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文檔簡介
1、石油(Petroleum):指氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的烴類混合物,具有天然性狀; 原油(Crude Oil):指石油的基本類型,常壓下呈液態(tài),其中也包括一些液態(tài)非烴類組分(天然的液態(tài)烴類混合物); 天然氣(Natural Gas):指石油的主要類型,常溫常壓下呈氣態(tài),在地層條件下溶解于原油中。第一章 石油的化學組成天然石油主要是由烷烴、烯烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成。錯。天然石油不含烯烴 我國石油餾分中的環(huán)烷烴都是六元環(huán)。錯。天然石油中,環(huán)烷烴幾乎都是五元環(huán)、六元環(huán)。我國主要原油五元環(huán)少于六元環(huán)。 石油中的膠質能溶于正庚烷,而瀝青質則不能。錯。膠質、瀝青質根據在不同溶劑中的溶解度劃分。瀝青質不溶于低分子(
2、C5C7)正構烷烴,但能溶于熱苯。 石油中的含硫、氮、氧化合物,對所有石油產品均有不利影響,應在加工過程中除去。對。 石油餾分就是石油產品。錯。餾分不等同于產品。餾分與產品的區(qū)別:石油產品是石油的一個餾分,但餾分并不等同于產品。石油產品要滿足油品的規(guī)格要求,餾分要變成產品還必須對其進一步加工。石油的元素組成:組成石油的主要元素是C(8387%)、H(1114%)、 S、N、O(14%)五種元素。(原油中除C、H、S、N、O外,還有其他微量元素,目前共檢出59種元素,其中原油中的微量金屬元素主要有V、Ni、Fe、Cu、As等 )我國原油的特點:密度偏大;含硫低、含氮高;凝點高、蠟含量高,而瀝青質
3、含量低;鎳含量遠高于釩含量;汽油餾分含量低、渣油含量高。氫碳原子(質量)比:是用來反映原油屬性的一個參數,與原油的化學組成和結構有關系 ,相同碳原子數的各種烴類氫碳原子比大小順序是: 芳 香 烴 < 環(huán) 烷 烴 < 烷 烴。在石油的各種加工過程中,氫碳原子比也是一個重要的參數和指標。餾分 :是指用分餾方法把原油分成的不同沸點范圍的組分。分餾:分餾是對某一混合物進行加熱,針對混合物中各成分的不同沸點進行冷卻分離成相對純凈的單一物質過程。直餾餾分:從原油直接分餾得到的餾分稱為直餾餾分。餾分與產品的區(qū)別:石油產品是石油的一個餾分,但餾分并不等同于產品。石油產品要滿足油品的規(guī)格要求,餾分要
4、變成產品還必須對其進一步加工。石油餾分組成:原油加工時通常是按照沸點高低首先將其切割成幾個餾分,即汽油餾分、煤柴油餾分 (中間餾分)、常壓重油、減壓蠟油和減壓渣油。石油中含有的餾分,一般規(guī)定:小于180的餾分為汽油餾分(也稱為低沸點餾分,輕油或石腦油餾分);180350的餾分為煤、柴油餾分(也稱中間餾分,AGO);350500的餾分為減壓餾分(也稱高沸點餾分或潤滑油,VGO);大于500的餾分為減渣餾分(VR) 組成石油的烴類由哪些?石油中的烴類主要有烷烴、環(huán)烷烴和芳烴以及兼有這三種結構的混合烴組成;原油中一般不含烯烴,炔烴更少。 石油中各族烴類分布的總規(guī)律是:隨著石油餾分沸點的升高,所含各族
5、烴類的碳原子數增多,分子量隨之增大,環(huán)狀烴的環(huán)數增加,結構趨于復雜化。 一般在石油中,隨石油餾分沸點的升高,餾分中的烷烴含量逐漸減少,芳烴含量逐漸增加,環(huán)烷烴含量則隨著原油類別的不同,或增加,或減少,或大致不變。 石油烴類的表示方法:單體烴組成:單體烴組成表明了石油餾分中每一種烴(單體化合物),目前還僅限于闡述石油氣及石油低沸點餾分的組成。族組成:化學結構類似的一類化學物。 結構族組成:不論石油烴類的結構多么復雜,都可以看作是由三個基本結構單元組成:芳香環(huán)、環(huán)烷環(huán)和烷基側鏈。用這些基本結構單元的量來表示復雜分子混合物的組成的方法就是結構族組成表示法 石油中的非烴化合物主要指:含硫、含氮和含氧化
6、合物以及膠狀瀝青狀物質。大部分含硫、含氮、含氧化合物和膠質以及全部瀝青質都集中在渣油中。石油中的非烴類化合物對石油的加工和石油產品有什么危害?含硫化合物對石油加工及產品應用的危害:腐蝕性;環(huán)境污染;影響產品的儲存安定性;影響燃料的燃燒性能;硫可使后續(xù)加工的催化劑中毒。 含氮化合物對石油加工及產品應用的危害:影響了產品的安定性;導致催化劑中毒,使催化劑的活性和選擇性降低。 含氧化合物對石油加工及產品應用的危害:不利于原油的脫鹽脫水;腐蝕設備;腐蝕有色金屬。膠質、瀝青質的危害: 石油品在使用過程中生成炭渣,造成機器零件的磨損和堵塞。多環(huán)芳香烴和稠環(huán)芳香烴的區(qū)別?分子中含有兩個或兩個以上獨立苯環(huán)的芳
7、香烴稱為多環(huán)芳香烴。分子中含有兩個或兩個以上苯環(huán),且苯環(huán)彼此間通過公用兩個相鄰碳原子稠合而成的芳香烴稱為稠環(huán)芳香烴。膠質和瀝青質的性質和特點?膠質和瀝青質是渣油中含元素種類最多、結構最復雜、相對分子質量最大的物質,含有大量的各種非烴化合物,是各種不同結構的高分子化合物的復雜混合物。 第二章 石油及油品的理化性質飽和蒸汽壓:是在某一溫度下一種物質液相與其上方的氣相呈平衡狀態(tài)時,該蒸汽所產生的壓力稱為飽和蒸汽壓,簡稱蒸汽壓。餾程:石油餾分的沸點表現為一定寬度的溫度范圍,稱為沸程,也稱餾程。反映油品蒸發(fā)性能的指標:蒸汽壓,餾程和平均沸點。對某一純烴而言,其蒸汽壓是隨溫度的升高而增大,與純烴不同,烴類
8、混合物的蒸汽壓不僅取決于 溫度和氣化潛熱 ,同時也取決于其 組成(氣化率) 。石油餾分蒸汽壓的表示方法? 雷德蒸汽壓:在38,氣液相體積比為4:1時測定,常用作油品質量標準。真實蒸汽壓(泡點蒸汽壓):在汽化率為零時油品的蒸汽壓。恩氏蒸餾方法:將100mL油品放入標準的蒸餾瓶中,按規(guī)定條件加熱,流出第一滴冷凝液時的氣相溫度稱為初餾點,餾出物為10%、20%90%時所對應的氣相溫度分別被稱為10%、20%90%點的餾出溫度,蒸餾到最后所能達到的最高氣相溫度稱為終餾點或干點。從初餾點到干點(終餾點)的溫度范圍稱為餾程。根據餾程測定的數據,以氣相餾出溫度為縱坐標,餾出體積為橫坐標,可以繪得該油品的恩氏
9、蒸餾曲線。特點:最簡便、最常用的方法;設備簡單、收集數據多。恩氏蒸餾斜率的含義?斜率S:表示從餾出10%到90%之間,每餾出1%的沸點平均升高值;恩氏蒸餾曲線的斜率越大,該油品的餾程范圍越寬。油品密度的表示方法有哪些?密度和相對密度油品密度跟組成和餾分的關系?分子量相近的不同烴類之間密度有明顯差別(芳烴 > 環(huán)烷烴 > 烷烴);同一種原油 沸點增加,分子量增大,密度增大;對不同原油 ,同樣沸程,相對密度差別很大,一般來說,環(huán)烷基的 > 中間基的 > 石蠟基的 。油品密度與溫度和壓力的關系?同一油品,溫度上升,油品體積就會膨脹,相對密度減小。在一定壓力范圍內,壓力升高,對
10、油品相對密度的影響可以忽略,只有當壓力極大(幾十兆帕)時,才考慮壓力對相對密度的影響。特性因數是烴類列氏絕對溫度表示沸點的立方根對相對密度作圖,所得曲線的斜率。特性因數跟烴類組成和餾分的關系?不同烴類K值的大?。和鍩N類的K 值相近,不同族烴類的K 值不同 ;烷烴的K值最大,約為12.7,環(huán)烷烴的次之,為1112,芳香烴的K值最小,為1011;對于烷烴來說,支鏈增加K值下降;而對于環(huán)烷烴和芳烴來說,支鏈數增加 K 值增加; 對于芳烴來說,環(huán)數增加,K值減??;對于石油餾分,計算 K 值時溫度 T 為中平均沸點。 相關指數:正構烷烴的相關指數最小,基本為0;芳香烴的相關指數最高(苯約為100)。相
11、關指數BMCI這個指標廣泛用于表征裂解乙烯原料的化學組成,希望是越小越好。特征參數KH:對于含有大量不飽和烴或膠質、瀝青質的餾分(如VR 等),特性因數K就不能很好地表征其化學組成特性。因此中國石油大學重質油國家重點實驗室對原有的特性因數K 進行了修正,提出了一個表征渣油特征的特征參數KH。平均相對分子質量是油品的一個重要性質,在煉油和儲運設計計算過程中經常使用。石油餾分是一個復雜的混合物,其相對分子質量是其中各組分相對分子質量的平均值,所以又稱為平均相對分子質量,簡稱分子量。苯胺點:就是以苯胺為溶劑,與油品按體積比為11混合時的臨界溶解溫度。不同烴類的苯胺點差別很大,碳原子數相同時:多環(huán)芳烴
12、 單環(huán)芳烴 烯烴 環(huán)烷烴 烷烴。芳香烴的苯胺點遠遠低于烷烴和環(huán)烷烴。對于同族烴類:隨分子量增大,苯胺點增大,但變化幅度不大。苯胺點的用途:根據油品苯胺點可以求油品的特性因數K,分子量和H/C質量比等物性;也可以由油品的苯胺點來計算柴油的柴油指數,從而可以估算柴油的十六烷值。 油品的流動性:石油和油品在處于牛頓流體狀態(tài)時,其流動性能用粘度來描述;當處于低溫狀態(tài)時,則用各種條件性指標來評定其低溫流動性:如凝點、結晶點、冰點等。 粘度的表示方法(指標):運動粘度、恩氏粘度、賽氏粘度、雷氏粘度。影響粘度的因素有哪些?壓力、溫度。為什么說不標明溫度的粘度就沒有意義?溫度升高,所有油品粘度下降,因此沒有注
13、明溫度的粘度沒有任何意義。它有幾種表示方法?粘度比、粘度指數。油品粘度與餾分和組成的關系:油品粘度和化學組成的關系:對于相同沸點的不同石油餾分:含環(huán)狀烴多則粘度高;環(huán)數越多,粘度越大;當烴類分子中的環(huán)數相同時,其側鏈越長則其粘度越大;相同環(huán)數和碳數的芳香烴和環(huán)烷烴:環(huán)烷烴 > 芳香烴。上述結論說明了油品的運動粘度中包含了分子結構的信息,而且環(huán)可以認為是粘度的載體。油品的粘溫性能:油品的粘度隨溫度變化的性質。粘溫性能與化學組成之間的關系:烴類中除正構烷烴的粘溫性質最好外,帶有少分支長烷基側鏈的少環(huán)烴類和分支程度不大的異構烷烴的粘溫性質也比較好,而多環(huán)短側鏈的環(huán)狀烴類的粘溫性質則很差。粘溫凝
14、固:含蠟很少或不含蠟的油品,在溫度下降時,粘度迅速升高,當粘度大到一定程度后(>3×105mm2/s),油品就會變成無定型的玻璃狀物質,失去流動性,這種凝固稱為粘溫凝固。不是很確切,仍是可塑性物質,而不是固體。 構造凝固:含蠟原油或油品,在溫度下降過程中,由于蠟結晶析出而引起的凝固。濁點(云點):是煤油的低溫指標,在規(guī)定條件下降溫,當煤油出現霧狀或渾濁時的最高溫度。結晶點:是在規(guī)定條件下冷卻油品,出現用肉眼可以分辨的結晶時的最高溫度。冰點:是在規(guī)定條件下冷卻油品到出現結晶后,再使其升溫,使原來形成的結晶消失時的最低溫度。同一油品:濁點高于結晶點。冰點比結晶點高13。 濁點 &g
15、t; 冰點 > 結晶點凝點:在規(guī)定條件下冷卻油品,當油品剛失去流動性的最高溫度,稱為凝點。閃點:指在規(guī)定條件下,加熱油品所溢出的蒸汽和空氣組成的混合物與火焰接觸時發(fā)生瞬間閃火時的最低溫度。燃點:油品在規(guī)定條件下加熱到能被外部火源引燃并連續(xù)燃燒不少于5秒鐘時的最低溫度。自燃點:把油品預熱到很高溫度,然后使其與空氣接觸,不需引火,油品即可能因劇烈氧化而產生火焰自行燃燒,能產生自燃的最低溫度稱為自燃點。閃點、燃點和自燃點與油品組成的關系:閃點和燃點與烴類的蒸發(fā)性能有關,而自燃點與油品的餾程和氧化性能有關;同族烴中,隨分子量增大,閃點升高,燃點升高,自燃點降低;油品越輕,閃點越低,燃點越低,自燃
16、點越高;烷烴比芳烴易于自燃,所以烷烴的自燃點低(芳香烴比烷烴穩(wěn)定),但烷烴的閃點卻比粘度相同而含環(huán)烷烴和芳香烴較多的油品高;汽油的自燃點常在400以上,柴油的自燃點只有220250,而渣油的自燃點則更低 。 從安全防火的角度來說,輕質油品防明火,以防外界火源而引燃爆炸,重質油品應防止高溫泄露,遇空氣自燃。第三章 石油產品的分類和使用要求(1)自燃點低的柴油抗爆性好,而自燃點低的汽油抗爆性較差。對。(2)異構烷烴是汽油的理想組分,同時也是航空煤油的理想組分。錯。汽油的理想組分:高度分支的異構烷烴。航空煤油的理想組分:煤油型的帶側鏈的環(huán)烷烴和異構烷烴 (3)直餾汽油、柴油的抗爆性優(yōu)于催化裂化汽油及
17、柴油的抗爆性。錯。直餾汽油正構烷烴多,催化裂化汽油異構烷烴多,異構烷烴辛烷值大于正構烷烴。汽油機、柴油機的工作過程有什么本質的區(qū)別?柴油機與汽油機的相同之處:都有四沖程:進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣 ;都是內燃機。不同點:柴油機的壓縮比約高于汽油機的一倍,一般為16-30。這樣,壓縮后氣體的溫度、壓力都比較高,可達到500700、35MPa,此溫度超過柴油的自燃點。汽油發(fā)動機的進氣是空氣燃油混合氣,而柴油發(fā)動機在進氣行程只吸入空氣,在壓縮行程接近上止點時開始噴入燃油。柴油是用高壓油泵噴入氣缸中,經霧化后的細小油滴便與被壓縮的高溫空氣混合,并迅速蒸發(fā)氣化、自燃發(fā)火,其燃燒氣體溫度高達1500200
18、0,壓力猛增至512MPa。柴油機的壓縮比及氣缸內的溫度和壓力都顯著高于汽油機的,因此其熱效率一般比汽油機的高,當二者功率相同時,柴油機可節(jié)約燃料2030%。 汽油機:按燃料供給方式的不同,汽油機又可分為化油器式及噴射(電噴)式兩大類。根據汽油機的工作條件,對汽油的使用要求主要有: 1)在所有的工況下,具有足夠的揮發(fā)性以形成可燃混合氣; 2)燃燒平穩(wěn),不產生爆震燃燒現象;3)儲存安定性好,生成膠質的傾向小;4)對發(fā)動機沒有腐蝕作用;5)排出的污染物少。 汽油發(fā)動機發(fā)生氣阻的原因和危害是什么?原因:汽油安定性差,在使用時產生不蒸發(fā)的膠狀物,阻塞管道。危害:影響供油。汽油餾分的初餾點、10%點、5
19、0%點、90%點和干點與汽油發(fā)動機的使用性能有什么關系?初餾點是控制氣阻的形成;10%餾出溫度是為了保證汽油具有良好的啟動性能;50%餾出溫度表示汽油的平均蒸發(fā)性能,是為了保證汽油餾分的組成分布均勻,使發(fā)動機具有良好的加速性和平穩(wěn)性,保證其最大功率和爬坡能力; 90%餾出溫度和干點表示汽油蒸發(fā)的完全程度。柴油機:壓燃式發(fā)動機。柴油機的工作循環(huán)和汽油機一樣都是內燃機。 柴油機對燃料的使用要求具體表現在以下幾個方面:1)具有良好的霧化性能、蒸發(fā)性能和燃燒性能;2)具有良好的燃料供給性能;3)對發(fā)動機部件沒有腐蝕和磨損作用;4)良好的儲存安定性和熱安定性;5)低污染排放。柴油機和汽油機的爆震現象的原
20、因是什么? 汽油機是由于燃料自燃點太低,太容易氧化,過氧化物積累過多,以致電火花點火后,火焰尚未到達的區(qū)域中的混合氣體便已自燃,形成爆震。 柴油機的爆震原因恰好相反,由于燃料自燃點過高,不易氧化,過氧化物積累不足,遲遲不能自燃,以致在自燃開始時,氣缸中燃料積累過多而出現爆震現象。 要提高發(fā)動機抗爆震性能,對燃料的組成各有什么要求?柴油機要求自燃點低的燃料,而汽油機要求使用自燃點高的燃料。 汽油、柴油和航煤的使用性能(蒸發(fā)性能、抗爆性能、安定性、腐蝕性和清潔性)及質量指標;清潔汽油的控制指標? 汽油:汽油的蒸發(fā)性能常用餾程和蒸汽壓來表示,汽油的抗爆性是用辛烷值來表示。通常用不飽和烴含量、氧化難易
21、程度和膠質含量等來表示汽油安定性好壞。汽油的腐蝕性指標:硫含量、硫醇性硫含量(不大于0.001%)、銅片腐蝕試驗、酸度和水溶性酸或堿等。清潔性指標:硫含量:汽油中的硫化物易氧化促使油品變質,并會引起設備腐蝕,燃燒后尾氣污染大氣等問題。苯含量:苯是致癌物質,燃燒不好會使汽車尾氣中的苯含量增加,危害公眾健康。烯烴含量:揮發(fā)性強,光化學反應活性很高,易與氮氧化物混合,經太陽的紫外線照射可形成有毒的光化學煙霧,對大氣臭氧層有極大的破壞作用; 芳烴:芳烴含量過高,會增加汽車尾氣排放物中的芳烴含量。同時,芳烴的燃燒溫度較高,也會導致尾氣中氮氧化物排放量的增加。同樣大多數芳烴也是致癌物質。 柴油:表征柴油蒸
22、發(fā)性能的指標和要求:餾程和閃點。十六烷值(CN)是衡量燃料在壓燃式發(fā)動機中發(fā)火性能的指標。儲存安定性和氧化安定性指標:總不溶物(< 2.50mg/100mL)和10%蒸余物殘?zhí)?。柴油的腐蝕性指標:硫含量、酸度、銅片腐蝕和水溶性酸或堿等。柴油的潔凈度重要指標:硫含量、多環(huán)芳烴以及總芳烴含量。 清潔汽油的控制指標:乙醇體積 車用汽油、柴油分別用什么指標作為商品牌號?汽油均以辛烷值(Octane Number,ON)作為牌號。柴油以十六烷值(CN)為牌號。汽油辛烷值的測定方法:測定方法有馬達法和研究法兩種。它是在標準試驗用的可調壓縮比的單缸發(fā)動機中測得的。將待測汽油與參比燃料試樣的抗爆性進行對
23、比實驗而測得的。所用的參比燃料是異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)和正庚烷的混合物。人為規(guī)定異辛烷的辛烷值為100,正庚烷的辛烷值為0,將這兩種標準燃料按不同體積比混合就得到了不同抗爆性等級的參比燃料混合物,以異辛烷的體積百分數作為正標準燃料混合物的辛烷值。 汽油辛烷值的定義:汽油的辛烷值表示與被測汽油抗爆性相同的正標準燃料混合物中純異辛烷的體積百分數。因此汽油的辛烷值并不表示汽油中異辛烷的含量。 辛烷值與汽油組成和餾分之間的關系:汽油由各種烴類組成,對分子量大致相同的不同烴類:正構烷烴<環(huán)烷烴和正構烯烴<異構烷烴和異構烯烴<芳烴。同族烴類,分子量越小,沸點越低,辛烷值越大。汽
24、油的干點降低,辛烷值會升高。烷烴分子的碳鏈上分支越多,排列越緊湊,辛烷值越高。烯烴比同碳數的直鏈烷烴的抗爆性好,雙鍵位置越接近碳鏈中間位置,辛烷值越高。環(huán)烷環(huán)上如帶有側鏈則其抗爆性變差,側鏈越長其辛烷值越低,如果側鏈上有支鏈,則其抗爆性有所改善。芳香烴的抗爆性在各類烴中是最好的,許多芳香烴的辛烷值超過100,帶有側鏈的芳烴的抗爆性稍差,其辛烷值隨側鏈的加長而降低。含較多的芳香烴、異構烷烴的輕汽油,其辛烷值高!提高辛烷值的方法:加入高辛烷值調和組分(主要是含氧化合物);調整工藝操作條件。柴油十六烷值定義:十六烷值(CN)是衡量燃料在壓燃式發(fā)動機中發(fā)火性能的指標。把所測燃料與標準燃料進行對比,與其
25、發(fā)火性能相同的標準燃料的十六烷值即為所測燃料的十六烷值。柴油十六烷值的測量方法:柴油的十六烷值也是在規(guī)定操作條件下的標準的試驗用單缸柴油機中測定的。把所測燃料與標準燃料進行對比,與其發(fā)火性能相同的標準燃料的十六烷值即為所測燃料的十六烷值。 柴油的十六烷值與化學組成和餾分的關系:相同碳數的不同烴類,以正構烷烴的十六烷值最高,正構烯烴、異構烷烴和環(huán)烷烴居中,芳香烴最小。相同碳數的異構烷烴,十六烷值隨支鏈數的增加而降低;對于同一族烴類,隨分子量增加,自然點降低,十六烷值增加。但餾分變重,由于蒸發(fā)性能變差,耗油量會增加;不同基屬的原油,其生產的柴油由于化學組成的不同,其十六烷值相差較大。石蠟基原油生產
26、的柴油比環(huán)烷基原油生產的柴油十六烷值高。 柴油低溫性能指標:我國以凝點和冷濾點表示柴油的低溫流動性。 柴油的低溫性能與其化學組成的關系:柴油的餾分越重,其低溫流動性越差。 為什么說低溫性能是柴油的重要使用性能?當柴油溫度到達高于凝點3左右的冷濾點時,柴油雖未完全失去流動性,但已有冰晶和蠟結晶析出,會堵塞過濾器,減少供油量,甚至完全中斷供油。柴油冷至凝點時已很難流動,供油中斷,使柴油機停止工作。為什么對航空煤油要同時提出相對密度和發(fā)熱值的要求? 對于同一族烴來說,隨沸點升高,重量熱值變小,密度增大。由于重量熱值與體積熱值是有矛盾的,為了兼顧兩者,使噴氣燃料具有良好的能量特性,理想的化學組成是含有
27、較多的環(huán)烷烴。 為什么要限制航空煤油中芳香烴的含量? 芳香烴的密度最大,重量熱值最小。芳香烴過多會減小燃料的重量熱值。汽油的理想組分:高度分支的異構烷烴。 柴油的理想組分:應從兩個方面入手,即應保證它的十六烷值比較高,又要保證它的凝點比較低。單烷基(T型)或二單烷基(型)的異構烷烴 (CN=4070)。 航空煤油的理想組分:煤油型的帶側鏈的環(huán)烷烴和異構烷烴。 潤滑油的理想組分:少環(huán)(最好是單環(huán))長烷基側鏈的烴類。第四章 原油的分類和加工方案原油分類的目的是什么?性質和組成相似的原油,其加工、儲運等方案也相近。因此根據原油特性進行分類,對制定原油加工方案和儲運、銷售都是十分必要的。 原油評價的目
28、的是什么?為新設計的煉廠制定原油加工方案提供依據;可以指導實際生產。評價的類型有哪些?原油的評價按其目的不同可分為四類:1)原油性質分析:掌握原油性質變化規(guī)律和動態(tài);2)原油的簡單評價:初步確定原油的性質和特點 ;3)原油的基本評價:為一般煉油廠設計提供數據; 4)原油的綜合評價:評價內容最為全面,為綜合性煉油廠的設計提供數據。原油的分類方法:工業(yè)(商品)分類法、化學分類法(特性因數分類、美國礦務局關鍵餾分特性分類、相關指數分類、石油指數和結構族組成分類等)我國原油的分類方法:我國對原油的分類現采用關鍵餾分特性分類法和硫含量分類法相結合的分類方法,把硫含量分類作為關鍵餾分特性分類法的補充。原油
29、通過實沸點蒸餾可以繪制哪些重要曲線?實沸點蒸餾曲線、性質曲線和產率曲線。 繪制這些曲線的實際意義:結合各種產品的性質,為制定原油切割方案和進行煉油過程工藝設計提供不可缺少的重要資料。我國主要原油(大慶、勝利)的分類屬性和理想的加工方案; 大慶:含蠟量高(26%30%),凝點高(約30),硫含量低(0.10%),金屬含量低(Ni: 2ppm、V<0.1ppm),正庚烷瀝青質含量低(接近于0),特性因數K=12.512.6,屬于典型的低硫石蠟基原油。根據上述評價結果,大慶原油的加工方案采用燃料-潤滑油型加工方案最為理想,或者采用燃料-潤滑油-化工型方案。原油評價數據表明,大慶原油是生產優(yōu)質潤
30、滑油和各種蠟的良好原料。勝利:膠質含量高(約為23%),密度較大(大約在0.900g/cm3),另外,含蠟量較高,含硫(大部分在1%左右)原油,因此是屬于較為典型的含硫中間基原油。勝利原油中的輕餾分含量比大慶原油少。200以前的收率約7%(w),350前約2425%,500以前的總拔出率約占原油的50%(w)。根據上述評價結果,勝利混合原油的加工方案一般采用燃料型加工方案或者燃料-化工型加工方案比較理想原油的加工方案(三種):燃料型、燃料-潤滑油型、燃料-化工型。第五章 原油的脫鹽脫水原油脫鹽脫水的基本原理:常用的脫鹽脫水過程是向原油中注入部分含氯低的新鮮水,以溶解原油中的結晶鹽類,并稀釋原有
31、鹽水,形成新的乳狀液,然后在一定溫度、壓力和破乳劑及高壓電場作用下,使微小的水滴,聚集成較大水滴,因密度差別,借助重力水滴從油中沉降、分離,達到脫鹽脫水的目的,稱為電化學脫鹽脫水,簡稱電脫鹽過程。原油中的鹽大部分溶于水中,所以脫水的同時,鹽也被脫除。指標:含水量達到0.1%0.2%。含鹽量<5mg/L措施:煉油廠原油的脫鹽脫水大都采用二級電化學脫鹽方法,它綜合運用加熱、注水、加破乳劑和高壓電場幾種措施,使原油破乳、水滴聚結而達到沉降分離的目的。 注水目的:溶解原油中的結晶鹽類和增大原油中含水量,以增加水滴的偶極聚結力。 破乳劑目的:有助于原油破乳脫水。第六章 石油蒸餾過程相平衡:對于石油
32、餾分,在一定的溫度和壓力下,保持石油餾分氣、液兩相共存,而且氣、液兩相的相對量(汽化率)和兩相中的各組分都不再發(fā)生變化,這時該石油餾分達到了氣、液平衡狀態(tài)。 泡點:在一定壓力下,加熱油品,當其溫度升高到某一數值時,油品開始氣化,油品剛剛出現第一個氣泡并保持相平衡狀態(tài)時的溫度,稱為泡點溫度,或稱為平衡氣化0%溫度。 露點:一定壓力,持續(xù)加熱,使油品不斷氣化,當油品剛剛全部氣化并保持相平衡時的溫度,稱為露點溫度,也稱為平衡氣化100%的溫度。 蒸餾的原理:按其組分沸點的不同而達到分離的目的。利用液體混合物中各組分揮發(fā)度不同,使液體混合物部分氣化并隨之使蒸汽部分冷凝,從而實現液體混合物所含組分的分離
33、。蒸餾操作的三種基本類型(蒸餾方式):閃蒸平衡汽化、簡單蒸餾漸次汽化、精餾(有連續(xù)式和間歇式兩種)。分離精確度比較:精度:精餾>簡單蒸餾>閃蒸 閃蒸過程最大的分離能力為熱力學一次相平衡,因此閃蒸過程的分離效果十分有限。簡單蒸餾是一種間歇過程,基本上無精餾效果,分離程度也不高。精餾時氣、液兩相進行連續(xù)多次的平衡汽化和平衡冷凝,精餾的分離效果要遠遠優(yōu)于平衡蒸餾(閃蒸)和簡單蒸餾。實現連續(xù)精餾的必要條件:1)使氣、液兩相充分接觸的設備;2)液相回流和氣相回流;3)沿塔高存在的溫度梯度和濃度梯度; 一個完整的精餾塔有幾部分組成?精餾段和提餾段兩部分原油入塔前,為什么既要求有一定的過汽化度,
34、但又要限制過汽化量?使進料段上最低一個側線下幾層塔板上有足夠的液相回流以保證最低側線產品的質量。過汽化度一般為24%。氣化度過高會加重熱爐負荷,增加油料的裂化。常減壓蒸餾工藝流程:典型的三段氣化原油常減壓蒸餾工藝,初餾常壓減壓常減壓蒸餾工藝方案:燃料型、燃料潤滑油型、燃料化工型熟悉三段汽化原油蒸餾工藝流程:一段汽化蒸餾:原油蒸餾流程中只有一個精餾塔,僅經過一次汽化,就稱一段蒸餾,如常壓蒸餾:只有一個常壓塔;二段汽化蒸餾:原油的蒸餾流程有兩個精餾塔,經過了兩次汽化,就稱為二段精餾。如常減壓蒸餾、初餾塔和常壓塔;三段汽化蒸餾:在常減壓蒸餾塔的最前面再設一個初餾塔或閃蒸塔,原油加工流程方案中就有了三
35、個精餾塔,則稱為三段蒸餾。(原油蒸餾方案中)設置初餾塔的幾條因素(原因):1)原油中輕餾分多,一般輕餾分>20%時,設初餾塔;2)原油乳化現象比較嚴重,脫鹽、脫水都不充分時;3)原油的含砷量高,又要出重整原料時;4)適應原油性質變化需要;5)原油含硫量高。 (原油蒸餾方案中)設置初餾塔的作用(原因):1)降低加熱爐和常壓塔的負荷,有利于提高裝置的處理量;2)降低原油換熱系統(tǒng)的操作壓力,從而節(jié)約裝置能耗和操作費用;3)保證常壓塔的操作平穩(wěn),有利于提高產品質量;4)減輕常壓塔頂的、餾出管線和冷凝冷卻設備的腐蝕。原油預處理的目的:脫鹽脫水脫酸。常壓塔內汽、液相負荷的分布規(guī)律:沿塔高自下而上,液
36、相負荷先緩慢增加,到抽出板,由一個突增,然后再緩慢增加,到抽出板又突增至塔頂第二塊板達最大,到第一塊板又突然減??;而汽相負荷一直是緩慢增加的,到第二塊板達最大,到第一塊板又突然減小。常壓精餾塔的工藝特征:料和產品都是復雜的混合物;進塔原料為一次汽化過程;原油常壓精餾塔是復合塔和不完全精餾塔;恒摩爾(分子)流的假定不成立;常壓塔的進料汽化率至少應等于塔頂產品和側線產品的產率之和,原油進塔要有適量的過汽化度;熱量基本上全靠進料帶入,回流比是由全塔熱平衡決定的,調節(jié)余地很??;常壓塔中,進料段溫度最高,塔頂最低。水蒸汽汽提的作用:由塔底通入少量的過熱水蒸汽,以降低油氣分壓,有利于輕組分的汽化;側線汽提
37、的目的是使混入產品中的較輕組分汽化再返回常壓塔,即保證了塔頂輕質產品的收率,又保證了側線產品的質量。 吹入量有限制嗎?塔底通入少量的過熱水蒸汽一般為2-4(石油餾分)分離(分餾)精確度的表示方法:用相鄰兩個組分的餾分組成或蒸餾曲線的相互關系來表示,ASTM(0%100%)間隙 = t0H - t100L ;通常用t5H 和 t95L 之間的差值來表示 :用ASTM(595)間隙 = t5H - t95L 表示。原油精餾塔的分餾精確度與回流比和塔板數有什么關系?石油餾分的分餾精確度主要由物系中組分之間的分離難易程度、回流比和塔板數決定?;亓鞅群退鍞狄话闶菓{經驗估算得到的?;亓鞣绞剑核斃浠亓鳌?/p>
38、塔頂油氣二級冷凝冷卻、塔頂循環(huán)回流、中段循環(huán)回流。 回流的作用:1)保證精餾塔具有精餾的作用,提高各產品質量;2)取走塔內剩余熱量;3)控制和調節(jié)塔內各點溫度;4)保證塔內汽液相負荷分布均勻。 回流的方式如何區(qū)分:氣化段以上各點的液相負荷的溫度等于其泡點溫度,均為熱回流。但塔頂第一板上的液相回流是由塔外打入的,它是冷凝冷卻后的部分塔頂產品,是溫度低于泡點溫度的過冷液體,即為冷回流。常壓塔的操作條件(溫度和壓力):操作壓力:1)回流罐的壓力:至少要大于產品在該溫度下的泡點壓力,即 P P泡,一般 P 0.10.25MPa。2)塔頂壓力:在數值上等于回流罐的壓力再加上塔頂流出物流經管線的壓降和冷凝
39、冷卻設備的壓降。在我國,塔頂壓力一般在0.130.16MPa之間。3)塔內各點的壓力:可以由塔頂壓力和塔板壓降來確定。4)爐出口壓力:由加熱爐出口經轉油線到精餾塔氣化段的壓力降通常為0.034MPa,因此,由氣化段的壓力即可推算出爐出口壓力。 P爐出口=P汽化段 + 0.034 (MPa)操作溫度:1)塔頂溫度是塔頂產品在其油氣分壓下的露點溫度; 在確定塔頂溫度時,應同時校核水蒸汽在塔頂是否會冷凝。2)側線溫度通常是按經汽提后的側線產品在該處油氣分壓下的泡點溫度來計算 ;最好從最低側線開始猜算。3)汽化段溫度 汽化段溫度是指進料的絕熱閃蒸溫度。 減壓蒸餾的核心設備是減壓(精餾)塔和塔頂的抽真空
40、系統(tǒng)。 減壓蒸餾塔的工藝特征(不考)塔頂設有抽真空系統(tǒng),不出產品; 減壓塔也是一個復合塔和不完全塔; 采用塔頂循環(huán)回流,盡量減少餾出管線及冷卻系統(tǒng)的壓降; 采用低壓降的塔板和較少的塔板數,以降低從進料汽化段到塔頂的流動壓降; 如采用濕式蒸餾,則減壓塔塔底的汽提蒸汽用量比常壓塔大,其主要目的是降低氣化段中的油氣分壓。 什么叫干式減壓蒸餾?不依賴注入水蒸汽以降低油氣分壓的減壓蒸餾方式。與濕式減壓蒸餾比較,干式減壓蒸餾有哪些優(yōu)點?1)提高了拔出率和處理量 (最高可拔到590);2)減壓爐的負荷減小,節(jié)省燃料;3)減少冷凝冷卻器的負荷,減少含油污水量;4)能耗下降 (可以降低爐出口溫度、冷卻負荷小,水
41、蒸汽用量少等);5)操作靈活。 抽真空系統(tǒng)有幾種類型?為什么說采用增壓噴射泵后,可以打破冷卻水溫度的限制?蒸汽噴射器 (也稱真空噴射泵或抽空器),機械真空泵。增壓噴射泵上游沒有冷凝器,所以塔頂真空度就能擺脫水溫的限制,減壓塔的殘壓相當于增壓噴射器所能造成的殘壓加上餾出線壓降。燃料型減壓塔與潤滑油型減壓塔的主要區(qū)別。燃料型減壓塔的工藝特征:(1)盡量提高拔出率,對餾分組成要求不是很嚴格;(2)可以大幅度減少塔板數以降低汽化段到塔頂壓降;(3)可以大大減少內回流量,在某些塔段內回流可以為零;側線產品不設汽提塔;(4)為了降低餾出油的殘?zhí)贾岛椭亟饘俸?,汽化段上方設洗滌段;(5)氣、液相負荷分布與常
42、壓塔和潤滑油型減壓塔不同。潤滑油型減壓塔的工藝特征:(1)粘度合適、殘?zhí)恐档?、色度好,餾程要窄。有45個側線,每個側線均需要汽提;(2)減壓下餾分之間的相對揮發(fā)度較大,而且減壓塔內釆用較大的板間距,故兩個側線餾分之間的塔板數比常壓塔少,一般35塊塔板即能滿足要求。根據生產任務的不同,減壓塔可分為潤滑油型和燃料型兩種(不同點);根據操作條件的不同:干式蒸餾和濕式蒸餾; 塔頂抽真空流程:二級和三級抽真空流程。 2級:2090mmHg柱;3級:425Hg柱在原油精餾中,為什么要用復合塔代替多塔系統(tǒng)?多塔系統(tǒng)投資高,能耗大,占地面積多,并且以上問題隨著生產規(guī)模增大而顯得更加突出。在不需要分離精度很高的
43、情況下,復合塔就能完成需要的效果而無以上問題。1)石油餾分的蒸汽壓隨 溫度和汽化率 而變化。2)對同一石油餾分,其實沸點蒸餾的初餾點比平衡汽化的泡點低,實沸點蒸餾的終餾點比平衡汽化的露點高。3)某含水原油的初餾點為65,該原油在加熱汽化時,原油和水同時開始汽化。4)常壓塔頂餾出物(汽油和水蒸汽的混合物)冷凝冷卻時,一般 油氣先冷凝 。5)常壓塔相鄰兩餾分的實沸點蒸餾曲線 間隙越大或重疊越小 ,表示其分餾精確度越高。6)中段循環(huán)回流量增加后,可以 提高塔的分離效果 。第七章 催化裂化催化裂化汽油、柴油與焦化汽油、柴油及直餾汽油、柴油比較,各有什么特點?請從理論上加以解釋。焦化汽油:因為焦化是熱裂
44、化反應,自由基斷裂,烯烴產率大,異構化、氫轉移反應很少,不飽和烴含量高,異構烴含量少,含硫、含氮等非烴化合物也多,安定性差。降烯烴辛烷值損失大,需加氫精制后調和。 焦化柴油:安定性差,殘?zhí)几?,石蠟基減壓渣油為原料焦化柴油十六烷值相對高些,其它原料十六烷值都很低,也需加氫精制出廠。 催化汽油:催化裂化反應有裂化、氫轉移、異構化、芳構化。裂化反應產生烯烴多,目前采取多種將烯烴工藝能保證降烯烴后增加異構化反應減少辛烷值損失,催化汽油RON辛烷值90左右。 催化柴油:因為催化裂化反應產生了大量烯烴、異構烴和芳烴,所以催化柴油十六烷值很低,安定性差,需要加氫精制再與直餾柴油調和。 直餾汽油:因為含直鏈烴
45、,飽和烴比較多,所以辛烷值很低,需要調和才能使用。 直餾柴油:因為含直鏈烴飽和烴比較多,所以十六烷值高,一般做二次加工柴油的調和油。催化裂化原料和產品:催化裂化以各種重質油(VGO、CGO、AR、VR等)為原料,在500左右、0.20.4MPa及催化劑的作用下,通過催化裂化反應得到氣體(干氣和LPG)、高辛烷值汽油、催化柴油(LCO)、油漿及焦炭 。VGO:加壓蠟油;CGO:焦化蠟油;VR:加壓渣油;AR:常壓渣油。催化裂化工藝流程:包括反應-再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)、吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)、再生煙氣的能量回收系統(tǒng)和液化氣、汽油的脫硫精制等反再型式(反應-再生系統(tǒng)型式):催化裂化的反應-再生系統(tǒng)有多種形式,
46、如高低并列式、同軸式和等高并列催化裂化等單體烴反應及機理以及對產品性質的影響: 烷烴:烷烴主要發(fā)生分解反應,生成小分子的烷烴和烯烴,生成的烷烴還可以進一步分解成更小的分子。烷烴的分解多從中間的C-C鍵斷裂,而且分子量越大越易斷裂,反應速度也越快;異構烷烴的反應速度比正構烷烴快;在催化裂化條件下,烷烴分解時,分子中碳鏈兩端的碳 碳鍵很少發(fā)生分解。 烯烴:烯烴發(fā)生的主要反應為分解反應,遵循以下規(guī)律(與烷烴相似):1)烯烴的分解反應速度比烷烴分解速度快得多; 2)大分子的烯烴分解反應速度比小分子快; 3)分子中碳鏈兩端的碳碳鍵很少發(fā)生分解; 4)異構烯烴的分解速度比正構烯烴快。 除分解反應外,也發(fā)生
47、異構化反應(分子骨架結構改變,正構烯烴變成異構烯烴;分子中的雙鍵向中間方向移動;烯烴空間結構的變化。)、氫轉移反應、環(huán)化反應、芳構化反應。 環(huán)烷烴:環(huán)烷烴的環(huán)可以斷裂成烯烴,烯烴再繼續(xù)各種反應;環(huán)烷烴也可以通過氫轉移反應轉化成芳烴。 芳香烴:連接在苯核上的烷基側鏈易斷裂成小分子的烯烴,而且斷裂位置主要位于側鏈同苯核連接的鍵上;多環(huán)芳烴的裂化反應速度很低,它們的主要反應是縮合成稠環(huán)芳烴,最后生成焦炭。 正碳離子學說被公認為是解釋催化裂化反應機理的比較好的一種學說;所謂正碳離子是指缺少一對價電子的碳所形成的烴離子,不能在溶液中離解出來自由存在;只能吸附在催化劑表面上參與化學反應。 正碳離子是由一個
48、烯烴分子獲得一個氫離子H+而生成的。為什么說富含芳烴的油品不宜做催化裂化原料?因為芳烴的裂化反應速度很低,主要是縮合反應生成稠環(huán)芳烴,變成焦炭,使裝置的處理量下降。與單體烴比較,石油餾分的催化裂化反應及其特點。并指出這些特點對指導實際生產有什么意義?石油餾分是由各種單體烴所組成,因此,在石油餾分進行催化裂化反應時,各種單體烴的反應規(guī)律是石油餾分進行反應的根據。組成石油餾分的各種烴類之間又有相互影響。因此,石油餾分的催化裂化反應又有它自身的特點:1各類烴的競爭吸附和對反應的阻滯作用2復雜的平行順序反應(平行-順序反應的重要特征:反應深度對產品產率分布有重要影響。)意義:選擇合適的催化原料;對芳香
49、基原料或催化裂化油漿則應選擇合適的反應條件或者先通過預處理來減少其中的稠環(huán)芳烴而使其成為優(yōu)質的裂化原料。反應深度對產品產率分布有重要影響,通過改變提升管高度來控制產物的產率和轉化率。催化裂化過程都發(fā)生了哪些反應?分解反應、異構化反應、脫氫反應、氫轉移反應、環(huán)化反應和芳構化反應。哪些是吸熱反應?吸熱:分解、脫氫;哪些是放熱反應?放熱:氫轉移、縮合、異構化??偟臒嵝俏鼰徇€是放熱?催化裂化反應總是表現為吸熱反應。哪些反應對提高汽油辛烷值有利?裂化反應和異構化反應。催化裂化反應的熱效應及其表示方法:強吸熱反應:分解、脫氫反應,熱效應很大。放熱反應:氫轉移、縮合、異構化等是放熱反應,但其熱效應很小。
50、催化裂化反應總是表現為吸熱反應。催化裂化的反應熱大小與原料的組成、反應條件、轉化深度和催化劑性能等密切相關。隨著反應深度的增加,各種反應所占的比例有變化,其中放熱反應所占的比例上升,總的熱效應有所降低。催化裂化分餾塔的特點:進料是帶有催化劑粉塵的過熱油氣(設脫過熱段和洗滌段);全塔剩余熱量大而且產品的分餾精確度要求比較容易滿足。為了取走分餾塔的過剩熱量,設有塔頂循環(huán)回流、一個至兩個中段回流以及塔底油漿循環(huán);塔頂回流采用循環(huán)回流而不用冷回流。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用:利用吸收、解吸和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣(C2) 、液化氣(C3、C4)和蒸汽壓合格的穩(wěn)定汽油。各塔的進出物料分別是什么?吸收
51、塔的進料為粗汽油,出料為貧氣;解吸塔進料為凝縮油與解吸氣,出料為脫乙烷汽油;再吸收塔進料為貧氣,出料為干氣與富吸收油;穩(wěn)定塔進料為脫乙烷汽油,出料為干氣與液化氣。幾種計算催化裂化反應熱的方法: 以生成的汽油量或“汽油+氣體”(<205產物)為基準計算; 以新鮮原料為基準,在一般工業(yè)條件下每反應掉1kg新鮮原料所需反應熱為300500kJ,這種方式沒有考慮反應深度的影響,顯然是比較粗糙的; 催化碳法:以催化反應生成的焦炭量(只計算其中的碳,不計其中的氫)為基準,一般采用每生成1kg催化碳所需吸收的熱量為9127kJ (510)。如果反應溫度不是510,則該值應乘以其它反應溫度的校正系數K。
52、K =-2.1818 +0.00624T 催化碳的計算方法:催化碳=總碳-附加碳-可汽提碳轉化率:表示催化裂化反應中的反應深度,若以原料 量為100,則:轉化率,wt%氣體產率汽油產率焦炭產率。 劑油比:催化劑循環(huán)量比總進料量(一般在510之間)。 油氣停留時間:對提升管反應器:用油氣停留時間來表示。藏量:再生器、反應器中經常保持一定的催化劑量叫藏量。回煉比:回煉油量(包括回煉油和回煉油漿等)比新鮮原料處理量。(01.0)。 什么叫回煉操作?將原油中的重質餾分甚至渣油進行重新煉制的過程?;責挶?(總轉化率單程轉化率)-1 回煉比大小對生產操作會帶來哪些影響?回煉比越大,單程轉化率就會降低,降低
53、了催化裂化所生成的柴油的分壓,進一步降低柴油的二次裂化的程度,同時原料預熱爐負荷增大,反應器負荷增大,處理量降低??账伲好啃r進入反應器的進料量與反應器催化劑藏量的比值叫空速。 催化劑循環(huán)量:單位時間內進入反應器或離開反應器的催化劑量,用 t/hr 表示。 影響催化裂化反應速度的因素: 1.催化劑活性:提高催化劑活性,反應速度提高。 活性和催化劑表面上的積炭有關。 劑油比,C/O; 2.反應溫度: 反應溫度提高,在其他條件不變的情況下,轉化率提高。 反應溫度的改變可改變熱裂化和催化裂化反應的比例。 反應溫度對各類反應的影響不同(影響產品分布) 3.原料性質; 4.反應壓力準確地說,是反應器中油
54、氣分壓對反應速度的影響。 油氣分壓升高,反應物濃度升高,反應速度加快 ,但同時生焦速度升高,而且對生焦的影響比較明顯,因此在工業(yè)上一般不采用較高的反應壓力,一般為14atm。 反應時間:對于提升管反應器, 反應時間是指油氣在提升管中的停留時間。在提升管原料進口處以上的一定高度內, 原料轉化率、 汽油、 柴油和焦炭產率隨高度增加而增加,而催化劑活性下降;當上升到一定高度后, 或者反應1s以后, 轉化率的增加緩慢; 沿著提升管繼續(xù)上升, 會引起過多的二次反應, 使汽油和柴油的產率開始下降, 氣體中丙烯和丁烯的含量下降。提升管反應器內進料的反應時間要根據原料油性質、催化劑性能和產品方案來確定,一般為
55、14s 工業(yè)上廣泛使用的裂化催化劑可分為兩大類:1.無定型硅酸鋁:包括天然白土、合成低鋁硅酸鋁、合成高鋁硅酸鋁 ;2.結晶型硅鋁酸鹽:即分子篩催化劑(沸石)。目前工業(yè)上裂化催化劑主要有四種: 1)以氫離子置換得到的 H-Y 型分子篩,置換的方法是先用 NH4+ 置換 Na+,然后加熱除去 NH3 即剩下 H+; 2)用稀土金屬離子(如鈰、鑭、鐠等)置換得到的稀土-Y 型分子篩,因稀土元素可用符號 RE 表示,故可縮寫成REY 型分子篩; 3)兼用氫離子和稀土元素離子置換得到的 RE-H-Y 型分子篩; 4)由 H-Y 型分子篩經脫鋁得到的具有更高硅鋁比的超穩(wěn) Y型分子篩。 擔體(載體或基質)的
56、作用: 1)起稀釋作用; 2)擔體可以容納分子篩中未除去的Na+; 3)適當的擔體可以增強催化劑的耐磨程度; 4)起著儲存和傳遞熱量的作用; 5)在重油催化裂化中,擔體可以起到預裂化的作用; 6)容納進料中容易生焦的物質,如瀝青質、膠質等,對分子篩起到保護作用; 7)分子篩的價格高,采用擔體可以降低催化劑的成本。 裂化催化劑的使用性能:密度(催化劑的堆積密度常用來計算催化劑的體積和重量,而催化劑的顆粒密度對催化劑的流化性能有影響)、活性(活性是評價催化劑促進化學反應的能力大小的指標)、穩(wěn)定性(穩(wěn)定性指催化劑耐高溫和水蒸汽老化的性能,由水熱處理前后活性比較來評價,既催化劑在使用過程中保持活性的能
57、力)、選擇性(表示催化劑增加目的產品和減少副產品的選擇反應能力)、抗金屬污染性能 (PI)、篩分組成和機械強度。催化劑的失活:在反應再生過程中,裂化催化劑的活性和選擇性不斷下降,此現象稱為催化劑的失活。包括:水熱失活、結焦失活、毒物引起的失活。裂化催化劑的再生:通過再生只能恢復催化劑由于結焦而喪失的活性,但不能恢復由于結構變化及金屬污染而引起的失活。比較分子篩催化劑和無定形硅酸鋁的優(yōu)缺點,并從結構特點上說明原因。與無定型硅酸鋁相比,分子篩催化劑具有更高的選擇性、活性和穩(wěn)定性 ;具有穩(wěn)定的、均一的微孔結構, 具有很大的內表面。無定型硅酸鋁催化劑具有孔徑大小不一的許多微孔,一般平均孔徑47nm,新
58、鮮硅酸鋁催化劑的比表面積可達500700m2/g ,孔容為0.40.7ml/g。兩種催化劑表面均具有酸性,質子酸和非質子酸形成的酸性中心是其活性的主要來源,能引發(fā)正碳離子反應。按分子篩的組成和晶體結構不同分為A、X、Y型及光沸石等,其穩(wěn)定性各不同。影響燒焦速率的主要因素有: 再生溫度; 氧分壓再生壓力; 催化劑含碳量; 再生器催化劑藏量。渣油(重油)與蠟油(瓦斯油)在性質和組成上的差異 : 重油不僅分子量大,而且芳烴、尤其是稠環(huán)芳烴含量高,殘?zhí)?含量高、膠質和瀝青質含量高; Ni、V、Fe、Cu等重金屬含量高; 重油中含S、N的化合物較多; 餾程變重,粘度大,渣油的汽化性能下降,因此渣油 催化裂 化是一個汽-液-固三相催化反應過程; 渣油中所含有的膠質、瀝青質分子團直徑(2.530nm)較大,而分子篩催化劑的微孔孔經只有0.80.9nm,需要在催化劑載體上進行預裂化。以重油為裂化原料時會遇到以下技術困難: 焦炭產率高; 金屬污染催化劑; 產品質量差; 減壓渣油的沸點高,有相當大的一部分難于汽化; 催化劑孔徑為0.80.9nm,渣油大分子難于進入
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