化工工藝學(xué)第二章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家有摩洛哥、南非、美國、前蘇聯(lián)及中國。我國磷礦主要分布在西南和中南地區(qū)。雖然只能過過磷礦儲量為世界第四位，但高品位礦儲量較少。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：用無機(jī)酸的化學(xué)能分解磷礦制成磷肥。無機(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)硫鐵礦最常見的晶體是六方體、八面體及五角十二面體。2.分布情況我國硫鐵礦主要集中在廣東、內(nèi)蒙、安徽和四川等地，其儲量占全國總儲量的85%。3.加工概況以硫鐵礦為原料制取硫酸，其礦渣可用來煉鐵、煉鋼。若爐渣含硫較高，含鐵量不高時，可以用作水泥的附屬原料——混合料。2.1.2硫鐵礦2.1.3硼礦硼是一種典典型的非金金屬元素。。硼在自然然界中以化化合物形式式存在，但但在地殼中中分散狀態(tài)態(tài)的硼卻分分布廣泛。。1.資源特特點(diǎn)世界上含硼硼礦物很多多，根據(jù)含含硼礦物的的化學(xué)組成成，可將其其分為三類類：①硼硅酸鹽鹽礦物：主主要是硅鈣鈣硼石和賽賽黃晶。②硼鋁硅酸酸鹽礦物：：主要有電電氣石和斧斧石③硼酸鹽礦礦物：硼工工業(yè)原料的的主要來源源。這類礦礦物有100多種，，但作為工工業(yè)硼資源源開發(fā)利用用的僅有10余種，，如天然硼硼砂、遂安安石、硼鎂鎂石、硬硼硼鈣石、天天然硼酸、、納硼解石石、柱硼鎂鎂石。這兩類硼礦礦物中，除除了硅鈣硼硼石尚具工工業(yè)價值外外，其他或或是難以加加工，或因因大量聚集集成工業(yè)礦礦床而意義義不大。2.分布情情況目前，主要要硼礦床僅僅在少數(shù)幾幾個國家和和地區(qū)分布布，大部分分集中在美美國和土耳耳其，其產(chǎn)產(chǎn)量約占世世界產(chǎn)量的的90%。。我國可以利利用的硼酸酸鹽型硼礦礦資源主要要是遼東地地區(qū)的鎂硼硼酸鹽型硼硼礦（俗稱稱白硼）和和青藏高原原的鹽湖鹵鹵水硼砂礦礦，其次在在湖南長寧寧地區(qū)有少少量矽卡巖巖型硼礦產(chǎn)產(chǎn)出。2.1.3硼礦3.加工概概況（1）由硼硼鎂礦制硼硼砂（又稱稱硼酸鈉、、月石粉））的工藝A碳堿法工工藝：將預(yù)處理理的硼鎂礦礦粉與碳酸酸鈉溶液混混合加溫，，通二氧化化碳升壓后后反應(yīng)制取取。B堿法工藝藝：又分為常常壓堿解法法和加壓堿堿解法。是是用NaOH溶液加加熱分解硼硼鎂礦粉制制取，亦可可由天然硼硼砂直接制制取。由于堿法工工藝不適宜宜加工品位位低的礦粉粉，且工藝藝流程長，，設(shè)備多，，現(xiàn)已逐步步被碳堿法法取代。2.1.3硼礦（2）由硼硼鎂礦制硼硼酸工藝A鹽酸法：先用鹽酸酸分解硼鎂鎂礦，再利利用氯化鎂鎂使硼酸有有效地萃取取入溶劑，，經(jīng)水反萃萃取得硼酸酸。萃取余余液中含有有氯化鎂，，經(jīng)除去少少量的鈣、、脫水、煅煅燒，可制制得氧化鎂鎂和鹽酸，，鹽酸再用用于礦石分分解，氧化化鎂可作為為耐火材料料。MgO?B2O3+2HCl+2H2O=2H3B2O3+MgCl2B硫酸中和和法：以硼鎂礦礦為原料，，采用碳堿堿法制取硼硼砂，再由由硼砂生產(chǎn)產(chǎn)硼酸。Na2B4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO42.1.3硼礦化學(xué)礦產(chǎn)絕絕大部分為為非金屬礦礦物，在化化學(xué)工業(yè)中中主要用于于制硫酸、、磷肥、鉀鉀肥、純堿堿及其他無無機(jī)鹽化工工、精細(xì)化化工的原料料，還可作作為其他工工業(yè)領(lǐng)域（（如冶金、、輕工、石石油、電子子、金屬陶陶瓷、醫(yī)藥藥、水泥、、玻璃、飼飼料及食品品等）中的的基本原料料和配料。。因此，其其加工利用用方法眾多多，工藝過過程繁簡不不一，比較較龐雜。但但粗略劃分分，可分火法工藝和和濕法工藝藝。2.2天天然氣天然氣是一一種多組分分的混合氣氣體，主要要成分是烷烷烴，其中中甲烷占絕絕大多數(shù)，，另有少量量的乙烷、、丙烷和丁丁烷，此外外，一般還還含有硫化化氫、二二氧化碳、、氮和水氣氣，以及微微量的惰性性氣體，如如氦和氬等等。在標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀況下，，甲烷至丁丁烷以氣體體狀態(tài)存在在，戊烷以以上為液體體。2.2.1天然氣氣的定義2.2.2天然氣氣的分類2.2.3天然氣氣的主要用用途2.2.1天然氣氣的定義1、廣義的的定義天然氣是指指自然界中中天然存在在的一切氣氣體，包括括大氣圈、、水圈、生生物圈和巖巖石圈中各各種自然過過程形成的的氣體。2、從能量量角度出發(fā)發(fā)的狹義的的定義天然氣是指指蘊(yùn)藏于地地層中的烴烴類和非烴烴類氣體的的混合物，，主要存在在于油田氣氣、氣田氣氣、煤層氣氣、泥火山山和生物生生成氣中。。2.2.2天然氣氣的分類1、根據(jù)成因不同，天然氣可可分為伴生氣和非非伴生氣。（1）伴生生氣：伴隨隨原油共生生，與原油油同時被采采出的油田田氣叫伴生生氣。（2）非伴伴生氣：包包括純氣田田天然氣和和凝析氣田天天然氣兩種，在地地層中都以以氣態(tài)存在在。凝析氣田天天然氣從地地層流出井井口后，隨隨著壓力和和溫度的下下降，分離離為氣液兩兩相，氣相相是凝析氣氣田天然氣氣，液相是是凝析液，，叫凝析油油。2、根據(jù)組成及性質(zhì)質(zhì)差別，天然氣可可分為干氣和濕氣氣。（1）干氣氣：干氣中中甲烷含量量高于90%，還含含有C2-C4的烷烷烴及少量量C5以上上重組分，，稍加壓縮縮不會有液液體析出，，所以稱為為干氣。（2）濕氣氣：濕氣中中除含有甲甲烷外，還還含有15%~20%或以上上的C2-C4的烷烷烴及少量量輕汽油，，稍加壓縮縮有汽油析析出，故稱稱濕氣。2.2.2天然氣氣的分類2.2.3天然氣氣的主要用用途天然氣中的的甲烷等低低碳烷烴，，燃燒時熱熱值高污染染少，因此此是一種清清潔能源，，既可作為為工業(yè)燃料料，也可作作為民用燃燃料，如民民用液化石石油氣等；；同時這些些低碳烷烴烴又是石油油化工的重重要原料。。一、天然氣氣發(fā)電利用天然氣氣燃燒時產(chǎn)產(chǎn)生的熱能能，通過發(fā)發(fā)電動力裝裝置轉(zhuǎn)換成成電能。優(yōu)點(diǎn)：可緩解能能源緊缺，，降低燃煤煤發(fā)電比。。例，減少少環(huán)境污染染。二、天然氣氣作為城市市燃?xì)怆S著人民生生活水平的的提高及環(huán)環(huán)境保護(hù)意意識的增強(qiáng)強(qiáng)，大部分分城市對天天然氣的需需求明顯增增加。天然然氣作為民民用燃料的的經(jīng)濟(jì)效益益也大于工工業(yè)燃料。。三、天然氣氣作為汽車車用油以壓縮天然然氣代替汽汽車用油，，具有價格格低、污染染少、安全全等優(yōu)點(diǎn)。。2.2.3天然氣氣的主要用用途四、天然氣氣化學(xué)工業(yè)業(yè)目前，世界界上約有80％的合合成氨及尿尿素、80％的甲醇醇及甲醇化化學(xué)品、40％的乙乙烯（丙烯烯）及衍生生品、60%的乙炔炔及炔屬化化學(xué)品等都都是以天然然氣為原料料生產(chǎn)的。。1、天然氣氣制合成氨氨的原料氣氣2、天然氣氣制合成甲甲醇等的合合成氣3、天然氣氣制羰基合合成的合成成氣4、天然氣氣熱裂解制制有機(jī)化工工原料2.2.3天然氣氣的主要用用途1、天然然氣制合合成氨的的原料氣氣即采用烴烴類蒸氣氣催化轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化工藝藝將甲烷烷等低碳碳烷烴轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為氫氫氣和一一氧化碳碳：再引入空空氣進(jìn)行行部分燃燃燒轉(zhuǎn)化化，使殘殘余的甲甲烷濃度度降低至至0.3%左右右，同時時引入氮氮?dú)?。N2+3H2=2NH3+46.22KJ/mol2、天然然氣制合合成甲醇醇等的合合成氣合成氣除除用于合合成氨外外，已廣廣泛用于于合成甲甲醇、費(fèi)費(fèi)托法合合成液體體燃料、、羰基合合成法生生產(chǎn)脂肪肪醛和醇醇等，現(xiàn)現(xiàn)已發(fā)展展成為碳一化學(xué)學(xué)的重要原原料。碳一化學(xué)學(xué)：是以以一個碳碳原子的的化合物物為原料料來合成成各種基基本有機(jī)機(jī)化工產(chǎn)產(chǎn)品的化化學(xué)體系系。（1）合合成甲醇醇的原料料早期：以以煤和焦焦炭為原原料20世紀(jì)紀(jì)50年年代以后后：以天天然氣為為主要原原料（2）合合成氣制制甲醇的的主要反反應(yīng)CO+2H2=CH3OH+91KJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+49KJ/mol2、天然然氣制合合成甲醇醇等的合合成氣2、天然然氣制合合成甲醇醇等的合合成氣①催化劑劑②甲醇催催化反應(yīng)應(yīng)合成與與氨的催催化反應(yīng)應(yīng)合成相相似之處處N2+3H2=2NH3+46.22KJ/molCO+2H2=CH3OH+91KJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+49KJ/molA均為可可逆放熱熱體積縮縮小的反反應(yīng)。B反應(yīng)一一次轉(zhuǎn)化化率不高高。C系統(tǒng)中中有惰氣氣累計(jì)。。2、天然然氣制合合成甲醇醇等的合合成氣③針對以以上幾點(diǎn)點(diǎn)，可采采取的措措施A加壓循循環(huán)合成成氣B冷卻分分離甲醇醇C少量施施放部分分循環(huán)氣氣體D合成塔塔內(nèi)換熱熱2、天然然氣制合合成甲醇醇等的合合成氣3、天然然氣制羰羰基合成成的合成成氣（1）羰羰基合成成是指不飽飽和化合合物與一一氧化碳碳和氫發(fā)發(fā)生催化化加成反反應(yīng)生成成各種結(jié)結(jié)構(gòu)的醛醛，醛經(jīng)經(jīng)催化加加氫制各各種脂肪肪醇的合合成過程程。催化劑：：鈷或銠銠的羰基基絡(luò)合物物反應(yīng)式：氫甲酰?；磻?yīng)應(yīng)（醛化化反應(yīng)））從氫甲酰酰化反應(yīng)應(yīng)方程式式可知：：消耗的的氫和CO的摩摩爾數(shù)是是相等的的。但實(shí)實(shí)際上，，由于反反應(yīng)過程程中會發(fā)發(fā)生加氫氫生成醇醇等副反反應(yīng)，所所以，實(shí)實(shí)際氫的的消耗要要比CO多10%~20%。。3、天然然氣制羰羰基合成成的合成成氣（2）天天然氣制制羰基合合成的合合成氣①天然氣氣部分氧氧化法②天然氣氣CO2轉(zhuǎn)化法③天然氣氣水蒸氣氣轉(zhuǎn)化法法4、天然然氣熱裂裂解制有有機(jī)化工工原料天然氣中中的低碳碳烷烴經(jīng)經(jīng)熱裂解解可制得得乙炔、、乙烯、、丙烯、、丁烯和和丁二烯烯等基本本有機(jī)化化工原料料。例如：以天然氣氣為原料料制低碳碳烯烴的的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)：①工藝簡簡單，收收率高。。②來源有有限，不不能滿足足工業(yè)生生產(chǎn)。目前，主主要以液液態(tài)烴為為裂解原原料。2.3石石油石油是指氣態(tài)態(tài)、液態(tài)態(tài)和固態(tài)態(tài)的烴類類混合物物，具有有天然的的狀態(tài)。。原油是指石油油的基本本類型，，儲存在在地下巖巖層內(nèi)，，在常壓壓下呈液液態(tài)。天然氣也是石油油的主要要類型，，處于地地下儲存存條件時時溶解在在原油內(nèi)內(nèi)，在常常溫常壓壓下呈氣氣態(tài)。天然焦油油是天然氣氣沉積的的產(chǎn)物，，呈半固固態(tài)或固固態(tài)。2.3.1原原油常減減壓蒸餾餾一、原油油的性質(zhì)質(zhì)與組成成、分類類1、原油油的性質(zhì)質(zhì)（1）顏顏色：原原油的色色澤按產(chǎn)產(chǎn)地和成成分不同同，一般般有褐色色、黃褐褐色、深深棕色和和黑色。。通常顏色越深深則比重重越大，同時含含低沸點(diǎn)點(diǎn)成分就就越少，，反之亦亦然。原油中中純粹粹烴類類為無無色物物質(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））相對對密度度：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，，相對對密度度介于于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、原原油的的性質(zhì)質(zhì)與組組成、、分類類（3））粘度度：原原油粘粘度是是指原原油在在流動動時所所引起起的內(nèi)內(nèi)部摩摩擦力力。原原油粘粘度大大小取取決于于溫度度、壓壓力、、溶解解氣量量及其其化學(xué)學(xué)組成成。溫度升升高，，原油油粘度度降低低；壓壓力增增高，，粘度度增大大；溶溶解氣氣量增增加，，粘度度降低低；輕輕質(zhì)油油分增增加，，粘度度降低低。（4））凝固固點(diǎn)：：原油油冷卻卻到由由液體體變?yōu)闉楣腆w體時的的溫度度稱為為凝固固點(diǎn)。。原油油的凝凝固點(diǎn)點(diǎn)大約約在-50~35℃℃之間間。凝固點(diǎn)點(diǎn)的高高低與與石油油中的的組成成含量量有關(guān)關(guān)，輕組分分含量量高，，凝固固點(diǎn)低低；重重組分分含量量高，尤其其是石石蠟含含量高高，凝凝固點(diǎn)點(diǎn)就高高。（5））溶解解性：：原油油很難難溶于于水，，但能能溶于于有機(jī)機(jī)溶劑劑（如如苯、、乙醇醇、四四氯化化碳等等）。。（6））含蠟蠟量：：是指指常溫溫常壓壓下，，原油油中所所含石石蠟的的百分分比。。石蠟蠟是一一種白白色或或淡黃黃色固固體，，由高高級烷烷烴組組成，，熔點(diǎn)點(diǎn)為37~76℃℃。石石蠟在在地下下以膠膠體狀狀溶于于石油油中，，當(dāng)壓壓力或或溫度度降低低時，，可從從石油油中析析出。。一、原原油的的性質(zhì)質(zhì)與組組成、、分類類（7））含硫硫量：：是指指原油油中所所含硫硫（硫硫化物物或單單質(zhì)硫硫）的的百分分?jǐn)?shù)。。原油油中含含硫量量較小小，一一般小小于1%，，但對對原油油性質(zhì)質(zhì)的影影響很很大，，對管管線有有腐蝕蝕作用用。（8））含膠膠量：：是指指原油油中所所含膠膠質(zhì)的的百分分?jǐn)?shù)。。原油中中含膠膠量一一般在在5%~20%之間間。膠質(zhì)是是指原原油中中分子子量較較大（（300~1000）的的含有有氧、、氮、、硫等等元素素的多多環(huán)芳芳香烴烴化合合物，，呈半半固態(tài)態(tài)分散散狀溶溶解于于原油油中。。一、原原油的的性質(zhì)質(zhì)與組組成、、分類類（9））含鹽鹽量：：原油油從油油井采采出，，其中中含有有大量量的鹽鹽分，，它們們大多多為納納、鈣鈣、鎂鎂等氯氯化物物的混混合物物。（10）其其他：：原油油中瀝瀝青質(zhì)質(zhì)含量量較少少，一一般小小于1%。。瀝青質(zhì)質(zhì)是一一種高高分子子量具具有多多環(huán)結(jié)結(jié)構(gòu)的的黑色色固體體物質(zhì)質(zhì)，不不溶于于酒精精和石石油醚醚，易易溶于于苯、、氯仿仿等。。一般，，瀝青青質(zhì)含含量增增加時時，原原油質(zhì)質(zhì)量變變壞。。一、原原油的的性質(zhì)質(zhì)與組組成、、分類類2、原原油的的組成成原油由由不同同碳?xì)錃浠虾衔锘旎旌辖M組成，，其主主要成成分是是烷烴烴，此此外，，原油油中還還含有有硫、、氧、、氮、、磷、、釩等等元素素。C85%87%H11%14%S、N、O1%S:H2S,RSH,RSR,RSSR,COS2.3.1原原油常常減壓壓蒸餾餾3、原原油的的分類類（1））按組組成分分類石蠟基基原油油：含含烷烴烴較多多，最最易燃燃燒。。環(huán)烷基基原油油：含含環(huán)烷烷烴、、芳香香烴較較多。。中間基基原油油：介介于二二者之之間。。（2））按硫硫含量量分類類超低硫硫原油油低硫原原油含硫原原油高硫原原油（3））按比比重分分類輕質(zhì)原原油中質(zhì)原原油重質(zhì)原原油2.3.1原原油常常減壓壓蒸餾餾汽油(50-200℃):90#、93#、95#、97#、(70#)辛烷值值----異異辛烷烷(100)+正庚庚烷(0)航煤(145-230℃℃):1#、2#、3#、4#.結(jié)晶點(diǎn)點(diǎn)等煤油(180-310℃℃):燈用級級、信信號燈燈級、、拖拉拉機(jī)級級柴油(260-350℃℃):10、、0、、-10、、-20、、-35、、-50.凝點(diǎn)潤滑油油(350-520℃℃):汽機(jī)油油、柴柴機(jī)油油、機(jī)機(jī)械油油、工工藝油油重油(≧520℃℃):鍋爐級級船船用用級石蠟:45、、50、52、、………、60.熔點(diǎn)地蠟:67、、75、80.滴點(diǎn)瀝青:道路--,建筑筑--,橡橡膠--,油漆漆--.針入度度二、石石油產(chǎn)產(chǎn)品及及其牌牌號從油田田送往往煉油油廠的的原油油往往往含鹽鹽（主主要是是氯化化物））、含含水（（溶于于油或或呈乳乳化狀狀態(tài)）），可可導(dǎo)致致設(shè)備備腐蝕蝕，在在設(shè)備備內(nèi)壁壁結(jié)垢垢和影影響成成品油油的組組成，，需在在加工工前脫脫除。。1、原油含含鹽含水的的危害（1）水會會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場聯(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場作用下進(jìn)進(jìn)行破乳化化過程，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，再加以以高壓電場場配合，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，同時時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)）———這兩個個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，，簡稱安定定性。安定性不好好的汽油，，在儲存和和輸送過程程中容易發(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。提倡相對分子量量相近時，，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)油油品的過程程。國內(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)多的高相相對分子量量烴類裂化化為碳原子子數(shù)少的低低相對分子子量的烴類類，同時伴伴有脫氫、、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，同時時還可生產(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時發(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的雙功能催催化劑。主要有非貴金屬（（Ni、Mo、W））催化劑和和貴金屬（（Pd、Pt）催化化劑兩種。這些些金屬的氧氧化物與氧氧化硅-氧氧化鋁或沸沸石分子篩篩組成雙功功能催化劑劑。其中加加氫活性功功能由金屬屬或金屬氧氧化物提供供，裂化活活性功能由由氧化硅-氧化鋁或或沸石分子子篩提供。。三、加氫裂裂化3、反應(yīng)器器固定床、沸沸騰床（流流化床）和和懸浮床（（漿液床））。4、工藝流流程固定床有3中工藝流流程。（1）一段段加氫裂化化流程流程中只有有一個反應(yīng)應(yīng)器，上段段為加氫精精制，下段段為加氫裂裂化。加氫精制的的目的：是脫除原原料油中的的氧、硫、、氮等雜原原子化合物物和二烯烴烴，以改善善加氫裂化化所得油品品的質(zhì)量。。催化劑一般般具有抗氮氮能力。常用于由粗粗汽油生成成液化氣、、由減壓蠟蠟油生成航航空煤油和和柴油的過過程。如圖2-4所示。三、加氫裂裂化（2）兩段段加氫裂化化流程流程中有兩兩個反應(yīng)器器，分別裝裝有不同性性能的催化化劑。第一一個反應(yīng)器器為加氫精精制，第二二個反應(yīng)器器為加氫裂裂化。如圖2-5所示。三、加氫裂裂化（3）串聯(lián)聯(lián)加氫裂化化流程取消了兩段段流程中的的脫氨塔，，使加氫精精制和加氫氫裂化兩個個反應(yīng)器串串聯(lián)起來，，省掉了一一套換熱、、加熱、加加壓、減壓壓等分離設(shè)設(shè)備。如圖2-6所示。三、加氫裂裂化5、沸騰床床加氫裂化化工藝流程程（1）沸騰床床加氫裂化工工藝是借助于于流體流速帶帶動一定顆粒粒粒度的催化化劑運(yùn)動，形形成氣、液、、固三相床層層，從而使氫氫氣、原料油油和催化劑充充分接觸而完完成加氫裂化化反應(yīng)。（2）該工藝藝可以處理金金屬含量和殘殘?zhí)恐递^高的的原料（如減減壓渣油），，并可使中有有深度轉(zhuǎn)化。。但是該工藝藝的操作溫度度較高，一般般在400~450℃三、加氫裂化化6、懸浮床（（漿液床）加加氫裂化工藝藝流程（1）基本流流程：以細(xì)粉粉狀催化劑和和原料預(yù)先混混合，再與氫氫氣一同進(jìn)入入反應(yīng)器自下下而上流動，，并進(jìn)行加氫氫裂化，催化化劑懸浮于液液相中，且隨隨著反應(yīng)產(chǎn)物物一起從反應(yīng)應(yīng)器頂部流出出。（2）懸浮床床加氫裂化工工藝可以使用用非常劣質(zhì)的的原料。三、加氫裂化化四、催化重整整重整是將輕質(zhì)原料料油，如直餾餾汽油、粗汽汽油等經(jīng)熱或或催化劑的作作用，使油料料中的烴類重重新調(diào)整結(jié)構(gòu)構(gòu)，生成大量量芳烴的工藝藝過程。目的：提高汽油的的辛烷值或制制取芳烴。重整可分為熱熱重整和催化化重整兩種。。工業(yè)上常用用的主要是催催化重整。1、熱重整（1）目的在高壓下，使使低辛烷值汽汽油變成高辛辛烷值汽油。。（2）工藝條條件不用催化劑，，用輕度熱裂裂化方法來調(diào)調(diào)整原料油中中烴類的結(jié)構(gòu)構(gòu)。（3）與催化化重整相比所得汽油收率率低，辛烷值值低，穩(wěn)定性性差。四、催化重整整2、催化重整整（鉑重整））（1）催化重重整技術(shù)發(fā)展展概況大體上經(jīng)歷了了三個階段。。①1940年年~1949年1940年，，美國建成了了第一套以氧化鉬/氧化化鋁作催化劑的催催化重整裝置置，以后又使使用氧化鉻/氧化鋁催化化劑的工業(yè)裝裝置。這類過過程亦稱為臨氫重整過程程，可以生產(chǎn)辛辛烷值達(dá)80左右的汽油油。缺點(diǎn)：催化劑活性不不高，汽油的的辛烷值也不不太高，反應(yīng)應(yīng)積炭使催化化劑活性降低低較快，反應(yīng)應(yīng)周期短，處處理能力小，，操作費(fèi)用大大。四、催化重整整②1949年年~1967年鉑重整催催化劑1949年，，美國環(huán)球油油公司（UOP）開發(fā)出出鉑重整催化劑，并建建成和投產(chǎn)第第一套鉑重整整工業(yè)裝置。。優(yōu)點(diǎn)：Pt/Al2O3催化劑的活性性高，穩(wěn)定性性好，選擇性性好，液體產(chǎn)產(chǎn)物收率高，，反應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)周周期長，一般般可連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)半年以上而而不需要再生生。四、催化重整整③1967年年開始雙金屬屬和多金屬重重整催化劑1967年雪雪弗隆研究公公司宣布發(fā)明明成功鉑錸/氧化鋁鋁雙金屬重整催催化劑并投入入工業(yè)應(yīng)用，，稱錸重整過過程，國內(nèi)則則多稱之為鉑鉑錸重整。優(yōu)點(diǎn)：容炭能力強(qiáng)，，有較高的穩(wěn)穩(wěn)定性，可在在較高的溫度度和較低的氫氫分壓下操作作而保持良好好的活性。四、催化重整整四、催化重整整（2）催化重重整的化學(xué)反反應(yīng)類型①六元環(huán)烷烴烴的脫氫反應(yīng)應(yīng)②五元環(huán)烷烴烴異構(gòu)化后再再脫氫四、、催催化化重重整整③烷烷烴烴環(huán)環(huán)化化后后再再脫脫氫氫④烷烷烴烴異異構(gòu)構(gòu)化化⑤加加氫氫裂裂化化C2H18+H2→C5H12+C3H8除以以上上五五類類反反應(yīng)應(yīng)外外，，還還有有烯烯烴烴的的飽飽和和以以及及生生焦焦反反應(yīng)應(yīng)等等。。生生焦焦反反應(yīng)應(yīng)雖雖然然不不是是主主要要反反應(yīng)應(yīng)，，但但是是它它對對催催化化劑劑的的活活性性和和生生產(chǎn)產(chǎn)操操作作卻卻有有很很大大影影響響。。以上上五五類類反反應(yīng)應(yīng)中中，，①①②②③③類類反反應(yīng)應(yīng)都都生生生生成成芳芳烴烴，，所所以以叫叫““芳構(gòu)構(gòu)化化反反應(yīng)應(yīng)”。。反應(yīng)應(yīng)①①②②在在鉑鉑催催化化劑劑存存在在下下，，進(jìn)進(jìn)行行得得非非常常迅迅速速，，是是希希望望發(fā)發(fā)生生的的反反應(yīng)應(yīng)。。芳構(gòu)構(gòu)化化反反應(yīng)應(yīng)伴伴生生大大量量的的氫氫氣氣。。從從主主要要反反應(yīng)應(yīng)是是一一個個強(qiáng)強(qiáng)吸吸熱熱和和體體積積增增大大的的反反應(yīng)應(yīng)來來判判斷斷，，操操作作應(yīng)應(yīng)在在加加熱熱和和低低壓壓下下進(jìn)進(jìn)行行。。但但低低壓壓下下易易造造成成結(jié)結(jié)焦焦，，使使催催化化劑劑很很快快失失活活，，故故催化化重重整整一一般般在在加加壓壓下下進(jìn)進(jìn)行行。。四、、催催化化重重整整（3））催催化化重重整整原原料料對對過過程程和和產(chǎn)產(chǎn)品品的的影影響響①原原料料中中環(huán)環(huán)烷烷烴烴愈愈多多，，芳芳烴烴的的產(chǎn)產(chǎn)率率越越高高。。②烷烷烴烴愈愈多多，，則則適適用用于于生生產(chǎn)產(chǎn)高高辛辛烷烷值值的的汽汽油油。。四、、催催化化重重整整（4））催催化化重重整整工工藝藝流流程程催化化重重整整裝裝置置如如圖2-7，一一般般包包括括以以下下工工序序：：四、、催催化化重重整整四、、催催化化重重整整①預(yù)預(yù)脫脫砷砷和和預(yù)預(yù)分分餾餾A預(yù)預(yù)脫脫砷砷砷能能使使催催化化劑劑嚴(yán)嚴(yán)重重中中毒毒，，必必須須嚴(yán)嚴(yán)格格控控制制原原料料砷砷含含量量<1××10-8。砷脫脫除除過過程程：：將將重重整整原原料料油油加加熱熱至至200℃℃左左右右，，通通過過含含銅銅脫脫砷砷催催化化劑劑床床層層可可以以脫脫除除大大部部分分砷砷。。所用用吸吸附附劑劑是是浸浸漬漬有有硫硫酸酸銅銅的的硅硅鋁鋁小小球球，，吸吸附附在在常常溫溫下下進(jìn)進(jìn)行行。。四、、催催化化重重整整B預(yù)預(yù)分分餾餾根據(jù)據(jù)重重整整目目的的產(chǎn)產(chǎn)品品的的要要求求，，切切割割具具有有一一定定餾餾程程餾餾分分作作為為重重整整原原料料。。餾程生產(chǎn)產(chǎn)品60~90℃芳烴90~180℃高辛烷值汽油<60℃除去，同時除去原料油中部分水分②預(yù)預(yù)加加氫氫目的的：：除去去原原料料油油中中能能使使催催化化劑劑中中毒毒的的砷砷、、鉛鉛、、銅銅等等金金屬屬和和S、、N、、O雜雜化化物物，，使使之之含含量量降降到到允允許許范范圍圍內(nèi)內(nèi)，，同同時時還還使使烯烯烴烴飽飽和和，，以以減減少少催催化化劑劑積積炭炭，，延延長長操操作作周周期期。。預(yù)加加氫氫催催化化劑劑：：一一般般采采用用鉬鉬酸酸鈷鈷、、鉬鉬酸酸鎳鎳催催化化劑劑，，也也有有用用復(fù)復(fù)合合W-Ni-Co催催化化劑劑。。預(yù)加加氫氫反反應(yīng)應(yīng)條條件件：：溫溫度度320~370℃℃，，壓壓力力1.8~2.5MPa，，空空速速2~6h-1。四、、催催化化重重整整③催催化化重重整整重整整反反應(yīng)應(yīng)是是強(qiáng)強(qiáng)吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)，，反反應(yīng)應(yīng)時時溫溫度度下下降降，，為為了了維維持持較較高高的的反反應(yīng)應(yīng)溫溫度度，，將將3個個反反應(yīng)應(yīng)器器的的3座座加加熱熱爐爐串串聯(lián)聯(lián)，，以以維維持持所所需需的的反反應(yīng)應(yīng)溫溫度度。。催化化劑劑的的分分配配：：各各個個反反應(yīng)應(yīng)器器的的催催化化劑劑裝裝入入量量并并不不相相同同，，期期間間有有一一個個合合適適的的比比例例，，一一般般是是前前面面的的反反應(yīng)應(yīng)器器內(nèi)內(nèi)裝裝入入量量較較小小，，后后面面的的反反應(yīng)應(yīng)器器的的裝裝入入量量較較大大。。通常常按按1:2:2裝裝入入。催化化重重整整工工藝藝條條件件：：空空速速2~5h-1，氫氫油油比比1200~1500:1（（體體積積比比）），，壓壓力力2.05~3.0MPa。。四、、催催化化重重整整④后后加加氫氫目的的：：當(dāng)當(dāng)以以生生產(chǎn)產(chǎn)芳芳烴烴為為主主要要目目的的時時，，重重整整生生成成油油還還必必須須經(jīng)經(jīng)過過后后加加氫氫以以使使其其中中的的少少量量烯烯烴烴飽飽和和。。后加加氫氫催催化化劑劑：：鉬鉬酸酸鈷鈷、、鉬鉬酸酸鎳鎳催催化化劑劑。。工藝藝條條件件：：320~370℃℃⑤穩(wěn)穩(wěn)定定系系統(tǒng)統(tǒng)重整整反反應(yīng)應(yīng)物物經(jīng)經(jīng)高高壓壓分分離離器器進(jìn)進(jìn)入入穩(wěn)穩(wěn)定定塔塔，，脫脫去去氣氣態(tài)態(tài)烴烴及及戊戊烷烷后后，，可可作作芳芳烴烴的的抽抽提提原原料料或或做做高高辛辛烷烷值值汽汽油油的的摻摻和和油油料料。。四、、催催化化重重整整⑥芳芳烴烴抽抽提提用普普通通的的分分餾餾方方法法無無法法得得到到純純度度很很高高的的芳芳烴烴。。工工業(yè)業(yè)上上常常用用液液相相抽抽提提法法，，即即用用一一種種對對芳芳烴烴、、環(huán)環(huán)烷烷烴烴、、烯烯烴烴等等具具有有不不同同溶溶解解能能力力的的溶溶劑劑，，將將所所需需要要的的芳芳烴烴抽抽提提出出來來。。常用用的的溶溶劑劑有有二二乙乙二二醇醇醚醚、、三三乙乙二二醇醇醚醚、、四四乙乙二二醇醇醚醚、、環(huán)環(huán)丁丁砜砜、、N-甲甲基基吡吡咯咯烷烷酮酮等等。。國國內(nèi)內(nèi)多多用用四四乙乙二二醇醇醚醚作作為為溶溶劑劑。。⑦芳芳烴烴分分離離抽提提后后的的芳芳烴烴用用精精餾餾法法進(jìn)進(jìn)行行芳芳烴烴分分離離得得到到苯苯、、甲甲苯苯和和乙乙苯苯。。四、、催催化化重重整整2.3.3焦焦化化減壓壓渣渣油油、、熱熱裂裂化化渣渣油油以以及及一一些些不不好好處處理理的的重重質(zhì)質(zhì)油油品品（（又又稱稱重重殘殘油油）），，在在煉煉油油廠廠中中常常采采用用““焦焦化化””的的方方法法讓讓它它們們轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成更更有有價價值值的的輕輕質(zhì)質(zhì)油油品品，，生生成成的的焦焦炭炭經(jīng)經(jīng)焙焙燒燒，，除除去去揮揮發(fā)發(fā)性性物物質(zhì)質(zhì)后后，，可可制制得得電電極極焦焦。。生生成成的的焦焦化化氣氣體體，，含含有有較較多多的的輕輕質(zhì)質(zhì)烯烯烴烴，，如如乙乙烯烯、、丙丙烯烯和和丁丁烯烯等等，，可可用用作作化化工工原原料料。。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)焦焦化化的的工工藝藝過過程程主主要要有有3種種，，即即釜式式焦焦化化、、延延遲遲焦焦化化和和流流化化焦焦化化。一、、釜釜式式焦焦化化把油油裝裝到到一一個個焦焦化化釜釜中中,在在釜釜底底加加熱熱,使使釜釜內(nèi)內(nèi)油油焦焦化化。。從從釜釜頂頂引引出出焦焦化化產(chǎn)產(chǎn)生生的的油油品品蒸蒸氣氣和和低低分分子子烴烴氣氣體體。。焦焦化化完完成成后后,就就可可以以出出焦焦。。缺