石油炼制过程?石油炼制过程之一,是在热的作用下#28不用催化剂#29使重质油发生裂化反应,转变为裂化气#28炼厂气的一种#29、汽油、柴油的过程。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油,或其他石油炼制过程副产的重质油
石油炼制过程?
石油炼制过程之一,是在热的作用下#28不用催化剂#29使重质油发生裂化反应,转变为裂化气#28炼厂气的一种#29、汽油、柴油的过程。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油,或其他石油炼制过程副产的重质油。沿革1912年热裂化已被证实具有工业化价值1913年,美国印第安纳标准油公司将W.M.伯顿热裂化法实澳门新葡京现工业化。1920~1940年,随着高压缩比汽qì 车发动机的发展,高辛烷值汽油用量激增,热裂化过程得到较大发展。第二次世界大战期间及战后,热裂化为催化裂化所取代,双炉热裂化大都改造为重质渣油的减粘热裂化
化学反应热裂化反应很复杂。每当重质油加热到450℃以上时{练:shí},其大分子分裂为小分子。同时,还有少量叠合#28见烯烃叠合#29、缩(繁体:縮)合发生,使一部分分子转(zhuǎn)变为较大的分子,热裂化是按自由基反应机理进行的
在400~600℃,大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃环烷烃分裂为小(读:xiǎo)分子或脱氢转化成【chéng】芳烃,其侧链较易断裂芳烃的环很难分裂,主要发生侧链断裂。热裂化气体的特点(繁体:點)是甲烷、乙烷-乙烯组分较多;而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。
工艺过程工业装置类型主要有双炉热[繁:熱]裂化和减粘热裂化两种。前者的原料转化率(轻质油收率)较高,大于45%,目的是从各种重质油制取汽油、柴油;后者的转化率较低#2820%~25%#29,目的是降低减压渣油的粘度和凝点,以提高燃料油质量,双炉热裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油,目前已不发展;减粘热裂化在石油炼厂中仍有较广泛的(拼音:de)应用。
双炉热裂化所谓双炉,是指在流程中设置两台炉子以分别加热反应塔的轻重进料,操作时原(yuán)料油直接进入分馏塔下部,与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量(练:liàng)轻质油和反应产物中的汽油、柴油后,在塔中部抽出轻循环油。塔底为重循环油。两者分(读:fēn)别送往轻油、重油加热炉(为避免在炉管中结焦,故将轻、重{练:zhòng}循环油分别在两炉中加热到不同温度),然后进入反应塔进行热裂化反应
反应温度为485~500℃,压力1.8~2.0MPa;反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后,进入分馏塔分馏。汽油和柴油总产率约为60%~65%。所得柴油凝(读:níng)点-20℃以至-30℃、十六烷值#28见柴油#29约60#28比催化裂化柴油高约20个单位#29;汽油辛烷{读:wán}值较低#28马达法辛烷值约55~60#29且安定性差,热裂化渣油是生产针状焦#28见石油焦#29的良好原料
双炉热裂化的能耗约1900MJ/t原料[读:liào](为催化裂化的65%~70%)。
减粘热裂化是一种浅度裂化过程,用以降低渣油的凝点和粘度以生产燃料油,从而可以减少燃料油中掺和轻质油的比例。同时,还生产裂化汽油和{练:hé}柴油。减粘热裂化流程有加热炉式和反应塔式两种类型,主要差(chà)别是前者不设反应塔,热裂化反应在炉管中进行,加热温度高#28约450~510℃#29、停留时间短(决定于温度);后者在加热炉后设反应塔,主要热裂化反应在反应塔内进行,加热温度低(约445~455℃)、停留时间长#2810~20min#29
两者产品产率基本相同,轻质油产率约为18%~20%。反应塔式减粘热裂化的操作周期较长、能耗较低,是近年来应(繁体:應)用较多的一种工《拼音:gōng》艺。
常减[繁体:減]压蒸馏流程
二、石油炼制过程-催化重整-芳烃[拼音:tīng]抽提
也称芳烃萃取,用萃取剂从烃类混[读:hùn]合物中分离芳烃的液液萃取过程。主要用于从催化重整和烃类裂解汽油中回收轻质芳烃#28苯、甲苯、各种二甲苯#29,有时也用于从催化《读:huà》裂化柴油回收萘,抽出芳烃以后的非芳烃剩余物称抽余油。轻质芳烃与相近碳原子数的非芳烃[繁体:烴]沸点相差【读:chà】很小(如苯80.1℃,环己烷80.74℃,2,2,3-三甲基丁烷80.88℃),有时还形成共沸物,因此实际上不能用精馏方法分离
利用芳烃在某些溶剂中溶解度比非芳烃大的特点,采用液液萃取方法可以回收纯度很高的芳烃。常用萃取剂有二乙二醇醚(二甘醇)、三乙二醇醚(三甘醇)、四乙二醇醚(四甘醇{练:chún})、环丁砜等,也yě 用二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉等。1952年美国环球油品公司开发以二乙二醇醚为溶剂的尤狄克斯#28Udex#29法[pinyin:fǎ]抽提芳烃,在休斯敦投产后,广为应用
芳烃在重整汽油中含量高,不含烯烃、硫化物等杂质,处理较易。裂解汽油中含较多的二烯烃、烯烃、苯乙烯及少量的含硫(练:liú)、氮、氧的有机物,二烯烃很易聚合,硫化物很难从芳烃中除去【qù】。因此{读:cǐ},从裂解汽油中抽提芳烃之前,必须进行二段加氢处理,以除去上述杂质。
工艺流程以二乙二醇醚处理催化重整汽油为例。原料在抽提塔中与溶剂逆流接触进行萃取,温wēn 度125~140℃,溶剂对原料比[读:bǐ]约15:1。抽提塔底物含溶解在溶剂中的芳烃,将后者送入汽提塔(见解吸)与溶剂分离,塔底的溶剂循环去抽提塔,塔顶产物送入芳烃水洗塔洗去残余溶剂后即为纯芳烃混合物
抽提塔顶的非芳烃,送水洗塔洗除残余[繁:餘]溶剂。两个水洗塔底均为水与溶剂,去溶剂回收塔,蒸出水《读:shuǐ》后,塔底溶剂去抽提塔循环使用。
催化重整流程简【繁:簡】图
芳烃抽提《pinyin:tí》示意图
三{练:sān}、石油炼制过程-石油产品精制-加氢精制
也称加氢处理,石油产品最重要的精制方法之一。指在氢压和催化剂存在下[读:xià],使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。有时{练:shí},加氢精制指轻质油{练:yóu}品的精制改质,而加氢处理指重质油品的精制脱硫。
20世纪50年代,加氢方法在石油炼制工业中(读:zhōng)得到应用和发展,60年代因催化重整装置增多,石油炼厂可以得到廉价的(练:de)副产氢气,加氢精制应用日益广泛。据80年代初统计,主要工业国(繁:國)家的加氢精制占原油加工能力的38.8%~63.6%。
加氢精制可用于各种来源的汽qì 油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制,润滑油、石油蜡的精制,喷气燃料中芳烃的部分加氢饱和,燃料油的加氢脱硫,渣油脱重金属及脱沥青预《繁:預》处理等。氢分压一般分1~10MPa,温度300~450℃。催化剂中的活性金属组分常为钼、钨、钴、镍中的两种(称为二元金属组分),催化剂载体主要为氧化铝、或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼,有时还加入磷作为助催化剂
喷[繁:噴]气燃料中的芳烃部分(读:fēn)加《pinyin:jiā》氢则选用镍、铂等金属。双烯烃选择加氢多选用钯。
各种油品加氢精制{练:zhì}工艺流程基本相同,原料油与氢气混合后,送入加热炉加热到规定温度,再进入装有颗粒状催化剂的反应器(绝大多数的加氢过程采用固定床反应器)中。反(拼音:fǎn)应完成后,氢气在分离器中分出,并经压缩机循环使用。产品则在稳定塔中《zhōng》分出硫化氢、氨、水以及在反应过程中少量分解而产生的气态氢。
柴油加(pinyin:j澳门巴黎人iā)氢精制工艺流程示意图
四、石油炼制过程-石油产品{练:pǐn}精制-溶剂精制
用萃取的方法除去原料(或半成品)中所含杂质和非理想组分的工艺过程。在石油炼制过程中它是石油产品精制常(练:cháng)用的方法之一。早期,用于除去煤油中的芳烃,以改善煤(练:méi)油的燃烧性能;20世纪30年代以后,大规模用于润滑油馏分的精制,以除去其中的杂质和非理想组{繁:組}分。在中国,1955年糠醛精制装置投产,目前绝大多{读:duō}数的润滑油都是通过溶剂精制生产的。
过程原理各种来源的润滑油馏分,通常含有多环短侧链烃类,硫、氮、氧化合物以及胶质、沥青质等杂质和非理想组分。这些物质的存在会影响润滑油的粘温性、抗氧化安定{练:dìng}性和颜色的(练:de)稳定性等(见润滑油)。在润滑油溶剂精制过程中,所选用的溶剂对润滑油中的杂质和非理想组分的溶解度很大,而对油中的理想组分的溶解度则很{练:hěn}小
通过液相萃取将非理想组分除去。当所用润滑油馏分中蜡质《繁:質》含量较高(如石蜡基或中间基原油得到的润滑油料)时,除了进行溶剂精制外,尚需经溶剂脱蜡与加氢精制(繁体:製)(或《练:huò》白土精制);对胶质、沥青质含量较大的润滑油原料(如减压渣油),需先经溶剂脱沥青再进行溶剂精制、溶剂脱蜡与加氢精制(或白土tǔ 精制)。润滑油精制常用的溶剂有糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮等
工艺流程一般包括萃取和溶澳门新葡京《练:róng》剂回收两部分。以糠醛精制为例(见图糠醛精制工艺流程),原料与糠醛在萃取塔(以往用填充塔,近期采用转盘塔)内逆向接触,在一定的温度#28一般为60~130℃#29与溶剂比(一般为1~4:1)条件下,分成两相。非理想组分存在于下部的萃取液中,为了既保证萃余油质量,又不降低产率,萃取塔应保持较高的塔顶温度和较低的塔底温度(一般温差为20~50℃)
原料进萃取塔前需脱除空气,以免糠醛[pinyin:quán]氧化。糠醛进萃取塔前需经干燥,以免降低[练:dī]其溶解能力。
萃余液中含糠醛较少,采用一次蒸发及汽提回收糠醛;萃澳门银河取液中含糠醛较多,采用多效蒸发及汽提回【pinyin:huí】收糠醛以降低能耗。糠醛的热稳定性较差,因而溶剂回收的加热温度不应超过230℃。
含水糠醛的回收流程,是根据下述特点制定的《拼音:de》,即糠醛和水的共沸物蒸气冷凝并冷却至一定温度后,能分成含少量糠醛的水溶液相与含少量水的《pinyin:de》糠醛溶液相。
发展趋势为提高溶剂精制的技术水平,降低其能耗,各国正在进一步寻找选择性更好的溶剂,发展高效的萃取设备,改进溶剂回收的流程和操作条件等。此外,对性质很差的润滑油原料,采取加氢精制,代替溶剂精制。
五《pinyin:wǔ》、石油炼制过程-石油产品精制-溶剂脱蜡
石油产品精制的一种重要方法,将润滑油原料通过溶剂稀释和冷冻,使其中的蜡结晶析出,从而降低润滑油凝固点的过程。工业上将含蜡原油通过原油蒸馏所得到的润滑油馏分,经过[繁:過]溶剂精制、溶剂脱蜡(繁:蠟)和加氢精制(或白土精制),可制成润滑油(基础油{练:yóu})和石蜡;若以原油蒸馏的减压渣油为原料通过溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制(或白土精制)过程,可以制成润滑油(基础油)和地蜡(见石油蜡)。
过程原理由石蜡基皇冠体育和中间基原油(见原油评价)蒸馏得到的润滑油原料中都含有蜡。这些蜡的存在会影响润滑油的低温流动性能。由于蜡的沸点与润滑油馏分相近,不能用蒸馏的方法进行分[拼音:fēn]离,但蜡的凝固点较高,逐渐降低温度,蜡就从润滑油中结晶析出,从而可通过过滤或离心分离的方法将蜡与油分离
在低温[繁:溫]条件下,润滑油的粘度很大,所生成的蜡结晶细小,使过滤或离心分离很困难。因此,需加入一些在低温时对油的溶解度《pinyin:dù》很大而对蜡的溶解度很小的溶剂进行稀释。苯类溶剂能很好地溶解润滑油,但它对蜡的溶解度也较大
酮类溶剂对蜡的【读:de】溶解度则很小。因此,常在苯类溶剂中加入一些丙酮或甲基乙《拼音:yǐ》基酮以降低苯类溶剂对(繁体:對)蜡的溶解度。
工艺流程第一套丙酮-苯脱蜡装置建于1927年,以后,采用的溶剂还有甲基乙基酮-甲苯、丙烷、甲基正丙基酮和烃类的氯化物等溶剂脱蜡过程的工艺流程大体相同,以《读:yǐ》酮苯脱蜡为例,包括结晶、过滤、溶剂回收、冷冻等部分。原料与溶剂在带刮刀的套管结晶器内先与滤液换冷,并加入部分fēn 溶剂,再经氨冷和溶剂稀释后进行过滤。过滤后的滤液和蜡液分别进行蒸发和汽提以回收溶剂。
所加混合溶剂的组成与溶剂比因原料性质#28沸程、含蜡量和粘度等#29及脱蜡深度的不同而异,一般甲基乙基酮-甲苯溶剂中含甲基乙基酮40%~60%,溶剂比为1~4:1。稀释溶剂分几次加入,有利于形成良好的蜡结晶,减少脱蜡温差(即脱蜡油凝固点与脱蜡温度的差值)及提高脱蜡油(yóu)产率。原料在套管结晶器中的冷却速度不宜过快,以免{练:miǎn}生成过多的细小蜡结晶,不利于过滤。
过滤是在{zài}转鼓式真空过滤机内进行的,按照原料含蜡量的多少,分别采用一段或两段过滤,从滤液和(练:hé)蜡液中回收《pinyin:shōu》溶剂,均采用多效蒸发及汽提,以降低能耗。此外,为减少溶剂损失和防爆,还设有惰性气体防护系统。
发展趋势润滑油溶剂脱蜡是一种昂贵的石油炼制过程,投资和操作费用都很高。因此,各国致力于寻找合适的溶剂,发展新的结晶设备,改进过滤设备,改进溶[拼音:róng]剂回收流程和操作条件,以提高溶剂脱蜡的《de》技术水平。此外,正在进行加氢脱蜡的研究。
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