1—1—换换换换冷冷冷冷套套套套管管管管结结结结晶晶晶晶器器器器;;;;2, 2, 3—3—氨氨氨氨冷冷冷冷套套套套管管管管结结结结晶晶晶晶器器器器;;;;4—4—溶溶溶溶剂剂剂剂氨氨氨氨冷冷冷冷套套套套管管管管结结结结晶晶晶晶器器器器;;;;5— 5— 一一一一段段段段真真真真空空空空过过过过滤滤滤滤机机机机;;;;6—6—二二二二段段段段真真真真空空空空过过过过滤滤滤滤机机机机;;;;7—7—滤滤滤滤机机机机进进进进料料料料罐罐罐罐;;;;8— 8— 一一一一段段段段蜡蜡蜡蜡液液液液罐罐罐罐;;;;9— 9— 二二二二段段段段蜡蜡蜡蜡液液液液罐罐罐罐;;;;10— 10— 一一一一段段段段滤滤滤滤液液液液罐罐罐罐;;;;11— 11— 二二二二段段段段滤滤滤滤液液液液罐罐罐罐;;;;12—12—低低低低压压压压氨氨氨氨分分分分离离离离罐罐罐罐;;;;13—13—氨氨氨氨压压压压缩缩缩缩机机机机;;;;14— 14— 中中中中间间间间冷冷冷冷却却却却器器器器;;;;15—15—高高高高压压压压氨氨氨氨分分分分离离离离罐罐罐罐;;;;16—16—氨氨氨氨冷冷冷冷凝凝凝凝冷冷冷冷却却却却器;器;器;器;17—17—液氨液氨液氨液氨贮贮贮贮罐;罐;罐;罐;18—18—低低低低压压压压氨氨氨氨贮贮贮贮罐;罐;罐;罐;1919-真空罐;-真空罐;-真空罐;-真空罐;2020-分液罐;-分液罐;-分液罐;-分液罐;2121-安全气罐-安全气罐-安全气罐-安全气罐图图图图 7.28 7.28 溶剂脱腊典型工艺流程溶剂脱腊典型工艺流程溶剂脱腊典型工艺流程溶剂脱腊典型工艺流程——结结结结晶、制冷、晶、制冷、晶、制冷、晶、制冷、过滤过滤过滤过滤系系系系统统统统Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-Ⅰ-滤滤滤滤液;液;液;液;Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-Ⅱ-蜡液;蜡液;蜡液;蜡液;Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-Ⅲ-溶溶溶溶剂剂剂剂;;;;Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-Ⅳ-脱蜡油;脱蜡油;脱蜡油;脱蜡油;Ⅴ-Ⅴ-Ⅴ-Ⅴ-含油蜡含油蜡含油蜡含油蜡1—1—滤滤滤滤液液液液低低低低压压压压蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;;2—2—滤滤滤滤液液液液高高高高压压压压蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;; 3—3—滤滤滤滤液液液液低低低低压压压压蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;;4—4—脱脱脱脱蜡蜡蜡蜡油油油油汽汽汽汽提提提提塔塔塔塔;;;;5—5—蜡蜡蜡蜡液液液液低低低低压压压压蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;; 6—6—蜡蜡蜡蜡液液液液高高高高压压压压蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;;7—7—蜡蜡蜡蜡液液液液低低低低压压压压蒸蒸蒸蒸发发发发塔塔塔塔;;;;8—8—含含含含油油油油蜡蜡蜡蜡汽汽汽汽提提提提塔塔塔塔;;;;9—9—溶溶溶溶剂剂剂剂干干干干燥燥燥燥塔塔塔塔;;;;10—10—酮酮酮酮脱脱脱脱水塔;水塔;水塔;水塔;11—11—滤滤滤滤液加液加液加液加热热热热炉;炉;炉;炉;12—12—蜡液加蜡液加蜡液加蜡液加热热热热炉;炉;炉;炉;13—13—溶溶溶溶剂剂剂剂罐;罐;罐;罐;14—14—湿溶湿溶湿溶湿溶剂剂剂剂分水罐分水罐分水罐分水罐图图图图 7.29 7.29 溶剂脱腊典型工艺流程溶剂脱腊典型工艺流程溶剂脱腊典型工艺流程溶剂脱腊典型工艺流程——溶溶溶溶剂剂剂剂回收、溶回收、溶回收、溶回收、溶剂剂剂剂干燥系干燥系干燥系干燥系统统统统7.3.7 润滑油的白土精制润滑油的白土精制n白土精制过程是用白土与油品在较高温度下混合,白土精制过程是用白土与油品在较高温度下混合,以除去残留的溶剂、环烷酸、酸渣、磺酸、胶质以除去残留的溶剂、环烷酸、酸渣、磺酸、胶质等的过程。
一般各种润滑油品都要进行一次白土等的过程一般各种润滑油品都要进行一次白土精制n1. 白土精制原理和影响因素白土精制原理和影响因素n白土是优良的吸附剂,它与润滑油接触时润滑油白土是优良的吸附剂,它与润滑油接触时润滑油中各种杂质要被吸附到白土表面,而组成润滑油中各种杂质要被吸附到白土表面,而组成润滑油基本组分的各种烃类却不吸附或很少被吸附利基本组分的各种烃类却不吸附或很少被吸附利用这一性质可以除去润滑油的杂质,提高油品质用这一性质可以除去润滑油的杂质,提高油品质量n吸附顺序:吸附顺序:沥青质>胶质>芳香烃、烯烃>环烷沥青质>胶质>芳香烃、烯烃>环烷烃>烷烃烃>烷烃n 残余溶剂、酸渣、硫酸酯、氧化物>油残余溶剂、酸渣、硫酸酯、氧化物>油n影响因素:影响因素:白土表面积、白土粒度白土表面积、白土粒度n 提高温度可加快分子热运动,增加接触机会提高温度可加快分子热运动,增加接触机会n 温度控制原则:温度控制原则:处理馏分油温度低些,处理残处理馏分油温度低些,处理残渣润滑油时温度宜高些渣润滑油时温度宜高些n 接触时间:接触时间:保证一定接触时间,在蒸发塔中停保证一定接触时间,在蒸发塔中停留时间一般约留时间一般约20 25分钟。
分钟 2. 工艺流程工艺流程n一般用接触法,将白土和油混成浆状,通过加一般用接触法,将白土和油混成浆状,通过加热炉加热到一定温度并保持一定时间,然后滤热炉加热到一定温度并保持一定时间,然后滤出润滑油工艺流程如出润滑油工艺流程如图图7.30.7.30本章主要复习思考题本章主要复习思考题n1. 石油的组成及表示方法石油的组成及表示方法n2.常压减压蒸馏的原理及主要产品常压减压蒸馏的原理及主要产品n3.延迟焦化、催化裂化、加氢裂化的原理及产延迟焦化、催化裂化、加氢裂化的原理及产品n4.燃料油为何还要精制?采用什么方法?燃料油为何还要精制?采用什么方法?n5.润滑油性能指标与化学组成的关系怎样?润滑油性能指标与化学组成的关系怎样?n6.润滑油生产的主要过程及简要原理润滑油生产的主要过程及简要原理n7.润滑油溶剂精制、脱蜡的作用润滑油溶剂精制、脱蜡的作用。












