石油大学石油加工概论考试知识点总结
1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章1石油的元素组成：原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(15%) 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2石油的烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、环烷烃和芳香烃兼有这三种结构的混合烃，它们在原油中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯烃）。 3石油中的非烃化合物主要指：含硫、含氮和含氧化合物以及胶状沥青状物质。4我国原油的特点：从元素组成上看，含硫低、含氮高是我国原油的特点之一。原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油
2、馏分组成的又一个特点。5各类化合物的分布规律：随着石油馏分沸点的升高，馏分中烷烃含量逐渐减少，芳烃含量逐渐增大，含硫化合物和胶质含量均逐渐增加。大部分含硫、含氮、含氧化合物和胶质以及全部沥青质都集中在渣油中。6我国主要原油的特点 大多数原油的相对密度（d204）>0.86，属较重原油； 凝点(CP)高，含蜡量高，沥青质含量低； 含硫量较低；含氮量偏高，大部分原油N>0.3% 对大多数原油：Ni/V>108各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷 烃 芳香烃 。粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质。 粘温性质的表示法：粘度比：比值越小，表示该油品的粘温性质越好。粘度指数(VI) ：粘度指数越大表明其粘温性质越好5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。 6结晶点：是在规定条件下冷却油品，出现用肉眼可
10、以分辨的结晶时的最高温度。 7冰点：是在规定条件下冷却油品到出现结晶后，再使其升温，使原来形成的结晶消失时的最低温度同一油品：浊点 > 冰点 > 结晶点 冰点 ： 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。8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9冷滤点：是在规定的压力和冷却速度下，测得20ml试油开始不能全部通过363目/in2的过滤网时的最高温度。10闪点：是指在规定条件下，加热油品所溢出的蒸气和空气组成的混合物与火焰接触时发生瞬间闪火时的最低温度。11燃点：油品在规定
11、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 第三章 石油产品的分类和使用要求一.汽油1汽油的抗爆性（Antidetonating quality)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,用来衡量燃料是否易于发生爆震。用辛烷值、抗爆指数、品度等的大小来表示抗爆性的优劣。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。2爆震的原因主要原因是与汽油化学组成和馏分有关，如果汽油中含有过多容易氧化的组分，形成的过氧化物又不易分解，自燃点低，就很容易产生爆震现象。另外与发动机的工作
12、条件和机械结构（主要是压缩比）、驾驶操作和气候条件等。汽油机的压缩比越大，压缩过程终了时混合气的温度和压力就越高，这就大大加速了未燃混合气中过氧化物的生成和积聚，使其更容易自燃。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。 3汽油抗爆性的表示方法：汽油的抗爆性是用辛烷值来表示。汽油的辛烷值表示与被测汽油抗爆性相同的正标准燃料混合物中纯异辛烷的体积百分数。因此汽油的辛烷值并不表示汽油中的异辛烷含量。 4. 汽油的抗爆性与组成的关系汽油由各种烃类组成，对分子量大致相同的不同烃类正构烷烃 烯烃 > 带烷基侧链的单环芳烃 > 环烷烃 >烷烃；.各种烃类在催化剂表面上的化学反应速度大小：烯烃 > 大分子单烷基侧链的单环芳烃 > 异构烷烃及环烷烃 > 小分子单烷基侧链的单
36、环芳烃 > 正构烷烃 > 稠环芳烃。.对指导生产有实际意义：选择合适的催化原料、对芳香基原料或循环油浆应选择合适的反应条件或者通过预处理来减少其中的稠环芳烃而使其成为优质的裂化原料复杂的平行顺序反应，.提升管油剂混合处，为快速反应区，以一次反应为主（占整个反应的50%70%）；提升管的中下部为主要反应区；上部称为二次反应区和汽油改质区。.为了提高原料的转化深度和轻质油收率，大部分工业装置采用回炼操作。 渣油催化裂化是气、液、固的非均相催化反应。9催化裂化反应的热效应：强吸热反应：分解、脱氢反应，热效应很大；放热反应：氢转移、缩合、异构化等，其热效应很小；总表现为吸热反应。催化裂化反
37、应热的计算方法：.以生成的汽油量或“汽油+气体”(
38、0.6；可汽提碳：与汽提程度和催化剂循环量有关，可汽提碳=催化剂循环量×0.02%。1. 转化率：表示催化裂化反应中的反应深度，. 单程转化率：指总进料(包括新鲜原料、回炼油、回炼油浆)一次通过反应器的转化率, 反映了反应条件的苛刻程度. 单程转化率直接反映了反应速度与反应时间，因此考察动力学时总是用单程转化率。. 总转化率：以新鲜原料为基准，不考虑回炼油和回炼油浆, 反映了新鲜原料最终转化程度。 2. 藏量，再生器、反应器中经常保持一定的催化剂的量。3. 空速：每小时进入反应器的进料量与反应器催化剂藏量的比值，包括：重量空速和体积 空速，计算体积空速时，进料量的体积是按20的液体体
39、积计。4. 5. 催化剂循环量：单位时间内进入反应器或离开反应器的催化剂量，用 t/hr. 表示。6. 剂油比：催化剂循环量比总进料量（一般在510之间）。7. 回炼比：回炼油量（包括回炼油和回炼油浆等）比新鲜原料处理量（01.0）。回炼比高，降低单程转化率，反应深度降低，柴油产率升高，凝点降低；回炼比升高，反应器负荷增大，处理量降低。生产中解决回炼油裂化难的方法是：采用低回炼比，将一部分回炼油作为产品(如重柴)；用加氢精制；将回炼油和直馏原料油分别在不同的条件下裂化。8. 催化裂化反应速度的影响因素：主要控制因素为表面化学反应。Ø 催化剂活性：提高催化剂活性，反应速度提高、提高转化
40、率、提高处理能力、促进氢转移反应和异构化反应，对提高产品质量有利、催化剂的活性取决于它的结构和组成；催化剂活性和表面积炭有关，积炭量，活性，积炭量与催化停留时间有关，； 剂油比，C/O反映了单位催化剂上有多少原料进行了反应并在其上沉积焦炭：C/O，积炭量，催化剂活性下降慢；C/O大，原料与催化剂接触更充分，有利于提高反应速度。Ø 反应温度:T，在其他条件不变的情况下，转化率提高; 反应温度的改变可改变热裂化和催化裂化反应的比例, T，热裂化反应严重，但主要仍是催化裂化反应, 气体产品中C1和C2相对增加，产品的不饱和度增加; 反应温度对各类反应的影响不同(影响产品分布), 同样转化率
41、下，T，气体产率升高，汽油产率下降，焦炭产率下降;反应温度对产品质量的影响, 提高反应温度,烯烃和芳烃的含量升高，汽油的RON，但安定性变差. 一般工业生产装置采用的反应温度约为460520，在我国，现阶段主要以生产柴油方案，催化裂化反应温度一般采用470510.Ø 原料性质:沸点范围相似时，含芳烃多的原料则较难裂化 ；K12 的原料属高裂化性能的烷烃类；K=11.312.0 的原料，属中等裂化性能的环烷烃类；K11.3 的原料，则属难裂化的芳烃类。 催化剂是酸性的，碱性氮化物会引起催化剂中毒而使其活性下降；含硫化合物（0.3%1.6%）对催化裂化反应速度影响不大，但使产品质量下降。
42、有机金属化合物在高温下发生分解沉积在催化剂表面，造成催化剂活性下降和选择性变差。Ø 反应压力（油气分压）：油气分压升高，反应物浓度升高，反应速度加快，但生焦速度也加快，而且影响比较明显，因此工业上一般不采用较高的反应压力，一般为14atm(表)。9. FCC催化剂的种类：无定型硅酸铝，主要成分是氧化铝和氧化硅，依铝含量不同，分为低铝（12% Al2O3 ）和高铝（25%）两种。催化剂表面的质子酸和非质子酸形成的酸性中心是硅酸铝催化剂的活性来源，它们能引发正碳离子反应。无定型硅酸铝催化剂的特征：.孔径大小不一，平均孔径47nm；.新鲜催化剂的比表面积可达500700m2/g； .
43、孔容为0.40.7ml/g。结晶型硅铝酸盐（分子筛催化剂），是以SiO2和Al2O3为主要成分的具有晶格结构的结晶硅铝酸盐。与无定型硅酸铝相比，分子筛催化剂具有更高的选择性、活性和稳定性。特点：具有稳定的、均一的微孔结构（0.80.9nm）, 具有很大的内表面（新鲜分子筛催化剂的比表面积为600800m2/g）。按分子筛的组成和晶体结构不同分为A型、X型、Y型及丝光沸石等几种（主要区别在于Si/Al和孔径不同）。目前工业上FCC催化剂主要有四种: H-Y 型、RE-Y 型、RE-H-Y 型、超稳 Y型。经离子交换的分子筛，其活性比无定型硅酸铝催化剂高100多倍。10. 担体（载体或基质）的作用
44、：起稀释作用；容纳分子筛中未除去的Na+；增强催化剂的耐磨程度；储存和传递热量；降低催化剂的成本；重油催化裂化中，担体可以起到预裂化的作用；容纳进料中容易生焦的物质,如沥青质、胶质等，保护分子筛。11. FCC催化剂的使用性能：密度（真实密度、颗粒密度、堆积密度）活性-评价催化剂促进化学反应的能力大小的指标（微反活性（MA）法（相对指标）、水热老化-800、常压、100%水蒸气下处理4h或17h）稳定性-耐高温和水蒸气老化的性能（平衡催化剂活性、一般为6075、， Si/Al 高则稳定性好）选择性-增加目的产品和减少副产品的选择反应能力（汽油产率/转化率、焦炭产率/转化率、裂化气中的 H2/C
45、H4）抗金属污染性能 (PI)（中毒、污染、PI=0.1(14Ni+4V+Fe+Cu) PPm）筛分组成和机械强度（粒径分布、20100m、磨损指数-高速气流冲击 4 小时后，所生成的 15 m 催化剂质量的百分数，通常要求不大于2。）。4080m 的约占1/2，20催化剂的失活与再生：失活原因：水热失活、结焦失活、中毒失活（Ni、V、Cu、Fe、碱性氮化物）。再生（烧焦），只能恢复因结焦而丧失的活性。催化剂的再生过程决定着整个装置的热平衡和生产能力。.再生反应： .反应的热效应: .影响烧焦速率的主要因素有：再生温度氧分压再生压力催化剂含碳量再生
46、器催化剂藏量。12. 重油（渣油）催化裂化的技术困难：焦炭产率高；金属污染催化剂；产品质量差；减压渣油的沸点高，有相当大的一部分难于汽化；催化剂孔径为0.81.0nm，渣油大分子难于进入催化剂的微孔污染环境。第八章1. 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 在生产高辛烷值汽油时，一般用80180的 馏分(宽馏分）； 当以生产BTX为主时，则宜用60145的馏分作原料(窄馏分）。生产实际中常用60130馏分作原料2. 催化重整目的：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，同时也生产相当数量的副产氢
47、气3. 产品：高辛烷值汽油、轻芳烃( BTX )、副产氢气和液化气4.催化重整工艺流程 以高辛烷值汽油为主：原料预处理 重整反应以生产芳烃为主： 原料预处理 重整反应 芳烃抽提和分离部分（1）原料的预处理包括原料的预分馏（切取合适沸程的重整原料）、预脱砷（含砷量降到100ppb以下）、预加氢（除去原料油中的能使催化剂中毒的毒物）三部分，其目的是得到馏分范围、杂质含量都合乎要求的重整原料。 脱水塔进行脱水。（2） 重整反应部分:重整反应是强吸热反应，为了维持较高的反应温度和反应速度，一般采用三至四个反应器串联，反应器间有加热炉加热原料至所需的反应温度，通常在四个反应器中加入的催化剂量之比为 1:
48、1.5:2.5:5，反应器的入口温度一般为480520 （3）生产芳烃和生产高辛烷值汽油时，其原料预处理和重整反应两部分的工艺流程基本相同，不同之处在： 因存在裂解反应，重整生成油中含有少量烯烃，在芳烃抽提时，烯烃会混入芳烃而影响芳烃纯度，因此要经过后加氢使这些烯烃饱和 分离出富氢气体后的重整生成油进入脱戊烷塔，塔顶分出C5 的轻组分，塔底为脱戊烷油，即芳烃抽提的进料（4）以生产芳烃产品为目的时，重整反应产物脱戊烷油中一般含芳烃3060，其余是非芳烃。这一混合物中，芳烃和非芳烃的沸点相近或有共沸现象一般用精馏的方法很难将它们分开，通常采用液-液抽提（原理是根据芳烃在溶剂中的溶解度不同，使芳烃和
49、非芳烃得到分离）的方法，先分出混合芳烃，然后进行芳烃精馏（目的就是将抽提后得到的苯、甲苯、二甲苯和重芳烃的混合物分离成单体芳烃）。5.化学反应（一）总的反应是强吸热六员环的脱氢反应 芳香烃 （几乎可完全转化）最主要反应 吸热五员环烷烃的异构脱氢反应芳香烃（有一部分会发生副反应）最主要反应 吸热异构化反应 放热；烷烃的环化脱氢反应 吸热；加氢裂化反应 放热；热烈化 吸热（2）六员环的脱氢反应 芳香烃 五员环烷烃 芳香烃 烷烃 芳香烃 这三种反应的反应深度是不一样的： 六员环的脱氢反应最快，而且转化充分，是催化重整的 基本反应； 五员环的异构脱氢反应要比前者慢得多，但大部分转化； 烷烃脱氢环化反应
50、速度很慢，转化率较低（3） 异构化反应：五员环异构生成六员环。正构烷烃异构生成异构烷烃。虽不能直接生成芳烃，但能对生成芳烃和提高汽油辛烷值有利（4） 加氢裂化生成小分子的烃类，而且在催化重整条件下，加氢裂化还包含有异构化反应，因此，加氢裂化反应有利于提高辛烷值，但过多的加氢裂化会使液体收率降低，所以，对加氢裂化反应要适当控制6.评价（1）重整原料的反应性能生产上通常用“芳烃潜含量”来表征重整原料的反应性能，即当原料中的环烷烃全部转化成芳烃时所能得到的芳烃量。芳烃潜含量定义：重整原料中C6C8的环烷烃全部转化成芳烃，再加上原料中本身含有的C6C8芳烃，二者总共占原料油的质量百分数（%）实质：原料
51、中的C6C8环烷烃全部转化成芳烃时所能得到的芳烃（2）重整原料的转化深度和操作水平高低用“芳烃转化率”或“重整转化率”来表征重整原料的转化深度和操作水平高低原料中芳烃潜含量越高，重整后得到的芳烃产率就越高。芳烃潜含量只是说明生产芳烃的可能性（潜在能力），并不是最高能力。在实际生产中可能获得比芳烃潜含量更高的芳烃产率7.催化重整的催化剂（1）重整催化剂的特点：1.重整催化剂是贵金属催化剂，主金属活性组分是 Pt2.重整催化剂对原料中的杂质含量要求很高3.重整催化剂是一种双功能催化剂：金属催化功能（进行脱氢和环化等反应）和酸性功能（进行异构化和加氢裂化反应）（2）重整催化剂是由金属组分（以贵金属为
52、主）、酸性组分（添加卤族元素氯或氟来实现）和担体(氧化铝载体)组成的。8.重整催化剂的失活(1)积炭失活，重整催化剂上的积炭主要是缩合芳烃 ，重整反应中催化剂上积炭的速度与原料的性质和操作条件有关： 原料终馏点过高，不饱和烃含量高时，积炭速度快； 反应条件苛刻，如高温、低压、低空速、低氢油比等也会使积炭加快。催化剂因积炭引起活性降低可以用提高反应温度的办法来补偿，但重整装置一般限制反应温度520 (2)水、氯含量的变化为了严格控制系统中的氯和水的量，国内重整装置限制原料的氯含量和水含量均不得大于5g/g ；生产过程中应使催化剂上的氯和氟的含量维持在适宜的范围之内，可采用 注氯、注水 等方法来保
53、证最适宜的催化剂含氯量，即所谓的水氯平衡方法 ；工业装置上的注氯通常是用二氯乙烷、三氯乙烷和四氯乙烷等氯化物；注水通常是用醇类，例如异丙醇等，因为用醇类可以避免腐蚀，醇的用量按生成的水分子折算(3)中毒 . 永久性毒物催化剂的活性不能再恢复。永久性毒物有：砷、铅、铁、铜、镍、钠等金属毒物在永久性毒物中，砷最引人注目。当催化剂上含砷2000ppm时，催化剂的活性就完全丧失。因此，工业上对重整原料的含砷量有严格的限制，一般1g/kg非永久性毒物 硫 ；氮 ;水 ; CO和CO2 (4) 金属铂晶粒聚集9.催化剂的再生重整催化剂的再生过程包括 烧焦、氯化更新和干燥 三个程序。（1）烧焦：烧焦时最重要
54、的问题是通过控制烧焦反应速率来控制好再生温度。过高的温度会使催化剂的金属铂晶粒聚集，还可能破坏载体的结构。再生反应时反应器内的温度不能超过550，因此，烧焦时除了控制温度逐步由低到高外，还应控制循环气中的含氧量(开始：0.20.5% ；正常23%）（2）氯化更新：在烧碳过程中，催化剂上的氯会大量流失，铂晶粒也会聚集，氯化更新的作用是补充氯和使铂晶粒重新分散，以便恢复催化剂的活性 氯化时采用含氯化合物，工业上一般采用二氯乙烷，以空气或含氧量高的惰性气体作载体使之通过催化剂进行氯化，氯化多在510、常压下进行，一般是进行2小时。 为了使氯不流失，应控制循环气中的水含量不大于1。 经氯化后的催化剂还
55、要在540、空气流中氧化更新，使铂晶粒的分散度达到要求 （3）干燥：干燥工序在540左右进行。碳氢化合物会影响铂晶粒的分散度，采用空气或高含氧量的气体作循环气可以抑制碳氢化合物的影响，因此，催化剂干燥时的循环气体以采用空气为宜10、催化剂的还原和硫化（1）新鲜催化剂中的铂(或铂铼)是以氧化态的形式存在的，在重整反应器装填催化剂后，应先进行还原，使铂铼的氧化态还原成金属态，还原过程是将催化剂上的氧化态金属用H2还原成具有更高活性的金属态 。还原过程是在480左右及氢气气氛下进行。还原过程中有水生成，应注意控制系统中的含水量。（2）铂铼催化剂和某些多金属催化剂在刚开始进油时可能会表现出强烈的氢解性
56、能和深度脱氢性能，前者导致催化剂床层产生剧烈的温升，严重时可能损坏催化剂和反应器；后者导致催化剂迅速积碳，使其活性、选择性和稳定性变差。因此在进原料油以前须对催化剂进行予硫化以抑制其氢解活性和深度脱氢活性。铂锡催化剂不需予硫化，因为锡能起到与硫相当的抑制作用。第十章1渣油热反应的特点1.渣油的热反应比单体烃更明显地表现出平行-顺序反应的特征2.渣油热反应时容易生焦3.渣油在热过程中可发生相分离2减粘裂化(简称减粘)实质上是一种以渣油（AR 或 VR）为原料的浅度热裂化（转化率小于10%）3焦炭化过程(简称焦化)是以贫氢的重油，如减渣、裂化渣油等为原料，在高温(500550)下进行深度的热裂化和
57、缩合反应的热加工过程焦化过程的产物有气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭(现主要用于生产优质石油焦)，减渣经焦化过程可得到70%80%的馏分油4目前世界上焦化的主要形式是延迟焦化和流化焦化 焦化过程是一种渣油轻质化过程5延迟焦化产品的特点：焦化气体含有较多的甲烷、乙烷以及少量的丙烯、丁烯，可用作燃料或制氢原料；焦化汽油和柴油中不饱和烃含量高，且硫、氮等非烃化合物的含量也高，所以安定性很差，必须经过加氢精制后才能得到合格产品。焦化蜡油主要是作为催化裂化或加氢裂化装置的原料。焦炭（石油焦）是焦化装置的独有产品。除可用作燃料外，还可用于制造炼铝、炼钢的电极等。冶金工业需要大量的优质石油焦（针状焦）。6烃类在热的作用下主要发生两类反应：裂解反应和缩合反应。焦化过程的主要工业形式是延迟焦化和流化焦化焦化过程是一种渣油轻质化过程减粘裂化（减粘）是一种以渣油为原料的浅度热裂化过程专心-专注-专业
