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(工学)《重质油化学与加工》讲

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重质油国家重点实验室(中国石油大学)

重质油国家重点实验室(中国石油大学)


科研成果
科研成果
实验室紧密围绕重质油利用的应用基础研究和关键技术开发开展科研工作。实验室共获国家科技进步奖5项， 发明专利261项，出版专著12本，发表研究论文1200余篇，经过多年积累和创新，已在以下几个方面形成自己的 特色和优势。
(1)重质油化学
重质油是由烃类和非烃类组成和复杂混合物，化学组成是决定油品物理性质与化学反应性能的最根本因素。 实验室长期自二十世纪八十年代初就对重质油组成、物性与反应性能关系，重质油的特征化方法进行系统研究， 积累了大量的重质油性质数据，出版了《重质油化学》、《重质油及渣油加工的几个基础理论问题》等专著。在 上述研究基础上，自Байду номын сангаас开发的重质油超临界流体萃取技术成为国内外重质油精细评价的新方法，近年来，基于该 技术所开发的“渣油深度脱沥青新工艺”可以将重质油中难以加工的成分提前分离出来，极大提高了劣质重油的 经济价值，受到国内外大型石油公司的广泛。
合作交流
合作交流
实验室公共研究平台全面对外开放，设置开放课题，建立访问学者制度，吸引国内外优秀人才来室开展前沿 性基础研究工作。每年派出多批研究人员到国外讲学、进修、参加学术会议，同时邀请国外专家、学者来实验室 讲学、访问，多次举办重油加工与利用相关领域国际学术会议。实验室注重与国内外研究机构开展合作和交流， 承担了国家科技部"中加实验室合作研究"、教育部“重质油化学与开发技术创新引智基地”等国际合作项目，实 验室与加拿大Syncrude研究中心、英属哥伦比亚大学等国际知名研究机构和学校建立了长期稳定的合作与交流关 系。与加拿大卡尔加里大学合作成立了联合重油技术研究中心。遵循“开放、流动、联合、竞争”的方针，重质 油国家重点实验室热忱欢迎国内外科学家来室开展合作与交流。重质油国家重点实验室已经成为国家科技创新体 系的重要组成部分，是组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展高层次学术交流的重 要基地。
第一讲 物性关联结构组成讲解

第一讲 物性关联结构组成讲解


4.0
C2H6
3.0
C3H8
2.7
C4H10
2.5
2）不同系列间
烷烃 H/C
环 烷 H/C 烃
C6H14 2.33
C6H12 2.00
芳烃 H/C C6H6 1.00
C10H22 2.20
C10H18 1.80
C10H8 0.80
C14H30 2.14
C14H24 1.71
C14H10 0.71
上述数据表明： a.同系列中M ↑ H/C ,但差别逐渐缩
CR 4RT 2
CP Cn CR
CN n CA CP
5) ％ CN ? %C N %CR %CA
6) ％ CP 7) RN
? %CP 100 %CA
RN RT R A
三、间接法(物性关联)
直接法实验条件苛刻,加氢及元素分析要求准确度高, 不是一般实验室能达到.因此一般采用间接法,即从物性 （n、d、A、M分子量、v粘度、苯胺点等）来关联化学结 构。由表及里。

b、芳香环系缩合程度高。
二、石油的H/C比
1.原油的H/C：石蜡基H/C高 大庆 任丘 胜利 孤岛 H/C 1.86 1.81 1.79 1.66
2.馏份重， H/C小
大庆 145～200℃ 250～300 ℃ 350～400 ℃ ＞500 ℃
H/C
2.03
1.96
1.91
1.73
3.渣油H/C也各不一样 大庆 ＞ 胜利 ＞ 单家寺
H/C 1.74
1.63
1.50
(石蜡基） （中间基） （环烷基）
三、石油加工中的H/C比平衡
原油 ～1.8
产品
中国石油大学(北京)博士导师简介【模板】

中国石油大学(北京)博士导师简介【模板】

近三年主要科研成果
多年来，主持或参加完成和正在承担的国家自然科学基金重大项目、国家自然科学基金面上基金、973项目、中国石油天然气股份有限公司重点攻关、国际合作及省部级基础科研项目20余项。参加的中国石油天然气集团公司“九·五”重大攻关课题的“重油催化裂化新技术”，获2001年中国石油天然气集团公司技术创新奖一等奖（排名第五），形成的“催化裂化反应系统新型集成技术开发及应用”成果获2003年中国石油与化学工业协会科技进步奖一等奖（排名第一）。
学历简介
学历
毕业院校专业
毕业时间
本科
大庆石油学院化学工程专业
1984.7
硕士
大庆石油学院石油加工专业
1989.7
博士
**大学（北京）基本有机化工专业
1997.4
专业名称
化学工程与技术
研究方向介绍
现从事《重质油化学与加工》和《石油炼制工程》的教学工作和重质油加工、石油化工过程数值模拟等方面的科研工作。主要研究领域为重质油加工、清洁油品生产、计算化学工程。
关于催化裂化汽油改质降烯烃的技术研究和开发工作，已取得了突破性的进展。该研究面对我国商品汽油中有近80%来自催化裂化工艺，而现有FCC工艺生产的汽油烯烃含量高，同时，其辛烷值勉强达到标准的难题，若使烯烃含量大幅度下降，势必造成辛烷值无法满足标准要求，更难以满足将来更低的标准，成为炼油企业非常迫切而又非常困难的问题，开发了“催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术”，并成功地在6家大型炼油企业实现工业化应用，并获2005年中国石油和化学工业协会科技进步奖一等奖（排名第一）。
多年来，申请国家发明专利22项（第一、二发明人），已获授权11项。先后在AIChE Journal，Petroleum Science and Technology，Fuel，Chinese Journal of Chemical Engineering，化工学报，石油学报，高校化学工程学报，化学工程与工艺，石油大学学报等杂志及国际、国内会议发表论文80余篇，其中16篇被SCI收录，26篇被EI收录。出版专著1本《重油催化裂化过程分析》（第二作者）。
《催化裂化和重整》课件

《催化裂化和重整》课件


为提高催化裂化过程的效率和经济效益， 需要不断进行技术优化和改进，如采用新 型催化剂、优化反应条件等。
03
重整的原理与技术
原理介绍
催化裂化原理
催化裂化是一种石油加工技术， 通过催化剂的作用将重油或渣油 转化为轻质油品的过程。
重整原理
重整是一种将低辛烷值汽油转化 为高辛烷值汽油以及生产芳烃的 过程，通过在催化剂的作用下对 烃类分子进行结构重排。
设备故障
如反应器故障、管道破裂等。
操作失误
如错误控制温度、压力等参数。
安全问题及防范措施
• 化学品泄漏：可能导致人员伤亡和环境污染。
安全问题及防范措施
01
防范措施
02 定期维护和检查设备，确保其处于良好状 态。
03
严格遵守操作规程，避免人为失误。
04
配备应急处理设施，如泄漏探测器和紧急 停车系统。
技术分类
流化床催化裂化
流化床催化裂化技术中，催化剂 与原料油在流化床反应器中接触 反应，具有处理能力大、操作灵
活等优点。
固定床催化裂化
固定床催化裂化技术中，原料油通 过催化剂固定床层进行反应，具有 反应温度均匀、催化剂寿命长等优 点。
移动床催化裂化
移动床催化裂化技术中，催化剂与 原料油在移动床反应器中逆向流动 进行反应，具有操作稳定、能耗低 等优点。
环保问题及处理方法
废气排放
催化裂化和重整过程中可能产生有害气体。
废水和固废
如催化剂、废弃物料等。
环保问题及处理方法
• 噪声污染：设备运行可能产生噪 声扰民。
环保问题及处理方法
废气处理
采用催化氧化、活性炭吸附等方法去除 有害成分。
VS
废水处理
石油化工与化学工程

石油化工与化学工程

废弃物处理：对产生的废弃物进行无害化处理，减少对环境的危害 资源回收利用：对生产过程中的副产物进行回收利用，提高资源利用 率 节能减排：采用节能技术，降低能源消耗，减少温室气体排放
可持续发展理念的定义和重要性 石油化工行业对环境的影响及需要采取的措施 石油化工行业可持续发展实践案例 未来可持续发展面临的挑战与机遇
加强对员工的培 训和教育，提高 安全意识
汇报人：XX
应用场景：在石 油裂化、合成氨 、乙烯生产等过 程中广泛应用。
技术优势：提高 产品质量、降低 能耗、减少环境 污染等。
微反应技术：提高反应效率和安全性 分子筛技术：优化分离过程，提高产品纯度 绿色合成技术：降低能耗和减少环境污染 人工智能技术：优化生产过程，提高经济效益
排放污染物：石油化工生产过程中会产生大量的废气、废水和固废，对环境造成严重污染。
XX,A CLICK TO UNLIMITED POSSIBILITES
汇报人：XX
目录
CONTENTS
石油化工是以石 油和天然气为原 料，通过化学反 应加工成各种化 学品的过程。
石油化工涉及的 化学反应包括裂 化、加氢、重整 等。
石油化工产品包 括燃料、润滑油 、石蜡、沥青等 。
石油化工是国民 经济的重要支柱 产业之一，为国 民经济各部门提 供能源和原材料 。
能源消耗：石油化工是高能耗产业，生产过程中需要大量的能源，加剧了能源资源的消耗和环境 污染。
生态破坏：石油化工生产过程中会占用大量的土地，破坏生态环境，影响生物多样性。
气候变化：石油化工生产过程中会产生大量的温室气体，加剧全球气候变暖。
减少污染物排放：采用清洁生产技术，降低生产过程中的污染物排放
重要性：分离工程在化学工程中占据重要地位，是实现物质高效分离和纯 化的关键环节。
《植物油脂的加工》PPT课件

《植物油脂的加工》PPT课件


蛋白质：20％～30％
大豆
油菜籽
花生
含仁率：65％～ 75％
含油40％～50％ 含蛋白质25％～30％
葵花籽
含油29％～30％ 含壳30％～40％ 仁中含油45％～55％
全仔含油 45％～54％ 含 壳 22％ 仁中含蛋白质21％～31％
芝麻
含油率 45％～63％
其中含油酸43％ 含亚油酸43％
凡植物种籽或粮食加工副产物中含油率达 20%以上，具备工业提取价值的统称为植物油 料。
(一）油料种籽的主要化学成分
由于植物油料的品种、产地、气候、栽培技术及贮藏条件不同，它们的化学 成分亦有很大差别。其主要包括油脂、蛋白质与碳水化合物及其他多种微量成分， 如磷脂、灰分、色素、有机酸以及蜡质、葡萄糖苷等。 1 油脂 油脂又称脂肪，是油和脂两者的合称。其主要化学成分为三甘油酯类。 油脂的性质可用酸价、碘价、皂化价来表示。
油料清理是指利用各种清理设备去除油料中所含杂质的工序的总称。
目的 出油率降低 、油色加深 、沉淀物过多 、饼粕质量较差 、生产设备效率下
降、生产环境恶劣等。
要求
✓ 清理后油料不得含有石块、铁杂、绳头、蒿草等大型杂质。 ✓ 油料中总杂质含量及杂中含油料量应符合规定 • 花生、大豆含杂量不得超过0．1％； • 棉子、油菜子、芝麻含杂量不得超过0．5％； • 花生、大豆、棉子清理下脚料中含油料量不得超过O．5％， • 油菜子、芝麻清理下脚料中含油料量不得超过1．5％。
(5)气流冲击法 借助于高速气流将油料与壳碰撞，使油料 皮壳破碎。
• 仁壳分离的方法主要有筛选和风选2种。
3 油料的破碎
油料破碎的一般要求是颗粒度均匀、不出油、不成团、粉末少而不挤 出油脂。
《重质油化学与加工》讲稿9

《重质油化学与加工》讲稿9


t b = 85 . 66 d 0 .2081 M 0 .3547
石油大学（北京） t b = M 0 .3777 (0 . 726 W s + 0 . 821石油大学445 W R ) W A + 0 . （北京）
t b = 85 . 66 n 0 .3067 M 0 .3644
2．重质油的分子量
石油大学（北京） 石油大学（北京）
2．重质油的分子量
八种减渣SCFE窄馏分 ％ m))数均分子量数据: 八种减渣SCFE窄馏分(5％(m))数均分子量数据: 窄馏分(5 1. 随着萃取程度的加深，其馏分的数均相对分子质量 随着萃取程度的加深， 逐步增大，大多从500左右增至 左右增至1500左右 左右。 逐步增大，大多从500左右增至1500左右。 2. 萃取后的残渣已质和沥青质， 于非烃类，由于缔合的关系， 于非烃类，由于缔合的关系，其数均分子量就显著 较高，约为3000—6000。 较高，约为3000—6000。
1. 对于同一体系，其Mn和MW是不相等的。这是由于 对于同一体系， 是不相等的。 混合物中低分子量部分对M 影响较大， 混合物中低分子量部分对Mn影响较大，而MW则主 要受其中高分子量部分的影响。 要受其中高分子量部分的影响。 2. 这样，对于同一体系，一般来说是Mn<MW。 这样，对于同一体系，一般来说是M 3. 而MW/Mn的比值(即多分散系数)的大小可以表征该 的比值(即多分散系数) 体系的多分散程度，体系分子量范围越宽时，其 体系的多分散程度，体系分子量范围越宽时， MW/Mn值就越大。 值就越大。
Mw = ∑ w iMi
∑m M = ∑m
i i
i
3、粘均分子量：用粘度法测得的，高分子溶液体系； 粘均分子量：用粘度法测得的，高分子溶液体系； 4、Z均分子量：超级离心沉淀法测得的，现很少应用。 均分子量：超级离心沉淀法测得的，现很少应用。
第一章 绪论

第一章 绪论



品第 治污第 第 安三 概染二 一 全章 论、章 章 的 综 影环 合食 响境 利品 绪 污 用工 论 染 及业 及 污对 其 染环 对 防境 食 的



第一章

绪论


第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
人类与环境 环境与食物链、食品与人 环境科学与食品科学 环境与食品安全 可持续发展战略的起源、内涵与特征 中国的可持续发展战略的实施途径
伦敦烟雾事件 （1952,12;UK）
5天内死亡4000 人，历年共发生 12次，死亡近万 人
居民取暖煤中含硫量高， 排出大量SO2和烟尘,又遇 逆温天气
水俣事件 截止1991年3月, 氮肥厂含汞催化剂随废水 (From 1953;Japan) 有2248人患病, 排入海湾,转化成甲基汞, 其中死亡1004人 被鱼、贝类摄入
小结

环境污染是环境对食品安全性影响的 主要原因 , 而人工环境恶化对食品安全 性的影响是研究环境与食品安全性的关 系时应重点解决的问题。
20世纪重大公害事件
公害事件 马斯河谷烟雾事件 （1930,12;Belgiu m） 危 害 原 因 几千人中毒，60 人死亡 烟尘堆积河谷，遭遇长时 间逆温天气且有大雾
例：

最典型的元素过少而引起的地方病为碘 缺乏病。在远离海洋和有高山阻隔的地 区 , 由于土壤含碘少或易流失 , 常常为 缺碘土壤 , 土壤缺碘会导致水和食物中 含碘少 , 使人体摄碘量不足 ;加碘盐的使 用 , 已使碘缺乏病在我国逐步受到控制。
例：

地球结构原因的元素过多而导致的地 方病 , 主要为元素的慢性中毒 , 如地方 性氟病、慢性碑毒和慢性硒中毒等。这 与由于污染而引起环境元素过多系统产 生的效果相同 , 尽管这些过多的元素产 生方式或来源不同 , 但二者主要经食物 和水进入人体 , 造成对人体的危害。
化工工艺学课件第二章化学工业原料及其加工[可修改版ppt]

化工工艺学课件第二章化学工业原料及其加工[可修改版ppt]

石油中的化合物可以分为 烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类。
①链式饱和烃 烃类化合物（碳氢化合物） ②环烷烃
③芳香烃
表2-1 大庆原油的主要理化性质
①硫化物
非烃化合物 ②氮化物
③含氧化合物 ④金属有机化合物
胶质和沥青质
为了充分利用宝贵的石油资源。要对石油进行一次加工和二次加工，在生产 出汽油、航空煤油、柴油、锅炉燃油和液化气的同时，制取各类化工原料。
（2）燃料—润滑油型炼油厂 在生产各种燃料油的同时，还生产各种润滑油原料。通过各 种润滑油生产工艺制得润滑油组分，经调配方法制得各种润 滑油。 （3）燃料—化工型炼油厂 在生产各种燃料油的同时生产炼油气、液化石油气和芳烃等 石油化工原料。除此之外，随着对石油化工产品需求的不断 增长，一类以此生产化工产品为目的的化工型炼油厂也迅速 发展起来。 （4）燃料—润滑油—化工型炼油厂 此类炼油厂既生产燃料、润滑油类石油产品，又生产石油化 工原料。
（1）待处理原油的性质、组成； （2）对石油产品的要求，包括产品种类、质量和数量； （3）资源综合利用； （4）工艺装置对原料变更的适应性； （5）技术先进、能耗低、经济合理。
根据主要产品的类型，炼油厂可分为如下四种类型。
（1）燃料型炼油厂 以生产汽油、喷气燃料、柴油和燃料油，同时副产燃料气、芳烃和石油焦 等。主要加工装置为常、减压蒸馏、催化重整、催化裂化、延迟焦化等。其 特点是通过一次加工尽可能将石油中轻质油品抽出，得到汽油、煤油、柴油 直溜产品，并利用二次加工工艺将原油中的重质油和石油气转化为轻质燃料 油。由于国内燃料产品占石油产品总量的一半以上，故此类型炼厂的数量最 多。
❖ 原油按组，凝
固点高，含硫及胶质较少，大庆原油属于此类。 • 环烷基原油含有较多的环烷烃和芳香烃，密度较大，凝固点
重质油化学与加工

重质油化学与加工

0.05%~0.01%）。 – 较高的烧焦强度：100~250kg/t.h。 – 催化剂减活与磨损条件比较缓和。 – 易于操作，能耗和投资少。 – 能满足环境要求。
再生器
上段稀相段，下部为密相段 密相段的有效藏量：由烧碳负荷及烧碳强度决定。
– 有效藏量——是指处于烧碳环境中的藏量。 密相区的直径：由空塔气速决定：
塔103 第二再生器
塔104 脱气罐
一、催化裂化的工艺流程
4．分馏系统
将反应油气分离成裂化气（富气）、粗汽油（初馏 点～200℃）、轻柴油（200～350℃）、回炼油（350～500℃）及油 浆（>500℃）。
5．吸收－稳定系统
将裂化气（富气）和粗汽油（初馏点～200℃）进一步 分离成干气（H2、H2S、C1～C2）、液化气（C3～C4）及稳定汽 油（初馏点～200℃） 。
二、催化裂化的原料和产物
1、原 料
类别
原料来源
特点
馏分油催化裂化 1. 减压馏分油（减 1. 含芳烃不多，易裂
二、三线、常四
化，轻油收率高，
30～60年代
线）
优质催化料
（原料350～500℃，
C20~C36）
2. 焦化馏分油（焦 2. 含芳烃较多，较难
化汽、柴油）
裂化，不单独使用
3. 溶剂精制抽出油 3. 含芳烃更多，更难 裂化，只能掺对用
2、产物分布
40
35
30
25
20
16
15
10 4
5
0 干气 液化气
40 30
10 汽油 柴油 焦炭
干气 液化气 汽油 柴油 焦炭
二、催化裂化的原料和产物
3、产物特性
1) 气体的组成以C3、C4为主，两者合计占气体的80%，其中 烯烃占2/3，C4中相当部分是异构的。
石油加工原理

石油加工原理

石油加工原理石油加工是将原油转化为各种石油产品的过程，主要包括炼油、裂化和重整等工艺。

本文将介绍石油加工的基本原理，包括原油的成分及性质、炼油工艺、裂化工艺和重整工艺等。

一、原油的成分及性质原油是一种混合物，由不同碳氢化合物（烃类化合物）组成，主要成分为烷烃、环烷烃和芳香烃。

此外，原油还含有少量的硫、氮、氧和金属杂质。

石油中不同组分的沸点不同，这为炼油提供了基础。

通过对原油进行加热，不同沸点范围内的烃类化合物可以分离出来，从而得到不同的石油产品。

二、炼油工艺炼油是将原油分离成不同沸点范围内的石油产品的过程。

炼油主要分为物理方法和化学方法两种。

1. 物理方法物理方法主要包括蒸馏和吸附。

（1）蒸馏：原油在蒸馏塔中加热，不同沸点范围内的烃类化合物逐渐汽化，然后在不同层次上冷凝为液体。

（2）吸附：利用一些特殊的吸附剂，将有毒有害物质与原油进行吸附分离，净化石油产品。

2. 化学方法化学方法主要包括催化裂化和加氢。

这些方法能够改变原油中烃类化合物的结构和性质。

（1）催化裂化：将重质原油在催化剂的作用下进行裂化，得到较轻质的石油产品。

（2）加氢：在高温高压下，利用催化剂将原油中的硫、氮等杂质与氢气反应，使得石油产品的质量提高。

三、裂化工艺裂化是一种通过热力作用将石脑油等重质石油产品分解成轻质石油产品的过程。

裂化过程中，重质原料在裂化催化剂的作用下，经过热解、裂解、重排等反应，生成轻质石油产品和副产物。

裂化工艺有催化裂化和热裂化两种。

催化裂化需要使用催化剂，反应温度较低；而热裂化是在高温高压下进行的，不需要催化剂。

四、重整工艺重整是一种改变石油产品分子结构的工艺，可以提高石油产品的辛烷值。

重整采用芳构互变反应，将含有碳数较少的烃类，如丁烷、丁烯等，通过催化剂的作用，转化为含有碳数较多的芳香烃。

重整工艺对于生产高辛烷值汽油具有重要意义。

总结石油加工原理涉及到原油的成分及性质、炼油工艺、裂化工艺和重整工艺等方面。

石油加工是一个复杂的过程，需要通过不同工艺对原油进行分离、转化和改造，最终得到各种符合市场需求的石油产品。

炼油与石化工艺中的化学反应


聚合反应
定义：由小分子通过聚合反应形成大分子物质的反应 类型：加成聚合反应、缩聚反应等 应用：合成高分子材料、合成树脂等 特点：反应过程中会产生热量、压力等变化
芳烃转化
反应类型：烷基化、酰化、 磺化、硝化等
定义：芳烃转化是将芳烃通 过一系列化学反应转化为其 他有机化合物的过程
转化目的：生产高附加值的 化学品，如染料、农药、医
添加标题
提高生活水平：炼油与石化工艺的产品广泛应 用于人们的日常生活中，如汽油、柴油、塑料、 纤维等，提高了人们的生活质量和便利性。
添加标题
促进经济发展：炼油与石化工艺的发展对于国 家经济发展至关重要，能够带动相关产业链的 发展，增加就业机会和税收收入。
添加标题
保障国家安全：炼油与石化工艺的发展有助于 保障国家的能源安全，降低对外部能源的依赖， 提高国家的战略安全。
足环保要求。
ห้องสมุดไป่ตู้
提高能源利用效率
化学反应在炼油与石化工艺中的应用：提高能源利用效率 反应条件优化：通过控制温度、压力等反应条件，提高能源利用效率 催化剂选择：选择高效的催化剂，加速化学反应，提高能源利用效率 副产物回收：对反应过程中产生的副产物进行回收利用，提高能源利用效率
05
未来炼油与石化工艺的 发展趋势
绿色环保：注重环 保和可持续发展， 研究减少废弃物排 放和资源回收利用 的新型工艺和技术 。
智能化和自动化技术的应用
智能化技术：利用 人工智能、大数据 等技术优化炼油与 石化工艺过程，提 高生产效率和安全 性。
自动化技术：通过 自动化设备与控制 系统实现生产过程 的自动化，减少人 工干预，提高生产 效率。
减少废物产生： 通过优化化学反 应条件，减少副 反应的发生，从 而减少废物的产 生，降低对环境

3.2.1 重质油加工工艺技术

《现代石油加工技术》教学课件
第3章 重质油及加工 技术
孟祥海
本章主要内容
第一节 重质油及其分离表征方法 第二节 重质油加工工艺技术
重质油加工现状 重质油催化裂化工艺技术 重质油溶剂脱沥青工艺技术 重质油加氢转化工艺技术 重质油热加工工艺技术
第三节 重质油加工工艺的选择及组合加工工艺
12
2
问题与思考
重质油轻质化的途径有哪些？ 重质油加工的类型有哪些？其中哪些属于物理过程 ，哪些属于化学过程？哪些是加氢方式，哪些是脱 碳方式？ 重质油加工的主要问题有哪些？
13
3
9
3、重质油加工的基本状况
上述四类重油加工过程并不是孤立的，单独采用某 一种过程往往还不能得到理想的产物分布，这就需 要将若干个过程组合起来才能取得较理想的效果 例如：经焦化得到的中间馏分、经重油加氢裂化得 到的尾油以及经溶剂脱沥青得到的脱沥青油均可作 为催化裂化的原料，以制取汽油和柴油等轻质油品
10
6
1
2、重质油加工过程的类型
①溶剂脱沥青 （物理过程） 以分出沥青方式脱碳 ②热转化
生成焦炭方式脱碳 ③重油催化裂化 （化学过程） ④重油加氢
减粘裂化过程既不脱碳又不加氢，氢碳比基本不变
7
3、重质油加工的基本状况
Feedstock
FCC
Deasphalting
Visbreaking
Coking
Hydroconversion
18% 加氢过程
8
3、重质油加工的基本状况
热转化
对原料要求比较灵活，装置投资相对少，处理量在总重 油加工能力中约占60%，为重油加工的主要途径
催化加氢
虽是理想手段，但由于装置投资较高，包括氢耗在内的 操作费用也较高，其发展受到限制

催化加氢


六、重质油加氢过程动力学
简化后的宏观动力学。 简化后的宏观动力学。 经验式 用模型化合物研究 ——有助于认识重质油加氢转化动力学特性 ——有助于认识重质油加氢转化动力学特性 噻吩，苯并噻吩，吡啶， 噻吩，苯并噻吩，吡啶，喹啉
六、重质油加氢过程动力学
1、简单的动力学模型 （按某元素总量归类） 按某元素总量归类）
2、加氢处理
渣油加氢预处理：VRDS，ARDS 渣油加氢预处理：VRDS， FCC原料预处理：除去S FCC原料预处理：除去S、N、O和重金属 原料预处理
如：大连西太平洋有限公司加工中东油，硫含量和重金 大连西太平洋有限公司加工中东油， 属含量高，采用ARDS－FCC联合工艺 联合工艺。 属含量高，采用ARDS－FCC联合工艺。
H
C
重质油轻质化的本质： 重质油轻质化的本质：
脱碳 重质油（ 含量低） 重质油（H含量低） 加氢 轻质油（H含量高） 轻质油（ 含量高）
脱 加
碳：催化裂化，热转化，溶剂脱沥青 催化裂化，热转化， 氢：催化加氢、非催化加氢 催化加氢、
催化加氢就是石油馏分在H 催化加氢就是石油馏分在H2和催化剂的存在下进 行的石油炼制过程。 行的石油炼制过程。
二、增产中间馏分油：汽油、柴油、煤油 增产中间馏分油：汽油、柴油、 三、提高产品质量 从汽油、煤油、柴油到润滑油加氢精制最有效。 从汽油、煤油、柴油到润滑油加氢精制最有效。 四、石化产品综合利用 为催化裂化过程，催化重整过程，乙烯裂解制备 为催化裂化过程，催化重整过程， 提供原料， 提供原料，用于增产高辛烷值汽油
重质油化学与加工
Heavy Oil Chemistry and Processing
1、重质油化学 2、重质油加工 重质油热转化 重质油催化裂化 重质油催化加氢 重质油溶剂萃取脱沥青第六章 重质油催化加氢

炼油工艺讲座(1)

• 这种加工方案以及生产燃料和化工产品或者原 料为主，具有燃料型炼厂的各种工艺以及装置， 同时还包括一些化工装置。原油先经过一次加 工分出其中的轻质馏分，其余的重质馏分再进 一步通过二次加工转化为轻质油。轻质馏分一 部分用作燃料，一部分通过催化重整、裂解工 艺制取芳香烃和烯烃，作为有机合成的原料。 利用芳香烃和烯烃为基础原料，通过化工装置 还可以生产醇、酮、酸等基本有机原料和化工 产品（附典型流程图）。
• 蒸馏：将液体混合物加热使之气化，然 后再将蒸气冷凝和冷却，使原液体混合 物达到一定程度的分离。这个过程叫做 蒸馏。蒸馏的依据是混合物中各组分沸 点（挥发度）的不同。
• 蒸馏有多种形式，可归纳为闪蒸（平衡 气化或一次气化）、简单蒸馏（渐次气 化）和精馏三种。
炼油工艺讲座(1)
• 精馏是分离液相混合物的一种很有效的 方法，它是在多次部分气化和多次部分 冷凝过程的基础上发展起来的一种蒸馏 方式，炼油厂中大部分的石油精馏塔， 如原油精馏塔、催化裂化和焦化产品的 分馏塔、催化重整原料的预分馏塔以及 一些工艺过程中的溶剂回收塔等，都是 通过精馏这种蒸馏方式进行操作的。
炼油工艺讲座(1)
2020/11/21
炼油工艺讲座(1)
一、石油炼制概述
• 石油炼制（简称炼油）：就是以原油为 基本原料，通过一系列炼制工艺（或过 程），例如常减压蒸馏、催化裂化、催 化重整、延迟焦化、炼厂气加工及产品 精制等，把原油加工成各种石油产品， 如各种牌号的汽油、煤油、柴油、润滑 油、溶剂油、重油、腊油、沥清和石油 焦，以及生产各种石油化工基本原料 。
• 燃料型炼油厂的特点是通过一次加工（即常减 压蒸馏）尽可能将原油中的轻质馏分汽油、煤 油和柴油分出，并利用催化裂化和焦化等二次 加工工艺，将重质馏分转化为轻质油。随着石 油的综合利用以及石油化工的发展，大多数燃 料型炼油厂都已转变成了燃料化工型炼厂。

有机化工生产技术PPT课件(61页)

目前，我国化学加工业需要进一步优化产业结构，努 力提高产品质量，节能减排，降低生产成本，强化环境保 护，高度重视安全生产，建立现代企业制度，培养大批的 技术人才，继续走引进、消化、吸收、创新，重在创新上 下功夫的化学工业发展的思路，努力赶超世界先进水平。
化学工业出版社
化学工业的剪影
化学工业出版社
大型石化企业厂区
化学工业出版社
现代化学加工业
精细化工生产技术
在石油化工和高分子化工 发展的同时，为满足人们生活 的更高需求，产品批量小、品 种多、性能优良、附加值高的 精细化工也很快发展起来。如 在染料、农药、医药、涂料等 行业发展迅猛。
化学工业的发展重点之一 就是进一步综合利用资源，充 分、合理、有效地利用能源， 提高化工生产的精细化率和绿 色化水平。
化学工业大发展时期
20世纪初至40～50年代 合成氨、石油化工、高分子、精细
现代化学工业
Байду номын сангаас
20世纪60～70年代以来 超纯物质、新型材料
一、化学工业
化学工业又称化学加工工业，指利用化学反应改变物质结构、 成分、形态而生产化学品的制造工业。广义的化学加工工业 包括加工过程主要表现为化学反应过程的所有生化学工业又 称化学加工工业，指利用化学反应改变物质结构、成分、形 态广的狭企的一化工成分化而义所义业范般学业有庞学生的有的的围认工和机大工产化生化整时为业有化。业化学产学体大化按机合有、产学加部工。时学物物机有品工门业随小工化的化机品的工。则着，业学元工精的制业是行那应工素涉细元造包指政么介业品及化素工括“管这于，种的工构业加化理样上简并范、成大。 工 学 体 划 述 称 不 围 高体过工制分广无多较分可程业的是义机，广子分主部变不和化但，化为要”更科狭工有如工两表所，学义和机石、从化主二等产由生机产烯大现管化的的有化油食石学的产量这产化氯腈烯类为辖学。定机合炼品油加基品很些出工乙等、：化的工义化物制化、工本，大烃种产烯产苯无学那业之工的工工天得有此。类类品、品、机反部部间。数业等然到机类产繁，环。甲物应分所。虽量、等气的化产品多如氧苯化过行管然却石。、以工品经、由乙、学程业辖组十油煤碳产是过品乙烷二和等氢 品 有 各 种 烯 ，甲自化，机种各为由苯然合如化化异原丙、资物工学、料烯乙甲源及的合用进为烯醇出其基成途一原、（发衍础过广步料丙乙，生原程泛合生烯炔经物料可的成产、、过为，以有生丙丁萘） 如果考虑原料的来源和加工特点，化学工业则可分为石油化 工、煤化工、天然气化工等。

石油化学与加工

480-520℃之间的温度。提高温度能提高汽油的辛烷值。
压力：提高压力，反应物浓度增加，反应速度加快，转
化率高。 生焦率、干气产率提高，汽油产率稍有降低，但不太明显。
催化剂：催化剂活性越高，转化率越高，产品中烯烃含
量减少，而烷烃含量增加。
石油化学与加工
2.4.5.4 延迟焦化
渣油的深度热裂化
石油化学与加工
石油化学与加工
2.4.3 原油组成
原油及其馏分中非烃类组成：
原油中的盐、有机金属化合物和非金属微量元素：
碱金属及碱土金属的盐酸盐、硫酸盐、碳酸盐、酸式碳酸盐
和有机酸盐
非金属微量元素如As、Si、B等
沥青质和胶质
与沥青质接近 的物质，但溶
于正庚烷，分
不溶于小分子正构烷烃而溶于苯
子量较低
的无定形固体，分子量最大，极
石油化学与加工
催化重整中的化学反应 芳构化反应
石油化学与加工
催化重整中的化学反应 异构化反应
石油化学与加工
催化重整中的化学反应 加氢裂化反应
石油化学与加工
重整催化剂
双功能催化剂
脱氢
金属
catalyst
酸性中心
载体或卤素
石油化学与加工
催化重整工艺流程
石油化学与加工
催化重整工艺参数 反应温度：温度高，有利于重整; 但过高，
性最强的非烃组分
石油化学与加工
2.4.3 原油的组成：
胶质、沥青（14.2%) 烃类（85.8%)
链烷烃 （33.3%) 环烷烃 （31.9%)
芳香烃 （34.5%)
石油化学与加工
表征原油及其馏分的化学指标
特性因素K
链烷烃 12~13 环烷烃、芳香烃 10~11
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石油大学（北京）
2．重质油的分子量
注 意：
1. 对于同一体系，其Mn和MW是不相等的。这是由于 混合物中低分子量部分对Mn影响较大，而MW则主 要受其中高分子量部分的影响。 2. 这样，对于同一体系，一般来说是Mn<MW。
3. 而MW/Mn的比值(即多分散系数)的大小可以表征该 体系的多分散程度，体系分子量范围越宽时，其 MW/Mn值就越大。
3 t 7 AEBP Mn 140 3.40 10 2.5 d
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1．重质油的沸点范围
测定方法：
6. 可用氢碳比NH/NC取代相对密度进行关联如下 ：
Mn 170 2.67 10
7
t
3 AEBP
NH / NC
0.9

用VPO法测数均分子量有土10％误差，同时非烃 化合物往往还会有缔合现象
Mn x iMi
nM n
i i
i
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2．重质油的分子量
种 类：
2、重均分子量用得较少，它是用光散射等方法测定的 定义－－体系中具有各种分子量的分子的质量 分数与其相应的分子量的乘积的总和：Mw w iMi来自mM mi i
i
3、粘均分子量：用粘度法测得的，高分子溶液体系； 4、Z均分子量：超级离心沉淀法测得的，现很少应用。
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2．重质油的分子量
测定方法：数均分子量(依据溶液的依数性)
1. 2. 3. 4. 冰点降低法－仅适用于测定＜350℃油品分子量 沸点升高法 蒸气压渗透法－重质油 凝胶渗透色谱法
蒸气压渗透法又称气相渗透压法(Vapor Pressure Osmometry或Vapor Phase Osmometry，简称VPO法 )，实际上其中并不涉及渗透或渗透压，更确切地应称为 蒸气压平衡法。
5.9991972 0.9774472 lg P 2663.129 95.76 lg P
式中： P是系统压力， mmHg
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1．重质油的沸点范围
测定方法： 1. 一般减压蒸馏（＜540℃） 2. 短程蒸馏(又称分子蒸馏)。 真空度高(压力＜0.1Pa、蒸发面与冷凝面之间 的距离短(2—3cm)以及停留时间短(小于1min)，这 样可保证油样在不发生分解的情况下蒸至tAEBP约 700℃。短程蒸馏并不能得到其沸点，只能用模拟 蒸馏的方法来加以测定。
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2．重质油的分子量
用VPO法测定数均分子量的影响因素 :
1. 低分子量杂质――数均分子量显著偏低。例如，在 数均分子量为3000的油样中，若含有1％(质量分数) 的数均分子量为100的杂质，这样用VPO法测得的数 据便成为2325，降低了22.5％。 2. 由于氢键等作用而导致缔合，溶剂的极性对所得的 沥青质数均分子量数据有显著影响，当溶剂的介电 常数越大也就是极性越强时测得的数均分子量越小
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用VPO法测定数均分子量的影响因素 : 3、以苯为溶剂时测得的数值比以硝基苯为溶剂时测得的 数值大一倍以上。目前，在用VPO法测定重质油数均 分子量时，常用的溶剂是苯和甲苯。由于此类溶剂的 极性较小，沥青质在其中的缔合程度也就较高，这样 便导致测得的数均分子量较大。 4、测定温度——在较高的温度下测得的沥青质数均分子 量较小，其中以用极性最强的硝基苯在120℃下测得的 数均分子量为最小。 5、试样的浓度也有显著影响。当浓度较大时，沥青质分 子的缔合程度增大，导致测定的结果也较大。
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1．重质油的沸点范围
测定方法：
4. Schwartz等提出用超临界流体色谱模拟蒸馏测定高 沸馏分tAEBP的方法。此法所用的流体为14～34MPa 的高压CO2，测定温度为120—150℃，毛细管内径 50—80m、长10m，用火焰离子化检测器检测。采 用此法可测定至tAEBP ＝750℃。 5. Altgelt和Boduszynski将重质油的馏分及蒸馏残渣 的挥发性，统一以其在馏出50％(m)处的中—tAEBP来 表示，并提出以下关联：
§3—8．重质油的物理性质
1．重质油的沸点范围
1. 重质油都是石油中沸点至少高于350℃的部分； 2. 需要从减压数据换算到常压的数据；图、表、关联式
1 0.3861 A 0.00051606 T O 式中： t AEBP — —常压当量沸点， C T A A — —减压沸点， K — —参数 t AEBP 748.1 A 273.15
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2．重质油的分子量
蒸气压渗透法VOP: 1. 原理与沸点升高法相似，在低于沸点的下测定的。 2. 根据溶液中不挥发溶质的存在使蒸气压相应的降低
3. 检测：很小的蒸气压差值转化为电阻差－电位差。
4. 只测定沸点在350℃以上的样品
5. 分子量测定上限为35000。
6. 测定时均将试样配制成稀溶液，浓度：0.005~0.02 mol/kg。多点测定－－外推至浓度为零
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1．重质油的沸点范围
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1．重质油的沸点范围
测定方法：
3. 气相色谱模拟蒸馏____标准方法:ASTMD2887 ASTMD5307 以烃类在硅酮类非极性的、分辨率较低的色谱 柱中按其沸点的高低依次流出的现象为基础的。 在此类色谱柱中，正构烷烃的保留时间与其以 tAEBP呈良好的线性关系。一般是以一系列分子量较 大正构烷烃作为标样来进行标定的， 当色谱柱温达到430℃时，用此法测得以tAEBP可 至800℃
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1．重质油的沸点范围
测定方法：
7. 许志明利用超临界流体萃取分馏方法，以丙烷为溶 剂将常压渣油约按5％(m)的收率切割成窄馏分，同 时也用高真空减压蒸馏进行切割。以超临界丙烷萃 取分馏馏分的物性或组成数据与对应收串下真空蒸 馏馏分的平均沸点数据进行关联，利用这些关联式 可预测重质油的平均沸点，并将其蒸馏曲线延伸至 800℃左右。
tb 85.66d0.2081M0.3547 tb 85.66n0.3067 M0.3644
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2．重质油的分子量
种 类：
重质油分子量是指用一定方法统计得到的平均分子 量：数均、重均 1、数均分子量应用最广泛――依据溶液依数性测定。 定义――体系中具有各种分子量的分子的摩尔 数与其相应的分子量的乘积的总和， 也就是体系的质量除以其中所含各类 分子的摩尔数总和的商：