石油和石油产品
- 格式:doc
- 大小:213.00 KB
- 文档页数:13
石油和石油产品基础1.原油组成主要元素:碳 85~87%,氢 11~12%,其它如硫,氮,氧等1~4%还有钒,铁,钙,钠,镁,砷等,全世界原油中共鉴定出59种元素,其中金属元素45种。
化学结构:烷烃: C 1~4气态,C5~15液态, C16以上正构烷烃为固体(蜡)环烷烃:饱和烃,有单环和多环,常带有侧链芳香烃:在较高沸点(120~300℃)馏分中含量较多烯烃:原油中一般不含或很少,主要在炼制过程中大分子烃热分解产生含硫化合物:活性—元素硫,H2S,R-SH非活性—R-S-R,R-S-S-R,噻吩,环硫醚含氮化合物:碱性化合物—吡啶,喹啉,胺(R-NH2)及它们的同系物中性化合物—吡咯,吲哚,咔唑及它们的同系物含氧化合物:酸性化合物—环烷酸,酚类,脂肪酸等中性化合物—醛,酮,醚等胶质,沥青质:含C,H外,还含S,O,N等元素2.原油分类a.特性因素分类: K > 12.1 石蜡基原油K 11.5 ~ 12.1中间基原油K 10.5 ~ 11.5环烷基原油b.含硫量: S < 0.5 % 低硫原油S > 0.5 % 含硫原油S > 2.0 % 高硫原油3. 天然气分类a.是否伴生: 伴生气非伴生气—纯气田天然气主要甲烷,少量乙丙丁烷及非烃凝析气田气甲乙烷外,有一定量丙丁戊烷及以上轻油馏分b.干湿分类: 干气(贫气) —主要是甲烷,内含气体汽油< 100g/m3湿气(富气) —还含少量易挥发液态烃C50, C60, C70及少量芳烃和环烷烃,内含气体汽油> 100g/m3→700~800g/m34.各种石油产品含碳原子数及沸点范围5.各馏分分子量6.石油产品典型比重/密度值● 按1BBL = 158.99升计算 (42 gallon) ● API =比重5.141–131.5 (比重为60°F/60°F)7.石油产品发热量和比重的关系8.环烷基油主要产区及加工工艺a.我国 华北羊三木 工艺: 润滑油馏分→糠醛精制→白土处理 中海油 绥中36-1, 曹妃甸克拉玛依 九区, 环烷酸多,杂环化合物多 辽河欢喜岭, 环烷酸和杂环化合物多工艺:润滑油馏分→加氢预精制→糠醛萃取→临氢降凝→白土处理b..国外委内瑞拉ERGON 处理能力40万吨CALMENT 处理能力20万吨瑞典NYNAS 处理能力70万吨(委内瑞拉原油)工艺:蒸馏润滑油馏分↘→加氢脱酸→加氢处理→常压汽提→临氢降凝→加氢精制丙烷轻脱沥青油↗→常减压蒸馏→产品9.石蜡,地蜡,胶质,沥青质和石油酸a.石蜡和地蜡b.胶质与沥青质C9~C20正构烷烃,熔点-53~36.8℃。
从煤油、柴油经分子筛或脲素脱蜡而得到;部分从溶剂脱蜡或压榨脱蜡而得到,但质量较低。
d.石油酸主要有环烷酸,脂肪酸及酚类。
其中环烷酸最重要,约占石油酸性氧化物的90%左右,但它在石油中的质量分数多在1% 以下。
环烷酸在中间馏分(沸点范围约为250~350℃左右)中含量最多,而在低沸馏分及高沸重馏分中环烷酸含量都比较低,大致从煤油馏分开始,随馏分沸点升高其含量逐渐增加,到轻质润滑油及中质润滑油馏分其含量达到最高点,以后又逐渐下降。
黏稠难挥发油状物,特殊气味,凝点低;低分子无色,分子量增加色深;不溶于或难溶于水,能溶于C-H化合物。
密度小于1.0g/cm3。
重金属盐黏稠油状,油溶性;碱金属盐易溶于水和乙醇。
生产工艺:原油→蒸馏→煤油/柴油→碱洗→脱油→酸化→水洗/风干→成品10.石油炼制的原理a. 一次加工—把原油蒸馏分为几个不同沸点范围的馏分。
加工装置为常压蒸馏和常减压蒸馏,蒸馏得到制取汽油、煤油、柴油、润滑油或其他石油产品的组分或原料,它们叫直馏产品。
b.二次加工—将一次加工得到的馏分再加工变成石油产品,又叫深度加工。
加工装置分为两类:转化装置—如催化裂化,加氢裂化(将常压重油或减压馏分油转化为汽油,喷气燃料,柴油);催化重整(将直馏汽油馏分转化为高辛烷值汽油);焦化及减粘裂化(将减压渣油转化为轻质油品或燃料油)。
精制装置—除去直馏产品或二次加工产品中的各种杂质以得到质量符合要求的各类石油产品。
如汽油脱醇,汽、柴油加氢,润滑油加氢等。
11.常减压的产物和产率12. 原油简易蒸馏的馏分切割参照如下:a. 常压蒸馏—初馏~100℃100℃~125℃125℃~150℃150℃~175℃175℃~200℃b. 10 mmHg减压蒸馏—~117℃(常压沸点~250℃)117℃~138℃(常压沸点250~275℃)138℃~158℃(常压沸点275~300℃)158℃~200℃(常压沸点300~350℃)200℃~240℃(常压沸点300~395℃)240℃~265℃(常压沸点395~425℃)265℃~285℃(常压沸点425~450℃)C. < 2 mmHg减压蒸馏—一般蒸至常压沸点500℃为止。
13. 优质润滑油基础油的理化特性:适当的黏度和好的黏温特性低的蒸发损失优良的低温流动性良好的氧化安定性适当的对氧化产物及添加剂的溶解能力好的抗乳化性和空气释放性从原油制取基础油需经以下步骤:常减压蒸馏—切割适当馏分以满足对粘度及蒸发损失等方面的要求精制—除去多环短侧链芳烃及某些极性芳烃以改善其黏温特性和抗氧化性加工减压渣油时需在精制前脱沥青脱蜡—从原料馏分中除去高熔点烃类以满足对低温流动性和凝固点方面的要求14. 丙烷脱沥青润滑油高粘度组分大部分集中在减底渣油中,它由于含有较多的多环长侧链芳烃,因此不但有很好的抗氧化能力,而且对添加剂和氧化产物有很好的溶解能力,所以在调制某些重负荷油脂时常加有一定量的残渣润滑油。
但必须先除去所含胶质和沥青质,否则将使后续精制、脱蜡无法进行。
丙烷对减压渣中的润滑油组分和蜡有相当大的溶解度,而对胶质及沥青质则几乎不溶解。
(对烷、环烷、单环芳烃等溶解能力强,而对稠环芳烃溶解能力弱)。
轻脱油—萃取塔顶料(从抽提塔顶部集油箱箱顶排出)蒸去丙烷后的产品;残炭≤0.7 %, 经溶剂精制及脱蜡后作优质高黏度润滑油使用。
重脱油—萃取塔侧线料(或从抽提塔顶部集油箱箱底排出)蒸去丙烷后的产品;残炭0.7~1.3 %经溶剂精制及脱蜡后作普通高黏度润滑油使用。
15.溶剂精制非理想组分:指粘温性和抗氧化性能不好的组分,主要为多环短侧链的重芳烃和胶质。
理想组分:主要指异构烷烃和少环长侧链烷烃。
溶剂精制原理:利用非理想组分在某些极性溶剂中的溶解度比理想组分溶解度大这一性质。
常用溶剂:糠醛和苯酚。
精制油(抽余油)—聚集在抽提塔上部形成一个油层由塔顶放出,叫精制液,精制液回收溶剂后,即精制油(抽余油);抽出油—溶解了非理想组分的溶剂由抽提塔底放出,叫抽出液,抽出液回收溶剂后分出的非理想组分叫抽出油。
抽出油颜色不佳,VI极低。
老三套中,脱蜡和溶剂精制分正序和反序两种流程:正序流程—先精制后脱蜡,抽出油凝点高,一般只作燃料用;反序流程—先脱蜡后精制,抽出油凝点低,含蜡量低,芳烃含量高,油品油性较好,可调配车轴油及其它油品;500SN料的抽出油可作橡胶填充剂。
16.脱蜡主要方法有:冷榨脱蜡,溶剂脱蜡,细菌脱蜡(生物脱蜡),临氢降凝(包括催化脱蜡—分子筛脱蜡和异构脱蜡两种类型)等。
异构脱蜡—采用贵金属(Pt,Pd)分子筛催化剂,使凝点高的正构烷烃加氢异构转变为含有侧链的异构烷烃或环烷烃。
如:C10- C– C10 →C10-C -C10∣∣C5C2- C–C2VI 125 VI 119倾点19℃倾点-40℃由于催化剂对原料中的S,N等杂质非常敏感,原料必须先经深度加氢精制。
17.加氢精制和加氢处理a.加氢精制(Hydrofinishing)工艺条件缓和,部分脱除S、N、O、微量杂质、溶剂,改善色泽。
但不改变烃类的结构和组成。
-12.5~5 MPa,200~330℃,空速1.5~3 h氢油比(100~300)∶1耗氢量仅为原料的(0.2~0.4)%b.加氢处理( 加氢改质, Hydrotreating)深度加氢精制,对基础馏分进行化学改质,从而大幅度改善油的黏温性能,脱除大量杂质,转非理想组分为理想组分(或易于分离去除的组分)。
-18~15 MPa,320~340℃,空速0.5~1.5 h氢油比≮300∶118.润滑油补充精制a.白土补充精制白土对油中胶质、沥青质以及残余溶剂有较强的吸附能力,而对油的吸附能力较差。
对活性白土的质量要求:活性高,吸附能力强适宜的粒度,一般采用筛分为200目的白土不应含过多的水分,当含水量在10~25%时,吸附能力最强b.加氢补充精制目的是代替白土精制以改善油品的颜色和安定性。
加氢条件非常缓和:2~6 MPa,210~320℃,空速1~3 h-1,氢油比50~300∶1。
加氢精制优点:收率高,产品颜色浅;工艺过程连续,劳动生产率高;不存在白土废渣处理和环境污染的问题。
加氢精制缺点:脱去油品中的碱氮及某些极性芳烃的能力弱;对于某些凝固点低的轻质润滑油料加氢后有凝固点回升问题;对于某些石蜡基润滑油料,加氢精制所得基础油其安定性不如白土精制。
所以在目前炼厂中,加氢补充精制尚不能完全取代白土补充精制。
19.合成基础油a. 合成油分类第一类: 合成烃润滑油,聚α-烯烃,烷基苯,聚丁烯,合成环烷烃等;第二类:有机酯—双酯,多元醇酯,聚酯等。
第三类:其它合成油,聚醚,磷酸酯,硅油等。
b.PAO是用量最大的品种,也是合成油中性能比较全面而且优良的油品。
它与酯类油是几年来需求增长最快的品种。
由α-烯烃(主要是C8~C10)在催化剂作用下聚合蒸馏加氢而获得的一类比较规则的长链烷烃。
结构式为:CH3-CH-[CH2-CH]n-2-CH2CH2︱︱︱R R Rn为3 ~5, R为C m H2m+1(m为6 ~12)c. 酯类油由有机酸和醇在催化作用下,酯化脱水而获得。
根据反应产物的酯基含量分为:双酯,多元醇酯和复酯。
酯类油的生物降解性能较好。
双酯—由二元酸与一元醇或二元醇与一元酸在催化作用下,酯化脱水而得。
黏度较小,VI较高(>120,~180),倾点<-60℃,闪点>200℃,热分解温度280℃。
多元醇酯—由多元醇与脂肪酸催化酯化脱水反应而得;黏度大于双酯;VI低于双酯,但高于矿油;热安定性好,热分解温度310℃以上。
复酯(聚酯)—由二元酸和二元醇酯化成长链分子,其基端基再为一元酸或一元醇酯化而得高黏度基础油。
对酯类油而言,链长增加,V和VI增加,倾点升高;侧链位置离酯基越远,对V和VI的影响越小。
20.合成油的性能特点a. 具有较好的低温性能及黏温性能;b.好的热安定性;c.对添加剂的感受性好;d.挥发度低;e.不足之处是对橡胶相容性差:PAO会使某些橡胶轻微收缩和变硬;酯类油对某些地区橡胶发生较大膨胀,对胶料的影响比矿物油大。