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炼油基础知识讲义

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讲 义

一．油品的基础知识及基本概念
1．原油组成
石油基本是由C、H、O、N、S五种元素组成的烃类及非烃类组成的混合物，碳的质量分数占83%--87%，氢占11%--14%，硫占0．05%--8%，氮占0．02%--2%，氧占0．05%--2%；微量金属、非金属原素为钒、镍、铁、铜、铅、氯、硅、磷、砷等均以化合物的形式存在于原油的各类组分中，如金属多存在于胶质、沥青质重油组分中、氧则以环烷酸、酚的形式存在于原油的中馏分（柴油馏分）中，硫则广泛存在于各馏分中，一般以重油中比例较大，氮和硫的存在形式相近；原油中含有：干气、液化气、汽油、煤油、柴油（直柴、催柴、柴油加氢柴油、RDS柴油、加裂柴油）、蜡油、渣油等
2．原油的分类
按轻重（API）分：
轻质原油API ›34； d420‹0.852
中质原油API 20-34； d4200.852-0.930
重质原油API 10-20； d4200.931-0.998
特稠原油API ‹10； d420›0.998
按硫含量分：
低硫原油硫含量‹0.5%
含硫原油硫含量0.5%-2.0%
高硫原油硫含量›2.0%
按蜡含量分：
低蜡原油蜡含量‹0.5%-2.5%
含蜡原油蜡含量 2.5%-10%
高蜡原油蜡含量 ›10%
按关键组分K值分:
石蜡基、石蜡中间基、中间石蜡基、中间基、中间环烷基、环烷中间基、环烷基七类
按酸值分：
低酸原油酸值‹0.5mgKOH/g
含酸原油酸值›0.5mgKOH/g
高酸原油酸值›1.0mgKOH/g
石油中的酸性组分一般是指环烷酸，其它羧酸，无机酸，酚类，硫醇等，其中环烷酸和其它有机酸可总称为石油酸。环烷酸在石油酸含量中占85%以上，因此习惯上将石油酸笼统地称为环烷酸。原油酸值的大小反映了原油中酸性组分的多少。当原油酸值大于0.5mgKOH/g即能引起设备腐蚀，故通常将酸值大于0.5mgKOH/g的原油称之为含酸原油。高酸原油通常是指重质、低硫、总酸值大于1mg KOH/g的原油
3．密度与、相对密度、API（相对密度指数）
d15 -15℃密度 单位Kg/m3
d20 -20℃密度
d420 –相对密度，国内常用来表示油品的密度
d15.515.5 –相对密度，欧美常用来表示油品的密度
API=141.5/ d15.515.5-131.5 油品越轻、密度越小，API值越大
4．特性因数K值
K值是油品平均沸点与相对密度的关联函数，用来表征油品中烷烃、环烷烃及芳香烃的含量，烷烃的K约为12.5-13, 环烷烃的K约为11-12, 芳香烃的K约为10-11,
5．馏程:
表示油品在一定条件下的蒸发范围,馏程当油品进行加热蒸发时，流出的第一滴油品时的汽相温度称为初馏点，其油品全部蒸馏出来的汽相温度称干点又叫终馏点。馏程就是油品从初馏点到干点这一温度范围。
汽油馏程初馏点、10%、50%、90%馏出温度和干点的意义是什么？答：初馏点、10%馏出温度说明了汽油发动机的启动性能、50%点说明汽油在发动机中的加速性能，90%点和干点说明了汽油在发动机中蒸发完全的程度。
各种油品的大致馏分
干气：C1-C2 ，液化气：C3-C4 ，轻汽油C5 ，石脑油或汽油C5-C11 ，‹200℃，煤油140--300℃，柴油C10-C20 ，180--350℃，蜡油C20-C30 ，350--520℃，›500℃为减渣
石脑油与汽油的区别
蜡油（VGO）、常渣(AR)、减渣(VR)的区别
6.粘度
粘度液体流动时分子间摩擦而产生阻力的大小叫粘度。
粘度常用的动力粘度和运动粘度
动力粘度η:又称绝对粘度,用来表征流体内的摩擦系数,单位是泊Pa.S或厘泊,
运动粘度υ=η/ρ 是绝对粘度与同条件下的密度之比,单位是斯或厘斯(mm2/s),多用于石油产品的粘度测定
7.闪点
闪点（开口/闭口）是指可燃性液体的蒸汽同空气的混合物在临近火焰时，能发生短暂闪火的最低温度，是油品贮运的一项重要安全指标。
8．蒸汽压
蒸汽压是指某一温度下，液体与其液面上的蒸汽呈平衡状态时，此时蒸汽所产生的压力称饱和蒸汽压，简称蒸汽压,用来表征油品的蒸发能力
9．腐蚀（铜片、银片）
表征油品对金属腐蚀能力的一个指标,与油品中的活性硫、酸、碱有关，主要是与活性硫有关。
10．油品的抗爆性能指标
辛烷值：是衡量汽油抗爆性能的一种表示方法，就是以纯正庚烷的辛烷值为零，纯异辛烷的辛烷值为100而定出的一种测定抗爆性能的相对标准。RON、MON、抗爆指数（RON+MON）/2
十六烷值：是评定柴油抗爆性能的指标，以纯正十六烷的十六烷值定为100，纯α-甲基萘的十六烷值定为零，以不同比例配成标准溶液。如欲测油品的十六烷值，将试油与一配好的标准溶液的抗爆性进行比较，相同，那么标准溶液中的正十六烷值的含量就是该试油的十六烷值。
11．博士试验（用来测定汽油与煤油中硫醇硫含量）
12．诱导期
用分钟表示，用来表征汽油安定性的一个指标，
13．实质胶质
胶质是石油中一种组分，目前国际上没有统一的分析方法和确定定义。其为一种不同高分子化合物的混合物，我国目前采用氧化铝吸附色谱法分离胶质，胶质通常为褐色的粘稠且流动性很差的液体或者无定型炭，受热时熔融，相对密度1.0.胶质的着色能力强，汽油中只要加入少量胶质，汽油将被染成草黄色。
14．柴油氧化安定性
指油品的化学安定性，它表明油品在储存过程中的抗氧化能力，是指柴油在储存和运输过程中，在空气和少量水存在的情况下，生成沉淀物和胶质的趋势，其物性指标用总不溶物（mg/100mL）来表示。
柴油的安定性取决于其化学组成。二烯烃、多环芳烃和含硫、含氮化合物都是不安定性成分，他们能使发动机中沉积物的数量显著增加。因此，必须通过各种精制方法减少这些化合物的含量。
 14． 凝固点
当油品冷却到某一温度，并且将贮油的试管斜45℃，经过1分钟，看不出管内液面位置移动，产生这种现象的最高温度，称为该油品凝固点。
 凝点与冷滤点（柴油）根据国标（GB252—87），轻柴油规格按凝点分为10、0、-10、-20、-35和-50六个牌号，分别表示凝点不高于10℃、0℃、-10℃、-20℃、-35℃和-50℃；牌号越高，凝点越低
15．冷滤点
冷滤点是衡量轻柴油低温性能的重要指标，能够反映柴油低温实际使用性能，最接近柴油的实际最低使用温度。冷滤点主要和柴油组成有关，含蜡量多的冷滤点就高，表现为直馏柴油冷滤点较高，催化柴油等冷滤点较低。因此将不同组成的柴油相调合，能够较好地满足冷滤点要求，柴油的凝点和冷滤点并不具有对应关系，实际上凝点很容易通过加入降凝剂降下来，而对冷滤点没有多大效果。用户在选用柴油牌号时，应同时兼顾当地气温和柴油牌号对应的冷滤点。5号轻柴油的冷滤点为8℃，0号轻柴油的冷滤点为4℃，－10号轻柴油的冷滤点为－5℃，－20号轻柴油的冷滤点为－14℃
16．冰点
（航煤低温输送性能）当油品降温 到一定温度出现明显结晶时的温度称结晶点或冰点。
16．烟点
表示航煤燃烧性能的一个重要指标，烟点越高越好
17．水分离指数与破乳化值（柴油与航煤）
反映油品抗乳化能力的一个指标
18．电导率（航煤）
导电性能，安全性能指标
19．磨斑直径
反映油品（柴油、航煤）润滑能力的一个指标,单位mm或um
20．酸度/酸值
反映油品中酸性物质含量的一个指标，酸度单位mgKOH/100ml油，酸值单位mgKOH/g油，
21．颜色与色度
表示油品杂质含量的指标，表示方法较多，如一般色号，赛波特色号、酸洗比色、铂钴比色等
我国石油产品颜色测定法把石油产品的颜色分为16个色号。依次加深为1.0，1.5，2.0………颜色最深的为8.0。润滑油的颜色从淡黄色到深褐色，色泽的深浅取决于油中胶质含量的多少，胶质除去的越多，色泽就越浅。因此，色泽可作为判断基础油精制深度的项目。但在成品润滑油中，由于加入各种添加剂，而许多添加剂具有颜色，因此用色度来判定润滑油质量已不合适。
22．多环芳烃
双环以上芳烃的含量，
23．残碳
油品在限定条件下受热蒸发而形成的焦黑色残留物的重量百分数称残炭。
24．液化气油渍
用来衡量液化气中大于C5以上烃类及杂质含量的一个指标
25．几种中间馏分油的区别
常一线油、直馏柴油、催化柴油、加氢精制柴油、RDS柴油、HC柴油
催化汽油、重整汽油、轻汽油
26．几种常用催化剂及的添加剂
催化剂
FCC催化剂（分子筛型）、加氢催化剂（保护剂、脱金属催化剂、脱硫脱氮肥剂、精制剂）、重整催化剂（贵金金属）
添加剂
抗氧剂（汽油、航煤）、抗静电剂（航煤）、抗磨剂（航煤、柴油）、十六烷值改进剂、辛烷值改进剂、柴油抗凝剂
27．炼油技术指标（母项均为原料油）
轻质油收率（分母汽煤柴化）、高附加值产品收率（产品除燃料油、焦碳、商品干气外）、综合商品率、自用率、原油加工损失率、储运损失率、综合加工损失率、炼油综合能耗、单因耗能（综合能耗/炼油能量因数）
二．原油评价的基础知识、我公司现有装置结构与原油的适应性
1．原油评价的内容
原油评价就是通过定量分析对原油进行定性
原油一般性质的分析，如密度、API、K值、凝点、粘度、硫氮含量、酸度、馏程、各种金属含量、盐含量、水分含量、蜡含量、胶质沥青质含量等；原油各种组分中性质（如密度、API、K值、凝点、粘度、硫氮含量、酸度、馏程、各种金属含量、盐含量、水分含量、蜡含量、胶质沥青质含量以及各种烃类的组成情况）
2．原油评价的意义
可以给原油定性，根据原油评价报告确定合适的加工方案
可以根据原油评价，预先了解这种原油是否适合生产某种产品
预先知道加工某种原油是否经济
我厂对原油的适应性
含硫（S‹1%）、含酸或低酸、金属含量适中的石蜡或石蜡—中间基原油，原油的可选择面较窄。
我厂产品结构及特点
产品质量等级高、高附加值产品收率高、轻质油收率高、综合能耗相对较高。
三．各主要炼油装置的基本情况
1．常减压装置（一次加工装置）
装置任务：通过脱盐、常压和减压蒸馏，实现原油各组分分开，为下游装置提供合格原料
原料：原油
产品：干气、液化气（饱和）、石脑油、煤油、蜡油、常渣、减渣
流程：电脱盐—闪蒸塔—常压蒸馏—减压蒸馏
液化气回收部分
核心设备：两炉三塔一脱盐
2．渣油加氢装置
装置任务：为催化装置提供合格原料油
原料：常压渣油、减渣、氢气
产品：干气、液化气（饱和）、石脑油、柴油（收率约7%）加氢渣油（收率约91%）
流程：原料系统—反应系统—分馏系统 循环氢脱硫系统
PSA氢回收部分
核心设备：两机（新氢机、循环氢压缩机）
一泵（原料泵）
三炉（2个反应炉、一个分馏炉）
3．催化裂化装置
装置任务：重油转化的核心装置、承上启下的供热、供气装置
原料：加氢渣油、蜡油、加裂尾油
产品：干气（收率约4-6%）、液化气（收率约18-22%）、丙烯、催化汽油（收率约38-40%）、催化柴油（收率约18-20%）、油浆（收率约5%）、焦碳（收率8-9%）
流程：原料系统 反再系统 分馏系统 吸收稳定系统
核心设备：
两机（主风机、富气压缩机）
两泵（反应进料泵、油浆泵）
三阀（待生滑阀、再生滑阀、双动滑阀）
三旋（一二三级旋风分离器）
4．催化重整装置
装置任务：生产高辛烷值重整汽油，化工原料、提供廉价重整氢气
原料：直馏石脑油、加裂重石脑油
产品：干气、液化气（收率约4%）、重整汽油（收率约90%）、重整氢气收率约6%）少量焦碳
流程：原料的预加氢系统 反应系统 催化剂再生及循环系统 分馏系统 重整氢提纯系统
核心设备：
两机（重整氢循环压缩机、重整氢增压机）
一炉（重整四合一加热炉）、一扳换
一系统（催化剂的再生及循环系统）
5．制氢装置
装置任务：生产高纯度氢气
原料：天然气、PSA解吸气、饱和液化气、轻汽油、蒸汽
产品：纯度99%以上的氢气
流程：原料的预加氢系统 反应系统（裂解及转化系统）
核心设备：
一机（原料压缩机）
一炉（制氢转化炉）、
一阀（PSA提纯系统程控阀 ）
6．柴油加氢装置
装置任务：生产柴油调和组分
原料：直馏柴油、催化柴油、氢气
产品：干气、精制柴油（收率约98%以上）、少量石脑油（收率0.5-2%）
流程：原料系统 反应系统 分馏系统
核心设备：
两机（循环压缩机、新氢压缩机）
二炉（反应加热炉、分馏重沸炉）
7．航煤加氢装置
装置任务：生产合格航煤
原料：常一线油（直馏煤油）、氢气
产品：干气、精制煤油（收率约99%以上）、少量石脑油（收率约0.5%）
流程：原料系统 反应系统 分馏系统
核心设备：
一机：循环压缩机、
一炉：反应加热炉
一塔：产品分馏塔
8．加氢裂化装置
装置任务：重要的重油转化装置，担负着为重整装置提供原料、生产高标柴油调和组分的任务
原料：蜡油、氢气
产品：干气、液化气（饱和收率约10%）、轻石脑油（收率约%）、重石脑油（收率约7%）、加裂柴油（收率约60%）白油原料（又称加裂尾油，收率约10-20%）
流程：原料系统—反应系统—分馏系统 循环氢脱硫系统
核心设备：两机（新氢机、循环氢压缩机）
一泵（原料泵）
二炉（一个反应炉、一个分馏炉）
9．气分、双脱装置
装置任务：生产合格丙烯、干气、液化气、精制汽油
原料：混合干气（常压干气、加裂干气、重整干气）催化干气、液化气（加裂液化气脱硫、常压、催化液化气脱硫脱硫醇）、催化汽油（脱硫脱硫醇）
产品：脱硫干气、精制液化气（饱和及催化）、丙烯、精制催化汽油、
流程：
核心设备
丙烯装置泵
10．MTBE装置
装置任务：生产汽油调和组分（RON115）
原料：已提取丙烯的FCC液化气、甲醇
产品：液化气、MTBE
流程：反应系统（反应、催化蒸馏系统） 甲醇回收系统
核心设备：反应器 催化蒸馏塔 原料泵
11．聚丙烯装置
装置任务：生产多种牌号聚丙烯
原料：丙烯
产品：聚丙烯
流程：催化剂制剂系统 反应系统（双环管） 聚丙烯的分离与回收系统 造粒系统 辅助系统
核心设备：三管（三个环管反应器）
三泵（进料泵、二个环管轴流泵）
三机（冰机、丙烯回收压缩机、挤压造粒机）
12．苯抽提装置
装置任务：生产苯
原料：C6组分、
产品：苯、抽余油（C6非芳）
流程：抽提系统 溶剂回收及再生部分
核心设备：两塔（抽提塔、蒸馏塔）
一泵（原料泵）
13．异构化装置
装置任务：、生产低硫汽油调和组分
原料：预加氢拨头号油（C6 、C6）、氢气
产品：异构化轻汽油
流程：原料系统 反应系统 循环氢系统
核心设备：一机（循环氢压缩机）一泵（原料泵）一炉（进料加热炉）
四．核心装置出问题对产品出厂的影响
催化装置事故或停工对产品的影响
催化汽油、催化柴油产量降低或停产，造成汽油调和困难，普通柴油产量降低、聚丙烯降量或停产、苯已烯降量或停产
重整装置事故或停工对产品的影响
主要影响高标号汽油的调和
加氢裂化装置事故或停工对产品的影响
影响国Ш柴油的调和，影响重整汽油的产量
苯抽提装置事故或停工对产品的影响
影响国Ш汽油的调和
柴油加氢装置事故或停工对产品的影响
影响国Ш柴油的调和，影响普通柴油的产量
航煤加氢装置事故或停工对产品的影响

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