石油加工工藝

1、石油及其產(chǎn)品組成和性質(zhì),原油通常是黑色、褐色或黃色的流動或半流動粘稠液體，相對密度一般在0.800.98之間。,我國主要原油的凝點及蠟含量較高，瀝青質(zhì)含量較低，相對密度大多在0.850.95間，屬偏重原油。,一、原油的一般性狀,二、石油的元素組成,基本元素:,微量元素:,59種,5種,以碳氫化合物及其衍生物形態(tài)存在,(1)基本元素,碳,氫,硫,氮,氧,8387 %,1114 %,0.058.00 %,0.022.00 %,0.052.00 %,H/C原子比反映原油屬性： 輕質(zhì)原油1.9 重質(zhì)原油 1.5,(2)微量元素,ppm級：Ni V Fe Pb Ca Cu PPb級：Cl Si P As

2、,雜原子（硫、氮、氧+微量元素）5,雜原子的存在影響？,我國原油較為典型的元素組成特點,低 硫,高 氮,高 鎳,低 釩,直餾餾分：,三、石油的餾分組成,原油是由成千上萬個組分組成的混合物，其沸點范圍很寬，按沸程（餾程）范圍可分為（主要按使用要求而定）:,原油直接分餾得到,石油氣 C1C4（LPG C3C4）,汽油（石腦油）：初餾200（180）,噴氣燃料（航煤）：150280,輕柴油：180375,重油（潤滑油）餾分：350550-VGO,常壓渣油（AR） 350,減壓渣油（VR） 500,我國原油組成特點,輕質(zhì)餾分含量低、渣油含量高,四、石油及其餾分的烴類（C、H）組成,天然氣,煉廠氣,汽油

3、餾分,中間餾分,高沸餾分,渣油,蠟,烷烴,環(huán)烷烴,芳烴,烯烴,1天然氣（干氣）,2煉廠氣,主要由甲烷（80v）、乙烷、丙烷，丁烷、二氧化碳組成,3汽油餾分（C11）,(1)單體烴：,直餾、重整汽油200種,(2)烴族組成：,4中間餾分（C11C20的煤油、柴油）,族組成由烷烴（正、異）、環(huán)烷烴和芳烴（單、雙環(huán)為主）、膠質(zhì)組成,5 高沸餾分（C20C36）,a 族組成由烷烴（正、異）、環(huán)烷烴和芳烴（輕、 中、重）、膠質(zhì)組成，其中飽 和烴（烷烴、環(huán) 烷烴）（輕、中）芳烴總量稱為潤滑油潛含量 b 結(jié)構(gòu)族組成：%CP、%CN、%CA ， RT、RA、RN,6 渣油,7 蠟,微晶蠟：,五、石油中的非烴類

4、化合物,非烴類在石油中的含量相當(dāng)可觀，對石油的加工、產(chǎn)品質(zhì)量及使用影響很大。它們主要是含硫、含氮、含氧化合物及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，在石油中隨沸點升高而增加。,(1)含硫化合物,活性硫化物：,硫、硫化氫、硫醇等,非活性硫化物：,硫醚、二硫化物、噻吩等。 熱穩(wěn)定性較差活性硫化物,(2)含氮化合物（氮雜環(huán)物）,堿性氮化物：,砒啶 喹啉 異喹啉 吖啶 酰胺,非堿性氮化物：,砒咯 吲跺 卟啉化物（含鎳、釩） 可轉(zhuǎn)化為堿性氮化物,(3)含氧化合物,中性：,(4）膠質(zhì)、瀝青質(zhì),原油中的大部分硫、氮、氧及絕大部分金屬集中在渣油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中。膠質(zhì)、瀝青質(zhì)一般是稠環(huán)結(jié)構(gòu)，膠質(zhì)分子量比瀝青質(zhì)小。,六 石油及產(chǎn)品的理化

5、性質(zhì),為了使油品性質(zhì)具有可比性，大多數(shù)理化性質(zhì)都是在一定條件性試驗下得到的。,一般性質(zhì):,蒸發(fā)性質(zhì):,流動性質(zhì):,臨界性質(zhì),燃燒性質(zhì),其它性質(zhì),熱性質(zhì),第三章 石油產(chǎn)品及其質(zhì)量要求,一、石油產(chǎn)品分類,燃料油品:,潤滑劑：,溶劑油和化工原料 約占10,蠟 約占1 瀝青 約占3 焦 約占2,二、燃料使用性能,側(cè)重節(jié)能、安全、環(huán)保、防腐,勞斯萊斯百年幻影,GB17930-2006,現(xiàn)在國標(biāo)準(zhǔn)是0.015,寶來迷你,其中3#航煤為民航和軍用飛機通用，產(chǎn)量最大,燃料油（艦船、鍋爐用）: 粘度、閃點(開)、硫%、灰分、機械雜質(zhì)等。商品牌號: 恩氏粘度,LPG: 綠色（清潔）、高效燃料 。 民用、車用、工業(yè)

6、用、切割、化工利用,大眾甲殼蟲,替代燃料,LPG、CNG、LNG,二甲醚：十六烷值5560,生物柴油：,以天然油脂為原料制成的，主要成分是肪酸甲酯，十六烷值高達53,GTL合成油品：,醇類汽油（甲醇、乙醇）,燃料油品發(fā)展方向：主要是適應(yīng)環(huán)保要求,紅旗加長,汽 油：,無鉛化 低（蒸氣壓、硫、烯烴、芳烴、90%餾出溫度) 較高的含氧化合物,03年 德國 10ppm 04年 加拿大 30ppm 05年 歐盟 50ppm 06年 美國 30ppm,汽油含硫量控制,歐盟和我國車用汽油主要規(guī)格,硫含量高,汽油中芳烴水平相對較低,汽油中烯烴含量高,汽油的蒸汽壓偏高,含氧化合物低,辛烷值分布差,我國汽油性質(zhì)特

7、點,汽車尾氣排放物：CO、CO2 、SOx 、NOx 、CH化合物 電噴技術(shù)(電子燃燒噴射或汽油發(fā)動機控制系統(tǒng),簡稱EMS):它能精確控制空氣和燃油的的混合比例及點火及時。比傳統(tǒng)油化器降低5060%污染，另外三元催化轉(zhuǎn)化器可降低95%的污染排放。鉛會污染大氣，使電噴氧傳感器失靈，壽命大大縮短，堵塞噴咀，還使催化劑中的貴金屬中毒。 EMS三元催化轉(zhuǎn)化器是解決汽車污染的最佳方案，具有很好的經(jīng)濟和環(huán)保意義。,柴油： 低硫、低芳烴、高十六烷值,我國清潔車用輕柴油:,柴油含硫 06年 美國 15ppm 06年 日本東京 50ppm,與汽油相比,節(jié)油、經(jīng)濟：,環(huán)保、清潔:,動力、安全：,與汽油比，節(jié)省1/

8、3,總廢氣排放減少40,低速時扭矩大，既保證動力性，又有利于低速時加速；不容易 揮發(fā)，著火點較高,三、潤滑油,保證、維護各類機器（機械）設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，密封、冷卻、減磨、降低能耗、延長壽命。,基礎(chǔ)油,添加劑,潤滑油,1、分類,按ISO分為19組 見P97,按使用場合分為：,2、基礎(chǔ)油,凱迪拉克CTS,我國潤滑油基礎(chǔ)油分類及代號,我國潤滑油基礎(chǔ)油粘度牌號及粘度范圍,美國石油協(xié)會（API）在與美國汽車工程師協(xié)會(SAE)、化學(xué)品制造商聯(lián)合會(CMA)和美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）等組織的合作過程中，專門為內(nèi)燃機油，主要為小轎車汽油機油和柴油機油，規(guī)定了基礎(chǔ)油的分類,API潤滑油基礎(chǔ)油分類,3.內(nèi)

9、燃機油,(1)性能要求,適當(dāng)?shù)恼扯群土己玫恼硿匦阅堋?高溫潤滑、密封，低溫啟動,良好的抗氧化和清凈分散能力。,高溫、空氣、金屬催化酸性物質(zhì)、油泥漆膜和積炭,良好的抗磨性。,溫度高，負荷大、速度快。保護膜。,良好的防腐蝕性能。,合金、苛刻環(huán)境、氧化、硫酸性物腐蝕中和能力,發(fā)動機試驗：如臺架試驗、行車試驗等,(2) 分類和命名,參照API、SAE、和ASTM標(biāo)準(zhǔn)，按質(zhì)量等級和粘度等級分類,質(zhì)量等級分類（按字母順序依次提高）,汽油機油： S（AM） 等,柴油機油： C（AJ）等,通用油（汽/柴通用）： SD/CC、SE/CC、SF/CD,粘度等級分類,單級油,多級油：,20、30、40、50、60、

10、0W、5W、 10W、15W、20W、25W等,5W/30 10W/30 15W/40 20W/20等,內(nèi)燃機油的粘度分類,表達任何一個品種的內(nèi)燃機油牌號必須同時包括質(zhì)量等級和粘度等級兩部分如SC 15W/30,4. 油品添加劑,改善和提高該油品使用性能及貯存性能,4. 發(fā)展方向,（1）我國內(nèi)燃機油現(xiàn)狀,約占40，其中柴油機油70、汽油機油28% 在質(zhì)量等級上基本上與歐美差12個檔次，但添加劑品種單一、老化。,SJ級別油品已經(jīng)成為主流產(chǎn)品，SL和SM也已開始從OEM原裝到服務(wù)市場得到部分應(yīng)用，SE和SF的份額在很快減少，但仍然保持一個從SE到SM的非常多元化的市場狀態(tài)。,統(tǒng)治市場近20年的CD

11、正在逐步被CF-4所替代，CF-4已成為主流產(chǎn)品，由于汽車發(fā)動機生產(chǎn)技術(shù)來源和發(fā)展的多元化，CH-4、CI-4和一些OEM規(guī)格也在一定程度上占有相當(dāng)?shù)氖袌?，CI-4+這樣具有優(yōu)異煙炱分散性能的發(fā)動機油也開始得到局部應(yīng)用,2008年，中石油和中石化兩大集團基礎(chǔ)油產(chǎn)能之和達到470萬t，新增產(chǎn)能主要以類加氫基礎(chǔ)油為主。但I類基礎(chǔ)油供給比例一直在70左右，嚴重過剩，盡管產(chǎn)能結(jié)構(gòu)在進一步優(yōu)化，但 、類油供應(yīng)不足的局面依然沒有得到有效扭轉(zhuǎn)。我國產(chǎn)業(yè)升級速度加快以及汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展使高端潤滑油需求出現(xiàn)高速增長，中國目前、類基礎(chǔ)油短缺較為嚴重，已經(jīng)成為制約兩大集團在高端市場取得更大突破的主要矛盾之一。,（

12、2）發(fā)展趨勢,國外知名品牌占國內(nèi)高端潤滑油78，利潤占整個潤滑油市場的80的利潤,無毒、可生物降解。,合成油,四、石油蠟,石 蠟,從減壓餾分中獲取，主要是由C17C35的正構(gòu)烴組成的片狀結(jié)晶物。主要性能指標(biāo)是熔點、含油量和安定性。 商品牌號：按熔點（2）從5070劃分牌號,微晶蠟,從減壓渣油中獲取，主要是由帶有正構(gòu)烴或異構(gòu)烷基側(cè)鏈的環(huán)狀烴，尤其是環(huán)烷烴組成的針狀或微粒結(jié)晶物。主要性能指標(biāo)是滴熔點、含油量和安定性。 商品牌號：按滴熔點劃分70、75、80、85、90等5個牌號,液體石蠟,熔點在40以下的C10到C18的各種正構(gòu)烷烴組成的混合物，主要用于醫(yī)藥、化妝品等,五、石油瀝青,從減壓渣油中獲

13、取，主要性能指標(biāo)為：,針入度（1/10mm)：按25時的數(shù)值劃分牌號,延度(cm),軟化點,道路瀝青：,普通道路瀝青（60、100、140、180、200）、重交通道路瀝青（AH-130、-110、-90、-70、-50),建筑瀝青:,10、30、40,專用瀝青：,電器絕緣、油漆、管道防腐,乳化瀝青：,鋪路、防水、防滲,石腦油、低碳烯烴、芳烴、白油、石油脂（凡士林）、硫磺、石油酸等,（由直餾餾分或重整抽余油等分餾或精制所得）：10個牌號用作溶劑、洗滌劑、萃取劑。一般無色、無味、無毒。 6號（動植物油萃?。?六、溶劑油和化工原料,六、石油焦,一般由減壓渣油經(jīng)延遲焦化制得，是高度縮合的碳氫化合物，

14、含碳9097、氫1.58.0%，另含有少量的S、N、O和金屬，H/C原子比0.8以下。 主要質(zhì)量指標(biāo)：揮發(fā)分、硫含量、灰分,延遲(普通) 石油焦：,針狀焦：,特種石油焦：,制備普通電極、電石、 碳化硅,高功率和超高功率石墨電極,核工業(yè)用,第四章 原油評價及加工方案,一、原油的分類,根據(jù)原油的類別，可大致推測它的性質(zhì)和加工方案，判斷它適宜于生產(chǎn)產(chǎn)品種類和產(chǎn)品的質(zhì)量。,(1)關(guān)鍵餾分特性分類法,根據(jù)第一關(guān)鍵餾分：250275,根據(jù)兩個關(guān)鍵餾分的密度確定各餾分的屬性（石蠟基、中間基、環(huán)烷基）并后組合，共分為七類。（見p120),(2)商品分類法,密度法,硫含量法,輕質(zhì)原油,中質(zhì)原油,重質(zhì)原油,特稠原

15、油,分低硫（0.5%）,含硫(0.52.0%),高硫(2.0%)原油,國際石油市場確定原油價格的主要依據(jù),3.我國的原油分類,商品分類法,+,關(guān)鍵餾分 特性分類,大慶-低硫石蠟基,勝利-含硫中間基,孤島-含硫環(huán)烷基,克拉瑪依-低硫中間基,大港-低硫環(huán)烷中間基,二、原油評價,評價目的： 了解原油的性質(zhì)、各直餾餾分和渣油的產(chǎn)率及性質(zhì)，為煉廠裝置設(shè)計和原油的加工方案提供依據(jù)。,常規(guī)評價: 原油一般性質(zhì)、實沸點蒸餾和窄餾分性質(zhì)（TBP曲線、原油性質(zhì)(中百分比)曲線）,綜合評價： 常規(guī)評價、直餾產(chǎn)品產(chǎn)率和性質(zhì)（曲線）、餾分的化學(xué)組成、產(chǎn)品質(zhì)量等,煉廠裝置設(shè)計依據(jù),確定加工方案依據(jù),圖4-1 大慶原油實沸

16、點蒸餾曲線及中百分比性質(zhì)曲線,大慶原油航煤冰點-密度-產(chǎn)率曲線,圖4-2 大慶汽油餾分產(chǎn)率性質(zhì)曲線 圖4-3 大慶原油重油產(chǎn)率性質(zhì)曲線,三、原油加工方案的確定,1.基本依據(jù),原油綜合評價,市場需求,技術(shù)經(jīng)濟性,2. 原油加工類型,燃料型,燃料潤滑油型,燃料化工,減,3.大慶原油的加工方案,原油特點,直餾產(chǎn)品特點,低硫石蠟基,直餾汽油產(chǎn)率低、辛烷值低,航空煤油密度小，結(jié)晶點高，只能生產(chǎn)2航煤,直餾柴油十六烷值高（70以上），凝點高,煤柴油餾分含烷烴多，是良好的制乙烯原料,350525的減壓餾分（VGO）鏈烷烴多、環(huán)狀烴少，潤滑油潛含量高且粘度指數(shù)高（90120），是生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的良好原料，也

17、是理想的催化裂化原料。,減壓渣油的（硫、重金屬、瀝青質(zhì)）含量低，飽和烴量高，適合摻煉作為催化裂化原料，可作生產(chǎn)低硫石油焦的原料，還可在脫瀝青后作殘渣潤滑油生產(chǎn)原料。,減壓渣油膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量低且含蠟量高，不能直接生產(chǎn)瀝青，也不能生產(chǎn)高質(zhì)量瀝青,蠟含量高且質(zhì)量高,(3) 加工方案：,發(fā)展重油深加工,高辛烷值汽油生產(chǎn),潤滑油生產(chǎn),4.勝利原油加工方案,(1)原油特點,含硫中間基,直餾汽油辛烷值比大慶汽油高，但產(chǎn)率不高。石腦油芳烴潛含量高，是催化重整的良好原料， 直餾航煤密度大、結(jié)晶點低，精制后可作1航煤 柴油十六烷值較高，凝點低?？缮a(chǎn)20#柴油 減壓餾分（VGO）的脫蠟油粘度指數(shù)低，且酸值和硫含量高，不宜生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油，可作催化裂化或加氫裂化原料。,(2)直餾產(chǎn)品特點,減壓渣油的脫蠟油粘度指數(shù)低，且酸值和硫含量高，不宜