石油炼制技术复习.doc

第一章 石油的一般性质和化学组成
一、石油的一般性质
石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体 。
多数原油的密度集中在800～980kg/m3之间，但也有个别原油的相对密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下 。
二、石油的元素组成
原油中除C、H外，其中C占83～87% ，H占11~14%。尚有S、N、O及其他微量金属元素和非金属元素(1～5%) 。
原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等
石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高 。
三、石油的馏分组成
1.馏分 ：是指用分馏方法把原油提成的不同沸点范围的组分
石油是一个多组分的复杂混合物，每个组分有其各自不同 的沸点用分馏的方法，可以
把石油馏分提成不同温度段，如<200℃、200～350℃等，称为石油的一个馏分。馏分不等同于产品
2.馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格规定，馏分要变成产品还必须对其进一步加工。
3.直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本保存了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱和烃，在化学组成中具有烷烃、环烷烃、芳香烃等 。
4.石油中具有的馏分，一般规定：
小于180℃的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）
180～350℃的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分，AGO）
350～500℃的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分或润滑油,VGO）
大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)
四、石油的烃类组成
石油中的重要成分是烃类，在天然石油重要具有烷烃、环烷烃和芳香烃，一般不具有烯烃。
1.石油中的烷烃
石油中带有直链或支链，而无任何环结构的饱和烃称为烷烃或链烃
化学性质不活泼，C1～C4常温常压下为气态，C5～C15为液态，C16以上的正构烷烃为固态
石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达50～70%或低到10～15%
石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高
随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐渐减少
2．石油中的环烷烃
环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定
石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环的环戊烷系和含六碳环的环己烷系
我国的几种重要原油中一般环己烷系多于环戊烷系
石油中的环烷烃除单环外，尚有双环及多环环烷烃，环的连接方式以并联为主
3．石油中的芳烃
芳烃在石油中普遍存在
五、石油中的非烃类化合物
非烃类化合物重要有含硫、含氧、含氮化合物以及胶质、沥青质等。
（1）含硫化合物
硫的分布的总趋势是，随沸点升高，硫含量增长，大部分集中在重馏分及渣油中（75%～85%）
汽油中馏分：H2S、硫醇、硫醚(环硫醚)及少量的二硫化物和噻吩
中间馏分：仅具有比较重的硫化物，硫醚和噻吩
高沸点馏分：高沸点馏分中硫的形态与中沸点馏分相似，也是硫醚与噻吩，此外尚有四氢噻吩 。
重要危害：腐蚀性
Fe+H2S→FeS+H2
环境污染 、影响产品的储存安定性 、影响燃料的燃烧性能 、硫可使催化剂中毒
（2）含氮化合物
石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中在0.05～0.5%范围内
随沸点的升高，含量增长 ，大部分在胶质沥青质中
氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害：影响产品的安定性：如柴油含氮量高，时间久了会变成胶质。是柴油安定性差的重要因素；氮与微量金属作用，形成卟啉化合物这些化合物的存在，会导致催化剂中毒，使催化剂的活性和选择性减少。
（3）含氧化合物
石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之几；个别的可高达2～3%
随沸点升高，含氧化合物增长
酸性氧化物：环烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚类(统称石油酸)
中性氧化物：醛、酮、酯等，含量很少
石油中的含氧化合物的含量一般用酸度(酸值)来间接表达。
（4）胶质和沥青质
重要是根据胶状沥青状物质在不同溶剂中的溶解度来划分：
沥青质：不溶于低分子(C5～C7)正构烷烃，但能溶于热苯
可溶质：即能溶于苯又能溶于低分子正构烷烃
可溶质事实上涉及饱和分、芳香分和胶质
胶质、沥青质的危害：石油品在使用过程中生成炭渣，导致机器零件的磨损和堵塞
胶质、沥青质有利的方面：沥青中希望含胶质、沥青质多些，这样沥青的延伸度会提高
第二章 石油及油品的物理性质

一、蒸汽压
定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于气化。
对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的蒸气压较小。
对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。
蒸汽压的表达方法：真实蒸汽压和雷德蒸汽压
二、馏程
定义：
石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程。同一油品的馏程因测定仪器和测试方法不同。其馏程数据也有差别。在油品的质量标准中，大都采用条件性的馏程测定法——恩氏蒸馏。
恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86)
将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、20%……90%时的气相温度别别称为10%、20%……90%点，蒸馏到最后所能达成的最高气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。

斜率S：表达从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升高值。
大多数液体燃料规格中，只规定测定其具有代表性的初馏点、10%、50％和90％的馏出温度及干点。
汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程200～350℃，润滑油的馏程350～520℃。
馏程的数据基本能反映油品组分轻重的相对含量，所以在原油评价中常用。
馏程是发动机燃料等的重要质量指标。
三、沸点
体积平均沸点：
用途：由tv可求得其他平均沸点
质量平均沸点、实分子平均沸点、立方平均沸点、中平均沸点。
四、密度和相对密度
定义：
密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm3，kg/m3
我国规定20℃时的密度为石油产品的标准密度，ρ20
在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度的比值来表达物质的相对密度，又称比重
常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)

油品密度与化学组成的关系
分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别
芳烃>环烷烃>烷烃
如在20℃时：苯0.8774；环己烷0.7780；正己烷 0.6572，分子环数越多，密度越大；
同一种原油
沸点增长，分子量增大，密度增大
对不同原油 ，同样沸程，相对密度差别很大
一般来说，环烷基的>中间基的>石蜡基的
与温度、压力的关系
同一油品，温度上升，相对密度减小

在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的影响可以忽略，只有当压力极大(几十兆帕)时，才考虑压力对相对密度的影响
五、特性因数
特性因数表达石油馏分的化学组成的特性，是把相对密度与平均沸点关联起来。

同族的烃K值相近，不同族的烃K值不同
富含烷烃的石油馏分K值为12.5～13.0，富含芳烃的石油馏分K值为10～11 。
六、平均分子量
汽油：100～120
煤油：180～200
柴油：210～240
低粘度润滑油：300～360
高粘度润滑油：370～500
七、黏度
1．定义
流动分子的内摩擦使流体带有一定的粘滞性，从而产生流体抵抗剪切作用的能力。衡量这种能力或粘滞性的性质指标，就是粘度。粘度是评估油品流动性的指标，是喷气燃料、柴油、重油和润滑油的重要质量指标。对润滑油的分级、质量鉴定具有决定意义，也是工艺计算和工艺设计中不可缺少的物理常数。
黏度的表达方法：动力黏度、运动黏度、条件黏度。
2.油品黏度与组成的关系
黏度反映液体内部分子间的摩擦力，因此黏度必然与油品的分子结构和大小密切相关，有关υ与组成的关系，有几点结论 ：
油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大
对于相同沸点的不同石油馏分：
含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大
当烃类分子中的环数相同时，其侧链越长则其粘度越大
相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃>芳香烃
上述结论说明了液体的运动黏度中包含了分子结构的信息，并且环可以认为是黏度的载体。
3.油品粘度与压力、温度的关系
温度升高，所有油品粘度下降；
温度减少，所有油品粘度升高
① 粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质。
粘温特性的表达方法：黏度比和黏度指数。
八、其他性质
1.燃烧性质
评价指标有闪点、燃点和自燃点。
闪点的定义：在规定的仪器内和一定的条件下，加热油品到某一温度，一定量的油品蒸汽压与空气形成混合物，当用明火接触时，就会发生短暂的闪火（一闪即灭），这时的温度称为油品的闪点。
闪点的测定方法：开口杯法和闭口杯法。同一油品的闪点：开口杯>闭口杯
燃点：油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5秒钟时的最低温度
自燃点：把油品预热到很高温度，然后使其与空气接触，则不需引火，油品即也许因剧烈氧化而产生火焰自行燃烧，能产生自燃的最低温度称为自燃点 。
同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃点减少 。
油品越轻，闪点越低，燃点越低，自燃点越高 。
烷烃比芳烃易于自燃，所以烷烃的自燃点低(芳香烃比烷烃稳定)，但烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷烃和芳香烃较多的油品高 。
2．低温流动性
评价指标有凝点、倾点和冷滤点。
低温下，石油及液体产品在低温失去流动性有两种情况：粘温凝固和构造凝固。
（1）浊点、结晶点和冰点
是表征煤油、航空汽油和喷气燃料的低温性能指标。
浊点：是煤油的低温指标，在规定条件下降温，当煤油出现雾状或浑浊时的最高温
度 GB/T6986
结晶点：是在规定条件下冷却油品，出现用肉眼可以分辨的结晶时的最高温度。 SH/T0179
同一油品：浊点高于结晶点。
冰点：是在规定条件下冷却油品到出现结晶后，再使其升温，使本来形成的结晶消失时的最低温度。 GB/T2430
同一油品的冰点比结晶点高1～3℃。浊点>冰点>结晶点。
（2） 凝点、倾点和冷滤点
是原油、柴油、润滑油和燃料油的重要使用性能指标。目前国内正逐步采用以倾点代替凝点、用冷滤点代替柴油凝点。(Condensation Point)
对于石油产品，没有固定的“冰点”，也没有固定的“溶点”。所谓油品的“凝点”是在严格的仪器、操作条件下测得油品刚失去流动时的最高温度。而所谓失去流动性，也完全是条件性的。 GB/T510-83
倾点：是指油品能从规定仪器中流出的最低温度，也称为流动极限，它比凝点能更好地反映油品的低温性能，被规定作为ISO标准。 (Pour Point)GB/T3535-83
冷滤点：是在规定的压力和冷却速度下，测得20ml试油开始不能所有通过363目/in2的过滤网时的最高温度。冷滤点能较好地反映柴油的泵送和过滤性能，与实际使用情况有较好的相应关系，所以目前用冷滤点替换凝点指标。 SH/T0248
3．其他性质
熔点：油品由固态变为液态时的温度叫熔点，是石蜡和地蜡的重要规格指标之一，石蜡的牌号是按其熔点的高低来区分的。
滴点是凡士林和润滑脂的重要指标，将凡士林、润滑脂等半固体油品加热到一定的温度时，自标准仪器中滴下第一滴液体或油柱接触试管底时的最低温度称为滴点。
软化点、针入度、伸长度的定义自己看。

第三章 石油产品的分类及燃料的使用规定
石油产品有：燃料，润滑剂和有关产品，蜡、沥青和石油焦，溶剂和化工原料。
一、汽油
1.发动机的工作过程
（1）进气过程
活塞从上止点向下止点运动，活塞上方的体积增大，压力减少，进气阀打开，空气吸入汽缸，进气终了温度可达85～130℃ 。
（2）压缩过程
活塞由下止点向上止点运动，进气阀和排气阀关闭，压力可达0.7～1.5MPa，温度可达300～450℃ 。
（3）作功过程(点火燃烧)
进气阀和排气阀仍关闭，火花塞发出电火花而引燃混合气体 ，火焰以20～30m/s的速度迅速向四周传播燃烧 ，最高温度可达2023～2500℃，最高压力达3.0～4.0MPa ，终了时温度约为900～1200℃，压力为0.4～0.5MPa 。
（4）排气过程
排气阀启动，活塞由下止点向上运动 ，废气排出温度700～800℃ 。
当活塞再次到达上死点时，排气结束，这样完毕一个工作循环，继而反复上述工作循环。如此周而复始，活塞不断上、下作直线往复运动，经连杆使曲轴不断旋转，对外作功。
2.车用汽油的使用规定
重要使用规定有：在所有的工况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气； 燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象；储存安定性好，生成胶质的倾向小；对发动机没有腐蚀作用；排出的污染物少 。
重要使用性能有：抗爆性、蒸发性、安全性和腐蚀性。
（1）抗爆性
汽油在发动机中的抗爆震能力称为抗爆性，是汽油最重要的质量指标之一。用辛烷值、抗爆指数、品度等的大小来表达抗爆性的优劣。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率，我国车用汽油以辛烷值作为其牌号。
测定辛烷值的方法有研究法辛烷值和马达法辛烷值。
爆震现象：在某些情况下，当火花塞点燃混合气后，在火焰尚未传播到的混合气中，因受高温高压影响已形成大量自燃点较低的过氧化合物，在多个部位剧烈自燃，出现许多燃烧中心，同时燃烧是以爆炸方式进行，使火焰速度高达1500～2500m/s，温度、压力剧增，形成冲击波，如同重锤敲击活塞和气缸各部件，发出金属撞击声，此时由于火焰瞬间通过，使得某些部位的燃料燃烧不完全，排出带黑烟废气，此即爆震现象。爆震会损坏气缸部件，缩短发动机寿命，增长油耗量。
爆震与燃料性质和发动机的工作条件有关。
提高汽油辛烷值的方法：加少量能提高汽油辛烷值的添加剂----抗爆剂；依靠生产工艺：如催化裂化、催化重整、烷基化、异构化和醚化等加工过程，使汽油改质，增长其中的芳烃、异构烷烃含量；调整工艺操作条件，如减少汽油干点、改变反映温度、反映时间、强化异构化、芳构化反映等。
（2）蒸发性
评估汽油蒸发性可用馏程和蒸汽压两种方法。
．馏程(恩氏馏程)
10%馏出温度是为了保证汽油具有良好的启动性能
50%馏出温度表达汽油的平均蒸发性能，是为了保证汽油馏分的组成分布均匀，使
发动机具有良好的加速性和平稳性，保证其最大功率和爬坡能力
90%馏出温度和终馏点(干点)表达汽油蒸发的完全限度
．饱和蒸气压
保证汽油在使用中不发气愤阻
可相对的衡量汽油在储运中的损耗倾向
我国用雷德蒸气压作为汽油蒸汽压的指标
9月16日至3月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于88kPa
3月16日至9月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于74kPa
航空汽油规定其饱和蒸气压为27～48kPa
（3）安定性
汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性 。安定性差的汽油易出现颜色变深、生成粘稠胶状沉淀物。使用这类汽油，将严重影响发动机正常工作，例如不蒸发的胶状物会沉积在油箱、导管、滤清器、进气阀等机件上，导致堵塞，影响供油；高温下胶状物变成积炭，聚积在进气阀、气缸盖和活塞顶等部位，增长了爆震的也许性。
影响汽油安定性的因素
化学组成：影响汽油安定性的主线因素
各种不饱和烃的存在是影响汽油安定性的主线因素
储存条件：温度、阳光、空气、金属表面作用
安定性的评价方法和指标
通常用不饱和烃含量、氧化难易限度和胶质含量等来表达汽油安定性好坏，具体指标为：
碘值：不饱和烃中的双键与碘能定量反映，因此用与100g油起反映的碘用量gI表达油中不饱和烃含量，称为碘值，单位为gI/100g。碘值越小，汽油安定性越好，航空汽油规定碘值不大于12gI/100g。
诱导期—评价储存安定性的方法
表白汽油储存安定性的指标。诱导期长的汽油，氧化生成胶质的倾向小；但对于以聚合和缩合反映为主生成胶质的汽油，诱导期不能很好反映其储存安定性。汽油的诱导期不应低于480分钟
实际胶质
实际胶质表达100g汽油中可溶性胶质含量的mg数，单位为mg/100g。对于氧化生成不溶性胶质和粘附胶质的汽油，实际胶质不能确切反映其胶质含量。用GB/T 8019测定。我国规定汽油的实际胶质≯5mg/100mL油
改善汽油安定性的方法：除去不安定组分；加添加剂 。
（4）腐蚀性
指标：酸度、水溶性酸或碱、铜片腐蚀、硫含量等
硫及含硫化合物
2023.1.1起全国执行不大于0.08%的标准
有机酸(Organic acid)
汽油质量指标中规定酸度不大于3mg(KOH)/100mL
水溶性酸或碱(water soluble acid & alkali)
不允许具有水溶性酸或碱
二、航空汽油
我国用辛烷值/品度值表达航空汽油的牌号。
航空汽油的基础油有催化裂化 汽油、加氢汽油、重整汽油和质量较好的直馏汽油。
高辛烷值组分有异构烷烃及其化合物，芳香烃及其化合物、含氧化合物。
重要质量指标有抗爆性、蒸发性、安定性和发热量。
三、柴油
柴油是压燃式发动机的燃料，也是目前国内消费量最大的发动机燃料，分为馏分型和残渣型两种。
轻柴油：>1000r/min的高速发动机，按凝点划分牌 号 10#、5#、0#、-10#、-20#、-35#和50#
重柴油：中速、低速（<500r/min）发动机，按黏度 分级
1.发动机的工作过程
进气；压缩；喷入燃料、自燃、膨胀作功；排气。
（1）与汽油机的相同之处
都有四冲程：进气、压缩、燃烧膨胀、排气
都是内燃机
（2）与汽油机的不同之处
柴油机压缩的只是空气，压缩比可以更大
汽油机电火花点燃→点燃式发动机；
柴油机自燃→压燃式发动机
汽油机：汽油在气化室气化后与空气一起进入燃烧室(气缸)压缩，在压缩阶段末点火燃烧；
柴油机：空气进入气缸，被压缩升温，在压缩阶段末喷入柴油而自燃。
2.柴油的使用规定
柴油机对燃料油的使用性能规定： 具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能；具有良好的燃料供应性能； 对发动机部件没有腐蚀和磨损作用；良好的储存安定性和热安定性。
（1）燃烧性能
柴油机的爆震现象：
自燃点高的柴油滞燃期就长，也就是在汽缸中积累较多柴油后才开始自燃，此时大量燃料同时开始忽然燃烧，引起汽缸中的温度、压力剧增，同时带有爆燃的特点，冲击汽缸壁和活塞，同时燃烧不完全，出现象汽油机那样的爆震。
因此柴油机的爆震，是由于燃料的自燃点太高。由于柴油的自燃点高，使滞燃期增长，导致开始自燃时，气缸中已积累了较多的燃料，过多的燃料同时自燃，使得气缸内压力剧增，过高的压力冲击活塞头，导致爆震。
柴油的抗爆性能用十六烷值表达。
我国轻柴油质量标准中规定十六烷值不低于45
并非柴油的十六烷值越大越好，一般不高于65
（2）馏程
馏程中规定柴油的50%流出温度不高于300℃
我国轻柴油的馏程范围一般在200～380℃
闪点
国产轻柴油规定-35#、-50#轻柴油的闭口杯法闪点不低于45℃，其余牌号不低于55℃
闪点同时也是安全保证指标
（3）柴油的低温流动性
表达方法
我国以凝点表达柴油的低温流动性和牌号
凝点并不是柴油也许使用的最低温度
柴油低温流动性与组成的关系
柴油的馏分越重，其低温流动性越差
柴油中含环烷烃和芳烃多，则凝点低，而含正构烷烃多，则凝点高
（4）粘度
柴油在使用上对粘度有一定规定：
国产轻柴油规格规定20℃的运动粘度为1.8～8.0厘斯
含烷烃较多的石蜡基原油的柴油粘度小，而环烷基原油的粘度较大
原油的分类和评价方法
一、原油的分类
1.化学分类方法
（1）特性因数分类
根据原油特性因数K值大小分为石蜡基、中间基和环烷基三类原油，

特性因数，K
>12.1
11.5～12.1
10.5～11.5
原油类别
石蜡基
中间基
环烷基

（2）关键馏分特性分类法
关键馏分特性分类法是将原油用Hempel简易精馏装置切取250～275℃和395～425℃（即在残压40mmHg下取得的275～300℃的馏分）两个轻重关键馏分，分别测定其相对密度，对照分类标准表拟定两个关键馏分的基属，然后根据关键馏分特性分类表拟定原油的类别。

第一关键馏分指原油常压蒸馏250～275℃的馏分；
第二关键馏分相称于原油常压蒸馏395～425℃的馏分，即 在残压40mmHg下取得的275～300℃的馏分
2.商品分类方法
按原油的相对密度分类：
类 别
APIº
20℃相对密度
轻质原油
中质原油
重质原油
特重原油
>31.1
31.1～22.3
22.3～10
<10
<0.8661
0.8661～0.9162
0.9162～0.9968
>0.9968
按原油的含硫量分类
含硫＜0.5% 低硫原油；含硫＞2.0%高硫原油；含硫0.5%~2.0% 含硫原油
按蜡含量进行分类
低蜡原油、含蜡原油、高蜡原油。
按含胶量进行分类：
低胶原油、含胶原油、多胶原油
二、原油的评价
原油的评价分为：（1）原油性质分析 目的是在油田勘探开发过程中及时了解单井、集油站和油库中原油一般性质，掌握原油性质变化规律和动态；
（2）简朴评价 目的是初步拟定原油性质和特点，合用于原油性质普查；
（3）常规评价 为一般炼油厂提供设计数据；
（4）综合评价 为综合性炼油厂提供设计数据。
原油的加工类型常见的有燃料型、燃料-润滑油型、燃料-石油化工型、燃料-润滑油-石油化工型。

第二篇 石油的蒸馏
第一章 石油的蒸馏
一、蒸馏的方式和精馏原理
蒸馏的方式：闪蒸——平衡汽化
简朴蒸馏——渐次汽化
精馏：连续式和间歇式
精馏的实质：气、液两相进行连续多次的平衡汽化和平衡冷凝
实现精馏的必要条件：各组分存在挥发度差异；存在浓度差和温度差；塔顶液相回流、塔底气相回流；气液两相接触的场合——塔板。
精馏塔的构成：进料段、精馏段、提馏段、塔顶冷凝冷却设备、再沸器、塔板
塔顶冷回流：轻组分浓度高、温度低
塔底气相回流：轻组分浓度低、温度高
二、石油精馏塔的工艺特点
1.石油精馏塔是复合塔和不完全塔
2.采用过热水蒸气汽提代替塔底重沸器
3.原油进塔进料要有适量的过汽化度
三、回流的作用及方式
采用各种回流的目的：保证精馏塔具有精馏的作用；取走塔内剩余热量；控制和调节塔内各点温度；保证塔内汽液相负荷分布均匀；保证各产品质量。
回流的方法：塔顶冷回流、塔顶热回流、塔顶二级冷凝冷却、循环回流（分为塔顶循环回流、中断循环回流、塔底循环回流）。
第二章 常减压蒸馏
一、原油含盐含水的危害
增长能耗；腐蚀设备；干扰蒸馏塔的平稳操作；影响二次加工原料的质量。
二、工业上脱盐脱水的方法
加热法、化学方法、电化学方法。
电化学方法原理：原油按比例加入淡水、破乳剂后经原油泵混合，并经换热器加热到预定温度，从底部进入一级电脱盐罐，通过高压电场后，脱水原油从罐顶引出；再次注入新鲜水，经混合阀混合后进入二级电脱盐罐底部，再次通过高压电场脱水，脱水后原油从罐顶流出即为脱水原油。从二级脱盐罐中脱出的水含盐较少，将其作为一级脱盐前所加的水注入原油，以节约新鲜水。从一级脱盐缸脱出的水，从罐底排出后出装置。
三、常减压蒸馏装置的工艺流程
汽化段数：在原油蒸馏流程中，原油经历的加热汽化蒸馏的次数。
三段汽化式常减压装置涉及：原油的脱盐脱水系统；原油的精馏系统，如初馏塔、常压塔、汽提塔等；加热、换热系统，如换热器、加热炉等；产品的冷凝冷却系统；自动检测和控制系统。
工艺流程：

常压塔得到的馏分：汽油、煤油、轻柴油、重柴油等燃料油或部分二次加工原料。
初馏塔的作用：提高装置的解决能力；减轻原油含水含盐过多时对设备的危害，使常压塔平稳操作；减小常压塔塔顶的腐蚀；有助于改善产品的质量；减少汽油损失。
减压塔的特性：减压塔也是一个复合塔和不完全塔；塔顶设有抽真空系统 ；采用塔顶循环回流，尽量减少馏出管线及冷却系统的压降 ；采用低压降的塔板和较少的塔板数，以减少从汽化段到塔顶的流动压降；对于湿式减压蒸馏，塔底采用大蒸汽量汽提；控制减压炉出口温度，从而减少裂化反映。
其它特性：塔径大，采用多个中段回流 ；底部缩径，防止结焦；塔底标高高；设破沫网 。
四、蒸馏装置的腐蚀与防腐
1.常见的腐蚀
（1）高温重油部位对金属的腐蚀
常见于加热炉管、转油线、蒸馏塔底及热油泵叶轮等部位
重要因素是由活性硫和环烷酸引起
（2）低温轻油部位对金属的腐蚀
常见于冷凝水出现的相变区
重要因素是原油中的盐水解生成盐酸，属HCl-H2O型腐蚀
若原油中既含盐又含硫，则腐蚀更为严重，属H2S-HCl-H2O型腐蚀
2.防腐措施
“一脱”指原油的脱盐脱水
“四注”
原油注碱
塔顶馏出管线注氨
塔顶馏出管线注水
塔顶馏出管线注缓蚀剂
第三篇 燃料油的生产
第一章 催化裂化
催化裂化的重要作用是将重质油品转化成高质量的汽油，同时生产柴油，原油二次加工中最重要的一个加工过程
催化裂化是原料油在500℃左右、2～4atm及与裂化催化剂接触的条件下，经裂化反映生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭。
工业催化裂化装置区分为固定床、移动床和流化床。
催化裂化的反映-再生系统有多种形式，如高低并列式、同轴式、两段提高管催化裂化等
一、催化裂化催化剂
1.裂化催化剂的分类
天然白土催化剂，其重要成分是硅酸铝；
无定型硅酸铝催化剂，其重要成分是氧化硅和氧化铝，其铝含量的不同分为低铝和高铝二种。
分子筛催化剂:其重要成分是分子筛和担体组成的。
在工业上所用的分子筛催化剂中具有10～35%的分子筛，其余的是起稀释作用的担体
工业上应用的担体有天然活性白土、合成低铝硅酸铝和合成高铝硅酸铝
2.裂化催化剂的物理性质
（1）密度
真实密度：一般为2～2.2g/cm3
颗粒密度：一般是0.9～1.2g/cm3
堆积密度：一般为0.5～0.8g/cm3
松动状态 、沉降状态 、密实状态
催化剂的堆积密度常用来计算催化剂的体积和重量，而催化剂的颗粒密度对催化剂的流化性能有影响 。
（2）孔体积
单位质量催化剂内部微孔的总体积为孔体积，以ml/g表达。
（3）比表面积
单位质量所具有的内、外表面积之和称为比表面，以m2/g
(4)孔径
（5）比热
3.裂化催化剂的使用性能
（1）活性
裂化催化剂的表达方法：D+L法、微反活性法、KOH指数法。
微反活性法：在微型固定式流化床反映器中放置5.0g待测催化剂，采用标准原料(我国规定用大港235～337℃的轻柴油)，在反映温度为460℃，重量空速为16h-1，剂油比为3.2的反映条件下反映70s，所得反映产物中的(<204℃的汽油+气体+焦炭)质量占总进料量的百分数即为该催化剂的微反活性(MA)
微反活性只是一种相对比较的评价指标，它并不能完全反映实际生产的情况
新鲜催化剂在开始使用一段时间后，活性急剧下降，待降到一定限度以后则缓慢下降，因此初活性不能真实地反映实际生产情况
在测定新鲜催化剂的活性前，须先将催化剂进行水热老化解决，目的就是使测定结构能较接近实际的生产情况
在我国，水热老化的条件是使催化剂在800℃、常压、100%水蒸气下解决4h或17h
（2）选择性
表达催化剂增长目的产品和减少副产品的选择反映能力，用“汽油产率/转化率”或“焦炭产率/转化率”来表达 。
裂化催化剂在受重金属污染以后，其选择性会变差
裂化气中的H2/CH4比值不仅可反映重金属污染的限度，并且也可反映催化剂选择性的变化。
分子筛催化剂的选择性优于无定型硅酸铝。
（3）稳定性
稳定性指催化剂耐高温和水蒸气老化的性能，由水热解决前后活性比较来评价。既催化剂在使用过程中保持活性的能力
催化剂稳定性的评价
一般高铝硅酸铝的稳定性优于低铝硅酸铝，而分子筛催化剂的稳定性则更好
REY(三价)分子筛>AE(二价)分子筛>碱(一价)分子筛>H分子筛。
（4）再生性
（5）抗金属污染性能
重金属对催化剂的污染限度用污染指数表达：
污染指数=0.1（Ｆe + Cu + 14Ni + 4V）
式中：Ｆe 、 Cu 、 Ni 、 V 分别为催化剂上铁、铜、镍、钒的含量，以10-6表达。
（6）筛分组成和抗磨损性
筛分组成一般规定在20～80μm之间 。
通常把催化剂粒度提成四个部分：0～20μm，20～40μm, 40～80μm，>80μm 。
适当的细粉(<40μm)含量可以改善流化质量，减少催化剂损耗及提高再生效率，细粉在粗颗粒之间起了润滑作用，改善了催化剂流化性能。
采用“磨损指数”来评价微球催化剂的机械强度。
通常规定微球催化剂磨损指数≯2 。
二、催化裂化化学反映
1.各种担体烃的化学反映
烷烃：重要发生分解反映
烯烃：分解反映、异构化反映、氢转移反映、芳构化反映
环烷烃：① 环烷烃的环可以断裂成烯烃，烯烃再继续上述的各反映
② 环烷烃也可以通过氢转移反映转化成芳烃
芳香烃：连接在苯核上的烷基侧链易断裂成小分子的烯烃，并且断裂位置重要位于侧链同苯核连接的键上
多环芳烃的裂化反映速度很低，它们的重要反映是缩合成稠环芳烃，最后生成焦炭
说明三点：
1) 裂化反映
最重要、最重要的反映，对整个反映的热力学和动力学起决定作用，催化裂化由此得名
2) 氢转移反映
特性反映，反映速度不快，较低温度有利。氢转移反映的结果是使生成物中的一部分烯烃饱和，这是FCC产品饱和度较高的主线因素！
3）芳构化反映
反映能力较弱，汽油辛烷值的提高重要靠裂化和异构化反映
2.石油馏分的催化裂化反映
石油馏分的催化裂化反映气-固非均相催化反映过程，具体环节：
外扩散 原料分子由主气流扩散到催化剂外表面
内扩散 原料分子由催化剂外表面扩散到内表面
吸附 原料分子在催化剂内表面吸附
反映 原料分子反映生成产物
脱附 产物分子从催化剂内表面脱附
内扩散 产物分子从催化剂内表面扩散到外表面
外扩散 产物分子由催化剂外表面扩散到主气流
石油馏分催化裂化反映的特点：各类烃的竞争吸附和对反映的阻滞作用；复杂的平行—顺序反映。
三、催化裂化的原料和产品
催化裂化是目前石油炼制工业中最重要的二次加工过程，也是重油轻质化的核心工艺
催化裂化是提高原油加工深度、增长轻质油收率的重要手段
催化裂化原料：重质馏分油(减压馏分油、焦化馏分油)、常压重油、减渣(掺一部分馏分油)、脱沥青油
重要控制指标：金属含量和残碳值
Ni+V：不大于 20 PPm
残碳：不大于 6%
反映条件：温度为460～530℃，压力2～4atm，有催化剂存在
产品分布及特点：
气体:10～20%，气体中重要是C3、C4，烯烃含量很高
汽油:产率在30～60%之间，辛烷值高，研究法辛烷值可达90左右
柴油:产率在0～40%， 十六烷值较低，安定性也较差，需调和或精制
油浆：产率在0～10%
焦炭:产率在5%～10%，原子比大约是C:H=1:0.3～1
四、催化裂化的工艺流程
涉及：反映-再生系统、分馏系统、吸取-稳定系统、再 生烟气的能量回收系统。
（1）反映-再生系统

说明催化裂化反映吸热，再生放热，催化剂作为热载体
（2）分馏系统
在分馏塔内将反映油气提成几个产品：塔顶为汽油及富气，侧线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底产品是油浆
催化裂化分馏塔有以下几个特点：
有脱过热和洗涤催化剂粉末的脱过热段；
有将饱和油气分离的分馏段；
全塔剩余热量大并且产品的分馏精确度规定比较容易满足；
塔顶回流采用循环回流而不用冷回流 ；
有的装置在分馏塔底设立了澄清段；
催化裂化分馏塔是不带提留段的不完全塔。
（3）．吸取—稳定系统
重要由吸取塔、解吸塔、再吸取塔及稳定塔组成。
吸取稳定系统的作用：运用吸取和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（≤C2） 、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。
5.催化裂化装置的重要设备
反映器、再生器、旋风分离器、双动滑阀、单动滑阀、塞阀
三机：主风机、气压机和增压机。
分馏塔

第二章 催化重整

一、催化重整的原料和品
“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构
目的：催化重整是生产高辛烷值汽油及轻芳烃(苯、甲苯、二甲苯，简称BTX)的重要石油加工过程，同时也生产相称数量的副产氢气
催化重整原料：直馏汽油馏分（石脑油）、目前为了扩大原料来源，也有用焦化汽油、加氢汽油
产品：高辛烷值汽油、轻芳烃(BTX)、副产氢气和液化气
二、催化重整催化剂
1.重整催化剂的组成
重整催化剂必须具有两种催化功能：金属催化功能和酸性功能。
重整催化剂是由金属组分、酸性组分和担体三部分组成的
金属组分重要是铂、铼及其他。酸性组分——氯和氟；担体是活性氧化铝。
目前工业上应用的重整催化剂重要有两类：即重要用于固定床重整装置的铂铼催化剂和重要用于连续重整装置的铂锡催化剂 。
2.重整催化剂的使用性能
活性、选择性、稳定性和使用寿命、再生性能和机械强度。
3.重整催化剂失活的因素
积炭失活，催化剂中毒失活，水、氯含量的变化，烧结失活，催化剂的载体结构发生变化失活。
4.催化剂再生
烧焦、氯化更新、干燥、还原、硫化。
三、催化重整的化学反映

芳构化反映、异构化反映、加氢裂化反映、缩合生焦反映。
四、催化重整的原料及预解决
1.重整原料的选择
（1）原料的馏程
①在生产高辛烷值汽油时，一般用80～180℃的馏分(宽馏分）；
②当以生产芳香烃为主时，则宜用60～145℃的馏分作原料(窄馏分）。生产实际中常用60～130℃馏分作原料
（2）原料油的族组成
重要看环烷烃的含量。
（3）杂质含量
严格控制原料中的砷、铅、铜、汞、硫、氮等。
2.重整原料的预解决
原料的预解决涉及原料的预分馏、预脱砷、预加氢三部分，其目的是得到馏分范围、杂质含量都合乎规定的重整原料。为了保护价格昂贵的重整催化剂，对原料中的杂质含量有严格的限制。
预分馏：切取合适沸程的重整原料。在多数情况下，进入重整装置的原料是原油常压塔顶＜180℃（生产高辛烷值汽油时）或＜130℃（生产轻芳烃时）汽油馏分。在预分馏塔，切去＜80℃或＜60℃的轻馏分。
预脱砷：就是原料油中砷化物被吸附在脱砷剂上的过程脱砷剂为硫酸铜-硅铝小球。
预加氢：脱除原料油中对催化剂有害的杂质，使杂质含量达成限制规定。同时使烯烃饱和以减少催化剂的积炭，延长运转周期。
五、催化重整的工艺流程及重要设备
以高辛烷值汽油为主时，涉及原料预解决和重整反映 。

原料预解决
重整反映系统
重整原料
拔头油
副产氢气
燃料气
高辛烷值汽油组分
重整