汽柴油加氢装置技术问答

目录第一部分基本概念...............................................................................1第二部分反应部分基础知识及操作法.............................................28第三部分分馏部分基础知识及操作法................错误!未定义书签。第四部分设备基础知识........................................错误!未定义书签。第五部分仪表及安全与防护知识........................错误!未定义书签。第六部分安全与防护知识....................................错误!未定义书签。惠州炼油项目汽柴油加氢装置技术问答1第一部分基本概念1.天然石油是什么?天然石油又称原油，从外观看，它是从淡黄色、暗褐到黑色的流动或半流动的粘稠液体；从元素组成上看，它是由极其众多的化合物组成的一种复杂混合物，其中碳元素和氢元素的总数占95～99%以上。2.从化学组成上看，原油由哪些元素组成?原油主要由碳氢两大元素组成，是一种以烃类化合物为主的复杂混合物，其中碳占83～87%，氢占11～14%，其次是由含硫、氮、氧等元素所组成的含硫、含氮、含氧化合物和胶状沥青状物质构成的非烃类化合物，硫、氮、氧合计占1～5%；另外，微量的重金属元素，如钒、镍、钠、铜、铁、铅以及微量的非金属元素，如砷、磷、氯等，其含量都是ppm级的。3.石油中非烃类指什么？系指石油中的有机化合物中除了含碳和氢两种元素外，还含有少量非金属元素，如硫、氧、氮、氯等及微量的金属元素如钠、镁、钾、钙、铁等组成的有机化合物，但一般指含碳化合物，含氧、氮化合物以及胶质、沥青等。4.什么是不饱和烃？不饱和烃就是分子结构中碳原子间有双键或三键的开链烃和脂环烃。与相同碳原子数的饱和烃相比，分子中氢原子要少。烯烃（如烯烃、丙烯）、炔烃（如乙炔）、环烯烃（如环戊烯）都属于不饱和烃。不饱和烃几乎不存在于原油和天然气中，而存在于石油二次加工产品中。5.石油馏份中烃类分布有何规律?汽油馏份（低于180℃）中含有C5～Ｃ11的正构烷烃和异构烷烃，单环环烃及单环芳香烃。煤油、柴油馏份（180℃～350℃）中，含有C5～Ｃ20的正构烷烃和异构烷烃，单环环烷烃及双环、三环环烷烃和三环芳香烃。蜡油馏份（350℃～520℃）中，含有C20～Ｃ30的正构烷烃和异构烷烃，单环、双环、三环环烷烃，以及单环、双环和三环芳香烃。惠州炼油项目汽柴油加氢装置技术问答26.石油馏分中芳烃有哪些分布特点？多环芳烃主要存在于高沸点馏分（350℃）中，中间馏分主要含单、双和三环芳烃；直馏瓦斯油的芳烃含量相对较低，催化轻循环油芳烃含量较高。7.原油有哪几种分类方法？原油的组成极为复杂，对原油的确切分类是很困难的。原油性质的差别，主要在于化学组成不同，所以一般倾向于化学分类法，但有时为了应用方便，也采用商品分类法。原油的化学分类法以它的化学组成为基础，但因为有关原油化学组成的分析比较复杂，所以通常利用原油的几个与化学组成有直接关联的物理性质作为分类基础。在原油的化学分类法中，最常用的有特性因数分类法及关键馏分特性分类法。8.按特性因数原油如何分类？按特性因数（K）大小，原油分为三类特性因数K大于12.1石蜡基原油特性因数K为11.5～12.1中间基原油特性因数K为10.5～11.5环烷基原油石蜡基原油烷烃含量一般超过50%，其特点是密度小，凝固点高，含硫、含胶质低。环烷基原油一般密度大，凝固点低。中间基原油的性质则介于上述二者之间。9.原油按关键馏分的特性如何分类？原油在实沸点蒸馏装置馏出约250～275℃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（相当于常压395～425℃）作为第二关键馏分。测定以上两个关键馏分的密度，对照表1-1中的密度分类标准，决定两个关键馏分的属性，最后按照表1-2确定该原油的性质。表1-1关键馏分的分类指标关键馏分石蜡基中间基环烷基第一关键馏分（轻油部分）d420＜0.8210比重指数＞40d420＜0.8210～0.8562比重指数33～40d420＞0.8562比重指数＜33惠州炼油项目汽柴油加氢装置技术问答3（K＞11.9）（K=11.5～11.9）（K＜11.5＝第二关键馏分d420＜0.8723比重指数＞30（K＞12.2）d420=0.8723～0.9305比重指数20～30（K=11.5～12.2）d420＞0.9305比重指数＜20（K＜11.5＝分类及其特点石蜡基原油，含较多石蜡，凝点高中间基原油，含有一定数量的烷烃、环烷烃与芳香烃环烷基原油，含有较多环烷烃，凝点低表1-2关键馏分特性分析编号轻油部分的类别重油部分的类别原油的类别1234567石蜡（P）石蜡（P）中间（I）中间（I）中间（I）环烷（N）环烷（N）石蜡（P）中间（I）石蜡（P）中间（I）环烷（N）中间（I）环烷（N）石蜡（P）石蜡～中间（P～I）中间～石蜡（I～P）中间（I）中间～环烷（I～N）环烷～中间（N～I）环烷（N）10.原油商品分类有几种？各按什么原则进行？原油的商品分类法可以作为化学分类法的补充，在工业上也有一定的参考价值，分类的根据包括：按密度分类、按含硫量分类、按含蜡量分类、按含胶质量分类等。美国石油学会(简称API)制订的用以表示石油及石油产品密度的一种量度。美国和中国以API度作为原油分类的基准(见原油评价)。其标准温度为15.6℃(60°F)，它和15.6℃时的相对密度（与水比）的关系API度为液体的比重指数，用来表示液体的相对密度。API°=141.5/d15.615.6-131.5。由上式可知,API度愈大，相对密度愈小。目前，国际上把API度作为决定原油价格的主要标准之一。它的数值愈大，表示原油愈轻，价格愈高。①按原油的密度分类：轻质原油＞34°API；＜852kg/m3（20℃）中质原油34～20°API；852～930kg/m3（20℃）惠州炼油项目汽柴油加氢装置技术问答4重质原油20～10°API；931～998kg/m3（20℃）特稠原油＜10°API；＞998kg/m3（20℃）②按原油的含硫量分类：低硫原油硫含量＜0.5%含硫原油硫含量0.5%～2.0%高硫原油硫含量＞2.0%但世界各国都按本国所使用原油性质规定，互不相同，以上所列的数据可看作分类的参考标准。③按含蜡量分类：一般是在石油中取出一馏分,其粘度值为53mm2/s(50℃),然后测其凝点。当凝点低于-6℃时,称为低蜡原油;当凝点在-15℃～20℃时,称为含蜡原油；当凝点大于21℃时,称为多蜡原油。按含蜡量分类：低蜡原油蜡含量0.5%～2.5%含蜡原油蜡含量2.5%～10%高蜡原油蜡含量＞10%④按含胶质分类：以重油(沸点高于300℃的馏分)中胶质含量来分。含胶质量小于17%,称为低胶质原油；贪胶质量在18%～35%,称为含胶质原油；含胶质量大于35%,称为多胶质原油。11.原油中硫以什么形态存在？各形态的含硫化合物的分布有何特点？硫在原油馏份中的分布一般是随着馏份沸程的升高而增加、大部分集中在重馏分中，硫在原油中的存在形态已经确定的有：元素硫（S）、硫化氢（H2S）、硫醇类（RHS）、硫醚（RSR）、硫醚类（RSR´）、二硫化物（RSSR´）、杂环化合物（噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、萘苯并噻吩及其烷基衍生物）。含硫化合物按性质划分，可分为活性硫化物和非活性硫化物。活性硫化物主要包括元素硫、硫化氢和硫醇等，它们的共同特点是对金属设备有较强的腐蚀作用；非活性硫化物主要包括硫醚、二硫化物和噻吩等对金属设备无腐蚀作用的硫化物，一些非活性硫化物经受热分解可以转化为活性硫化物。硫的浓度一般随着馏分沸点的升高而增加。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惠州炼油项目汽柴油加氢装置技术问答550%，重质馏分硫醚含量一般下降。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，裂化馏分中杂环硫化物所占总硫的比例（接近100%）高于直馏馏分（60～70%）。12.原油中氮以什么形态存在？分布规律是什么？原油中氮含量均低于万分之几至千分之几。我国大多数原油含氮量均低于千分之五。氮在原油中的存在形态已经确定的有：①杂环芳烃，如吡咯、吲哚、吡啶、喹啉等单、双环杂环氮化物及咔唑、吖啶及其衍生物等稠环氮化物；②非杂环化合物苯胺类。氮含量一般随馏分沸点的升高而增加，较轻的馏分氮化物主要是单、双环杂环氮化物，较重馏分主要含稠环氮化物。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。原油中的氮化物可分为碱性和非碱性两类。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。非碱性氮化物则不能。原油馏分中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。13.原油中氧及其馏分以什么形态存在？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。在原油的酸性氧化物中，以环烷酸最为重要，它约占原油酸性氧化物的90%左右。环烷酸的含量。因原油产地不同而异，一般多在1%以下。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）环烷酸含量最高，而在低沸分以及高沸重分中环烷酸含量比较低。14.原油中的微量金属元素的存在形态有哪些？在原油中，一部分微量金属以无机的水溶性盐类形式存在。如钾、钠的氯化物盐类，这些金属盐类主要存在于原油乳化的水相里，在脱盐过程中可以通过水惠州炼油项目汽柴油加氢装置技术问答6洗除去。另一些金属是以油溶性的有机化合物或络合物形式存在，这类金属经原油蒸馏后，大部分浓集在渣油中。此外一些金属还可能以极细的矿物质微粒悬浮于原油中。15.什么是油品的比重和密度？有何意义？物质的密度是该物质单位体积的质量，以符号ρ表示，单位为千克/米3。液体油品的比重为其密度与规定温度下水的密度之比，无因次单位，常以d表示。我国以油品在20℃时的单位体积重量与同体积的水在4℃时的重量之比作为油品的标准比重，以d420表示。由于油品的实际温度并不正好是20℃，所以需将任意温度下测定的比重换算成20℃的标准比重。换算公式：d420＝d4t+r（t-20）式中：r为温度校正值欧美各国，油品的比重通常用比重指数或称API度表示。可利用专用换算表，将API度换算成引d15.615.6，再换算成d420，也可反过来查，将d420换算成API比重指数。油品的比重取决于组成它的烃类分子大小和分子结构，油品比重反映了油品的轻重。馏分组成相同，比重大，环烷烃、芳烃含量多；比重小，烷烃含量较多。同一种原油的馏分，密度大，说明该馏分沸点高和分子量大。16.什么叫油品的初馏点，干点，馏程？有何意义？对于一种纯的化合物，在一定的外压条件下，都有它自己的沸点，例如纯水在1个标准大气压力下，它的沸点是100℃。油品与纯化合物不同，它是复杂的混合物，因而其沸点表现为一段连续的沸点范围，简称沸程。初馏点和干点是表示油品馏分组成的两个重要指标，其中初馏点是表示油品在馏程实验测定时馏出第一滴凝液时的温度；干点是表示馏出最后一滴凝液时的温度；在规定的条件下蒸馏切割出来的油品，是以初馏点到终馏点（或干点）的温度范围，称为馏程（即“沸程”