石油煉制工藝

1、1、 為什么用特性因數(shù)對原油進行分類？平均沸點與油品的特性因數(shù)（T-石油或石油餾分的立方平均沸點或中平均沸點。）不同烴類的特性因數(shù)是不同的。含烷烴多的石油餾分的特性因數(shù)較大，約為12.513.0；含芳香烴多的石油餾分的較小，約為1011；由于石油及其餾分是以經(jīng)烴類為主的復(fù)雜混合物，所以也可以用特性因數(shù)表示它們的化學(xué)組成特性。2、 什么樣的烴類適合做汽油？答：3、 什么樣的烴類適合做柴油？答：4、 什么樣的烴類適合做潤滑油？答：5、 常減壓蒸餾的主要構(gòu)成，各采出線餾程范圍側(cè)線塔餾程溫度范圍/側(cè)線產(chǎn)品常壓塔頂9 5130直餾汽油常壓一線130240航空煤油常壓二線240300輕柴油常壓三線3003

2、50重柴油常壓四線350370變壓器油減壓一線370400潤滑油減壓二線400535蠟油減壓三線535580潤滑油原料減壓塔底>580渣油6、 初餾塔的設(shè)置目的：在較低溫度下拔出輕組分，一方面降低常壓塔的氣相負荷，減小常壓塔的塔徑，減少設(shè)備投資；另一方面，在較低溫度下操作，可有降低熱量消耗。7、 各側(cè)線采出汽提目的，汽提蒸汽特點：側(cè)線蒸汽蒸提，降低油氣分壓8、 常壓塔的技術(shù)特點,為什么設(shè)置中間回流：常壓塔復(fù)合塔只有精餾段沒有提餾段，而側(cè)線出產(chǎn)品相當于常壓塔的提餾段(汽提段)；常壓塔操作：370部分汽化、中段進料；3-5側(cè)線采出；大量中段回流，移走剩余熱量側(cè)線蒸汽蒸提，降低油氣分壓復(fù)合塔結(jié)

3、構(gòu)；設(shè)置汽提段和側(cè)線汽提段；進料應(yīng)有適當?shù)倪^氣化率；恒摩爾回流的假設(shè)完全不適用9、 減壓塔的技術(shù)特點，為什么要減壓蒸餾：原料及產(chǎn)品均是復(fù)雜混合物；設(shè)汽提塔和氣提段；非恒摩爾流蒸餾；常壓塔設(shè)置中段循環(huán)回流，減壓塔設(shè)置中段取熱；減壓塔塔徑大，塔板數(shù)少；渣油停留時間短。減壓塔操作：420部分汽化、底部進料；塔頂抽真空，為保證塔底真空度，塔板級數(shù)及板阻力盡量??；大量中段回流，移走剩余熱量；塔底過熱蒸汽汽提，降低油氣分壓；塔底塔徑收縮，減少渣油停留時間體系壓力越低，則組分間的星對揮發(fā)度越大，利于分離；體系壓力越低，其沸點越低，因此減壓操作可以降低蒸餾操作的溫度，從而可以在塔釜再沸器中使用溫度較低的加熱劑

4、；減壓操作理由在較低的溫度下分離一些熱敏性物料10、 濕式蒸餾與干式蒸餾的優(yōu)缺點分析：過去，國內(nèi)外煉油廠的減壓蒸餾一直是沿用傳統(tǒng)的“濕式”減壓蒸餾。即向加熱爐管內(nèi)注入水蒸汽以增加爐管內(nèi)油品速度；向塔底注入水蒸汽，以降低塔內(nèi)油氣分壓，達到在低于油品分解的溫度下，獲得所需要的油品收率。減壓塔一般采用板式塔和兩級噴射抽空氣，塔的真空度低，壓力降大，加工能耗高，減壓拔出率也相對較低。 實現(xiàn)濕式減壓蒸餾采用的主要技術(shù)措施有：采用壓降小、傳質(zhì)傳熱效率高的塔板；減壓爐管逐級擴徑，以避免油流在管內(nèi)出現(xiàn)高溫而裂解；減壓塔進料口與最低側(cè)線抽出口之間設(shè)洗滌段，以控制油品的殘?zhí)贾岛湍z質(zhì)含量 。&#

5、160;濕式減壓蒸餾塔的不足之處有： 消耗蒸汽量大；塔內(nèi)汽相負荷大；增大了塔頂冷凝冷卻器的負荷；含油污水量大 。 實現(xiàn)干式減壓蒸餾的措施有使用增壓噴射器；以提高塔的真空度；利用填料代替塔板，達到降低汽化段到塔頂壓降的目的；采用低速轉(zhuǎn)油線，降低減壓爐出口到塔入口之間的壓降；為減少氣相攜帶雜質(zhì)，塔內(nèi)設(shè)洗滌段和液體分配器。使用干式減壓蒸餾的效益有：提高了拔出率和處理量；減壓爐的負荷減小，節(jié)省燃料；減少冷凝冷卻器負荷，減少含油污水量；能耗下降；操作靈活等。11、 什么情況設(shè)置輕烴回收？其設(shè)備要求：輕質(zhì)原油占原料油很大的比例是，若不回收，則會造成液化石油氣損失；12、 熱裂

6、化的基本原理與工藝條件：熱破壞加工是將重質(zhì)油在高溫高壓下，使大分子分裂為小分子的過程。13、 為什么要“延遲”焦化，焦化在哪里發(fā)生？ 提高輕質(zhì)油收率，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油焦；焦炭塔14、 減粘裂化的目的是什么：將高粘度重質(zhì)油料經(jīng)過輕度熱裂化得到低粘度、低凝固點的燃料油15、 催化裂化的原料及產(chǎn)品有哪些？原料：重質(zhì)燃料油；產(chǎn)品：柴油、汽油、氣體等輕質(zhì)產(chǎn)品和焦炭16、 催化裂化催化劑的活性成分是什么？無定形硅酸鋁催化劑： 天然白土改性：天然白土經(jīng)過酸化處理得到；人工合成：Al2(SO4)3與Na2SiO3按一定的比例沉淀反應(yīng)，經(jīng)水洗，過濾，成型，干燥活化等制成。形狀：球狀，條狀等。催化劑的酸性位點是催化裂

7、化的活性中心分子篩催化劑：分子篩又名沸石，是具有晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽；分子篩具有有大小一致的微孔結(jié)構(gòu)，只有直徑小的分子才能進入微孔，故稱分子篩；分子篩的酸性位點是催化裂化的活性中心，其酸性位點數(shù)與活性是無定形催化劑的100倍。17、 催化劑正常失活后怎么處理？催化劑再生：再生僅針對暫時失活有效；在高溫下用空氣與結(jié)焦催化劑燃燒，燒去吸附劑上的結(jié)焦，恢復(fù)暫時失活；燒焦過程需控制熱量平衡與溫度。18、 提升管停留時間很短，這有什么好處？如何做到反應(yīng)中止？19、 反應(yīng)器與再生器內(nèi)的旋風(fēng)分離器分離的介質(zhì)各是什么？反應(yīng)器：油氣和催化劑；再生器：煙道氣和催化劑20、 反應(yīng)器沉降室與再生器各依靠什么氣相形成

8、流態(tài)化？主風(fēng)機提供的空氣21、 催化裂化反應(yīng)體系是如何升溫的？裂化反應(yīng)所需熱量由再生催化劑熱容提供22、 分餾系統(tǒng)進料段依靠什么降低油氣溫度？經(jīng)過裝有擋板的脫過熱段脫過熱裂解分離系統(tǒng)的能量有效利用在整個裂解工藝流程中能量回收主要有哪三個途徑：急冷換熱器回收的能量約占三分之一，更重要的是它能產(chǎn)生的高溫位的的能量，發(fā)生高壓水蒸氣，可用來驅(qū)動三機（裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機和乙烯壓縮機）；初餾塔及其附屬系統(tǒng)回收的是低溫位的能量，主要用于換熱系統(tǒng)；煙道氣熱量一般是在裂解爐對流室內(nèi)回收利用，用來預(yù)熱原料、鍋爐給水、過熱水蒸氣加熱等。烴類裂解制乙烯五大關(guān)鍵設(shè)備：裂解爐、急冷換熱器、壓縮機、冷箱、球罐裂解氣中

9、酸性氣體的危害：H2S腐蝕設(shè)備管道、并縮短干燥用分子篩的壽命，還能使加氫脫炔用催化劑中毒；CO2能在深冷操作中結(jié)成干冰，堵塞設(shè)備和管道，影響正常生產(chǎn)，CO2和硫化物破壞聚合催化劑活性，CO2在循環(huán)乙烯中積累降低乙烯有效壓力，從而影響聚合速度和聚乙烯的分子量。工業(yè)上常用化學(xué)吸收法來洗滌裂解氣，對吸收劑的要求：對H2S和CO2的溶解度大，反應(yīng)性強，而對于裂解氣中的乙烯、丙烯的溶解度要小，不起反應(yīng)；在操作條件下蒸氣壓低，穩(wěn)定性強，可使吸收劑損失小，避免產(chǎn)品污染；粘度小，可節(jié)省循環(huán)輸送動力費用；腐蝕性小，設(shè)備可用一般鋼材；來源豐富，價格低廉。工業(yè)上已經(jīng)采用的吸收劑：NaOH溶液、乙醇胺溶液、N-甲基吡

10、咯烷酮等若裂解氣中硫化物含量較高時，采用堿洗法不太經(jīng)濟，因為堿液不能回收，硫含量高，耗堿量很大，可考慮用乙醇胺水溶液作為吸收劑脫去H2S和CO2，由于該反應(yīng)是個可逆過程，吸收劑可以再生。乙醇胺水溶液對脫除有機硫效果比較差，可以將堿洗法和乙醇胺水溶液吸收法結(jié)合起來，首先應(yīng)用乙醇胺水溶液脫去酸性氣體，然后用堿洗法進一步將硫化物脫除干凈水的危害：低溫下，水能凍結(jié)成冰并能和輕質(zhì)烴類形成固體結(jié)晶水合物，凝結(jié)在管壁上，輕則增大動力消耗，重則堵塞管道，影響正常生產(chǎn)。脫水方法：壓力高有利于脫水，工業(yè)上采用吸附方法脫水，用分子篩，活性氧化鋁或者硅膠做吸附劑分子篩是一種離子型極性吸附劑，具有選擇性，效率高和壽命長

11、等特點；分子篩吸附水是放熱過程，降低溫度有利，高溫則有利于吸熱的脫附過程；分子篩吸附水后，加熱可以使水分脫附出來，達到再生的目的，可以用N2、H2或CH4加熱后作為分子篩再生載氣，在高于80時再生效果較好裂解氣分離過程中需要脫水的介質(zhì)有：裂解氣、C2餾分、C3餾分以及甲烷化后的氫氣等分子篩脫水與再生流程：干燥氣流自上而下通過分子篩床層可避免分子篩被帶出；再生載氣向上流動可保證分子篩床層底部完全再生；分子篩再生后需要冷卻之后才能進行脫水操作。用溫度比較低的甲烷、氫氣餾分自上而下吹掃分子篩床層分子篩再生操作關(guān)系到分子篩的活性和使用壽命，分子篩吸附水容量及其活性下降的主要原因：重質(zhì)不飽和烴尤其是雙烯

12、烴分子在分子篩表面積聚造成聚合用的乙烯應(yīng)嚴格限制乙烯中乙炔的含量：過多的乙炔會造成聚合催化劑中毒，降低乙烯分壓；在高壓聚乙烯生產(chǎn)中，當乙炔積累過多后會引起爆炸在工業(yè)上，脫炔主要采用催化加氫法，少量用丙酮吸收法要使乙炔進行選擇性加氫（乙烯也有可能催化加H2生成C2H6），必須采用選擇性良好的催化劑，常用催化劑是-Al2O3載體上負載鈀的催化劑，乙炔在催化劑上吸附能力比乙烯強，故能夠進行選擇性加氫反應(yīng)；原料氣中存在少量CO可提高加氫反應(yīng)選擇性，CO吸附能力比乙烯強，可以抑制乙烯在催化劑上吸附，但如果CO含量過高，可使催化劑中毒CO脫除：甲烷化法,CO+3H2CH4+H2O（260-300，3.0M

13、Pa,Ni/Al2O3催化劑）副反應(yīng)：乙烯進一步加氫；乙炔聚合生成液體產(chǎn)物，即綠油；乙炔分解生成碳和氫條件：反應(yīng)溫度較高有利于副反應(yīng)；H2/C2H2摩爾比增大有利于乙烯加氫，摩爾比小有利于乙炔聚合，生成綠油綠油：乙炔加氫副反應(yīng)產(chǎn)物，由乙炔聚合而成，量多時，影響催化劑操作周期和使用壽命，嚴重時可引起乙烯塔塔板結(jié)垢催化劑活性降低：加氫反應(yīng)過程中有聚合和分解生碳反應(yīng)發(fā)生，聚合物和碳沉積在催化劑表面，降低催化活性前加氫：在脫甲烷塔以前進行加氫脫炔，又叫自給加氫優(yōu)點和缺點：H2可以自給，但過量；H2s分壓比較高，會降低加氫選擇性，增大乙烯損失解決辦法：選擇活性和選擇性都較高的前加氫催化劑后加氫：在脫甲烷

14、塔以后進行加氫脫炔，需要外部加入H2優(yōu)點：組分少，選擇性高；催化劑壽命長；產(chǎn)品純度高缺點：與前加氫流程相比，能量利用率低，流程復(fù)雜從產(chǎn)品角度看，一般都選擇后加氫流程，但是也要考慮原料氣組成，及與精餾塔的安排順序裂解氣壓縮操作條件：多段壓縮，每段壓縮比（P2/P1）不能太大，每段出口溫度不高于90-100；多段壓縮有利于壓縮段間進行凈化與分離（例如：脫硫、干燥、重組分脫除等可以安排在壓縮機各段之間，且多段壓縮能節(jié)省壓縮功）工廠大部分裂解氣壓縮機是離心式的，3000-16000r/min，一般4-5段，由裂解工藝廢熱鍋爐副產(chǎn)的高壓蒸汽透平驅(qū)動離心壓縮機，合理利用能量裂解氣深冷分離流程的組成部分：氣

15、體壓縮、冷凍系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和低精餾系統(tǒng)典型的深冷分離流程：順序分離流程；前脫乙烷流程；前脫丙烷流程三種流程共同點：現(xiàn)將不同碳原子數(shù)的烴類分開，再分離同一碳原子數(shù)的烯烴和烷烴，采取先易后難的分離順序；最終出產(chǎn)品的乙烯塔和丙烯塔并聯(lián)安排，并且安排在最后，作為二元組分精餾處理不同點：精餾塔排列順序不同（原料的適用性不同）；加氫脫炔的位置不同（前脫乙烷和前脫丙烷深冷分離流程都采用前加氫脫炔流程）；冷箱位置不同（順序分離和前脫丙烷流程的冷箱在脫甲烷塔之前，前脫乙烷流程的冷箱在脫甲烷塔之后）甲烷塔系統(tǒng)消耗冷量占分離部分總冷量消耗的42%脫甲烷塔的地位：脫甲烷塔的操作效果對產(chǎn)品（乙烯、丙烯）回收率、純度及經(jīng)

16、濟性的影響最大；分離設(shè)計中，工藝安排、設(shè)備與材質(zhì)選擇都是圍繞脫甲烷塔系統(tǒng)考慮的脫甲烷塔的作用：將裂解氣中H2、CH4及其它惰性氣體與C2以上組分進行分離（脫甲烷塔的關(guān)鍵組分：CH4和C2H4）脫甲烷塔的特點：脫甲烷塔頂產(chǎn)品是氣相H2和CH4，在塔頂操作條件（溫度、壓力）下不能全部冷凝下來，與一般精餾塔不同，塔頂回流液體組成與氣相產(chǎn)品的組成不同乙烯塔的重要性：乙烯塔在深冷分離裝置中是比較關(guān)鍵的設(shè)備；乙烯純度要求達到聚合級，冷量消耗大影響乙烯回收的因素：原料氣的組成，操作溫度與操作壓力丙烯塔：丙烯和丙烷餾分的分離是在丙烯塔中完成的，塔頂丙烯產(chǎn)品塔底丙烷餾分特點：塔板數(shù)最多、回流比最大（原因：丙烯和

17、丙烷的相對揮發(fā)度非常?。┐呋趸磻?yīng)的特點：氧化反應(yīng)存在著平行、串聯(lián)副反應(yīng)的競爭；反應(yīng)生成焓小于零，強放熱反應(yīng)，必須嚴格控制反應(yīng)溫度，及時移走反應(yīng)熱，防止溫度迅速升高，發(fā)生爆炸；反應(yīng)吉布斯自由能很小，屬于不可逆反應(yīng)，熱力學(xué)上非常有利；存在爆炸和安全問題，原料、氧化劑及產(chǎn)物會形成爆炸性混合物（安全措施：物料配比必須避開爆炸極限；控制產(chǎn)物濃度避開爆炸極限；降低轉(zhuǎn)化率避開爆炸極限；反應(yīng)器上設(shè)置安全閥或防爆膜，開設(shè)防爆口；車間環(huán)境設(shè)置報警器，禁止明火；安全措施定期校驗）乙苯脫氫工藝條件的選擇反應(yīng)溫度：提高溫度（利于脫氫平衡；加快脫氫反應(yīng)速度；副反應(yīng)活化能高，副反應(yīng)速度加快更多；產(chǎn)物聚合生焦；加速催化劑

18、的失活，再生周期縮短）反應(yīng)初期，催化劑活性好，反應(yīng)溫度可以降低些，反應(yīng)后期，催化劑活性下降（適宜反應(yīng)溫度580-600）石油煉制工藝概況汽油產(chǎn)品特點：良好的蒸發(fā)性、良好的抗爆性、安定性好、無腐蝕、少污染。汽油辛烷值：規(guī)定抗爆性號的異辛烷的辛烷值為100，抗爆性差的正庚烷辛烷值為0，汽油的抗爆性等價于a%的異辛烷與（100-a）%正庚烷混合物，則汽油的辛烷值為a。柴油產(chǎn)品特點：良好的抗爆性、蒸發(fā)性適中、良好的低溫性能、合適的粘度、安定性好、無腐蝕、少污染。柴油的十六烷值：正十六烷定義為100，七甲基壬烷定義為0，柴油的抗爆性等價于a%的正十六烷與(100-a)%的七甲基壬烷混合物，柴油的十六烷值

19、為a。潤滑油產(chǎn)品特點：合適的粘度與良好的粘溫特性、良好的抗氧化安定性、良好的清凈分散性、腐蝕性小。煉油產(chǎn)品的技術(shù)指標高度統(tǒng)一：主體加工工藝高度一致原有脫水、脫鹽；常減壓、催化裂化；油品精制、調(diào)和。對不同原油采用不同的不沖方案高硫原油先脫硫；輕質(zhì)原油先做輕烴回收；瀝青質(zhì)、高金屬雜質(zhì)重油熱裂化；重質(zhì)原油加氫裂化。原油中的水與鹽水的來源：地下水，采油注水。經(jīng)油田脫水后仍不完全，仍存在游離態(tài)或乳化態(tài)水，水含量大約在0.11.0%。鹽的來源：水中含有的無機鹽，含油層礦物質(zhì)溶出。鹽-水存在形式：以鹽溶液狀態(tài)存在；水滴懸浮在油中；水滴表面形成乳化膜，油水難以分離。水的危害：給運輸增加負擔(dān)；能耗大，每增發(fā)1噸

20、水將多消耗約0.1噸燃煤或燃料油。鹽的危害：易形成鹽垢，影響傳熱，增加燃料消耗，甚至堵塞換熱管道；腐蝕設(shè)備，造成設(shè)備泄漏，甚至停工停產(chǎn)（主要原因是鹽的水解）。原油脫水脫鹽原理：破乳：原油中含環(huán)烷酸、膠質(zhì)等是形成穩(wěn)定乳化膜，將水包裹其中；脫水的關(guān)鍵是破壞穩(wěn)定的破乳膜，脫水的同時鹽也一起脫去；向原油注入破乳劑，以破壞穩(wěn)定的乳化膜。電凝聚：水滴在電場力作用下，形成橢圓球體，隨著電場強度增大，其偏心率變大，水滴變尖，然后再加入適量破乳劑，借助電場力作用，使微小液滴聚結(jié)成大水滴，最后利用油水比重差，沉降脫除。原油脫鹽脫水影響因素：破乳劑種類及加入量；控制條件：為降低原油 粘度，便于水滴凝聚于沉降，進罐原

21、油需換熱升溫，多級脫鹽脫水，保證停留時間，保證鹽、水去除率。原油蒸餾的基本原理蒸餾與精餾蒸餾：將混合物加熱使之汽化，然后將輕組分蒸汽冷凝的過程。混合物加熱-汽化-冷凝 一次完成。精餾：將混合物加熱，經(jīng)過多次汽化，多次冷凝過程。原油蒸餾就是通過精餾這種方式進行操作的。原油蒸餾類型：平衡汽化（一次汽化或閃蒸）：當一個多元體系被加熱到一定的溫度和壓力，并達到汽-液平衡。平衡蒸餾是粗分離。平衡冷凝：平衡汽化的逆過程叫做平衡冷凝漸次汽化：將混合物在蒸餾釜中逐次部分汽化，當溫度達到泡點溫度時，生成微量蒸汽并不斷將生成的蒸汽移去部分冷凝，可以使組分部分分離，這種過程叫漸次汽化也叫簡單蒸餾。精餾：具有汽化段、

22、精餾段、提餾段、塔頂冷凝冷卻設(shè)備、再沸器、塔板或填料；是連續(xù)多次平衡氣化，分離效果優(yōu)于平衡汽化和漸次氣化，可得到純度和收率都較高的產(chǎn)品。 常減壓蒸餾工藝流程原油脫鹽脫水后，經(jīng)換熱器預(yù)熱到240；進初餾塔拔出初頂汽油，塔底作為拔頭原油；常壓爐加熱拔頭原油到370，進入常壓塔，分側(cè)線餾出3-5個餾分，常底渣油進減壓爐；減壓爐加熱到400；進減壓塔抽出2-3個餾分。初餾塔的作用：在較低溫度下拔出輕組分，一方面降低常壓塔的氣相負荷，減小常壓塔的塔徑，減少設(shè)備投資；另一方面，在較低溫度下操作，可有降低熱量消耗。初餾塔入口溫度一般在240以下，只有塔頂一路拔出，主要拔出汽油一下餾分。常壓塔的操作：370部

23、分汽化，中段進料；3-5側(cè)線采出；大量中段回流，移走剩余熱量；側(cè)線蒸汽汽提，降低油氣分壓。減壓塔的操作：420部分汽化，底部進料；塔頂抽真空，為保證塔底真空度，塔板級數(shù)及阻力盡量小；大量中段回流，移走剩余熱量；塔底過熱蒸汽汽提，降低油氣分壓；塔底塔徑收縮，減少渣油停留時間。減壓塔抽真空系統(tǒng)：蒸汽噴射泵抽氣度小于0.004MPa，盡量降低減壓塔壓降，降低塔底真空度；減少氣相流量，采用干式減壓，改造塔板及填料常減壓蒸餾工藝特征：原料及產(chǎn)品均是復(fù)雜混合物：進料原油含有無數(shù)個組分，常減壓的產(chǎn)品汽油、煤油、柴油以及其他餾分均是復(fù)雜混合物。餾分質(zhì)量依靠宏觀參數(shù)表征，例如汽油餾分干點小于205，柴油餾分95

24、%餾出溫度小于365等，因此對各餾分產(chǎn)品的質(zhì)量要求不高。復(fù)合塔：常減壓塔就是一個復(fù)合塔。一個精餾塔一般只能出兩個高純度產(chǎn)品，而常減壓蒸餾要分割汽、煤、輕柴、重柴油和重油等5種產(chǎn)品，需N-1個塔（5-1=4個精餾塔）串聯(lián)才能達到，由于上述產(chǎn)品都是混合物，純度要求不高，因此，常采用側(cè)線產(chǎn)品，可幾個塔疊在一起，具有占地少、投資省、能耗低的特點。注：常壓塔復(fù)合塔只有精餾段沒有提餾段，而側(cè)線出產(chǎn)品相當于常壓塔的提餾段（汽提段）設(shè)汽提塔和氣體段：在汽提塔底注入水蒸氣，以降低塔內(nèi)油氣分壓，使塔底重油中的輕餾分更快地汽化回到精餾段，有利于汽提。注：某些側(cè)線需要嚴格控制水分，如航煤，不能采用水蒸汽汽提，而只能采

25、用“沸重?zé)帷钡姆椒?，即?cè)線溫度高的油品與低溫油品換熱使之汽化。非恒摩爾流蒸餾：由于原油混合物特征，其組成分子質(zhì)量大小相差懸殊，摩爾汽化潛熱桐鄉(xiāng)相差巨大。更具塔內(nèi)物料平衡與熱量平衡結(jié)果，沿塔高度的汽液相負荷相差明顯，完全不能符合理想精餾的恒摩爾流假設(shè)。常壓塔設(shè)置中段循環(huán)回流，減壓塔設(shè)置中段取熱。兩者目的首先是要調(diào)整平衡沿塔高的汽液相負荷，其次是取走多余熱量，起到節(jié)能降耗效果。減壓塔塔徑大，塔板數(shù)少：因為減壓塔為塔頂抽真空，增大塔徑減少踏板數(shù)目的是減少塔板氣體壓降，保證減壓塔底的真空度。渣油停留時間短：高溫下渣油容易發(fā)生熱裂解，進而縮合結(jié)焦現(xiàn)象，為避免可能的塔底結(jié)焦，采用塔底縮小塔徑，減少渣油在塔

26、底的停留時間。蒸餾設(shè)備塔和塔板的結(jié)構(gòu)和作用：塔是直立的圓筒體，其高度為直徑的十幾甚至二十多倍。塔板是塔的主要構(gòu)件，對蒸餾效果和塔得操作影響很大。在石油蒸餾中應(yīng)用較多的塔板有：浮閥塔板、文丘里型浮閥塔板、圓形泡帽塔板、傘形泡帽塔板、浮動舌形塔板、網(wǎng)孔塔板、條形浮閥和船形浮閥塔板等多種形式管式加熱爐：為了把原油加熱到一定的溫度，使油品汽化或為油品進行反應(yīng)提供足夠的熱量和反應(yīng)空間管式爐主要有輻射室、對流室、爐管、燃燒器及煙道等組成目前煉油廠中應(yīng)用最廣泛的管式爐是圓筒爐、立式爐、無焰爐等三種爐型管殼式換熱器：管殼式換熱器外形是臥式圓筒體，筒體內(nèi)排列許多小管子。冷熱兩種流體分別在這管內(nèi)外流動，在管內(nèi)流動

27、的叫管程流體，在管外流動的叫殼程流體。熱流通過管壁把熱量傳給冷流固定管板式換熱器，結(jié)構(gòu)簡單，但殼程與管束溫差不能太高浮頭式換熱器，管板不與殼體相連，管束容易清洗，適應(yīng)于管殼兩程溫差較大情形，但造價成本高U形管式換熱器，可以克服溫差，但不容易清洗熱裂化過程概述：熱破壞加工時將重質(zhì)油在高溫高壓下，使大分子分裂為小分子的過程熱裂化（高壓）：主要生產(chǎn)裂化汽油、燃料油減粘裂化：即降低重油粘度和傾點，以生產(chǎn)燃料油和部分輕質(zhì)油焦炭化：深度熱裂化和縮合過程，生產(chǎn)焦化汽油、煤油、柴油和焦炭焦炭化過程與延遲焦化：工藝概況：延遲焦化裝置由焦化-分餾、焦炭處理和放空系統(tǒng)組成原料：減壓渣油、催化裂化分餾塔剩余油漿產(chǎn)物：

28、焦化汽油、焦化柴油、裂化氣、焦化蠟油、石油焦操作溫度：495-505，操作壓力：0.1-0.3MPa在加熱爐內(nèi)以極短的時間吧原料油加熱到所需溫度，不發(fā)生裂解反應(yīng)，而延遲到焦化釜進行裂化、縮合反應(yīng)。加熱爐內(nèi)停留時間：5min,焦炭塔操作周期：12-24h工藝描述：原料油加熱：不超過380，進分餾塔做冷卻油裂解油加熱：不超過500，爐內(nèi)停留時間短焦炭塔：500氣體產(chǎn)物進分餾塔，被原料油冷卻，分餾出產(chǎn)品重質(zhì)組分繼續(xù)裂解，會焦炭塔內(nèi)形成焦炭焦炭在焦炭塔內(nèi)累積體積過大時，需機械除焦輕質(zhì)組分收率：70%以上延遲焦化的影響因素：原料性質(zhì)：原料油密度越大，焦炭產(chǎn)率越高，油氣產(chǎn)率越低操作溫度：溫度越高，小分子產(chǎn)

29、物收率越高操作壓力：降低操作壓力，可提高輕質(zhì)油收率循環(huán)比=循環(huán)油/新鮮原料油，循環(huán)比增大，可提高焦化汽柴油收率催化裂化催化裂化的化學(xué)原理催化裂化的過程是使重組分餾分，在催化劑存在下，在470530的溫度和0.1-0.3MPa的壓力下，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成氣體、汽油、柴油等輕質(zhì)產(chǎn)品和焦炭的過程。與熱裂化的作用效果相似，催化裂化也同時進行著重組分裂化分解與芳烴縮合結(jié)焦的平行順序反應(yīng)。烷烴分解：大分子烷烴分解為小分子烷烴和烯烴正構(gòu)烷烴多從中間碳鏈斷裂；異構(gòu)烷烴碳鏈斷裂易發(fā)生在叔碳原子的位；烷烴分子量越大，異構(gòu)化程度越高，越容易分解。烷烴異構(gòu)化：分子中原子種類與個數(shù)不變，只改變分子結(jié)構(gòu)。烯烴分解

30、：大分子烯烴分解為兩個小分子烯烴，反應(yīng)速率比烷烴分解速率快一倍。其他分解規(guī)律與烷烴一致。烯烴異構(gòu)化反應(yīng)：分子中原子種類與個數(shù)不變，只改變分子結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，稱為異構(gòu)化反應(yīng)。烯烴的三種異構(gòu)化方式:骨架異構(gòu)、雙鍵位移異構(gòu)、幾何異構(gòu)烴類的裂化反應(yīng)（吸熱）烯烴氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)、烯烴芳構(gòu)化反應(yīng)、環(huán)烷烴分解反應(yīng)（開環(huán)、斷鏈）、芳烴反應(yīng)（萬基鏈斷裂、芳環(huán)縮聚脫氫）證碳離子反應(yīng)機理一個烯烴獲從催化劑表面得到一個氫離子，稱為正碳離子；大的正碳離子不穩(wěn)定，容易在位斷裂；伯碳正離子不穩(wěn)定，先轉(zhuǎn)化為仲碳離子，再繼續(xù)在位斷裂催化裂化與熱裂化反應(yīng)比較裂化類型催化裂化熱裂化反應(yīng)機理正碳離子反應(yīng)自由基反應(yīng)烷烴1、 異構(gòu)烷烴的反應(yīng)速率比

31、正構(gòu)烷烴的高得多2、 裂化氣中C3、C4多，大于C4的分子中含烯烴少，異構(gòu)物多1、 異構(gòu)烷烴的反應(yīng)速率比正構(gòu)烷烴的快得不多2、 裂化氣中C1、C2多，大于C4的分子中含有烯烴多，異構(gòu)物少烯烴1、 反應(yīng)速率比烷烴快得多2、 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)顯著，產(chǎn)物中烯烴尤其是二烯烴較少1、 反應(yīng)速率與烷烴的相似2、 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)很少，產(chǎn)物的不飽和度高環(huán)烷烴1、 反應(yīng)速率與異構(gòu)烷烴的相似2、 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)顯著，同時生成芳烴1、 反應(yīng)速率比正構(gòu)烷烴的還要低2、 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)不顯著帶烷基側(cè)鏈（C3）的芳烴1、 反應(yīng)速率比烷烴快得多2、 在烷基側(cè)鏈與苯環(huán)鏈接的鍵上斷裂1、 反應(yīng)速率比烷烴的慢2、 烷基側(cè)鏈斷裂時，苯環(huán)上留有1-2

32、個C的側(cè)鏈石油餾分的催化裂化反應(yīng)催化裂化餾分的表面反應(yīng)步驟：外擴散-內(nèi)擴散-吸附-脫附-內(nèi)擴散-外擴散速率控制過程：吸附速率：稠環(huán)芳烴>烯烴>環(huán)烷烴>烷烴,大分子>小分子反應(yīng)速率：烯烴>環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴>直鏈烷烴>稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴既優(yōu)先被吸附，又只有縮聚脫氫反應(yīng)，是催化劑結(jié)焦失活的主要成分催化劑及催化作用：催化劑能加快反應(yīng)速率，抑制另外一些反應(yīng)的進行，從而達到改善產(chǎn)品質(zhì)量的目的。例如：催化劑加快異構(gòu)化反應(yīng)抑制脫氫生焦，從而提高了汽油的辛烷值。沒有催化劑，異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)進行很慢或無法進行催化劑之所以能加快反應(yīng)速度，是因為改善了反應(yīng)歷程，降低了活化能，

33、使原分子更容易達到活化狀態(tài)催化裂化催化劑種類：無定形硅酸鋁催化劑：天然白土改性：天然白土經(jīng)過酸化處理得到；人工合成：Al2(SO4)3與Na2SiO3按一定比例沉淀反應(yīng)，經(jīng)水洗，過濾，成型，干燥活化等制成；催化劑的酸性位點是催化裂化的活性中心分子篩催化劑：分子篩又名沸石，是具有晶體結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽；分子篩具有大小一致的微孔結(jié)構(gòu)，只有直徑小的分子才能進人微孔，故稱分子篩；分子篩的酸性位點是催化裂化的活性中心，其酸性位點數(shù)與活性是無定形催化劑的100倍。分子篩種類：有A型、X型、Y型和絲光沸石四種：X型、Y型的晶體結(jié)構(gòu)相同，鋁硅比不同；有較好催化裂化活性；Y型分子篩是催化裂化常用的催化劑；分子篩在作

34、為催化劑使用前，需要進行離子交換，將分子篩晶體結(jié)構(gòu)中鈉離子置換為多價金屬離子，例如ReY型；純粹的分子篩催化劑活性太高，無法直接用于催化裂化，因此需要將5-20%的分子篩分散在硅鋁酸鹽無定形載體中。催化劑的物理性質(zhì)：密度：有骨架密度、顆粒密度和堆密度三種，催化劑的密度與其流化性能密切相關(guān)。機械強度：用磨損指數(shù)表示。結(jié)構(gòu)特性：催化劑比表面積、空體積與微孔孔徑與分子篩的選擇性與催化性能相關(guān)密切，其比表面積、孔體積與微孔孔徑關(guān)系如下：孔徑=孔體積/比表面積催化劑催化性能：活性：催化劑活性是催化劑促進反應(yīng)的能力，是評價催化劑的重要指標實驗室活性評定方法：D+L法、微活性法、平衡活性法選擇性：將進料轉(zhuǎn)化

35、為目的產(chǎn)品的能力稱為選擇性以汽油為主要產(chǎn)品時，選擇性采用“汽油產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率”表示；選擇性好的催化劑，將原料較多轉(zhuǎn)化為汽油，而較少轉(zhuǎn)化為焦炭和氣體；分子篩催化劑的選擇性優(yōu)于無定形硅酸鋁，分子篩催化劑可提高汽油產(chǎn)率15-20%；Y型分子篩選擇性優(yōu)于X型分子篩。穩(wěn)定性：保持催化劑活性的能力，穩(wěn)定性越好，催化劑使用壽命越長抗金屬污染性能：由原料中的Ni、Fe、Cu等有機金屬化合物，如果在催化劑表面沉積，會降低催化劑活性，或使催化劑中毒。催化劑改善：采用擇形分子篩（ZSM-5）：有選擇地裂化直鏈烷烴；CO助燃劑：減少CO生成，使CO轉(zhuǎn)化為CO2；金屬鈍化劑：不降低催化活性的物質(zhì)；Sox轉(zhuǎn)移催化劑：轉(zhuǎn)移S

36、ox使之生成硫酸鹽和H2S，H2S用常規(guī)方法去除。催化劑的失活與再生催化劑失活：暫時失活：催化劑表面結(jié)碳，優(yōu)于烴類的縮合結(jié)焦反應(yīng)，催化劑表面很快就被結(jié)焦包裹，使得活性中心無法繼續(xù)與油氣接觸，催化反應(yīng)終止。永久失活：分子篩晶體結(jié)構(gòu)破壞（過熱融蝕、水熱失活）；分子篩活性位點被污染物質(zhì)永久占據(jù)（重金屬、堿性物質(zhì)）催化劑再生：再生僅針對暫時失活有效；在高溫下用空氣與結(jié)焦催化劑燃燒，燒去吸附劑上的結(jié)焦，恢復(fù)暫時失活；燒焦過程需控制熱量平衡與溫度；回?zé)挷僮髋c回?zé)挶龋河捎诖呋鸦钠叫?順序反應(yīng)特點，隨著反應(yīng)時間的增長，轉(zhuǎn)化率提高，氣體和焦炭產(chǎn)率一直增加，而汽油產(chǎn)率開始增加，經(jīng)過一最高點后又下降?；?zé)挷僮饔?/p>

37、叫循環(huán)裂化：單程轉(zhuǎn)化率過高，新鮮原料經(jīng)過一次反應(yīng)后不能都變成要求的產(chǎn)品，副產(chǎn)品比例過大，還有一部分和原料油餾程相近的重組分。因此控制一次轉(zhuǎn)化率，經(jīng)過分裂處理后，把這部分重組分送回反應(yīng)器重新進行反應(yīng)就叫做回?zé)挷僮??；責(zé)挶?（會煉油+回?zé)捰蜐{）/新鮮原料空速和反應(yīng)時間在床層流化催化裂化中，常用空速表示原料油與催化劑的接觸時間。其定義是每小時進入反應(yīng)器的原料油量與反應(yīng)器內(nèi)催化劑藏量之比，即：空速=總進料量/反應(yīng)器內(nèi)催化劑藏量對提升管催化裂化，由于提升管內(nèi)氣速很高，催化劑密度很低，因此，通常用汽油在提升管內(nèi)的停留時間表示反應(yīng)時間。由于提升管催化裂化采用高活性的沸石催化劑，需要的反應(yīng)時間很短，反應(yīng)時間大

38、約1-4秒。劑油比：催化劑循環(huán)量與總進料量之比稱為劑油比，用C/O表示：C/O=催化劑循環(huán)量/總進料量在同一條件下，劑油比大，表明原料油能與更多的催化劑接觸，單位催化劑上的積碳少，催化劑失活程度小，從而使轉(zhuǎn)化率提高。但劑油比增大會使焦炭產(chǎn)率增加，劑油比太小，增加裂化反應(yīng)的比例，使產(chǎn)品質(zhì)量變差，實際生產(chǎn)中劑油比為6-10反應(yīng)溫度：石油餾分裂解是強吸熱過程，必須提供所吸熱量由于吸熱反應(yīng)，提升管反應(yīng)器入口溫度比出口溫度高20度，裂化反應(yīng)所需要熱量由再生催化劑熱容提供；催化裂化得的反應(yīng)溫度在470-520左右，該反應(yīng)為氣固催化劑；反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和劑油比是催化裂化加工過程的最重要的三個操作變量催化裂

39、化工藝流程：催化裂化裝置分三大系統(tǒng)：反應(yīng)-再生系統(tǒng)；分餾系統(tǒng)；吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；反應(yīng)部分：新鮮原料（減壓餾分油）經(jīng)過一系列換熱后與回?zé)捰突旌?；進入加熱爐預(yù)熱到370左右（溫度過高會發(fā)生熱裂解）；由原料油噴嘴以霧化狀態(tài)噴入提升管反應(yīng)器下部（回?zé)捰蜐{不經(jīng)加熱直接進入提升管）；與來自再生器的高溫（約650-700）催化劑接觸并立即氣化；油氣與霧化蒸汽及與提升蒸汽一起，攜帶著催化劑以7-8米/秒的線速度向邊流動進行化學(xué)反應(yīng)，在470-510的溫度下停留2-4秒；到提升管頂端以13-20米/秒的高線速通過出口，經(jīng)快速分離器大部分催化劑被分出落入沉降器下部；油氣攜帶少量催化劑經(jīng)兩級旋風(fēng)分離器；分出夾帶的催化劑

40、后；進入集氣室；通過沉降器頂部的出口進入分餾系統(tǒng)。再生部分：積有焦炭的待生催化劑由沉降器進入其下面的汽提段，用火熱水蒸氣進行汽提，以脫除吸附在催化劑表面上的少量油氣；待生催化劑經(jīng)待生斜管、待生單動滑閥進入再生器；與來自再生器底部的空氣（由主風(fēng)機提供）接觸形成流化床層，進行再生反應(yīng)，同時放出大量燃燒熱；維持再生器足夠高的床層溫度（密相段溫度約為650-680），再生器維持0.15-0.25MPa(表壓)的頂部壓力，床層線速約為0.7-1.0m/s；再生后的催化劑含碳量小于0.2%，經(jīng)淹流管、再生斜管及再生單動滑閥返回提升管反應(yīng)器循環(huán)使用；催化劑與煙氣分離部分：燒焦產(chǎn)生的再生煙氣，經(jīng)再生器稀相段進

41、入旋風(fēng)分離器，經(jīng)兩級旋風(fēng)分離器分出攜帶的大部分催化劑；煙氣經(jīng)集氣室和雙動滑閥排入煙囪或去能量回收系統(tǒng)；回收的催化劑經(jīng)兩級料腿返回床層；反應(yīng)器與再生器的壓力平衡：催化劑在兩氣間循環(huán)是由兩器壓力平衡決定的，通常情況下，根據(jù)兩器壓差（0.02-0.04MPa）,由雙動滑閥控制再生器頂部壓力；根據(jù)提升管反應(yīng)器出口溫度控制再生滑閥開度調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)量；根據(jù)系統(tǒng)壓力平衡要求由待生滑閥控制汽提段料位高度。分餾系統(tǒng)的作用是將反應(yīng)-再生系統(tǒng)的產(chǎn)物進行初步分離，得到部分產(chǎn)品和半成品。催化分餾塔有以下特點：過熱油氣進料；由于全塔剩余熱量多，催化裂化產(chǎn)品的分餾精確度要求也不高，因此設(shè)置4個循環(huán)回流分段取熱；塔頂采用循

42、環(huán)回流，而不用冷回流由反應(yīng)-再生系統(tǒng)來的高溫油氣進入催化分餾塔下部，經(jīng)裝有擋板的脫過熱段脫過熱后進入分餾段，經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰秃陀蜐{（塔底抽出的帶有催化劑細粉的渣油），富氣和粗汽油去吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；輕、重柴油經(jīng)汽提、換熱或冷卻后出裝置；回?zé)捰头祷胤磻?yīng)-再生系統(tǒng)進行回?zé)?；油漿的一部分送反應(yīng)-再生系統(tǒng)回?zé)?，另一部分?jīng)換熱后循環(huán)回分餾塔（也可將其中一部分冷卻后送出裝置）；將輕柴油的一部分經(jīng)冷卻后送至在吸收塔作為吸收劑（貧吸收油），吸收了C3、C4組分的輕柴油（富吸收油）再返回分餾塔。為了取走分餾塔的過剩熱量以使塔內(nèi)氣、液負荷分布均勻，在塔的不同位置分別設(shè)有4個循環(huán)回流：頂

43、循環(huán)回流、一中段回流、二中段回流和油漿循環(huán)回流。吸收穩(wěn)定的目的是將來自分餾部分的催化富氣中C2以下組分與C3以上組分分離以便分別利用，同時將混入汽油中的少量氣體烴分出，以降低汽油的蒸汽壓，保證符合商品規(guī)格；吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)包括吸收塔、解析塔、再吸收塔、穩(wěn)定塔以及相應(yīng)的冷換設(shè)備；由分餾系統(tǒng)油氣分離器出來的富氣經(jīng)氣體壓縮機升壓后，冷卻并分出凝縮油；壓縮富氣進入吸收塔底部，粗汽油和穩(wěn)定汽油作為吸收劑由塔頂進入，吸收了C3、C4（及部分C2）的富吸收油由塔底抽出送至解析塔頂部；吸收塔設(shè)有一個中段回流以維持塔內(nèi)較低的溫度；吸收塔頂出來的貧氣中尚夾帶少量汽油，經(jīng)再吸收塔用輕柴油回收其中的汽油組分后稱為干氣送

44、燃料氣管網(wǎng)。吸收了汽油的輕柴油由再吸收塔底抽出返回回流塔。解析塔的作用是通過加熱將富吸收油中C2組分解吸出來，由塔頂引出進入中間平衡罐，塔底為脫乙烷汽油被送至穩(wěn)定塔。穩(wěn)定塔的目的是將汽油中C4以下的輕烴脫除，在塔頂?shù)玫揭夯蜌猓ê喎Q液化氣），塔底得到合格的汽油穩(wěn)定汽油。催化裂化的主要設(shè)備：提升管反應(yīng)器及沉降器；再生器；單動滑閥及雙動滑閥；取熱器組織工藝流程時應(yīng)遵守一下原則：1、 物料及能量充分利用2、 工藝流程的連續(xù)化、自動化3、 易燃易爆的安全措施4、 適宜的單元操作及設(shè)備類型反應(yīng)器選擇：反應(yīng)動力學(xué)要求（保證原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)達到一定的轉(zhuǎn)化率和有適宜的反應(yīng)時間）；熱量傳遞要求；質(zhì)量傳遞和流體力

45、學(xué)過程要求；工程控制要求；機械工程要求（1、保證反應(yīng)設(shè)備在操作條件下有足夠強度和傳熱面積，同時便于制造；二、要求設(shè)備所用的材料必須對反應(yīng)介質(zhì)具有穩(wěn)定性、不參與反應(yīng)、不污染物料，也不被物料所腐蝕）；技術(shù)經(jīng)濟管理要求?；どa(chǎn)工藝大體分為四個步驟：1、 原料、燃料、能源的準備和預(yù)處理過程2、 化學(xué)反應(yīng)過程3、 分離目的產(chǎn)物和非目的產(chǎn)物或未反應(yīng)物4、 進行成品包裝和儲運合成氨1、 合成氨生產(chǎn)基本生產(chǎn)過程：包括原料氣制?。ㄔ蠚鈿浜偷煞謩e制得，也可同時制得其混合氣）、原料氣凈化（一氧化碳變換、硫化物與二氧化碳的脫除）和氨的合成（凈化后的原料氣經(jīng)壓縮后進行氨的合成）2、 合成氨的原料：主要為天然氣、重

46、油、渣油、煤及水蒸氣和空氣3、 煤氣化法是我國合成氨的主要制氣方法煤氣化是一個熱化學(xué)過程以煤或半焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸氣或氫氣等作氣化劑（或稱氣化介質(zhì)），在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)把煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體的過程。氣化時所得的氣體稱為煤氣，其有效成分包括一氧化碳、氫氣和甲烷等）4、 氣化煤氣可用作城市煤氣、工業(yè)燃氣和化工原料氣5、 煤氣化的基本化學(xué)反應(yīng)：煤在加入氣化爐后，先后經(jīng)歷干燥、熱解和生成的炭與氣化劑反應(yīng)這幾個階段，煤干餾后煤焦中主要成分是碳6、 煤氣化的分類（目前最通用的分類方法是暗反應(yīng)器類型分類）：移動床或稱為固定床（屬于逆流操作）、流化床（屬于并流操作）、氣

47、流床（介于并流與逆流之間）、熔融床（熔浴床）7、 水煤氣是熾熱的碳與水蒸氣反應(yīng)生成的煤氣，主要由CO和H2組成，碳與水蒸汽反應(yīng)生成的煤氣是強吸熱反應(yīng)需要提供分解水蒸氣的熱量8、 目前，工業(yè)上由天然氣制合成氣的主要技術(shù)有蒸汽轉(zhuǎn)化法（應(yīng)用最廣泛）、部分氧化法和間歇催化轉(zhuǎn)化法等9、 蒸汽轉(zhuǎn)化法是在催化劑存在及高溫條件下，使CH4等烴類與水蒸氣反應(yīng)，生成H2、CO等混合氣，其主要反應(yīng)為：CH4+H2OCO+3H2(該反應(yīng)是強吸熱反應(yīng)，需要外界提供熱)該法在工業(yè)上常分兩段進行，首先蒸汽和天然氣在一段爐的轉(zhuǎn)化管內(nèi)，按CH4+H2OCO+3H2進行吸熱的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，所需熱量由天然氣與空氣在管外燃燒供給；天然氣

48、在一段爐轉(zhuǎn)化到一定程度后，送入二段爐，并加入適量的空氣，空氣中的氧與部分可燃性氣體燃燒，為殘余的天然氣進一步轉(zhuǎn)化提供熱量，同時空氣也為合成氨提供了氮氣，從而得到半水煤氣。（此法技術(shù)成熟，不需要制氧設(shè)備，熱能利用比較充分，生產(chǎn)成本低，但轉(zhuǎn)化爐結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需用特殊的合金鋼管，投資較高，并且所用催化劑易于中毒，對原料的凈化要求非常嚴格）10、 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的基本原理：溫度（高溫利于主反應(yīng)，過高促進甲烷裂解，高于700析碳嚴重）、壓力（低壓利于主反應(yīng)，抑制CO析碳反應(yīng)，促進甲烷裂解析碳反應(yīng)）、水碳比（搞得水碳比利于主反應(yīng)，且可以抑制析碳副反應(yīng)）11、 選擇工業(yè)條件的理論依據(jù)是熱力學(xué)和動力學(xué)分析以及

49、化學(xué)工程原理，此外，還需結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟、生產(chǎn)安全等進行綜合優(yōu)化，轉(zhuǎn)化過程主要工藝條件有壓力、溫度、水碳比和氣流速度，這幾個條件之間互有關(guān)系，要恰當匹配12、 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化流程：天然氣脫硫一段轉(zhuǎn)化二段轉(zhuǎn)化變換脫碳合成氣（變換是CO與H2O反應(yīng)生成H2和CO2的過程，可增加H2的產(chǎn)出，降低CO量，當需要CO含量高時，應(yīng)取消變換過程；若只需要H2而不要CO時，需設(shè)置高溫變換和低溫變換以及脫除微量CO的過程；脫硫的作用是脫除天然氣中的硫化物，以防止轉(zhuǎn)化催化劑中毒脫碳過程作用是脫除CO2，使成品中只含有CO和H2,回收的高純度CO2可以用來制造一些化工產(chǎn)品）13、 CO變換：主反應(yīng)：CO+H2OH2+C

50、O2（可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱量隨溫度升高而減少）副反應(yīng)：CO+H2C+2H2O；CO+3H2CH4+H2O（副反應(yīng)消耗H2，必須抑制。高水碳比可以抑制副反應(yīng)的發(fā)生）14、 工業(yè)上變換催化劑主要有3大類：鐵鉻系催化劑（以Fe2O3為主，Cr2O3和K2CO3為促進劑，反應(yīng)前還原，適用于300-530，中溫或高溫變換催化劑）；銅基催化劑（以CuO為主，ZnO和Al2O3為促進劑和穩(wěn)定劑，預(yù)還原，適用于180-260，低溫變換催化劑）；鈷鉬系耐硫催化劑（鈷鉬氧化物負載在氧化鋁上，預(yù)硫化，適用于160-500，寬溫變換催化劑）15、 兩種反應(yīng)機理：CO與H2O分子先吸附到催化劑表面上，兩者在表面進行反應(yīng)

51、，然后生成物脫附；被催化劑活性位吸附的CO與晶格結(jié)合形成CO2并脫附，被吸附的H2O解離脫附出H2，而氧則補充到晶格中，此機理為有晶格氧轉(zhuǎn)移的氧化還原機理16、 變換反應(yīng)器的類型：中間間接冷卻式多段絕熱反應(yīng)器（與外界無熱交換，反應(yīng)氣體引至熱交換器間接換熱降溫）；原料氣冷激式多段絕熱反應(yīng)器（向反應(yīng)器中添加冷原料氣直接冷卻，催化劑用量比中間冷卻式多，流程簡單，省去熱交換器，預(yù)熱原料氣）；水蒸氣或冷凝水冷激式多段絕熱反應(yīng)器（用水蒸氣作冷激劑，水熱容大，降溫效果好，水冷激對反應(yīng)平衡和速率均有影響）17、 水煤氣變換流程有許多種，包括常壓、加壓；兩段中溫變換、三段中溫變換、中-低變串聯(lián)等。主要根據(jù)制造合

52、成氣的生產(chǎn)方法、水煤氣中CO含量、對殘余CO含量的要求等因素來選擇配煤和焦炭質(zhì)量1、 焦炭質(zhì)量化學(xué)成分：灰分（主要成分是SiO2和Al2O3,灰分越低越好）、硫分（易使生鐵鑄件脆裂，是生鐵冶煉的有害雜質(zhì)之一）、揮發(fā)分（鑒別焦炭成熟度的重要指標，一般成熟的冶金焦揮發(fā)分為1%左右）、水分（水分要穩(wěn)定，否則引起爐溫波動）、堿性成分（K2O、Na2O：由于其催化和腐蝕作用，能嚴重降低焦炭強度，應(yīng)當控制焦炭中堿性成分的含量）【焦炭的熱值與元素組成和灰分有關(guān)】2、 機械強度：耐磨強度、抗碎強度、轉(zhuǎn)股試驗測定3、 反應(yīng)性：大多數(shù)國家都用焦炭與CO2間的反應(yīng)特性評定焦炭反應(yīng)性，是指與CO2的碳溶反應(yīng)性影響焦炭

53、反應(yīng)性的三大因素：原料煤性質(zhì)（煤種、煤巖相的組成、煤灰分等）、煉焦工藝因素（焦餅中心溫度、結(jié)焦時間、煉焦方式等）、高爐冶煉條件（溫度、時間等）4、 焦爐的構(gòu)成：碳化室（煤隔絕空氣干餾的場所）、蓄熱室（回收燃燒室廢氣的熱量來預(yù)熱空氣和貧煤氣的地方）、燃燒室（煤氣燃燒為碳化室供熱的地方，比碳化室多一個）、加煤車（從煤塔取走一定重量的煤樣，通過碳化室頂部裝煤孔卸入碳化室）、推焦車（將成熟的焦炭從碳化室的機側(cè)推到焦側(cè)的導(dǎo)焦車上）、導(dǎo)焦車（攔著從碳化室推出來的焦炭落到熄焦車上）、熄焦車（將赤熱的焦炭熄滅，然后卸在涼焦臺上冷卻）5、 碳化室的兩側(cè)是燃燒室，一墻之隔（隔墻要求：防止干餾煤氣泄漏，盡快傳遞干餾

54、所需的熱量，高溫抗腐蝕性強，整體結(jié)構(gòu)強度高）兩者是并列的，下部是蓄熱室，燃燒室由火道構(gòu)成，蓄熱室和燃燒室的通道為斜道區(qū)，位于蓄熱室頂部和燃燒室底部之間，用于導(dǎo)入空氣和煤氣，并將其分配到每個立火道中，同時排出廢氣。6、 為了達到碳化室上下加熱均勻可采取的措施：高低燈頭，火道中燈頭高低不等；廢氣循環(huán)，火道中混入廢氣，拉長火焰；分段燃燒，火道分段供入空氣，增長燃燒區(qū)7、 現(xiàn)代焦爐應(yīng)具備的性能：保證煉得優(yōu)質(zhì)焦炭、能耗低、結(jié)構(gòu)合理，堅固耐用、獲得較多的煤氣和焦油副產(chǎn)品、碳化室加熱均勻8、 煉焦新技術(shù)：技術(shù)需求：提高焦炭質(zhì)量，增加焦炭產(chǎn)量、擴大煤源，開發(fā)煉焦新技術(shù)現(xiàn)行焦爐的缺點：煤料加熱速度不均、碳化室間

55、歇式生產(chǎn)、煤料子啊碳化室內(nèi)的堆密度有差別、焦炭塊度，強度，氣孔率和反應(yīng)性都不均勻技術(shù)方向：合理配煤、增加裝爐煤堆密度、優(yōu)化破碎以及煤的干燥和預(yù)熱9、干法熄焦：利用惰性氣體將赤熱焦炭冷卻，得到的熱惰性氣體加熱鍋爐發(fā)生蒸氣，降了溫的惰性氣體，再循環(huán)從而回收了赤熱焦炭的熱量，提高煉焦生產(chǎn)的熱效率性能。與濕法相比，優(yōu)點：回收焦炭熱量，環(huán)保；提高焦炭質(zhì)量；提高焦爐生產(chǎn)能力灑水濕法熄焦方法雖簡便，但損失大量熱，耗費大量水，污染環(huán)境10、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)生：煤在焦爐碳化室內(nèi)進行高溫干餾時，發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，75%轉(zhuǎn)化為焦炭，其余析出的揮發(fā)性產(chǎn)物即為粗煤氣，粗煤氣經(jīng)過冷卻及用各種吸收劑處理，可從中提取各

56、種有用的化學(xué)產(chǎn)品，并獲得凈煤氣。兩個產(chǎn)生階段：膠質(zhì)體形成階段：里行氣（10%），沒有經(jīng)歷二次熱解作用：含有大量水蒸氣，含煤一次分解產(chǎn)物（主要CH4及其同系物，還有H2、CO2、CO及不飽和烴）半焦形成和收縮階段：外行氣（90%），經(jīng)過高溫區(qū)，經(jīng)二次熱解作用，二次熱解產(chǎn)物（主要H2及少量CH4）11、影響化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率的因素：配煤的影響；煉焦操作條件的影響（爐墻溫度、爐頂空間溫度、煉焦爐的壓力）煉焦化學(xué)產(chǎn)品的用途：凈煤氣：鋼鐵等工業(yè)的重要燃料，經(jīng)深度脫硫后可作民用燃料或化工合成原料氨：制硫酸銨、無水氨或濃氨水硫化氫：生產(chǎn)單斜硫和硫的原料氰化氫：制黃血鹽（鈉）粗苯：制苯、甲苯、二甲苯和溶劑油等焦油：酚類、吡啶堿、萘、蒽、瀝青和各種餾分油12、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制流程：粗煤氣首先經(jīng)過初冷氣冷卻析出焦油和水，然后用鼓風(fēng)機抽吸和加壓以輸送煤氣，再進一步逐一回收化學(xué)產(chǎn)品全負壓回收與凈化流程：粗煤氣橫管初冷電捕焦油氨水脫硫洗氨洗苯鼓風(fēng)機凈煤氣優(yōu)點：流程短，系統(tǒng)阻力小，鼓風(fēng)機在最后，煤氣一直在低溫下進行操作，無需設(shè)置終冷工序冷卻冷凝法：30低溫下吸收有利；含有大量水蒸氣，吸收后，降低輸送成本；有害物質(zhì)也被冷凝（萘容易堵塞、焦油蒸汽不利于回收氨和粗苯操作；氨燃燒生成氧化氮；不飽和烴形成聚合物）1、 煤氣化是將煤與氣化