精细化工石油和天然气化学品研究.pptx

精细化工精细化工 石油及天然气化学品石油及天然气化学品114114宿舍：王福振，黄俗，宿舍：王福振，黄俗，刘金成，刘金成，刘欢，钟富裕刘欢，钟富裕石油及天然气化学品石油及天然气化学品1.1.石油化学品石油化学品 1.11.1石油资源总体介绍石油资源总体介绍 1.21.2石油加工方法石油加工方法 1.3 1.3石油化学品石油化学品 2.2.天然气化学品天然气化学品3.3.穹顶之下穹顶之下-石油化工污染石油化工污染南堡油田南堡油田 1.1.石油化学品石油化学品1.11.1石油资源总体介绍石油资源总体介绍 新发现的冀东新发现的冀东南堡油田南堡油田位于河北省唐山市位于河北省唐山市境内曹妃甸港区，地质上为渤海湾盆地黄骅凹境内曹妃甸港区，地质上为渤海湾盆地黄骅凹陷北部的南堡凹陷，属中石油冀东油田公司勘陷北部的南堡凹陷，属中石油冀东油田公司勘探开发范围。据数据显示，冀东南堡油田已发探开发范围。据数据显示，冀东南堡油田已发现四个含油构造，基本落实三级油气地质储量现四个含油构造，基本落实三级油气地质储量（当量）（当量）10.2亿吨，其中亿吨，其中探明储量探明储量4.0507亿吨，亿吨，控制储量控制储量2.9834亿吨，亿吨，预测储量预测储量2.0217亿吨，亿吨，天然气地质储量折算油当量天然气地质储量折算油当量1.1163亿吨亿吨 有知情人士称，大油田的储量规模远不止有知情人士称，大油田的储量规模远不止10亿亿吨，有可能再多出一倍。据介绍，当年发现的吨，有可能再多出一倍。据介绍，当年发现的大庆油田当时说储量不过大庆油田当时说储量不过22亿吨，但是，到现亿吨，但是，到现在已经探明的储量超过了在已经探明的储量超过了50亿吨。据此推断，亿吨。据此推断，冀东南堡油田的储量可能再多出一倍。冀东南堡油田的储量可能再多出一倍。实际上，在业内人士看来实际上，在业内人士看来10亿吨并不是一个亿吨并不是一个很大的数目。很大的数目。“10亿吨油够全国用亿吨油够全国用3年年”河北河北省石油商会的孔先生说，我国去年消费石油省石油商会的孔先生说，我国去年消费石油总量为总量为3.2亿吨，其中进口亿吨，其中进口1.5亿吨。在国民经亿吨。在国民经济快速发展的时候，这块济快速发展的时候，这块10亿吨级大油田，亿吨级大油田，战略意义战略意义更大。更大。全球石油危机可能爆发石油输出国组织（欧佩克）轮值主席罗德里格斯在奥地利维也纳警告说，鉴于世界石油生产能力已经接近极限，一场全球性的石油危机有可能爆发。中国一次能源消费中国一次能源消费结构示意图结构示意图世界一次能源消费世界一次能源消费结构示意图结构示意图第一次危机（1973年）1973年年10月第四次中东战争爆发，为打击以月第四次中东战争爆发，为打击以色列及其支持者，石油输出国组织的阿拉伯色列及其支持者，石油输出国组织的阿拉伯成员国当年成员国当年12月宣布收回原油标价权，并将月宣布收回原油标价权，并将其基准原油价格从每桶其基准原油价格从每桶3.011美元提高到美元提高到10.651美元，使油价猛然上涨了两倍多，从而美元，使油价猛然上涨了两倍多，从而触发了第二次世界大战之后最严重的全球经触发了第二次世界大战之后最严重的全球经济危机。济危机。持续持续3年的能源危机对发达国家的经济造成了年的能源危机对发达国家的经济造成了严重的冲击。在这场危机中，美国的工业生严重的冲击。在这场危机中，美国的工业生产下降了产下降了14，日本的工业生产下降了，日本的工业生产下降了20以上，所有工业化国家的经济增长都明显放以上，所有工业化国家的经济增长都明显放慢。慢。第二次危机（1978年）1978年底，世界第二大石油出口国伊朗的年底，世界第二大石油出口国伊朗的政局发生剧烈变化，伊朗亲美的温和派国王政局发生剧烈变化，伊朗亲美的温和派国王巴列维下台，引发第二次石油危机。巴列维下台，引发第二次石油危机。此时又爆发了两伊战争，石油产量受到影此时又爆发了两伊战争，石油产量受到影响，从每天响，从每天580万桶骤降到万桶骤降到100万桶以下，打万桶以下，打破了当时全球原油市场上供求关系的脆弱平破了当时全球原油市场上供求关系的脆弱平衡。衡。随着产量剧减，全球市场上每天都有随着产量剧减，全球市场上每天都有560万桶万桶的缺口。油价在的缺口。油价在1979年开始暴涨，从每桶年开始暴涨，从每桶13美元猛增至美元猛增至1980年的年的34美元。这种状态持续美元。这种状态持续了半年多，此次危机成为上世纪了半年多，此次危机成为上世纪70年代末西年代末西方经济全面衰退的一个主要诱因。方经济全面衰退的一个主要诱因。第三次危机（1990年）1990年年8月初伊拉克攻占科威特之后，伊月初伊拉克攻占科威特之后，伊拉克遭受国际经济制裁，使得伊拉克的原油拉克遭受国际经济制裁，使得伊拉克的原油供应中断，国际油价因而急升至供应中断，国际油价因而急升至42美元的高美元的高点。美国经济在点。美国经济在1990年第三季度加速陷入衰年第三季度加速陷入衰退，拖累全球退，拖累全球GDP增长率在增长率在1991年跌破年跌破2%。国际能源机构启动了紧急计划，每天将国际能源机构启动了紧急计划，每天将250万桶的储备原油投放市场，使原油价格在一万桶的储备原油投放市场，使原油价格在一天之内就暴跌天之内就暴跌10多美元。以沙特阿拉伯为首多美元。以沙特阿拉伯为首的欧佩克也迅速增加产量，很快稳定了世界的欧佩克也迅速增加产量，很快稳定了世界石油价格。石油价格。积极影响 回顾过去发生过的石油危机，也曾带来积回顾过去发生过的石油危机，也曾带来积极的一面，首先危机引发了世界能源市场长远极的一面，首先危机引发了世界能源市场长远的结构性变化，迫使主要进口国积极寻找替代的结构性变化，迫使主要进口国积极寻找替代能源，开发节能技术。能源，开发节能技术。居高不下的汽油价格促使厂家推出更多高居高不下的汽油价格促使厂家推出更多高能效的汽车：能效的汽车：1990年美国汽车每加仑汽油的平年美国汽车每加仑汽油的平均行驶里程较均行驶里程较1973年增长了年增长了40%。另一方面刺激了非欧佩克国家石油产量的另一方面刺激了非欧佩克国家石油产量的增长，提高生产率。但是由于产品的推陈出新、增长，提高生产率。但是由于产品的推陈出新、替代能源的发现往往需要相当长时间，因此高替代能源的发现往往需要相当长时间，因此高油价仍然是经济增长的一大风险。油价仍然是经济增长的一大风险。伊战打出中国石油危机 这次美国攻打伊拉克既是为了这次美国攻打伊拉克既是为了“反恐反恐”，更是为了控制中东的石油资源和国际战略通道，更是为了控制中东的石油资源和国际战略通道，以巩固美国作为世界霸主的地位。这更加突显以巩固美国作为世界霸主的地位。这更加突显了中国建立石油战略储备系统的紧迫性。了中国建立石油战略储备系统的紧迫性。美国在控制中东的石油和重要航道之后，它美国在控制中东的石油和重要航道之后，它可以可以“想让谁的油轮通过谁就通过，不想让想让谁的油轮通过谁就通过，不想让谁通过谁就通不过谁通过谁就通不过”。中国今后可能成为美中国今后可能成为美国在亚太地区最主要的战略竞争对手，显然国在亚太地区最主要的战略竞争对手，显然也是美国在石油领域潜在的制约目标。也是美国在石油领域潜在的制约目标。中国石油现状 中国的石油储备不足，中国的石油入口远中国的石油储备不足，中国的石油入口远远大於出口，且比例在逐年扩大，相信未来难远大於出口，且比例在逐年扩大，相信未来难见改善。随着经济的高速增长，中国对石油的见改善。随着经济的高速增长，中国对石油的需求也在迅速攀升。从需求也在迅速攀升。从1996年起，中国就成为年起，中国就成为继美国、日本之后的第三大石油消费国。继美国、日本之后的第三大石油消费国。近20年来中国石油净进口量变化示意图中国未来石油供需平衡二零零二年中国原油进口来源分布15Back运输通道：运输通道：“马六甲困局马六甲困局”国际市场石油价格增长走势国际市场石油价格增长走势4、价格波动：不能承受之升1515我国石油分布图石油开采遇困难 中国的石油开采主要集中在东北、华北中国的石油开采主要集中在东北、华北和西北地区，海上开采能力正在高速增长之和西北地区，海上开采能力正在高速增长之中。但是，中国在中。但是，中国在南沙群岛南沙群岛的石油开采一直的石油开采一直无法进行，这是因为在美国的暗中支持下，无法进行，这是因为在美国的暗中支持下，越南、菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打越南、菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打井。在井。在陆地陆地，中国与中亚国家的石油交易也，中国与中亚国家的石油交易也受到美国的制约。受到美国的制约。开源节流重储保运1 25W的灯泡持续亮40小时 普通电扇持续15小时 8公斤水烧开新疆达坂城2号风电场装有157台风机,总容量达8.28万千瓦,是中国最早开发和规模最大的风电场之一 珠峰大本营的太阳能光伏板三峡水电站江苏田湾核电站1号机组1.21.2石油加工方法石油加工方法 从油田开采出来的石油称为原油，原油是一种褐黄色或黑色的粘稠液体，具有特殊气味，原有的化学组成非常复杂，主要有碳和氢两种元素所组成的各种烃类，并含有少量的氮、氧、硫化合物。烃类化合物分为烷烃、环烷烃和芳香烃。石石蜡蜡基基原油含较多的石蜡，烷烃含量超过50%，密度小，凝固点高，含硫及胶质较少，大庆原油属于此类。环环烷烷基基原油含有较多的环烷烃和芳香烃，密度较大，凝固点低，含硫及胶质较多，沥青亦较多。中间基中间基原油的性质介于前两类之间。v原油按原油按组成组成可分为：可分为：2024/4/2周二化学工艺学概论卢莲英2024/4/2周二化学工艺学概论卢莲英杂质成分：杂质成分：水，氯化钙，氯化镁水，氯化钙，氯化镁 等盐类等盐类油田油田 原油原油危害：危害：水水-浪费燃料浪费燃料 盐盐-腐蚀设备、结垢，堵塞管路腐蚀设备、结垢，堵塞管路处理：处理：脱水脱水 脱盐脱盐盐含量/，水含量 。原油的预处理原油的预处理-从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫原油 以以石石油油为为原原料料加加工工出出来来的的产产品品甚甚多多，按按其其主主要要性性质质和和用用途途可可分分为为燃燃料料油油（汽汽油油、煤煤油油、柴柴油油）、润润滑滑油油、沥沥青青、石石油油焦焦以及以及基本化工产品基本化工产品六大类。六大类。基基本本化化工工产产品品为为烯烯烃烃（乙乙烯烯和和丙丙烯烯）、芳芳烃烃（苯苯、甲甲苯苯、二二甲甲苯苯）、液液化化石石油油气气和和合合成成气气等等。以以这这些些物物质质为为原原料料进进一一步步加工，可以制得各种各样的化工产品和日用产品。加工，可以制得各种各样的化工产品和日用产品。石石油油经经热热裂裂解解生生成成重重要要的的有有机机化化工工原原料料包包括括“三三烯烯”（乙乙烯烯、丙丙烯烯、丁丁二二烯烯）、“三三苯苯”（苯苯、甲甲苯苯、二甲苯）等。、二甲苯）等。2024/4/2周二化学工艺学概论卢莲英乙烯与丙烯共聚乙丙橡胶电缆、电线材料氧化乙醛缩合醋酸辛醇、季戊四醇2-羟基丁醛丁醇酯化 丁酯溶剂、增塑剂溶剂药物、酯类、醋酸乙烯纤维（维尼龙）增塑剂齐聚、水合高碳直链醇（C11C18）合成洗涤剂水合乙醇酯化乙酸乙酯、其它酯类溶剂及合成原 加氢脱水丁二烯合成橡胶氢甲酰化丙醛丙酸还原正丙醇溶剂丙烯聚合聚丙烯合成纤维、塑料氨氧化合成纤维、ABS树脂、AS树脂、丁腈橡胶丙烯酰胺絮凝剂、水增稠剂、纸张处理剂丙烯腈与乙烯共聚乙丙橡胶次氯酸化氯丙醇环氧丙烷丙二醇聚酯塑料聚氨酯塑料、表面活性剂过氧化物环氧化环氧丙烷、苯乙烯或异丁烯高温氯化氯丙烯丙烯醇1，4-丁二醇聚酯甘油医药、炸药环氧氯丙烷水解环氧树脂丁二烯与苯乙烯共聚丁苯橡胶与丙烯腈共聚丁腈橡胶聚合顺丁橡胶与苯乙烯、丙烯腈共聚ABS塑料氯化2-氯丁二烯 氯丁橡胶与顺酐反应四氢邻苯二甲酸酐与HCN反应己二腈己二胺尼龙66三聚环化1，5，9-环十二碳三烯十二碳内酰胺（尼龙12的单体）香料、增塑剂、阻燃剂、聚酯原料乙酰氧基化、加氢、水解1，4-丁二醇聚酯树脂异丁烯与异戊二烯共聚丁基橡胶氧化甲基丙烯酸甲基丙烯酸酯有机玻璃与甲醛反应异戊二烯异戊橡胶水合叔丁醇香料原料、溶剂、医药中间体、与甲醇反应甲基叔丁基醚（MTBE）（汽油添加剂）聚合聚异丁烯粘合剂、密封胶正丁烯聚合聚丁烯合成塑料氧化顺丁烯二酸酐1，4-丁二醇、增强塑料、农药氧化甲乙酮溶剂水合仲丁醇脱氢或氧化脱氢丁二烯正丁烷脱氢正丁烯深加工产品见上异构化异丁烷氧化顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等烷基化烷基化汽油脱氢异丁烯深加工产品见上蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等异丁烷苯加乙烯烷基化乙苯脱氢苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡胶、ABS树脂加丙烯烷基化异丙苯 苯酚酚醛树脂、苯胺、壬基酚等丙酮双酚A聚碳酸酯、环氧树脂加十二烯十二烷基苯合成洗涤剂加氢环己烷己内酰胺聚酰胺纤维氯化氯苯染料中间体、医药氧化顺丁烯二酸酐四氢呋喃、1，4-丁二醇医药、聚氨酯硝化硝基苯苯胺二苯基甲烷二异氰酸酯、橡胶助剂、染料、医药、农药聚氨酯纤维甲苯硝化硝基甲苯染料中间体、炸药歧化苯、二甲苯氧化苯甲酸染料中间体、医药、增塑剂临氢脱烷基苯硝化、还原、光气化甲苯二异氰酸酯聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶二甲苯对二甲苯氧化对苯二甲酸聚酯树脂、涤纶间二甲苯异构化对二甲苯氨氧化间苯二腈农药、聚酰胺纤维邻二甲苯氧化邻苯二甲酸酐医药、染料、增塑剂萘氧化烷基萘脱烷基萘氧化乙炔加HCl氯乙烯聚氯乙烯水合乙醛乙酸季戊四醇醇酸树脂巴豆醛山梨酸加醋酸醋酸乙烯合成纤维、涂料、粘合剂加甲醛1，4-丁炔二醇1，4-丁二醇四氢呋喃、-丁内酯、聚酯树脂二聚 乙烯基乙炔粘合剂加氢丁二烯加HCl2-氯丁二烯氯丁橡胶氯化三氯乙烯、四氯乙烯溶剂加HF氟乙烯聚合聚氟乙烯 为为了了充充分分利利用用宝宝贵贵的的石石油油资资源源，要要对对石石油油进进行行一一次次加加工工和和二二次次加加工工，在在生生产产出出汽汽油油、航航空空煤煤油油、柴柴油油、锅锅炉炉燃燃油油和和液液化化气的同时，制取各类化工原料。气的同时，制取各类化工原料。一次加工：一次加工：原油的常压蒸馏和减压蒸馏过程。原油的常压蒸馏和减压蒸馏过程。蒸蒸馏馏是是一一种种利利用用液液体体混混合合物物中中各各组组分分挥挥发发度度的的差差别别（沸沸点点不不同同）进进行行分分离离的的方方法法，是是一一种种没没有有化化学学反反应应的的传传质质、传传热热物物理过程。理过程。二次加工：二次加工：常减压蒸馏馏份油的进一步化学加工过程。常减压蒸馏馏份油的进一步化学加工过程。主要包括重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解。主要包括重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解。2024/4/2周二化学工艺学概论卢莲英馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。石石油油是是一一个个多多组组分分的的复复杂杂混混合合物物，每每个个组组分分有有其其各各自自不不同同 的沸点的沸点 用用分分馏馏的的方方法法，可可以以把把石石油油馏馏分分分分成成不不同同温温度度段段，如如200200、200200350350等，称为石油的一个等，称为石油的一个馏分馏分 馏馏分分不不等等同同于于石石油油产产品品，馏馏分分必必须须经经过过进进一一步步加加工工，达达到到油品的质量标准，才能称为合格的石油产品油品的质量标准，才能称为合格的石油产品直直馏馏馏馏分分：从从原原油油直直接接分分馏馏得得到到的的馏馏分分。它它基基本本保保留留了了石石油油化化学学组组成成的的本本来来面面目目，如如：不不含含不不饱饱和和烃烃，在在化化学学组组成成中中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等含有烷烃、环烷烃、芳香烃等4/2/2024石油化工过程系统概论49.石油馏分组成：石油馏分组成：从常压蒸馏开始馏出的温度（初馏点）到从常压蒸馏开始馏出的温度（初馏点）到小于小于200200的馏分为的馏分为汽汽油馏分油馏分（也称轻油或石脑油馏分）（也称轻油或石脑油馏分）常压蒸馏常压蒸馏200200350350的馏分为的馏分为煤、柴油馏分煤、柴油馏分（也称常压瓦斯油，（也称常压瓦斯油，AGOAGO）由于原油从由于原油从350350开始有明显的分解现象，所以对于沸点高于开始有明显的分解现象，所以对于沸点高于350的馏的馏分，需在减压下进行分馏，在减压下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸分，需在减压下进行分馏，在减压下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸点。点。沸点相当于沸点相当于常压下常压下350350500500的馏分为的馏分为减压馏分（减压馏分（也称减压瓦也称减压瓦斯油斯油,VGO,VGO）沸点相当于常压下沸点相当于常压下大于大于500500的馏分为的馏分为减渣馏分减渣馏分(VR)(VR)Vacuum residuumVacuum residuumVacuum gas oilVacuum gas oilAtmospheric gas oilAtmospheric gas oilnaphthanaphthaGasoline fractionGasoline fraction4/2/2024石油化工过程系统概论50原油常压蒸馏及其特点原油蒸馏一般包括常压蒸馏（Atmosphericdistillation）和减压蒸馏（Vacuumdistillation）两个部分，在此首先就原油的常压蒸馏作有关简述。所谓原油的常压蒸馏，即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏，所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔(或称常压塔atmospherictower)。由于原油常压精馏塔的原料和产品不同于一般精馏塔，因此它具有以下工艺特点(其它的石油精馏塔也常常具有与之相似的工艺特点)：4/2/2024石油化工过程系统概论51进料汽提塔冷凝器4/2/2024石油化工过程系统概论521常压塔的原料和产品都是组成复杂的混合物2常压塔是一个复合塔结构（侧线产品）3常压塔下部设置汽提段，侧线产品设汽提塔为了促使原油中的重质油在较低的温度下沸腾、汽化，除采用减压蒸馏外，还可在蒸馏过程中，向待蒸馏原油通入高温水蒸汽，这叫做汽提。汽提实际上降低了油气的分压，与减压作用相同，而且它操作更简便，因此在原油蒸馏工艺中得到了广泛的应用。但汽提要消耗大量蒸汽，且增加了冷却水的用量，因此与减压配合使用，效果更好。4/2/2024石油化工过程系统概论53对石油精馏塔，提馏段的底部常常不设再沸器提馏段的底部常常不设再沸器，因，因为塔底温度较高，一般在为塔底温度较高，一般在350左左右，在这样的高右，在这样的高温下，很难找到合适的再沸器热源，温下，很难找到合适的再沸器热源，因此，通常向底部吹入少量过热水蒸汽，以降低塔内的油汽分压，使混入塔底重油中的轻组分汽化（即汽提）。汽提所用的水蒸汽通常是400450，约为3MPa的过热水蒸汽。4/2/2024石油化工过程系统概论54在复合塔内，汽油、煤油、柴油等产品之间只有精馏段而没有提馏段，只有精馏段而没有提馏段，这样侧线产品中会含有相当数量的轻馏分，这样不仅影响本侧线产品的质量，而且降低了较轻馏分的收率。所以通常在常压塔的旁边设置若干个侧线汽提塔，这些汽提塔重叠起来，但相互之间是隔开的，侧线产品从常压塔中部抽出，送入汽提塔上部，从该塔下注入水蒸汽进行汽提，汽提出的低沸点组分同水蒸汽一道从汽提塔顶部引出返回主塔，侧线产品由汽提塔底部抽出送出装置。4/2/2024石油化工过程系统概论554常压塔常设置中段循环回流即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油(或者是侧线产品)，经与其它冷流换热或冷却后再返回塔中，返回口比抽出口通常高23层塔板。作用：在保证各产品分离效果的前提下，取走精馏塔中多余的热量优点：在相同的处理量下可缩小塔径，或者在相同的塔径下可提高塔的处理能力；可回收利用这部分温度较高的热源。4/2/2024石油化工过程系统概论56（三）减压蒸馏（Vacuumdistillation)及其特点常压蒸馏剩下的重油组分分子量大、沸点高，且在高温下易分解，使馏出的产品变质并生产焦炭，破坏正常生产。因此，为了提取更多的轻质组分，往往通过降低蒸馏压力，使被蒸馏的原料油沸点范围降低。这一在减压下进行的蒸馏过程叫做减压蒸馏。4/2/2024石油化工过程系统概论57减压蒸馏是在压力低于100KPa的负压状态下进行的蒸馏过程。由于物质的沸点随外压的减小而降低，因此在较低的压力下加热常压重油，上述高沸点馏分就会在较低的温度下气化，从而避免了高沸点馏分的裂解。通过减压精馏塔可得到这些高沸点馏分，而塔底得到的是沸点在500以上的减压渣油。塔底产品减压渣油Vacuumresiduum焦化原料、催化原料等二次加工原料经加工后生产重质润滑油生产沥青做燃料油4/2/2024石油化工过程系统概论58减压蒸馏的核心设备减压蒸馏的核心设备 是减压塔和它的抽真空系统是减压塔和它的抽真空系统减压塔的基本要求：减压塔的基本要求：尽量提高拔出率，对馏分组成要求不是很严格提高拔出率的关键：提高减压塔的真空度提高拔出率的关键：提高减压塔的真空度4/2/2024石油化工过程系统概论59减压蒸馏的原理与常压蒸馏相同，关键是减压塔顶采用了抽真空设备，使塔顶的压力降到几千帕。抽真空设备的作用是将塔内产生的不凝气(主要是裂解气和漏入的空气)和吹入的水蒸气连续地抽走以保证减压塔的真空度要求。减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器(steamejector，也称蒸汽吸射泵)或机械真空泵（mechanicalvacuumpump)。其中机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中采用，而广泛应用的是蒸汽喷射器。4/2/2024石油化工过程系统概论60与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比。减压精馏塔具有如下特点：1.减压精馏塔分燃料型和润滑油型两种燃料型减压塔主要生产二次加工如催化裂化、加氢裂化等原料，它对分离精确度要求不高，希望在控制杂质含量的前提下，如残炭值低、重金属含量少等，尽可能提高馏分油拔出率。润滑油型减压塔以生产润滑油馏分为主，希望得到颜色浅、残碳值低、馏程较窄、安定性好的减压馏分油，因此不仅要求拔出率高，而且具有较高的分离精确度。4/2/2024石油化工过程系统概论612.减压精馏塔的塔径大、板数少、压降小、真空度高由于对减压塔的基本要求是在尽量减少油料发生裂解反应的条件下，尽可能多地拔出馏分油，因此要求尽可能提高塔顶的真空度，降低塔的压降，进而提高气化段的真空度。塔内的压力低，一方面使气体体积增大，塔径变大；另一方面由于低压下各组分之间的相对挥发度变大，易于分离，所以与常压塔相比减压塔的塔板数有所减少。如前所述，燃料型减压塔的塔板数可进一步减少，亦利于减少压降。4/2/2024石油化工过程系统概论623减小塔径缩短渣油在减压塔内的停留时间减压塔底的温度一般在390左右，减压渣油在这样高的温度下，如果停留时间过长，其分解和缩合反应会显著增加，导致不凝气增加，使塔的真空度下降，塔底部结焦，影响塔的正常操作。为此，减压塔底常采用减小塔径(即缩径)的办法，以缩短渣油在塔底的停留时间。4/2/2024石油化工过程系统概论63另外，由于在减压蒸馏的条件下，各馏分之间比较容易分离和分离精确度要求不高，加之一般情况下塔顶不出产品，所以中段循环回流取热量较多、减压塔的上部气相负荷较小，通常也采用缩径的办法，使减压塔成为一个中间粗、两头细的精馏塔。由于上述各项工艺特征，从外形来看，减压塔比常压塔显得粗而短。4/2/2024石油化工过程系统概论641283467954/2/2024石油化工过程系统概论652024/4/2周二第一节第一节 概概 述述1.3 石油化学品石油化学品石油化学品包括石油化学品包括:油田化学品和石油助剂。油田化学品和石油助剂。油田化学品：油田化学品：解决油田钻井、完井、采油、解决油田钻井、完井、采油、注水、提高采油收率及集运等进程中所使用注水、提高采油收率及集运等进程中所使用的化学助剂的化学助剂石油助剂：石油助剂：为改进石油产品使用性能和为改进石油产品使用性能和保存性能而采用的化学助剂，如燃料油保存性能而采用的化学助剂，如燃料油添加剂、润滑油添加剂等添加剂、润滑油添加剂等石油开采工程主要包括以下石油开采工程主要包括以下4个方面个方面：测井工程。即在井筒中应用地球物理方测井工程。即在井筒中应用地球物理方法，把钻过的岩层和油气藏中的原始状况法，把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息，通过电缆传到地面，和发生变化的信息，通过电缆传到地面，据以综合判断，确定应采取的技术措施。据以综合判断，确定应采取的技术措施。钻井工程。在油气田开采中，占有十分重钻井工程。在油气田开采中，占有十分重要的地位，往往占总投资的要的地位，往往占总投资的50。一个油气。一个油气田的开发应根据油田开发规划钻井。应保证田的开发应根据油田开发规划钻井。应保证钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，能经受开采几十年的各种井下作业的影响。能经受开采几十年的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理，提高钻井速度，是降改进钻井技术和管理，提高钻井速度，是降低钻井成本的关键。低钻井成本的关键。镶金刚石钻头镶金刚石钻头 金刚石金刚石采油工程。是把油、气在油井中从井底举采油工程。是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷也可以依靠抽油升可以依靠地层的能量自喷也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举升到井口。包泵、气举等人工增补的能量举升到井口。包括各种修井措施，能排除油井经常出现的结括各种修井措施，能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障，保证油井正常生产；蜡、出水、出砂等故障，保证油井正常生产；水力压裂或酸化等增产措施，能提高因油层水力压裂或酸化等增产措施，能提高因油层渗透率太低，或因钻井技术措施不当污染、渗透率太低，或因钻井技术措施不当污染、损坏油气层而降低的产能。损坏油气层而降低的产能。油气集输工程。将油田各油井生产的原油气集输工程。将油田各油井生产的原油和油田气进行收集、分离、处理、计量油和油田气进行收集、分离、处理、计量和储存，并分别输送至矿场油库式外输油和储存，并分别输送至矿场油库式外输油站和压气站。使油气井中采出的油、气、站和压气站。使油气井中采出的油、气、水等混合流体，在矿场进行分离和初步处水等混合流体，在矿场进行分离和初步处理，获得尽可能多的油气产品。水可回注理，获得尽可能多的油气产品。水可回注或加以利用，以防止污染环境。或加以利用，以防止污染环境。携带、悬浮岩屑控制压力形成泥饼破岩、清岩保护油气层传递水功率一一.钻井用化学品钻井用化学品第二节第二节 原油开采及处理添加剂原油开采及处理添加剂保持清洁；控制压力；保持清洁；控制压力；冷却润滑；防止垮塌；冷却润滑；防止垮塌；避免损害；取准资料；避免损害；取准资料；传递功率；承受重量。传递功率；承受重量。1.钻井液的主要作用钻井液的主要作用1.煤碱剂：煤碱剂：由褐煤由褐煤(或泥煤、草炭或泥煤、草炭)加适量烧加适量烧碱提取的腐植酸钠制剂。其分子组成是苯碱提取的腐植酸钠制剂。其分子组成是苯的稠环有机化合物的稠环有机化合物,环上有多量的羟基、羧环上有多量的羟基、羧基和羧钠基团，具有很好的吸附和水化能基和羧钠基团，具有很好的吸附和水化能力，稳定剂（防絮凝）力，稳定剂（防絮凝）。2.消泡剂消泡剂（1）作用：减少泥浆进入地层的失水量，利于）作用：减少泥浆进入地层的失水量，利于形成致密的渗透性好的泥饼。形成致密的渗透性好的泥饼。（2）类型）类型 特制的超细颗粒材料，如沥青，硅灰等。特制的超细颗粒材料，如沥青，硅灰等。水溶性高分子及有机材料。水溶性高分子及有机材料。3.降滤失剂（降失水剂）降滤失剂（降失水剂）（1）作用：降低钻井液的黏度，控制钻井）作用：降低钻井液的黏度，控制钻井液的流动。液的流动。（2）作用机理：天然或合成高分子降黏剂）作用机理：天然或合成高分子降黏剂带有多官能团的长链分子，可通过配位键吸带有多官能团的长链分子，可通过配位键吸附于黏土上，可改变黏土的表面性质和吸附附于黏土上，可改变黏土的表面性质和吸附水化膜的厚度。水化膜的厚度。4.降黏剂降黏剂石油钻井设备石油钻井设备原油开采包括三个阶段：原油开采包括三个阶段：一次采油一次采油二次采油二次采油三次采油。三次采油。二二 强化采油添加剂强化采油添加剂有杆泵抽油装置有杆泵抽油装置游梁式抽油机结构示意图游梁式抽油机结构示意图三三 原油处理添加剂原油处理添加剂油气集输工程。油气集输工程。破乳剂破乳剂防蜡剂防蜡剂清蜡剂清蜡剂第三节第三节 燃料油添加剂燃料油添加剂1.抗爆剂抗爆剂辛烷值？辛烷值？爆震，爆震，是经过压缩的油气混合体，在火是经过压缩的油气混合体，在火花塞还没点火之前、就因被压缩行程所造花塞还没点火之前、就因被压缩行程所造成的气体分子运动产生的高热点燃，形成成的气体分子运动产生的高热点燃，形成所谓的自燃现象，随后火花塞又再次点燃所谓的自燃现象，随后火花塞又再次点燃压缩油气混合物，造成二团高爆火球在压缩油气混合物，造成二团高爆火球在燃烧室里剧烈碰撞。燃烧室里剧烈碰撞。爆震？爆震？石油是由各种烷烃组成的，其中石油是由各种烷烃组成的，其中异辛烷异辛烷的抗爆性最好，的抗爆性最好，正庚烷抗暴性最差，同化学结构的烃类，具有不同的抗正庚烷抗暴性最差，同化学结构的烃类，具有不同的抗爆震爆震能力。能力。异辛烷异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性较三甲基戊烷）的抗爆性较好，辛烷值给定为好，辛烷值给定为100。正庚烷正庚烷的抗爆性差，给定为的抗爆性差，给定为0。汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，按汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，按标准条件，在实验室标准单缸汽油机上用对比法进行的。标准条件，在实验室标准单缸汽油机上用对比法进行的。调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度与试样相同，此时标准燃料中异辛烷所占的体积百分数与试样相同，此时标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。比如：标号就是试样的辛烷值。比如：标号90#的汽油，即它燃烧时的汽油，即它燃烧时的爆震强度与含有的爆震强度与含有90%异辛烷的标准燃料（由异辛烷正异辛烷的标准燃料（由异辛烷正庚烷组成）相当。庚烷组成）相当。辛烷值辛烷值（1）抗爆剂的作用：提高车用汽油的辛烷值。）抗爆剂的作用：提高车用汽油的辛烷值。四乙基铅是有香味的无色液体，但有毒，有的四乙基铅是有香味的无色液体，但有毒，有的地方在其中适当加一些色料，提醒人们注意这地方在其中适当加一些色料，提醒人们注意这是含铅汽油。这种抗震剂已沿用了几十年，但是含铅汽油。这种抗震剂已沿用了几十年，但在汽车越来越多的今天，汽油燃烧后放出的尾在汽车越来越多的今天，汽油燃烧后放出的尾气中所含微量的铅化合物已成为公害。气中所含微量的铅化合物已成为公害。1L汽油中若加入汽油中若加入1mL四乙基铅四乙基铅Pb(C2H5)4，它的辛烷值可以提高它的辛烷值可以提高1012个标号。个标号。一些表面活性剂一些表面活性剂亲油基团亲油基团将已形成的沉积物的微小颗粒包围起来，将已形成的沉积物的微小颗粒包围起来，形成油溶性胶束，分散到油中，随油燃烧，达到形成油溶性胶束，分散到油中，随油燃烧，达到清洗的目的；清洗的目的；其极性基团其极性基团优先吸附在金属或离子表面，形成了优先吸附在金属或离子表面，形成了一层分子保护膜，防止了粒子的聚集沉积或在金一层分子保护膜，防止了粒子的聚集沉积或在金属表面粘附，起到保持清洁的作用。属表面粘附，起到保持清洁的作用。防止积碳防止积碳2清净分散剂清净分散剂3 抗氧剂和防锈剂抗氧剂和防锈剂4 防冻剂防冻剂一般为醇类及醇醚类化合物一般为醇类及醇醚类化合物5 金属钝化剂金属钝化剂（1）作用：降低燃料的氧化速度）作用：降低燃料的氧化速度（2）类型：胺类，有机盐类）类型：胺类，有机盐类第四节第四节 润滑油添加剂润滑油添加剂润滑油的性能润滑油的性能1 良好的润滑性；良好的润滑性；2 良好的稳定性；良好的稳定性；3 腐蚀性小；腐蚀性小；4 良好的消泡性；良好的消泡性；5 一定的黏度。一定的黏度。润滑油的六大作用润滑油的六大作用1 润滑减磨：活塞和汽缸之间，主轴和轴润滑减磨：活塞和汽缸之间，主轴和轴瓦之间均存在着快速的相对滑动，要防瓦之间均存在着快速的相对滑动，要防止零件过快的磨损，则需要在两个滑动止零件过快的磨损，则需要在两个滑动表面间建立油膜。有足够厚度的油膜将表面间建立油膜。有足够厚度的油膜将相对滑动的零件表面隔开，从而达到减相对滑动的零件表面隔开，从而达到减少磨损的目的。少磨损的目的。2 冷却降温：机油能够将热量带回机油箱冷却降温：机油能够将热量带回机油箱再散发至空气中帮助水箱冷却发动机。再散发至空气中帮助水箱冷却发动机。3 清洗清洁：好的机油能够将发动机零清洗清洁：好的机油能够将发动机零件上的碳化物、油泥、磨损金属颗粒通件上的碳化物、油泥、磨损金属颗粒通循环带回机油箱，通过润滑油的流动，循环带回机油箱，通过润滑油的流动，冲洗了零件工作面上产生的脏物。冲洗了零件工作面上产生的脏物。4 密封防漏：机油可以在活塞环与活塞密封防漏：机油可以在活塞环与活塞之间形成一个密封圈，减少气体的泄之间形成一个密封圈，减少气体的泄漏和防止外界的污染物进入。漏和防止外界的污染物进入。5 防锈防蚀：润滑油能吸咐在零件表面防锈防蚀：润滑油能吸咐在零件表面防止水、空气、酸性物质及有害气体防止水、空气、酸性物质及有害气体与零件的接触。与零件的接触。6 减震缓冲：当发动机气缸口压力急剧减震缓冲：当发动机气缸口压力急剧上升，突然加剧活塞、活塞屑、连杆上升，突然加剧活塞、活塞屑、连杆和曲轴轴承上的负荷很大，这个负荷和曲轴轴承上的负荷很大，这个负荷经过轴承的传递润滑，使承受的冲击经过轴承的传递润滑，使承受的冲击负荷起缓冲的作用。负荷起缓冲的作用。3.润滑油添加剂润滑油添加剂我国润滑油添加剂在品种上主要有清我国润滑油添加剂在品种上主要有清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂和金属减活剂、粘度指数改进剂、防和金属减活剂、粘度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂。锈剂、降凝剂、抗泡沫剂。什么是燃料乙醇？什么是燃料乙醇？燃料乙醇是未加变性剂，可作为燃料用的无水乙醇（无水酒精）。什么是变性燃料乙醇什么是变性燃料乙醇?变性燃料乙醇是指加入25（v/v）的变性剂（即车用无铅汽油）后，使其与食用酒精相区别而不能饮用的燃料乙醇。什么是车用乙醇汽油？什么是车用乙醇汽油？我国车用乙醇汽油是指在汽油组分油中按体积混合比（1：9）加入变性燃料乙醇后作为汽车燃料用的汽油。关于车用燃料乙醇知识关于车用燃料乙醇知识车用乙醇汽油的特性和优点是什么？车用乙醇汽油的特性和优点是什么？第一，增加汽油中氧的含量，使燃烧更充分，彻底降低了尾气中有害物质（如一氧化碳和碳氢化合物）的排放；第二，有效提高汽油的标号，使汽车发动机运行更加平稳；第三，有效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位积炭的形成，可以延长主要部件的使用寿命。关于车用燃料乙醇知识关于车用燃料乙醇知识车用乙醇汽油适合哪些车型、车类？车用乙醇汽油适合哪些车型、车类？一、火花点燃式汽油发动机的各类车型；二、电喷式或化油器式的各类车型；三、各类轻、中、重型的汽油卡车。也就是说我们现在公路上行驶的汽油车（包括摩托车）都可以使用乙醇汽油。关于车用燃料乙醇知识关于车用燃料乙醇知识加乙醇汽油，是否需要对车辆进行改造？加乙醇汽油，是否需要对车辆进行改造？通过国家汽车研究中心所作的试验和国外的经验表明，使用加入10乙醇的乙醇汽油，基本不需要对车辆进行改造。如果是电喷车，可以放心使用，如果是一般化油器的车辆，请检查滤芯和油浮子，如果是塑料的，建议更换成铜质、不锈钢的油浮子即可。关于车用燃料乙醇知识关于车用燃料乙醇知识乙醇汽油和普通汽油相比功率油耗有什么变化？乙醇汽油和普通汽油相比功率油耗有什么变化？根据国家汽车研究中心所作的发动机台架试验和行车试验结果表明，乙醇汽油在使用过程中，发动机不需要改造，动力性基本不变，尾气排放CO和CH平均减少30以上，利