化工工藝學(xué)之化工原料及其初步加工

化工工藝學(xué)第二章第二章化工原料及其初步加工2.1化學(xué)礦物2.2天然氣2.3石油2.4煤炭2.5生物質(zhì)2.1化學(xué)礦物化學(xué)礦物是化肥工業(yè)、化工、冶金及其他相關(guān)工業(yè)的原料，是除石油、天然氣和煤外的一類重要礦物資源。2.1.1磷礦2.1.2硫鐵礦2.1.3硼礦2.1.1磷礦磷礦是指在經(jīng)濟(jì)上能被利用的磷酸鹽類礦物的總稱，是一種重要的化工礦物原料。磷礦是生產(chǎn)磷肥、磷酸、單質(zhì)磷、磷化物和磷酸鹽的原料。2.1.1磷礦1.資源特點(diǎn)磷礦按其成因不同，可分為磷灰石、磷塊巖和島磷礦，其中有工業(yè)價(jià)值的是磷灰石和磷塊巖。（1）磷灰石：是指磷以晶質(zhì)磷灰石形式出現(xiàn)在巖漿巖和變質(zhì)巖中的磷礦石。主要化學(xué)成分是磷酸鈣，其中還有氟、氯等元素。分子式：[Ca5(OP4)3(F,Cl,OH)]（2）磷塊巖：是指由外生作用形成、由隱晶質(zhì)或顯微隱晶質(zhì)磷灰石及其他脈石礦物組成的堆積體。2.分布情況自然界中已知的含磷礦物大約有120多種，分布廣泛。世界上磷礦資源較豐富的國(guó)家有摩洛哥、南非、美國(guó)、前蘇聯(lián)及中國(guó)。我國(guó)磷礦主要分布在西南和中南地區(qū)。雖然只能過(guò)過(guò)磷礦儲(chǔ)量為世界第四位，但高品位礦儲(chǔ)量較少。2.1.1磷礦3.加工概況85%以上的磷礦用于制造磷肥。根據(jù)生產(chǎn)方法，磷肥主要分為濕法磷肥（酸法磷肥）和熱法磷肥兩類。（1）濕法磷肥（酸法磷肥）

原理：用無(wú)機(jī)酸的化學(xué)能分解磷礦制成磷肥。無(wú)機(jī)酸包括硫酸、硝酸、鹽酸和磷酸，其中主要是硫酸。①硫酸分解磷礦可直接制得普通過(guò)磷酸鈣。②硝酸分解磷礦可制得硝酸磷肥。③鹽酸分解磷礦可得沉淀磷酸鈣或磷酸。④磷酸分解磷礦可制得磷酸一鈣。2.1.1磷礦（2）熱法磷肥

原理：將磷礦石與配料混合，進(jìn)行高溫加工所得可被作物吸收的磷酸鹽或含磷的玻璃體物質(zhì)，統(tǒng)稱為熱法磷肥。主要品種有：鈣鎂磷肥、脫氟磷肥、鋼渣磷肥、偏磷酸鈣。2.1.1磷礦2.1.2硫鐵礦又稱黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦，主要用于制造硫酸。1.資源特點(diǎn)硫鐵礦最常見(jiàn)的晶體是六方體、八面體及五角十二面體。2.分布情況我國(guó)硫鐵礦主要集中在廣東、內(nèi)蒙、安徽和四川等地，其儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的85%。3.加工概況以硫鐵礦為原料制取硫酸，其礦渣可用來(lái)煉鐵、煉鋼。若爐渣含硫較高，含鐵量不高時(shí)，可以用作水泥的附屬原料——混合料。2.1.2硫鐵礦2.1.3硼硼礦硼是一種種典型的的非金屬屬元素。。硼在自自然界中中以化合合物形式式存在，，但在地地殼中分分散狀態(tài)態(tài)的硼卻卻分布廣廣泛。1.資源源特點(diǎn)世界上含含硼礦物物很多，，根據(jù)含含硼礦物物的化學(xué)學(xué)組成，，可將其其分為三三類：①硼硅酸酸鹽礦物物：主要要是硅鈣鈣硼石和和賽黃晶晶。②硼鋁硅硅酸鹽礦礦物：主主要有電電氣石和和斧石③硼酸鹽鹽礦物：：硼工業(yè)業(yè)原料的的主要來(lái)來(lái)源。這這類礦物物有100多種種，但作作為工業(yè)業(yè)硼資源源開(kāi)發(fā)利利用的僅僅有10余種，，如天然然硼砂、、遂安石石、硼鎂鎂石、硬硬硼鈣石石、天然然硼酸、、納硼解解石、柱柱硼鎂石石。這兩類硼硼礦物中中，除了了硅鈣硼硼石尚具具工業(yè)價(jià)價(jià)值外，，其他或或是難以以加工，，或因大大量聚集集成工業(yè)業(yè)礦床而而意義不不大。2.分布布情況目前，主主要硼礦礦床僅在在少數(shù)幾幾個(gè)國(guó)家家和地區(qū)區(qū)分布，，大部分分集中在在美國(guó)和和土耳其其，其產(chǎn)產(chǎn)量約占占世界產(chǎn)產(chǎn)量的90%。。我國(guó)可以以利用的的硼酸鹽鹽型硼礦礦資源主主要是遼遼東地區(qū)區(qū)的鎂硼硼酸鹽型型硼礦（（俗稱白白硼）和和青藏高高原的鹽鹽湖鹵水水硼砂礦礦，其次次在湖南南長(zhǎng)寧地地區(qū)有少少量矽卡卡巖型硼硼礦產(chǎn)出出。2.1.3硼硼礦3.加工工概況（1）由由硼鎂礦礦制硼砂砂（又稱稱硼酸鈉鈉、月石石粉）的的工藝A碳?jí)A法法工藝：將預(yù)處處理的硼硼鎂礦粉粉與碳酸酸鈉溶液液混合加加溫，通通二氧化化碳升壓壓后反應(yīng)應(yīng)制取。。B堿法工工藝：又分為為常壓堿堿解法和和加壓堿堿解法。。是用NaOH溶液加加熱分解解硼鎂礦礦粉制取取，亦可可由天然然硼砂直直接制取取。由于堿法法工藝不不適宜加加工品位位低的礦礦粉，且且工藝流流程長(zhǎng)，，設(shè)備多多，現(xiàn)已已逐步被被碳?jí)A法法取代。。2.1.3硼硼礦（2）由由硼鎂礦礦制硼酸酸工藝A鹽酸法法：先用鹽鹽酸分解解硼鎂礦礦，再利利用氯化化鎂使硼硼酸有效效地萃取取入溶劑劑，經(jīng)水水反萃取取得硼酸酸。萃取取余液中中含有氯氯化鎂，，經(jīng)除去去少量的的鈣、脫脫水、煅煅燒，可可制得氧氧化鎂和和鹽酸，，鹽酸再再用于礦礦石分解解，氧化化鎂可作作為耐火火材料。。MgO??B2O3+2HCl+2H2O=2H3B2O3+MgCl2B硫酸中中和法：以硼鎂鎂礦為原原料，采采用碳?jí)A堿法制取取硼砂，，再由硼硼砂生產(chǎn)產(chǎn)硼酸。。Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO42.1.3硼硼礦化學(xué)礦產(chǎn)產(chǎn)絕大部部分為非非金屬礦礦物，在在化學(xué)工工業(yè)中主主要用于于制硫酸酸、磷肥肥、鉀肥肥、純堿堿及其他他無(wú)機(jī)鹽鹽化工、、精細(xì)化化工的原原料，還還可作為為其他工工業(yè)領(lǐng)域域（如冶冶金、輕輕工、石石油、電電子、金金屬陶瓷瓷、醫(yī)藥藥、水泥泥、玻璃璃、飼料料及食品品等）中中的基本本原料和和配料。。因此，，其加工工利用方方法眾多多，工藝藝過(guò)程繁繁簡(jiǎn)不一一，比較較龐雜。。但粗略略劃分，，可分火法工藝藝和濕法法工藝。2.2天天然氣氣天然氣是是一種多多組分的的混合氣氣體，主主要成分分是烷烴烴，其中中甲烷占占絕大多多數(shù)，另另有少量量的乙烷烷、丙烷烷和丁烷烷，此外外，一般般還含有有硫化氫氫、二二氧化碳碳、氮和和水氣，，以及微微量的惰惰性氣體體，如氦氦和氬等等。在標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀況況下，甲甲烷至丁丁烷以氣氣體狀態(tài)態(tài)存在，，戊烷以以上為液液體。2.2.1天天然氣的的定義2.2.2天天然氣的的分類2.2.3天天然氣的的主要用用途2.2.1天天然氣的的定義1、廣義義的定義義天然氣是是指自然然界中天天然存在在的一切切氣體，，包括大大氣圈、、水圈、、生物圈圈和巖石石圈中各各種自然然過(guò)程形形成的氣氣體。2、從能能量角度度出發(fā)的的狹義的的定義天然氣是是指蘊(yùn)藏藏于地層層中的烴烴類和非非烴類氣氣體的混混合物，，主要存存在于油油田氣、、氣田氣氣、煤層層氣、泥泥火山和和生物生生成氣中中。2.2.2天天然氣氣的分分類1、根根據(jù)成因不不同，天然然氣可可分為為伴生氣氣和非非伴生生氣。（1））伴生生氣：：伴隨隨原油油共生生，與與原油油同時(shí)時(shí)被采采出的的油田田氣叫叫伴生生氣。。（2））非伴伴生氣氣：包包括純純氣田田天然然氣和和凝析氣氣田天天然氣氣兩種，，在地地層中中都以以氣態(tài)態(tài)存在在。凝析氣氣田天天然氣氣從地地層流流出井井口后后，隨隨著壓壓力和和溫度度的下下降，，分離離為氣氣液兩兩相，，氣相相是凝凝析氣氣田天天然氣氣，液液相是是凝析析液，，叫凝凝析油油。2、根根據(jù)組成及及性質(zhì)質(zhì)差別別，天然然氣可可分為為干氣和和濕氣氣。（1））干氣氣：干干氣中中甲烷烷含量量高于于90%，，還含含有C2-C4的烷烷烴及及少量量C5以上上重組組分，，稍加加壓縮縮不會(huì)會(huì)有液液體析析出，，所以以稱為為干氣氣。（2））濕氣氣：濕濕氣中中除含含有甲甲烷外外，還還含有有15%~20%或或以上上的C2-C4的烷烷烴及及少量量輕汽汽油，，稍加加壓縮縮有汽汽油析析出，，故稱稱濕氣氣。2.2.2天天然氣氣的分分類2.2.3天天然氣氣的主主要用用途天然氣氣中的的甲烷烷等低低碳烷烷烴，，燃燒燒時(shí)熱熱值高高污染染少，，因此此是一一種清清潔能能源，，既可可作為為工業(yè)業(yè)燃料料，也也可作作為民民用燃燃料，，如民民用液液化石石油氣氣等；；同時(shí)時(shí)這些些低碳碳烷烴烴又是是石油油化工工的重重要原原料。。一、天天然氣氣發(fā)電電利用天天然氣氣燃燒燒時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的的熱能能，通通過(guò)發(fā)發(fā)電動(dòng)動(dòng)力裝裝置轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成電能能。優(yōu)點(diǎn)：可緩緩解能能源緊緊缺，，降低低燃煤煤發(fā)電電比。。例，，減少少環(huán)境境污染染。二、天天然氣氣作為為城市市燃?xì)鈿怆S著人人民生生活水水平的的提高高及環(huán)環(huán)境保保護(hù)意意識(shí)的的增強(qiáng)強(qiáng)，大大部分分城市市對(duì)天天然氣氣的需需求明明顯增增加。。天然然氣作作為民民用燃燃料的的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益也大大于工工業(yè)燃燃料。。三、天天然氣氣作為為汽車車用油油以壓縮縮天然然氣代代替汽汽車用用油，，具有有價(jià)格格低、、污染染少、、安全全等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。。2.2.3天天然氣氣的主主要用用途四、天天然氣氣化學(xué)學(xué)工業(yè)業(yè)目前，，世界界上約約有80％％的合合成氨氨及尿尿素、、80％的的甲醇醇及甲甲醇化化學(xué)品品、40％％的乙乙烯（（丙烯烯）及及衍生生品、、60%的的乙炔炔及炔炔屬化化學(xué)品品等都都是以以天然然氣為為原料料生產(chǎn)產(chǎn)的。。1、天天然氣氣制合合成氨氨的原原料氣氣2、天天然氣氣制合合成甲甲醇等等的合合成氣氣3、天天然氣氣制羰羰基合合成的的合成成氣4、天天然氣氣熱裂裂解制制有機(jī)機(jī)化工工原料料2.2.3天天然氣氣的主主要用用途1、天天然氣氣制合合成氨氨的原原料氣氣即采用用烴類類蒸氣氣催化化轉(zhuǎn)化化工藝藝將甲甲烷等等低碳碳烷烴烴轉(zhuǎn)化化為氫氫氣和和一氧氧化碳碳：再引入入空氣氣進(jìn)行行部分分燃燒燒轉(zhuǎn)化化，使使殘余余的甲甲烷濃濃度降降低至至0.3%左右右，同同時(shí)引引入氮氮?dú)?。。N2+3H2=2NH3+46.22KJ/mol2、天天然氣氣制合合成甲甲醇等等的合合成氣氣合成氣氣除用用于合合成氨氨外，，已廣廣泛用用于合合成甲甲醇、、費(fèi)托托法合合成液液體燃燃料、、羰基基合成成法生生產(chǎn)脂脂肪醛醛和醇醇等，，現(xiàn)已已發(fā)展展成為為碳一化化學(xué)的重要要原料料。碳一化化學(xué)：：是以以一個(gè)個(gè)碳原原子的的化合合物為為原料料來(lái)合合成各各種基基本有有機(jī)化化工產(chǎn)產(chǎn)品的的化學(xué)學(xué)體系系。（1））合成成甲醇醇的原原料早期：：以煤煤和焦焦炭為為原料料20世世紀(jì)50年年代以以后：：以天天然氣氣為主主要原原料（2））合成成氣制制甲醇醇的主主要反反應(yīng)CO+2H2=CH3OH+91KJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+49KJ/mol2、天天然氣氣制合合成甲甲醇等等的合合成氣氣2、天天然氣氣制合合成甲甲醇等等的合合成氣氣①催化化劑②甲醇醇催化化反應(yīng)應(yīng)合成成與氨氨的催催化反反應(yīng)合合成相相似之之處N2+3H2=2NH3+46.22KJ/molCO+2H2=CH3OH+91KJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+49KJ/molA均為為可逆逆放熱熱體積積縮小小的反反應(yīng)。。B反應(yīng)應(yīng)一次次轉(zhuǎn)化化率不不高。。C系統(tǒng)統(tǒng)中有有惰氣氣累計(jì)計(jì)。2、天天然氣氣制合合成甲甲醇等等的合合成氣氣③針對(duì)對(duì)以上上幾點(diǎn)點(diǎn)，可可采取取的措措施A加壓壓循環(huán)環(huán)合成成氣B冷卻卻分離離甲醇醇C少量量施放放部分分循環(huán)環(huán)氣體體D合成成塔內(nèi)內(nèi)換熱熱2、天天然氣氣制合合成甲甲醇等等的合合成氣氣3、天天然氣氣制羰羰基合合成的的合成成氣（1））羰基基合成成是指不不飽和和化合合物與與一氧氧化碳碳和氫氫發(fā)生生催化化加成成反應(yīng)應(yīng)生成成各種種結(jié)構(gòu)構(gòu)的醛醛，醛醛經(jīng)催催化加加氫制制各種種脂肪肪醇的的合成成過(guò)程程。催化劑劑：鈷鈷或銠銠的羰羰基絡(luò)絡(luò)合物物反應(yīng)式式：氫甲甲酰化化反應(yīng)應(yīng)（醛醛化反反應(yīng)））從氫甲甲?；磻?yīng)應(yīng)方程程式可可知：：消耗耗的氫氫和CO的的摩爾爾數(shù)是是相等等的。。但實(shí)實(shí)際上上，由由于反反應(yīng)過(guò)過(guò)程中中會(huì)發(fā)發(fā)生加加氫生生成醇醇等副副反應(yīng)應(yīng)，所所以，，實(shí)際際氫的的消耗耗要比比CO多10%~20%。3、天天然氣氣制羰羰基合合成的的合成成氣（2））天然然氣制制羰基基合成成的合合成氣氣①天然然氣部部分氧氧化法法②天然然氣CO2轉(zhuǎn)化法法③天然然氣水水蒸氣氣轉(zhuǎn)化化法4、天天然氣氣熱裂裂解制制有機(jī)機(jī)化工工原料料天然氣氣中的的低碳碳烷烴烴經(jīng)熱熱裂解解可制制得乙乙炔、、乙烯烯、丙丙烯、、丁烯烯和丁丁二烯烯等基基本有有機(jī)化化工原原料。。例如：：以天然然氣為為原料料制低低碳烯烯烴的的優(yōu)缺缺點(diǎn)：：①工藝藝簡(jiǎn)單單，收收率高高。②來(lái)源源有限限，不不能滿滿足工工業(yè)生生產(chǎn)。。目前，，主要要以液液態(tài)烴烴為裂裂解原原料。。2.3石石油石油是指氣氣態(tài)、、液態(tài)態(tài)和固固態(tài)的的烴類類混合合物，，具有有天然然的狀狀態(tài)。。原油是指石石油的的基本本類型型，儲(chǔ)儲(chǔ)存在在地下下巖層層內(nèi)，，在常常壓下下呈液液態(tài)。。天然氣氣也是石石油的的主要要類型型，處處于地地下儲(chǔ)儲(chǔ)存條條件時(shí)時(shí)溶解解在原原油內(nèi)內(nèi)，在在常溫溫常壓壓下呈呈氣態(tài)態(tài)。天然焦焦油是天然然氣沉沉積的的產(chǎn)物物，呈呈半固固態(tài)或或固態(tài)態(tài)。2.3.1原原油常常減壓壓蒸餾餾一、原原油的的性質(zhì)質(zhì)與組組成、、分類類1、原原油的的性質(zhì)質(zhì)（1））顏色色：原原油的的色澤澤按產(chǎn)產(chǎn)地和和成分分不同同，一一般有有褐色色、黃黃褐色色、深深棕色色和黑黑色。。通常常顏色越越深則則比重重越大大，同時(shí)時(shí)含低低沸點(diǎn)點(diǎn)成分分就越越少，，反之之亦然然。原油中中純粹粹烴類類為無(wú)無(wú)色物物質(zhì)，，原油油的顏顏色是是石油油中含含有其其他物物質(zhì)所所形成成的。。（2））相對(duì)對(duì)密度度：一一般在在0.75~0.95之之間，，少數(shù)數(shù)大于于0.95或小小于0.75，，相對(duì)對(duì)密度度介于于0.9~1.0的的稱為為重質(zhì)質(zhì)原油油，小小于0.9的稱稱為輕輕質(zhì)原原油。。一、原油油的性質(zhì)質(zhì)與組成成、分類類（3）粘粘度：原原油粘度度是指原原油在流流動(dòng)時(shí)所所引起的的內(nèi)部摩摩擦力。。原油粘粘度大小小取決于于溫度、、壓力、、溶解氣氣量及其其化學(xué)組組成。溫度升高高，原油油粘度降降低；壓壓力增高高，粘度度增大；；溶解氣氣量增加加，粘度度降低；；輕質(zhì)油油分增加加，粘度度降低。。（4）凝凝固點(diǎn)：：原油冷冷卻到由由液體變變?yōu)楣腆w體時(shí)的溫溫度稱為為凝固點(diǎn)點(diǎn)。原油油的凝固固點(diǎn)大約約在-50~35℃之之間。凝固點(diǎn)的的高低與與石油中中的組成成含量有有關(guān)，輕組分含含量高，，凝固點(diǎn)點(diǎn)低；重重組分含含量高，尤其是是石蠟含含量高，，凝固點(diǎn)點(diǎn)就高。。（5）溶溶解性：：原油很很難溶于于水，但但能溶于于有機(jī)溶溶劑（如如苯、乙乙醇、四四氯化碳碳等）。。（6）含含蠟量：：是指常常溫常壓壓下，原原油中所所含石蠟蠟的百分分比。石石蠟是一一種白色色或淡黃黃色固體體，由高高級(jí)烷烴烴組成，，熔點(diǎn)為為37~76℃℃。石石蠟在地地下以膠膠體狀溶溶于石油油中，當(dāng)當(dāng)壓力或或溫度降降低時(shí)，，可從石石油中析析出。一、原油油的性質(zhì)質(zhì)與組成成、分類類（7）含含硫量：：是指原原油中所所含硫（（硫化物物或單質(zhì)質(zhì)硫）的的百分?jǐn)?shù)數(shù)。原油油中含硫硫量較小小，一般般小于1%，但但對(duì)原油油性質(zhì)的的影響很很大，對(duì)對(duì)管線有有腐蝕作作用。（8）含含膠量：：是指原原油中所所含膠質(zhì)質(zhì)的百分分?jǐn)?shù)。原油中含含膠量一一般在5%~20%之之間。膠質(zhì)是指指原油中中分子量量較大（（300~1000））的含有有氧、氮氮、硫等等元素的的多環(huán)芳芳香烴化化合物，，呈半固固態(tài)分散散狀溶解解于原油油中。一、原油油的性質(zhì)質(zhì)與組成成、分類類（9）含含鹽量：：原油從從油井采采出，其其中含有有大量的的鹽分，，它們大大多為納納、鈣、、鎂等氯氯化物的的混合物物。（10））其他：：原油中中瀝青質(zhì)質(zhì)含量較較少，一一般小于于1%。。瀝青質(zhì)是是一種高高分子量量具有多多環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)的黑色色固體物物質(zhì)，不不溶于酒酒精和石石油醚，，易溶于于苯、氯氯仿等。。一般，瀝瀝青質(zhì)含含量增加加時(shí)，原原油質(zhì)量量變壞。。一、原油油的性質(zhì)質(zhì)與組成成、分類類2、原油油的組成成原油由不不同碳?xì)錃浠衔镂锘旌辖M組成，其其主要成成分是烷烷烴，此此外，原原油中還還含有硫硫、氧、、氮、磷磷、釩等等元素。。C85%87%H11%14%S、N、O1%S:H2S,RSH,RSR,RSSR,COS2.3.1原油常常減壓蒸餾餾3、原油的的分類（1）按組組成分類石蠟基原油油：含烷烴烴較多，最最易燃燒。。環(huán)烷基原油油：含環(huán)烷烷烴、芳香香烴較多。。中間基原油油：介于二二者之間。。（2）按硫硫含量分類類超低硫原油油低硫原油含硫原油高硫原油（3）按比比重分類輕質(zhì)原油中質(zhì)原油重質(zhì)原油2.3.1原油常常減壓蒸餾餾汽油(50-200℃):90#、93#、95#、97#、(70#)辛烷值----異異辛烷(100)+正庚烷(0)航煤(145-230℃℃):1#、2#、3#、4#.結(jié)晶點(diǎn)等煤油(180-310℃℃):燈用級(jí)、信信號(hào)燈級(jí)、、拖拉機(jī)級(jí)級(jí)柴油(260-350℃℃):10、0、、-10、、-20、、-35、、-50.凝點(diǎn)潤(rùn)滑油(350-520℃℃):汽機(jī)油、柴柴機(jī)油、機(jī)機(jī)械油、工工藝油重油(≧520℃):鍋爐級(jí)船船用級(jí)石蠟:45、50、52、、……、60.熔點(diǎn)地蠟:67、75、80.滴點(diǎn)瀝青:道路--,建筑--,橡膠--,油漆漆--.針入度二、石油產(chǎn)產(chǎn)品及其牌牌號(hào)從油田送往往煉油廠的的原油往往往含鹽（主主要是氯化化物）、含含水（溶于于油或呈乳乳化狀態(tài)）），可導(dǎo)致致設(shè)備腐蝕蝕，在設(shè)備備內(nèi)壁結(jié)垢垢和影響成成品油的組組成，需在在加工前脫脫除。1、原油含含鹽含水的的危害（1）水會(huì)會(huì)增加燃料料消耗和蒸蒸餾塔頂冷冷凝冷卻器器的負(fù)荷。。（2）含鹽鹽受熱后易易水解生成成鹽酸，腐腐蝕設(shè)備。。（3）含鹽鹽會(huì)在換熱熱器和加熱熱爐管壁上上結(jié)垢，增增加熱阻，，降低傳熱熱效果。（4）影響響油品二次次加工過(guò)程程及產(chǎn)品的的質(zhì)量。三、原油的的預(yù)處理2、電脫鹽鹽脫水原理理及流程目前，煉油油廠廣泛采采用的是加加破乳劑和和高壓電場(chǎng)場(chǎng)聯(lián)合作用用的脫鹽方方法，即所所謂電脫鹽鹽脫水。（1）原理理在破乳劑和和高壓電場(chǎng)場(chǎng)作用下進(jìn)進(jìn)行破乳化化過(guò)程，使使水凝聚沉沉降分離。。在原油中加加破乳劑和和水，使油油中的水聚聚集，并從從油中分出出，而鹽份份溶于水中中，再加以以高壓電場(chǎng)場(chǎng)配合，使使形成的較較大水滴順順利除去。。三、原油的的預(yù)處理三、原油的的預(yù)處理（2）流程程破乳劑一般般為非離子子型表面活活性劑2070等，，用量極少少。電壓一一般為1635kV。典型脫鹽脫脫水工藝流流程如圖2-1。注意：注水水的目的是是溶解原油油中的結(jié)晶晶鹽，同時(shí)時(shí)也可減弱弱乳化劑的的作用，有有利于水滴滴的聚集。。四、原油的的常減壓蒸蒸餾1、工藝流流程常壓360~370℃；減減壓380~400℃采用減壓操操作是為了了避免在高高溫下重組組分的分解解（裂解））。減壓蒸餾的的核心設(shè)備備是減壓蒸蒸餾塔和抽抽真空系統(tǒng)統(tǒng)。原油的常減減壓蒸餾流流程如圖2-2所示。圖2-2原原油的常常減壓蒸餾餾流程2、汽油汽油的質(zhì)量量指標(biāo)，最最重要的是是餾分組分分、辛烷值值和安定性性。（1）餾分分組分①10%餾餾出溫度———表示汽汽油中所含含低沸點(diǎn)餾餾分的多少少。②50%餾餾出溫度———表示汽汽油的平均均蒸發(fā)性能能。③90%餾餾出溫度和和終餾點(diǎn)（（干點(diǎn)）———這兩個(gè)個(gè)溫度表示示汽油中重重餾分含量量的多少。。四、原油的的常減壓蒸蒸餾（2）安定定性汽油在常溫溫和液相條條件下抵抗抗氧化的能能力稱為汽汽油的氧化化安定性，，簡(jiǎn)稱安定定性。安定性不好好的汽油，，在儲(chǔ)存和和輸送過(guò)程程中容易發(fā)發(fā)生氧化反反應(yīng)，生產(chǎn)產(chǎn)膠質(zhì)，使使汽油顏色色變深，甚甚至?xí)a(chǎn)生生沉淀。四、原油的的常減壓蒸蒸餾（3）辛烷烷值辛烷值是指汽油在在內(nèi)燃機(jī)中中燃燒時(shí)抗抗爆性能的的量化，與與汽油組分分有關(guān)。認(rèn)為規(guī)定抗抗爆性極好好的異辛烷的辛烷值為為100，抗爆性極極差的正庚烷的辛烷值為為0。兩者的混混合物則以以其中異辛辛烷的體積積分?jǐn)?shù)值為為其辛烷值值。四、原油的的常減壓蒸蒸餾提高汽油辛辛烷值常采采用以下辦辦法：①添加四醋醋酸鉛；有毒——禁禁用②添加高辛辛烷值組分分如甲基叔叔丁基醚（（MTBE）、異構(gòu)構(gòu)化油等。。MTBE致致癌———不能長(zhǎng)久久使用③用催化裂裂化、催化化重整方法法得到的芳芳烴、環(huán)烷烷烴和異構(gòu)構(gòu)烷烴調(diào)整整汽油。提倡相對(duì)分子量量相近時(shí)，，各族烴類類抗爆性優(yōu)優(yōu)劣順序：：芳香烴>異異構(gòu)烷烴和和異構(gòu)烯烴烴>正構(gòu)烯烯烴及環(huán)烷烷烴>正構(gòu)構(gòu)烷烴四、原油的的常減壓蒸蒸餾2.3.2原油的的二次加工工二次加工是指重質(zhì)餾餾分及渣油油再進(jìn)行化化學(xué)結(jié)構(gòu)上上的破壞加加工使之生生成汽油、、煤油、柴柴油和氣體體等輕質(zhì)油油品的過(guò)程程。國(guó)內(nèi)外常用用的二次加加工方法主主要有：一、熱裂化化二、催化裂裂化三、加氫裂裂化四、催化重重整一、熱裂化化熱裂化是在在加熱和加加壓下進(jìn)行行。1、分類根據(jù)所用壓壓力的高低低，可分為為：①高壓熱裂裂化：2.0~7.0MPa，450~550℃②低壓熱裂裂化：0.1~0.5MPa，550~770℃2、熱裂化化的目的把碳原子數(shù)數(shù)多的高相相對(duì)分子量量烴類裂化化為碳原子子數(shù)少的低低相對(duì)分子子量的烴類類，同時(shí)伴伴有脫氫、、環(huán)化、聚聚合和縮合合等反應(yīng)。。3、熱裂化化產(chǎn)品熱裂化氣、、熱裂化汽汽油、煤油油、柴油和和石油焦炭炭等。一、熱裂化化4、減粘裂裂化目的：將重重質(zhì)油輕度度裂化，使使所得的燃燃料油粘度度和凝固點(diǎn)點(diǎn)降低，以以改善其質(zhì)質(zhì)量，同時(shí)時(shí)還可生產(chǎn)產(chǎn)作為裂化化原料的重重油和少量量輕油。操作條件：：0.4~0.5MPa，400~500℃一、熱裂化化二、催化裂裂化1、催化裂裂化的目的的將不能用作作輕質(zhì)燃料料的常減壓壓餾分油加加工成辛烷烷值較高的的汽油等輕輕質(zhì)燃料，，即增加汽油產(chǎn)產(chǎn)量。2、催化裂裂化所用催催化劑催化裂化是是在催化劑劑存在下于于500℃左右溫度條條件下進(jìn)行行的。催化劑主要要有：無(wú)定定性硅酸鋁鋁、Y型分分子篩、ZSM-5型沸石、、用稀土改改性的Y（（或X）型型分子篩。。3、反應(yīng)器器固定床、移移動(dòng)床和流流化床3種種。4、催化裂裂化工藝流流程如圖2-3。二、催化裂裂化三、加氫裂裂化1、目的在較高壓力力下，烴分分子與氫氣氣在催化劑劑表面進(jìn)行行裂解和加加氫反應(yīng)生生成較小分分子的轉(zhuǎn)化化過(guò)程。在加氫條件件下進(jìn)行催催化裂化，，可抑制催催化裂化時(shí)時(shí)發(fā)生的脫脫氫縮合反反應(yīng)，也避避免了焦炭炭的生成。。2、催化劑劑加氫裂化催催化劑是具具有加氫活性和裂化活性性的雙功能能催化劑劑。主要要有有非貴貴金金屬屬（（Ni、、Mo、、W））催催化化劑劑和和貴貴金金屬屬（（Pd、、Pt））催催化化劑劑兩種種。。這這些些金金屬屬的的氧氧化化物物與與氧氧化化硅硅-氧氧化化鋁鋁或或沸沸石石分分子子篩篩組組成成雙雙功功能能催催化化劑劑。。其其中中加加氫氫活活性性功功能能由由金金屬屬或或金金屬屬氧氧化化物物提提供供，，裂裂化化活活性性功功能能由由氧氧化化硅硅-氧氧化化鋁鋁或或沸沸石石分分子子篩篩提提供供。。三、、加加氫氫裂裂化化3、、反反應(yīng)應(yīng)器器固定定床床、、沸沸騰騰床床（（流流化化床床））和和懸懸浮浮床床（（漿漿液液床床））。。4、、工工藝藝流流程程固定定床床有有3中中工工藝藝流流程程。。（1））一一段段加加氫氫裂裂化化流流程程流程程中中只只有有一一個(gè)個(gè)反反應(yīng)應(yīng)器器，，上上段段為為加加氫氫精精制制，，下下段段為為加加氫氫裂裂化化。。加氫氫精精制制的的目目的的：是是脫脫除除原原料料油油中中的的氧氧、、硫硫、、氮氮等等雜雜原原子子化化合合物物和和二二烯烯烴烴，，以以改改善善加加氫氫裂裂化化所所得得油油品品的的質(zhì)質(zhì)量量。。催化化劑劑一一般般具具有有抗抗氮氮能能力力。。常用用于于由由粗粗汽汽油油生生成成液液化化氣氣、、由由減減壓壓蠟蠟油油生生成成航航空空煤煤油油和和柴柴油油的的過(guò)過(guò)程程。。如圖2-4所示示。。三、、加加氫氫裂裂化化（2））兩兩段段加加氫氫裂裂化化流流程程流程程中中有有兩兩個(gè)個(gè)反反應(yīng)應(yīng)器器，，分分別別裝裝有有不不同同性性能能的的催催化化劑劑。。第第一一個(gè)個(gè)反反應(yīng)應(yīng)器器為為加加氫氫精精制制，，第第二二個(gè)個(gè)反反應(yīng)應(yīng)器器為為加加氫氫裂裂化化。。如圖2-5所示示。。三、、加加氫氫裂裂化化（3））串串聯(lián)聯(lián)加加氫氫裂裂化化流流程程取消消了了兩兩段段流流程程中中的的脫脫氨氨塔塔，，使使加加氫氫精精制制和和加加氫氫裂裂化化兩兩個(gè)個(gè)反反應(yīng)應(yīng)器器串串聯(lián)聯(lián)起起來(lái)來(lái)，，省省掉掉了了一一套套換換熱熱、、加加熱熱、、加加壓壓、、減減壓壓等等分分離離設(shè)設(shè)備備。。如圖2-6所示示。。三、、加加氫氫裂裂化化5、、沸沸騰騰床床加加氫氫裂裂化化工工藝藝流流程程（1））沸沸騰騰床床加加氫氫裂裂化化工工藝藝是是借借助助于于流流體體流流速速帶帶動(dòng)動(dòng)一一定定顆顆粒粒粒粒度度的的催催化化劑劑運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，形形成成氣氣、、液液、、固固三三相相床床層層，，從從而而使使氫氫氣氣、、原原料料油油和和催催化化劑劑充充分分接接觸觸而而完完成成加加氫氫裂裂化化反反應(yīng)應(yīng)。。（2））該該工工藝藝可可以以處處理理金金屬屬含含量量和和殘殘?zhí)刻恐抵递^較高高的的原原料料（（如如減減壓壓渣渣油油）），，并并可可使使中中有有深深度度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化。。但但是是該該工工藝藝的的操操作作溫溫度度較較高高，，一一般般在在400~450℃℃三、、加加氫氫裂裂化化6、、懸懸浮浮床床（（漿漿液液床床））加加氫氫裂裂化化工工藝藝流流程程（1））基基本本流流程程：：以以細(xì)細(xì)粉粉狀狀催催化化劑劑和和原原料料預(yù)預(yù)先先混混合合，，再再與與氫氫氣氣一一同同進(jìn)進(jìn)入入反反應(yīng)應(yīng)器器自自下下而而上上流流動(dòng)動(dòng)，，并并進(jìn)進(jìn)行行加加氫氫裂裂化化，，催催化化劑劑懸懸浮浮于于液液相相中中，，且且隨隨著著反反應(yīng)應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物物一一起起從從反反應(yīng)應(yīng)器器頂頂部部流流出出。。（2））懸懸浮浮床床加加氫氫裂裂化化工工藝藝可可以以使使用用非非常常劣劣質(zhì)質(zhì)的的原原料料。。三、、加加氫氫裂裂化化四、、催催化化重重整整重整整是將將輕輕質(zhì)質(zhì)原原料料油油，，如如直直餾餾汽汽油油、、粗粗汽汽油油等等經(jīng)經(jīng)熱熱或或催催化化劑劑的的作作用用，，使使油油料料中中的的烴烴類類重重新新調(diào)調(diào)整整結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，生生成成大大量量芳芳烴烴的的工工藝藝過(guò)過(guò)程程。。目的的：提提高高汽汽油油的的辛辛烷烷值值或或制制取取芳芳烴烴。。重整整可可分分為為熱熱重重整整和和催催化化重重整整兩兩種種。。工工業(yè)業(yè)上上常常用用的的主主要要是是催催化化重重整整。。1、、熱熱重重整整（1））目目的的在高高壓壓下下，，使使低低辛辛烷烷值值汽汽油油變變成成高高辛辛烷烷值值汽汽油油。。（2））工工藝藝條條件件不用用催催化化劑劑，，用用輕輕度度熱熱裂裂化化方方法法來(lái)來(lái)調(diào)調(diào)整整原原料料油油中中烴烴類類的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。（3））與與催催化化重重整整相相比比所得得汽汽油油收收率率低低，，辛辛烷烷值值低低，，穩(wěn)穩(wěn)定定性性差差。。四、、催催化化重重整整2、、催催化化重重整整（（鉑鉑重重整整））（1））催催化化重重整整技技術(shù)術(shù)發(fā)發(fā)展展概概況況大體體上上經(jīng)經(jīng)歷歷了了三三個(gè)個(gè)階階段段。。①1940年年~1949年年1940年，美美國(guó)建成成了第一一套以氧化鉬/氧化鋁鋁作催化劑劑的催化化重整裝裝置，以以后又使使用氧化化鉻/氧氧化鋁催催化劑的的工業(yè)裝裝置。這這類過(guò)程程亦稱為為臨氫重整整過(guò)程，可以生生產(chǎn)辛烷烷值達(dá)80左右右的汽油油。缺點(diǎn)：催化劑活活性不高高，汽油油的辛烷烷值也不不太高，，反應(yīng)積積炭使催催化劑活活性降低低較快，，反應(yīng)周周期短，，處理能能力小，，操作費(fèi)費(fèi)用大。。四、催化化重整②1949年~1967年鉑鉑重整催催化劑1949年，美美國(guó)環(huán)球球油公司司（UOP）開(kāi)開(kāi)發(fā)出鉑重整催化劑，，并建成成和投產(chǎn)產(chǎn)第一套套鉑重整整工業(yè)裝裝置。優(yōu)點(diǎn)：Pt/Al2O3催化劑的的活性高高，穩(wěn)定定性好，，選擇性性好，液液體產(chǎn)物物收率高高，反應(yīng)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)周周期長(zhǎng)，，一般可可連續(xù)生生產(chǎn)半年年以上而而不需要要再生。。四、催化化重整③1967年開(kāi)開(kāi)始雙金金屬和多多金屬重重整催化化劑1967年雪弗弗隆研究究公司宣宣布發(fā)明明成功鉑錸/氧氧化鋁雙金屬重重整催化化劑并投投入工業(yè)業(yè)應(yīng)用，，稱錸重重整過(guò)程程，國(guó)內(nèi)內(nèi)則多稱稱之為鉑鉑錸重整整。優(yōu)點(diǎn)：容炭能力力強(qiáng)，有有較高的的穩(wěn)定性性，可在在較高的的溫度和和較低的的氫分壓壓下操作作而保持持良好的的活性。。四、催化化重整四、催化化重整（2）催催化重整整的化學(xué)學(xué)反應(yīng)類類型①六元環(huán)環(huán)烷烴的的脫氫反反應(yīng)②五元環(huán)環(huán)烷烴異異構(gòu)化后后再脫氫氫四、催化化重整③烷烴環(huán)環(huán)化后再再脫氫④烷烴異異構(gòu)化⑤加氫裂裂化C2H18+H2→C5H12+C3H8除以上五五類反應(yīng)應(yīng)外，還還有烯烴烴的飽和和以及生生焦反應(yīng)應(yīng)等。生生焦反應(yīng)應(yīng)雖然不不是主要要反應(yīng)，，但是它它對(duì)催化化劑的活活性和生生產(chǎn)操作作卻有很很大影響響。以上五類類反應(yīng)中中，①②②③類反反應(yīng)都生生生成芳芳烴，所所以叫““芳構(gòu)化反反應(yīng)”。反應(yīng)①②②在鉑催催化劑存存在下，，進(jìn)行得得非常迅迅速，是是希望發(fā)發(fā)生的反反應(yīng)。芳構(gòu)化反反應(yīng)伴生生大量的的氫氣。。從主要要反應(yīng)是是一個(gè)強(qiáng)強(qiáng)吸熱和和體積增增大的反反應(yīng)來(lái)判判斷，操操作應(yīng)在在加熱和和低壓下下進(jìn)行。。但低壓壓下易造造成結(jié)焦焦，使催催化劑很很快失活活，故催化重整整一般在在加壓下下進(jìn)行。。四、催化化重整（3）催催化重整整原料對(duì)對(duì)過(guò)程和和產(chǎn)品的的影響①原料中中環(huán)烷烴烴愈多，，芳烴的的產(chǎn)率越越高。②烷烴愈愈多，則則適用于于生產(chǎn)高高辛烷值值的汽油油。四、催化化重整（4）催催化重整整工藝流流程催化重整整裝置如如圖2-7，一般包包括以下下工序：：四、催化化重整四、催化化重整①預(yù)脫砷砷和預(yù)分分餾A預(yù)脫脫砷砷能使催催化劑嚴(yán)嚴(yán)重中毒毒，必須須嚴(yán)格控控制原料料砷含量量<1××10-8。砷脫除過(guò)過(guò)程：將將重整原原料油加加熱至200℃℃左右，，通過(guò)含含銅脫砷砷催化劑劑床層可可以脫除除大部分分砷。所用吸附附劑是浸浸漬有硫硫酸銅的的硅鋁小小球，吸吸附在常常溫下進(jìn)進(jìn)行。四、催化化重整B預(yù)分分餾根據(jù)重整整目的產(chǎn)產(chǎn)品的要要求，切切割具有有一定餾餾程餾分分作為重重整原料料。餾程生產(chǎn)產(chǎn)品60~90℃芳烴90~180℃高辛烷值汽油<60℃除去，同時(shí)除去原料油中部分水分②預(yù)加氫氫目的：除去原料料油中能能使催化化劑中毒毒的砷、、鉛、銅銅等金屬屬和S、、N、O雜化物物，使之之含量降降到允許許范圍內(nèi)內(nèi)，同時(shí)時(shí)還使烯烯烴飽和和，以減減少催化化劑積炭炭，延長(zhǎng)長(zhǎng)操作周周期。預(yù)加氫催催化劑：：一般采采用鉬酸酸鈷、鉬鉬酸鎳催催化劑，，也有用用復(fù)合W-Ni-Co催化劑劑。預(yù)加氫反反應(yīng)條件件：溫度度320~370℃，，壓力1.8~2.5MPa，空速速2~6h-1。四、催化化重整③催化重重整重整反應(yīng)應(yīng)是強(qiáng)吸吸熱反應(yīng)應(yīng)，反應(yīng)應(yīng)時(shí)溫度度下降，，為了維維持較高高的反應(yīng)應(yīng)溫度，，將3個(gè)個(gè)反應(yīng)器器的3座座加熱爐爐串聯(lián)，，以維持持所需的的反應(yīng)溫溫度。催化劑的的分配：：各個(gè)反反應(yīng)器的的催化劑劑裝入量量并不相相同，期期間有一一個(gè)合適適的比例例，一般般是前面面的反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)裝裝入量較較小，后后面的反反應(yīng)器的的裝入量量較大。。通常按1:2:2裝入入。催化重整整工藝條條件：空空速2~5h-1，氫油比比1200~1500:1（（體積比比），壓壓力2.05~3.0MPa。四、催化化重整④后加氫氫目的：當(dāng)當(dāng)以生產(chǎn)產(chǎn)芳烴為為主要目目的時(shí)，，重整生生成油還還必須經(jīng)經(jīng)過(guò)后加加氫以使使其中的的少量烯烯烴飽和和。后加氫催催化劑：：鉬酸鈷鈷、鉬酸酸鎳催化化劑。工藝條件件：320~370℃⑤穩(wěn)定系系統(tǒng)重整反應(yīng)應(yīng)物經(jīng)高高壓分離離器進(jìn)入入穩(wěn)定塔塔，脫去去氣態(tài)烴烴及戊烷烷后，可可作芳烴烴的抽提提原料或或做高辛辛烷值汽汽油的摻摻和油料料。四、催化重重整⑥芳烴抽提提用普通的分分餾方法無(wú)無(wú)法得到純純度很高的的芳烴。工工業(yè)上常用用液相抽提提法，即用用一種對(duì)芳芳烴、環(huán)烷烷烴、烯烴烴等具有不不同溶解能能力的溶劑劑，將所