搜索
第一章延迟焦化基础知识1.含硫或高硫中东原油有哪些性质?答：中东原油是指出产于中东地区的原油，一般具有以下的特点：(1)含硫高，一般在1.5％以上，有些甚至超过3.0％。(2)轻质油收率高，初馏点～350℃馏分一般大于44％，我国有这样高轻质油收率的原油不多。(3)重金属含量高，镍含量在5.4～25.6μg／g之间，钒含量在7.6～87.5μg／g范围内。而且钒高镍低，这与我国原油一般镍高钒低刚好相反。(4)蜡含量低，在3.48％～6.09％之间；凝点低，在-8～-42℃范围内。具体的特性如表1—1所示。2．原油评价的基本内容有哪些?答：原油的组成极为复杂，对原油的确切分类是很困难的。原油性质的差异，主要在于化学组成的不同，所以一般偏向于化学分类，但有时为了应用方便，也采用工业分类。化学分类法有关键馏分特性分类法、特性因素分类法、相关系数分类法、结构组成分类法。关键馏分特性分类法：1935年美国矿务局提出了对原油的关键馏分特性分类法，该方法能够较好地反映原油的化学组成特性，我国也广泛使用该法。用原油简易蒸馏在常压下蒸馏得到250～275℃馏分作为第一关键馏分，残油用没有填料柱的蒸馏瓶在40mmHg残压下蒸馏，切取275～300℃馏分(相当于395～425℃)作为第二关键馏分。将上述两个关键馏分的密度对照关键馏分密度分类标准，决定两个关键馏分的属性，昀后按照原油关键馏分特性分类表来确定该原油属于哪一类。1 表1—1中东原油的特性原油名称沙特阿拉伯伊朗伊拉克阿联酋科威特阿曼也门轻质中质重质轻质重质穆尔班迪拜密度(20℃)/(g/cm3)API度酸值/(mgKOH/g)残炭/％硫含量/(μg/g)氮含量/(μg/g)镍含量/(μg/g)钒含量/(μg/g)蜡含量/％初馏点～350℃收率/％0.859832.350.044.252.300.055.4018.303.4849.980.869130.62O．205.872.800.1911.2034.704.0146.190.887227.340.177.933.09O.0922.O70.004.1640.820.855333.2l0.234.5l1.43O.2917.2052.704.4349.510.867930.840.455.931.800.3425.6087.504.0946.360.852533.74O.054.821.990.124.56O.733.8650.270.823939.42O.051.960.86O.061.380.555.1662.170.866631.080.033.861.66O.1312.9959.406.0955.12O.864731.43O.394.731.65O.147.6918.633.8542.630.853333.590.283.551.12O.125.387.562.9944.000.787847.160.41O.90O.08O.081.500.203.2673.342 3．油品中各馏分是如何分类的?答：一般把原油中从常压蒸馏开始馏出的温度(初馏点)到200℃(或180℃)之间的轻组分称为汽油馏分(或称为轻油、石脑油馏分)，常压蒸馏200℃(或180℃)至350℃之间的中间馏分称为煤、柴油馏分或常压瓦斯油(简称为AGO)。由于原油从350℃开始有明显的分解现象，所以，对于沸点高于350℃的馏分，需要在减压下进行蒸馏，在减压下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸点。一般将相当于350～500℃的高沸点馏分称为减压馏分或润滑油馏分或减压瓦斯油(简称为VGO)；而减压蒸馏后残留的500℃的油称为减压渣油(简称VR)；同时也将350℃的油称为常压渣油(简称AR)。4．油品的密度及AⅣ度的定义是什么?答：油品的体积随温度的变化而变化，因此其密度应标明温度。例如，油品在t℃的密度用ρt来表示。我国规定油品在20℃时的密度为其标准密度，表示为ρ20。API度称相对密度指数，其定义为： d15.615.6(即d60°F60°F)是温度60℉(15．6℃)的油品密度与60℉(15．6℃)的水的密度之比，称为相对密度。由上式可见，密度越小的油品其API度越大，密度越大的油品则其API度越小。5．石油馏分中各族烃类有什么分布规律?答：大体上低于180℃的馏分(汽油馏分)含有C5～C10正构烷烃、3 单环环烷烃、单环芳烃，180～350℃的馏分含有C10～C20的正构烷烃、长侧链或多侧链的单环以及双、三环的环烷烃和芳烃，减压馏分(350～500℃)含有C20～C36左右的正构烷烃、更长或更多侧链和环数的环烷烃和芳烃。6．石油炼制的主要方法有哪些?答：石油炼制工艺过程因原油种类不同和生产油品的品种不同而有所不同的选择，但大体划分为三大部分：(1)原油蒸馏。这是原油进行炼制加工的第一步。通过常压和减压蒸馏可以把原油中不同沸点范围的馏分进行切割，获得直馏的汽油、煤油、柴油等轻质馏分和重质油馏分及渣油。(2)二次加工。将重质油进行轻质化，以得到更多的轻质油品。这就是石油炼制的第二大部分，即原油的二次加工。二次加工工艺包括为增产轻质油品可以用重质馏分油和渣油为原料进行催化裂化和加氢裂化；为生产润滑油基础油可以用减压馏分油等为原料通过酮苯脱蜡-溶剂精制-白土精制工艺或进行润滑油加氢处理；为提高汽油辛烷值或生产苯类产品可以用直馏汽油等为主要原料进行催化重整；以及以渣油为原料的延迟焦化、减粘和渣油加氢处理等。因此，二次加工工艺是石油炼制的主体。(3)油品精制和提高质量的有关工艺。包括为使汽油、柴油的含硫量及安定性等指标达到产品标准进行的加氢精制；油品的脱色、脱臭；炼厂气加工；为生产提高油品质量的添加剂如甲基叔丁基醚(MTBE)、烷基化油等加工工艺。4 7．原油是由哪些元素组成的?答：原油基本上由五种元素即碳、氢、硫、氮、氧所组成。其中碳的质量分数一般为83.0％～87.0％，氢的质量分数一般为11.0％～14.0％，硫的质量分数一般为0.05％～8.0％，氮的质量分数一般为0.02％～2.0％，氧的质量分数一般为0.05％～2.00％。微量金属元素包括钒、镍、铁、铜、铅，非金属元素包括氯、硅、磷、砷等，其含量虽然极为微小，但对原油炼制工艺过程影响很大。所有这些元素并不是以单质出现，碳元素和氢元素是以烃类化合物的形式存在；硫、氮、氧这些元素则以各种含硫、含氮、含氧化合物以及兼含有硫、氮、氧多种元素的高分子的胶状和沥青质物质存在于原油中，称为非烃类化合物。8．原油中的硫以什么形态存在?答：硫在原油中的存在形态已经确定的有：单质硫、硫化氢、硫醇(RSH)、硫醚(RSR)环硫醚、二硫化物(RSSR＇)、噻吩及其同系物。硫醚是石油中含量很大的硫化物。硫醚是中性液体，对金属没有腐蚀作用，但是在高温下会分解成活性硫化物。二硫化物在石油馏分中含量较少，而且多集中在高沸点馏分中。二硫化物也是中性，不与金属作用，但它的热安定性较差，受热后可分解出活性硫化物。噻吩及其同系物的稳定性较高，是石油中主要的含硫化合物。硫醇通常集中在低沸点馏分中，随着沸点的上升，硫醇含量显著下降，300℃的馏分几乎不含硫醇。硫醚主要分布在中沸点馏分中，300～350℃馏分中的硫醚含量可占到该馏分硫含量的50％，重质馏分硫醚含量一般下降。5 二硫化物一般分布在沸点110℃以上的馏分中，300℃以上馏分则含量极少。杂环硫化物主要分布在中沸点以上馏分。硫在原油馏分中的分布一般是随着馏分沸程的升高而增加，大部分均集中在重馏分和渣油中。9．原油中的氧以什么形态存在?答：原油中的氧元素大部分集中在胶质、沥青质物质中，均以有机化合物状态存在，可分为酸性氧化物和中性氧化物两类。酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸以及酚类，总称为石油酸，其中以环烷酸为昀重要，它约占原油酸性氧化物的90％左右。环烷酸在原油馏分中的分布规律很特殊，在中间馏分中(沸程约为250～350℃左右)，环烷酸含量昀高，而在低沸分以及高沸重分中环烷酸含量比较低。中性氧化物有醛、酮等，它们在原油中含量极少。原油中的氧大部分集中在胶状、沥青状物质中，除此之外，原油中氧均以有机化合物状态存在，这些含氧化合物可分为酸性氧化物和中性氧化物两类。酸性氧化物中有环烷酸、脂肪酸以及酚类，总称为石油酸。中性氧化物有醛、酮等，它们在原油中含量极少。10．原油中的氮以什么形态存在?答：原油中的氮是以氮化物的形式存在，可分为碱性和非碱性两类，碱性含氮化合物主要有吡啶系、喹啉系、异喹啉系和吖啶系；弱碱性和非碱性含氮化合物主要有吡咯系、吲哚系和咔唑系。所谓碱性氮化物是指能用高氯酸(HCLO4)在醋酸溶液中滴定的氮化物而非碱性氮化物则不能。原油中的氮化物主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成，一6 般不含烯烃。原油中氮的分布随着馏分沸点的升高，其氮含量迅速升高，约有80％的氮集中在400℃以上的重油中。我国原油中氮含量偏高，且大多数原油的渣油中浓集了约90％的氮。大部分氮也是以胶状、沥青状物质形态存在于渣油中。11．油品的特性因数K值具有什么含义?答：特性因数K通常用于划分石油和石油馏分的化学组成，在评价油品的质量上被普遍使用。它是一种说明油品石蜡烃含量的指标，如果K值高，说明油品的石蜡烃含量高；K值低，则油品的石蜡烃含量低。烷烃的平均K值约为13，环烷烃约为11.5，芳烃约为10.5。一般来说K大于12.1为石蜡基原油，K在11.5～12.1之间为中间基原油，K在10.5—11.5之间为环烷基原油。油品特性因素K值的高低，还能说明该油品的生焦倾向和裂化性能。油品的K值越高，它就越易于进行裂化反应，而且生焦倾向也越小；反之，油品的K值越低，它就越难以进行裂化反应，而且生焦倾向也越大。12．什么是延迟焦化?答：重质油品经管式加热炉加热到焦化反应所需要的温度，并使之迅速离开加热炉管，在焦炭塔内油品进行裂解和缩合反应，生成的油气由焦炭塔顶逸出，生成的焦炭留在塔内。在这一过程，焦化反应被推迟到焦炭塔中进行，因此，称为延迟焦化过程。13．什么是石油焦?答：石油焦是原料在焦化装置中进行深度裂解缩合得到的残余物。它是一种黑色带有金属光泽的多孔固体，主要成分是炭单质。石油焦的7 8 性质与原料有很大的关系，沥青基所得的焦炭，挥发分小、质量好。如果原料含硫高，则焦炭含硫量大。含芳烃的原料生产的焦炭灰分含量极少。14．什么是针状焦?答：针状焦是延迟焦化过程的特殊产品，为多孔固体，有银灰色金属光泽，焦孔略呈椭圆形，孔的定向均刀，表面上有针状纹理结构。针状焦的主要物理特点是密度大、纯度高、杂质少，烧蚀量及热膨胀系数均较低。针状焦的含硫量、灰分和重金属含量也比普通石油焦低。15．延迟焦化的原料有哪些?各具有什么样的特点?答：焦化原料是根据炼油厂的总流程，即上游装置可供的渣油、重油种类和数量，后续装置对焦化液体产品的质量要求和炼油厂对焦炭的质量要求来确定。常用的焦化原料有以下几种：(1)减压渣油。原油蒸馏装置中减压分馏塔底油称为减压渣油，一般馏分500℃，也有的馏分可达560℃以上。减压渣油是原油中沸点昀高的部分，也是焦化昀主要的原料。原油中所含的硫、氮、胶质及金属，绝大部分都残留和浓缩在减压渣油中，使减压渣油中的非烃化合物大为增加。这些非烃化合物的含量对延迟焦化过程有很大影响。表1—2是几种国内外渣油的性质。(2)减粘裂化渣油。减粘裂化是减压渣油的轻度液相热裂化过程，是一种缓和热裂化过程。由于减粘裂化产品方案的不同，减粘渣油的性质有所不同，从沸点范围分类，有165(或180)℃减粘渣油，350℃减粘渣油和500℃减粘渣油。减压渣油先经过减粘裂化处理后可以使 表1—2几种国内外渣油的性质大庆胜利任丘辽河新疆管输阿拉伯重阿拉伯轻伊朗重伊朗轻阿曼密度20℃／(g/cm3)0.92040.98690.96530.98160.95980.97831.0191.00291.0040.98670.9586运动粘度／(mm2／s)100℃80℃118.7265.416876328958