石油加工概论复习-中国石油大学(华东)讲解

石油(Petroleum)：指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然性状；

原油(Crude Oil)：指石油的基本类型，常压下呈液态，其中也包括一些液态非烃类组分（天然的液态烃类混合物）；

天然气(Natural Gas)：指石油的主要类型，常温常压下呈气态，在地层条件下溶解于原油中。

第一章石油的化学组成

①天然石油主要是由烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃组成。错。天然石油不含烯烃

②我国石油馏分中的环烷烃都是六元环。错。天然石油中，环烷烃几乎都是五元环、六元环。我国主要原油五元环少于六元环。

③石油中的胶质能溶于正庚烷，而沥青质则不能。错。胶质、沥青质根据在不同溶剂中的溶解度划分。沥青质不溶于低分子（C5～C7）正构烷烃，但能溶于热苯。

④石油中的含硫、氮、氧化合物，对所有石油产品均有不利影响，应在加工过程中除去。对。

⑤石油馏分就是石油产品。错。馏分不等同于产品。馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求，馏分要变成产品还必须对其进一步加工。

石油的元素组成：组成石油的主要元素是C（83～87%）、H（11～14%）、S、N、O（1～4%）五种元素。（原油中除C、H、S、N、O外，还有其他微量元素，目前共检出59种元素，其中原油中的微量金属元素主要有V、Ni、Fe、Cu、As等）

我国原油的特点：密度偏大；含硫低、含氮高；凝点高、蜡含量高，而沥青质含量低；镍含量远高于钒含量；汽油馏分含量低、渣油含量高。

氢碳原子（质量）比：是用来反映原油属性的一个参数，与原油的化学组成和结构有关系，相同碳原子数的各种烃类氢碳原子比大小顺序是：芳香烃< 环烷烃< 烷烃。在石油的各种加工过程中，氢碳原子比也是一个重要的参数和指标。

馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。分馏：分馏是对某一混合物进行加热，针对混合物中各成分的不同沸点进行冷却分离成相对纯净的单一物质过程。

直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分称为直馏馏分。

馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求，馏分要变成产品还必须对其进一步加工。

石油馏分组成：原油加工时通常是按照沸点高低首先将其切割成几个馏分，即汽油馏分、煤柴油馏分（中间馏分）、常压重油、减压蜡油和减压渣油。

石油中含有的馏分，一般规定：小于180℃的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）；180～350℃的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分，AGO）；350～500℃的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分或润滑油,VGO）；大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)

组成石油的烃类由哪些？石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃以及兼有这三种结构的混合烃组成；原油中一般不含烯烃，炔烃更少。

石油中各族烃类分布的总规律是：随着石油馏分沸点的升高，所含各族烃类的碳原子数增多，分子量随之增大，环状烃的环数增加，结构趋于复杂化。一般在石油中，随石油馏分沸点的升高，馏分中的烷烃含量逐渐减少，芳烃含量逐渐增加，环烷烃含量则随着原油类别的不同，或增加，或减少，或大致不变。

石油烃类的表示方法：单体烃组成：单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物)，目前还仅限于阐述石油气及石油低沸点馏分的组成。族组成：化学结构类似的一类化学物。结构族组成：不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三个基本结构单元组成：芳香环、环烷环和烷基侧链。用这些基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法就是结构族组成表示法

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。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。

石油中的非烃类化合物对石油的加工和石油产品有什么危害？含硫化合物对石油加工及产品应用的危害：腐蚀性；环境污染；影响产品的储存安定性；影响燃料的燃烧性能；硫可使后续加工的催化剂中毒。含氮化合物对石油加工及产品应用的危害：影响了产品的安定性；导致催化剂中毒，使催化剂的活性和选择性降低。含氧化合物对石油加工及产品应用的危害：不利于原油的脱盐脱水；腐蚀设备；腐蚀有色金属。胶质、沥青质的危害：石油品在使用过程中生成炭渣，造成机器零件的磨损和堵塞。

多环芳香烃和稠环芳香烃的区别？分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳香烃称为多环芳香烃。分子中含有两个或两个以上苯环，且苯环彼此间通过公用两个相邻碳原子稠合而成的芳香烃称为稠环芳香烃。

胶质和沥青质的性质和特点？胶质和沥青质是渣油中含元素种类最多、结构最复杂、相对分子质量最大的物质，含有大量的各种非烃化合物，是各种不同结构的高分子化合物的复杂混合物。

第二章石油及油品的理化性质

饱和蒸汽压：是在某一温度下一种物质液相与其上方的气相呈平衡状态时，该蒸汽所产生的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。馏程：石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程，也称馏程。

反映油品蒸发性能的指标：蒸汽压，馏程和平均沸点。对某一纯烃而言，其蒸汽压是随温度的升高而增大,与纯烃不同，烃类混合物的蒸汽压不仅取决于温度和气化潜热，同时也取决于其组成（气化率）。

石油馏分蒸汽压的表示方法？雷德蒸汽压：在38℃，气液相体积比为4:1时测定，常用作油品质量标准。真实蒸汽压（泡点蒸汽压）：在汽化率为零时油品的蒸汽压。

恩氏蒸馏方法：将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、20%……90%时所对应的气相温度分别被称为10%、20%……90%点的馏出温度，蒸馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。根据馏程测定的数据，以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得该油品的恩氏蒸馏曲线。特点：最简便、最常用的方法；设备简单、收集数据多。恩氏蒸馏斜率的含义？斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升高值；恩氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。

油品密度的表示方法有哪些？密度和相对密度油品密度跟组成和馏分的关系？分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别（芳烃> 环烷烃> 烷烃）；同一种原油沸点增加，分子量增大，密度增大；对不同原油，同样沸程，相对密度差别很大，一般来说，环烷基的> 中间基的> 石蜡基的。油品密度与温度和压力的关系？同一油品，温度上升，油品体积就会膨胀，相对密度减小。在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的影响可以忽略，只有当压力极大(几十兆帕)时，才考虑压力对相对密度的影响。

特性因数是烃类列氏绝对温度表示沸点的立方根对相对密度作图，所得曲线的斜率。

特性因数跟烃类组成和馏分的关系？不同烃类K值的大小：同族烃类的K 值相近，不同族烃类的K 值不同；烷烃的K值最大，约为12.7，环烷烃的次之，为11～12，芳香烃的K值最小，为10～11；对于烷烃来说，支链增加K值下降；而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加K 值增加；对于芳烃来说，环数增加，K值减小；对于石油馏分，计算K 值时温度T 为中平均沸点。

相关指数：正构烷烃的相关指数最小，基本为0；芳香烃的相关指数最高（苯约为100）。相关指数BMCI这个指标广泛用于表征裂解乙烯原料的化学组成，希望是越小越好。

特征参数KH：对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分（如VR 等），特性因数K就不能很好地表征其化学组成特性。因此中国石油大学重质油国家重点实验室对原有的特性因数K 进行了修正，提出了一个表征渣油特征的特征参数KH。

平均相对分子质量是油品的一个重要性质，在炼油和储运设计计算过程中经常使用。石油馏分是一个复杂的混合物，其相对分子质量是其中各组分相对分子质量的平均值，所以又称为平均相对分子质量，简称分子量。

苯胺点：就是以苯胺为溶剂，与油品按体积比为1∶1混合时的临界溶解温度。不同烃类的苯胺点差别很大，碳原子数相同时：多环芳烃〈单环芳烃〈烯烃〈环烷烃〈烷烃。芳香烃的苯胺点远远低于烷烃和环烷烃。对于同族烃类：随分子量增大，苯胺点增大，但变化幅度不大。苯胺点的用途：根据油品苯胺点可以求油品的特性因数K，分子量和H/C质量比等物性；也可以由油品的苯胺点来计算柴油的柴油指数，从而可以估算柴油的十六烷值。

油品的流动性：石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用粘度来描述；当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温流动性：如凝点、结晶点、冰点等。

粘度的表示方法（指标）：运动粘度、恩氏粘度、赛氏粘度、雷氏粘度。影响粘度的因素有哪些？压力、温度。为什么说不标明温度的粘度就没有意义？温度升高，所有油品粘度下降，因此没有注明温度的粘度没有任何意义。它有几种表示方法？粘度比、粘度指数。

油品粘度与馏分和组成的关系：油品粘度和化学组成的关系：对于相同沸点的不同石油馏分：含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大；当烃类分子中的环数相同时，其侧链越长则其粘度越大；相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃> 芳香烃。上述结论说明了油品的运动粘度中包含了分子结构的信息，而且环可以认为是粘度的载体。

油品的粘温性能：油品的粘度随温度变化的性质。粘温性能与化学组成之间的关系：烃类中除正构烷烃的粘温性质最好外，带有少分支长烷基侧链的少环烃类和分支程度不大的异构烷烃的粘温性质也比较好，而多环短侧链的环状烃类的粘温性质则很差。

粘温凝固：含蜡很少或不含蜡的油品，在温度下降时，粘度迅速升高，当粘度大到一定程度后（>3×105mm2/s）,油品就会变成无定型的玻璃状物质，失去流动性，这种凝固称为粘温凝固。不是很确切，仍是可塑性物质，而不是固体。构造凝固：含蜡原油或油品，在温度下降过程中，由于蜡结晶析出而引起的凝固。

浊点（云点）：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。

结晶点：是在规定条件下冷却油品，出现用肉眼可以分辨的结晶时的最高温度。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：浊点高于结晶点。冰点比结晶点高1～3℃。浊点> 冰点> 结晶点

凝点：在规定条件下冷却油品，当油品刚失去流动性的最高温度，称为凝点。

闪点：指在规定条件下，加热油品所溢出的蒸汽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。燃点：油品在规定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。自燃点：把油品预热到很高温度，然后使其与空气接触，不需引火，油品即可能因剧烈氧化而产生火焰自行燃烧，能产生自燃的最低温度称为自燃点。

闪点、燃点和自燃点与油品组成的关系：闪点和燃点与烃类的蒸发性能有关，而自燃点与油品的馏程和氧化性能有关；同族烃中，随分子量增大，闪点升高，燃点升高，自燃点降低；油品越轻，闪点越低，燃点越低，自燃点越高；烷烃比芳烃易于自燃，所以烷烃的自燃点低(芳香烃比烷烃稳定)，但烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷烃和芳香烃较多的油品高；汽油的自燃点常在400℃以上，柴油的自燃点只有220～250℃，而渣油的自燃点则更低。从安全防火的角度来说，轻质油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重质油品应防止高温泄露，遇空气自燃。

第三章石油产品的分类和使用要求

（1）自燃点低的柴油抗爆性好，而自燃点低的汽油抗爆性较差。对。

（2）异构烷烃是汽油的理想组分，同时也是航空煤油的理想组分。错。汽油的理想组分：高度分支的异构烷烃。航空煤油的理想组分：煤油型的带侧链的环烷烃和异构烷烃

（3）直馏汽油、柴油的抗爆性优于催化裂化汽油及柴油的抗爆性。错。直馏汽油正构烷烃多，催化裂化汽油异构烷烃多，异构烷烃辛烷值大于正构烷烃。

汽油机、柴油机的工作过程有什么本质的区别？柴油机与汽油机的相同之处：都有四冲程：进气、压缩、燃烧膨胀、排气；都是内燃机。不同点：柴油机的压缩比约高于汽油机的一倍，一般为16-30。这样，压缩后气体的温度、压力都比较高，可达到500～700℃、3～5MPa，此温度超过柴油的自燃点。汽油发动机的进气是空气燃油混合气，而柴油发动机在进气行程只吸入空气，在压缩行程接近上止点时开始喷入燃油。柴油是用高压油泵喷入气缸中，经雾化后的细小油滴便与被压缩的高温空气混合，并迅速蒸发气化、自燃发火，其燃烧气体温度高达1500～2000℃，压力猛增至5～12MPa。柴油机的压缩比及气缸内的温度和压力都显著高于汽油机的，因此其热效率一般比汽油机的高，当二者功率相同时，柴油机可节约燃料20～30%。

汽油机：按燃料供给方式的不同，汽油机又可分为化油器式及喷射（电喷）式两大类。

根据汽油机的工作条件，对汽油的使用要求主要有：1）在所有的工况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气；2）燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象；3）储存安定性好，生成胶质的倾向小；4）对发动机没有腐蚀作用；5）排出的污染物少。

汽油发动机发生气阻的原因和危害是什么？原因：汽油安定性差，在使用时产生不蒸发的胶状物，阻塞管道。危害：影响供油。

汽油馏分的初馏点、10%点、50%点、90%点和干点与汽油发动机的使用性能有什么关系？初馏点是控制气阻的形成；10%馏出温度是为了保证汽油具有良好的启动性能；50%馏出温度表示汽油的平均蒸发性能，是为了保证汽油馏分的组成分布均匀，使发动机具有良好的加速性和平稳性，保证其最大功率和爬坡能力； 90%馏出温度和干点表示汽油蒸发的完全程度。

柴油机：压燃式发动机。柴油机的工作循环和汽油机一样都是内燃机。

柴油机对燃料的使用要求具体表现在以下几个方面：1）具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能；2）具有良好的燃料供给性能；3）对发动机部件没有腐蚀和磨损作用；4）良好的储存安定性和热安定性；5）低污染排放。

柴油机和汽油机的爆震现象的原因是什么？汽油机是由于燃料自燃点太低，太容易氧化，过氧化物积累过多，以致电火花点火后，火焰尚未到达的区域中的混合气体便已自燃，形成爆震。柴油机的爆震原因恰好相反，由于燃料自燃点过高，不易氧化，过氧化物积累不足，迟迟不能自燃，以致在自燃开始时，气缸中燃料积累过多而出现爆震现象。要提高发动机抗爆震性能，对燃料的组成各有什么要求？柴油机要求自燃点低的燃料，而汽油机要求使用自燃点高的燃料。

汽油、柴油和航煤的使用性能（蒸发性能、抗爆性能、安定性、腐蚀性和清洁性）及质量指标；清洁汽油的控制指标？汽油：汽油的蒸发性能常用馏程和蒸汽压来表示，汽油的抗爆性是用辛烷值来表示。通常用不饱和烃含量、氧化难易程度和胶质含量等来表示汽油安定性好坏。汽油的腐蚀性指标：硫含量、硫醇性硫含量（不大于0.001%）、铜片腐蚀试验、酸度和水溶性酸或碱等。清洁性指标：①硫含量：汽油中的硫化物易氧化促使油品变质，并会引起设备腐蚀，燃烧后尾气污染大气等问题。

②苯含量：苯是致癌物质，燃烧不好会使汽车尾气中的苯含量增加，危害公众健康。③烯烃含量：挥发性强，光化学反应活性很高，易与氮氧化物混合，经太阳的紫外线照射可形成有毒的光化学烟雾，对大气臭氧层有极大的破坏作用；④芳烃：芳烃含量过高，会增加汽车尾气排放物中的芳烃含量。同时，芳烃的燃烧温度较高，也会导致尾气中氮氧化物排放量的增加。同样大多数芳烃也是致癌物质。柴油：表征柴油蒸发性能的指标和要求：馏程和闪点。十六烷值（CN）是衡量燃料在压燃式发动机中发火性能的指标。储存安定性和氧化安定性指标：总不溶物（< 2.50mg/100mL）和10%蒸余物残炭。柴油的腐蚀性指标：硫含量、酸度、铜片腐蚀和水溶性酸或碱等。柴油的洁净度重要指标：硫含量、多环芳烃以及总芳烃含量。

清洁汽油的控制指标：乙醇体积车用汽油、柴油分别用什么指标作为商品牌号？汽油均以辛烷值（Octane Number，ON）作为牌号。柴油以十六烷值（CN）为牌号。

汽油辛烷值的测定方法：测定方法有马达法和研究法两种。它是在标准试验用的可调压缩比的单缸发动机中测得的。将待测汽油与参比燃料试样的抗爆性进行对比实验而测得的。所用的参比燃料是异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）和正庚烷的混合物。人为规定异辛烷的辛烷值为100，正庚烷的辛烷值为0，将这两种标准燃料按不同体积比混合就得到了不同抗爆性等级的参比

燃料混合物，以异辛烷的体积百分数作为正标准燃料混合物的辛烷值。

汽油辛烷值的定义：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异辛烷的含量。

辛烷值与汽油组成和馏分之间的关系：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<环烷烃和正构烯烃<异构烷烃和异构烯烃<芳烃。同族烃类，分子量越小，沸点越低，辛烷值越大。汽油的干点降低，辛烷值会升高。烷烃分子的碳链上分支越多，排列越紧凑，辛烷值越高。烯烃比同碳数的直链烷烃的抗爆性好，双键位置越接近碳链中间位置，辛烷值越高。环烷环上如带有侧链则其抗爆性变差，侧链越长其辛烷值越低，如果侧链上有支链，则其抗爆性有所改善。芳香烃的抗爆性在各类烃中是最好的，许多芳香烃的辛烷值超过100，带有侧链的芳烃的抗爆性稍差，其辛烷值随侧链的加长而降低。含较多的芳香烃、异构烷烃的轻汽油，其辛烷值高！

提高辛烷值的方法：加入高辛烷值调和组分（主要是含氧化合物）；调整工艺操作条件。

柴油十六烷值定义：十六烷值（CN）是衡量燃料在压燃式发动机中发火性能的指标。把所测燃料与标准燃料进行对比，与其发火性能相同的标准燃料的十六烷值即为所测燃料的十六烷值。

柴油十六烷值的测量方法：柴油的十六烷值也是在规定操作条件下的标准的试验用单缸柴油机中测定的。把所测燃料与标准燃料进行对比，与其发火性能相同的标准燃料的十六烷值即为所测燃料的十六烷值。柴油的十六烷值与化学组成和馏分的关系：相同碳数的不同烃类，以正构烷烃的十六烷值最高，正构烯烃、异构烷烃和环烷烃居中，芳香烃最小。相同碳数的异构烷烃，十六烷值随支链数的增加而降低；对于同一族烃类，随分子量增加，自然点降低，十六烷值增加。但馏分变重，由于蒸发性能变差，耗油量会增加；不同基属的原油，其生产的柴油由于化学组成的不同，其十六烷值相差较大。石蜡基原油生产的柴油比环烷基原油生产的柴油十六烷值高。

柴油低温性能指标：我国以凝点和冷滤点表示柴油的低温流动性。柴油的低温性能与其化学组成的关系：柴油的馏分越重，其低温流动性越差。为什么说低温性能是柴油的重要使用性能？当柴油温度到达高于凝点3℃左右的冷滤点时，柴油虽未完全失去流动性，但已有冰晶和蜡结晶析出，会堵塞过滤器，减少供油量，甚至完全中断供油。柴油冷至凝点时已很难流动，供油中断，使柴油机停止工作。

为什么对航空煤油要同时提出相对密度和发热值的要求？对于同一族烃来说，随沸点升高，重量热值变小，密度增大。由于重量热值与体积热值是有矛盾的，为了兼顾两者，使喷气燃料具有良好的能量特性，理想的化学组成是含有较多的环烷烃。为什么要限制航空煤油中芳香烃的含量？芳香烃的密度最大，重量热值最小。芳香烃过多会减小燃料的重量热值。

汽油的理想组分：高度分支的异构烷烃。柴油的理想组分：应从两个方面入手，即应保证它的十六烷值比较高，又要保证它的凝点比较低。单烷基（T型）或二单烷基（π型）的异构烷烃(CN=40～70)。航空煤油的理想组分：煤油型的带侧链的环烷烃和异构烷烃。润滑油的理想组分：少环（最好是单环）长烷基侧链的烃类。

第四章原油的分类和加工方案

原油分类的目的是什么？性质和组成相似的原油，其加工、储运等方案也相近。因此根据原油特性进行分类，对制定原油加工方案和储运、销售都是十分必要的。

原油评价的目的是什么？为新设计的炼厂制定原油加工方案提供依据；可以指导实际生产。

评价的类型有哪些？原油的评价按其目的不同可分为四类：1）原油性质分析：掌握原油性质变化规律和动态；2）原油的简单评价：初步确定原油的性质和特点；3）原油的基本评价：为一般炼油厂设计提供数据；4）原油的综合评价：评价内容最为全面，为综合性炼油厂的设计提供数据。

原油的分类方法：工业（商品）分类法、化学分类法（特性因数分类、美国矿务局关键馏分特性分类、相关指数分类、石油指数和结构族组成分类等）

我国原油的分类方法：我国对原油的分类现采用关键馏分特性分类法和硫含量分类法相结合的分类方法，把硫含量分类作为关键馏分特性分类法的补充。

原油通过实沸点蒸馏可以绘制哪些重要曲线？实沸点蒸馏曲线、性质曲线和产率曲线。绘制这些曲线的实际意义：结合各种产品的性质，为制定原油切割方案和进行炼油过程工艺设计提供不可缺少的重要资料。

我国主要原油（大庆、胜利）的分类属性和理想的加工方案；大庆：含蜡量高（26%～30%），凝点高（约30℃），硫含量低（0.10%），金属含量低（Ni: 2ppm、V<0.1ppm），正庚烷沥青质含量低（接近于0），特性因数K=12.5～12.6，属于典型的低硫石蜡基原油。根据上述评价结果，大庆原油的加工方案采用燃料-润滑油型加工方案最为理想，或者采用燃料-润滑油-化工型方案。原油评价数据表明，大庆原油是生产优质润滑油和各种蜡的良好原料。胜利：胶质含量高(约为23%)，密度较大(大约在0.900g/cm3)，另外，含蜡量较高，含硫（大部分在1%左右）原油，因此是属于较为典型的含硫中间基原油。胜利原油中的轻馏分含量比大庆原油少。200℃以前的收率约7%(w)，350℃前约24～25%，500℃以前的总拔出率约占原油的50%(w)。根据上述评价结果，胜利混合原油的加工方案一般采用燃料型加工方案或者燃料-化工型加工方案比较理想

原油的加工方案（三种）：燃料型、燃料-润滑油型、燃料-化工型。

第五章原油的脱盐脱水

原油脱盐脱水的基本原理：常用的脱盐脱水过程是向原油中注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度、压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成较大水滴，因密度差别，借助重力水滴从油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的，称为电化学脱盐脱水，简称电脱盐过程。原油中的盐大部分溶于水中，所以脱水的同时，盐也被脱除。指标：含水量达到0.1%～0.2%。含盐量<5mg/L措施：炼油厂原油的脱盐脱水大都采用二级电化学脱盐方法,它综合运用加热、注水、加破乳剂和高压电场几种措施，使原油破乳、水滴聚结而达到沉降分离的目的。注水目的：溶解原油中的结晶盐类和增大原油中含水量，以增加水滴的偶极聚结力。破乳剂目的：有助于原油破乳脱水。

第六章石油蒸馏过程

相平衡：对于石油馏分，在一定的温度和压力下，保持石油馏分气、液两相共存，而且气、液两相的相对量（汽化率）和两相中的各组分都不再发生变化，这时该石油馏分达到了气、液平衡状态。泡点：在一定压力下，加热油品，当其温度升高到某一数值时，油品开始气化，油品刚刚出现第一个气泡并保持相平衡状态时的温度，称为泡点温度，或称为平衡气化0%温度。露点：一定压力，持续加热，使油品不断气化，当油品刚刚全部气化并保持相平衡时的温度，称为露点温度，也称为平衡气化100%的温度。

蒸馏的原理：按其组分沸点的不同而达到分离的目的。利用液体混合物中各组分挥发度不同，使液体混合物部分气化并随之使蒸汽部分冷凝，从而实现液体混合物所含组分的分离。

蒸馏操作的三种基本类型（蒸馏方式）：闪蒸—平衡汽化、简单蒸馏—渐次汽化、精馏（有连续式和间歇式两种）。

分离精确度比较：精度：精馏>简单蒸馏>闪蒸闪蒸过程最大的分离能力为热力学一次相平衡，因此闪蒸过程的分离效果十分有限。简单蒸馏是一种间歇过程，基本上无精馏效果，分离程度也不高。精馏时气、液两相进行连续多次的平衡汽化和平衡冷凝，精馏的分离效果要远远优于平衡蒸馏（闪蒸）和简单蒸馏。

实现连续精馏的必要条件：1）使气、液两相充分接触的设备；2）液相回流和气相回流；3）沿塔高存在的温度梯度和浓度梯度；

一个完整的精馏塔有几部分组成？精馏段和提馏段两部分

原油入塔前，为什么既要求有一定的过汽化度，但又要限制过汽化量？

使进料段上最低一个侧线下几层塔板上有足够的液相回流以保证最低侧线产品的质量。过汽化度一般为2～4%。气化度过高会加重热炉负荷，增加油料的裂化。

常减压蒸馏工艺流程：典型的三段气化原油常减压蒸馏工艺，初馏——常压——减压

常减压蒸馏工艺方案：燃料型、燃料—润滑油型、燃料—化工型

熟悉三段汽化原油蒸馏工艺流程：一段汽化蒸馏：原油蒸馏流程中只有一个精馏塔，仅经过一次汽化，就称一段蒸馏，如常压蒸馏：只有一个常压塔；二段汽化蒸馏：原油的蒸馏流程有两个精馏塔，经过了两次汽化，就称为二段精馏。如常减压蒸馏、初馏塔和常压塔；三段汽化蒸馏：在常减压蒸馏塔的最前面再设一个初馏塔或闪蒸塔，原油加工流程方案中就有了三个精馏塔，则称为三段蒸馏。

（原油蒸馏方案中）设置初馏塔的几条因素（原因）：1）原油中轻馏分多，一般轻馏分>20%时，设初馏塔；2）原油乳化现象比较严重，脱盐、脱水都不充分时；3）原油的含砷量高，又要出重整原料时；4）适应原油性质变化需要；5）原油含硫量高。（原油蒸馏方案中）设置初馏塔的作用（原因）：1）降低加热炉和常压塔的负荷，有利于提高装置的处理量；2）降低原油换热系统的操作压力，从而节约装置能耗和操作费用；3）保证常压塔的操作平稳，有利于提高产品质量；4）减轻常压塔顶的、馏出管线和冷凝冷却设备的腐蚀。

原油预处理的目的：脱盐脱水脱酸。

常压塔内汽、液相负荷的分布规律：沿塔高自下而上，液相负荷先缓慢增加，到抽出板，由一个突增，然后再缓慢增加，到抽出板又突增……至塔顶第二块板达最大，到第一块板又突然减小；而汽相负荷一直是缓慢增加的，到第二块板达最大，到第一块板又突然减小。

常压精馏塔的工艺特征：①料和产品都是复杂的混合物；②进塔原料为一次汽化过程；③原油常压精馏塔是复合塔和不完全精馏塔；④恒摩尔（分子）流的假定不成立；⑤常压塔的进料汽化率至少应等于塔顶产品和侧线产品的产率之和，原油进塔要有适量的过汽化度；⑥热量基本上全靠进料带入，回流比是由全塔热平衡决定的，调节余地很小；⑦常压塔中，进料段温度最高，塔顶最低。

水蒸汽汽提的作用：由塔底通入少量的过热水蒸汽，以降低油气分压，有利于轻组分的汽化；侧线汽提的目的是使混入产品中的较轻组分汽化再返回常压塔，即保证了塔顶轻质产品的收率，又保证了侧线产品的质量。吹入量有限制吗？塔底通入少量的过热水蒸汽一般为2-4％

（石油馏分）分离（分馏）精确度的表示方法：用相邻两个组分的馏分组成或蒸馏曲线的相互关系来表示，ASTM(0%～100%)间隙= t0H- t100L；通常用t5H和t95L之间的差值来表示：用ASTM(5～95)间隙= t5H- t95L 表示。

原油精馏塔的分馏精确度与回流比和塔板数有什么关系？石油馏分的分馏精确度主要由物系中组分之间的分离难易程度、回

流比和塔板数决定。回流比和塔板数一般是凭经验估算得到的。

回流方式：塔顶冷回流、塔顶油气二级冷凝冷却、塔顶循环回流、中段循环回流。回流的作用：1）保证精馏塔具有精馏的作用，提高各产品质量；2）取走塔内剩余热量；3）控制和调节塔内各点温度；4）保证塔内汽液相负荷分布均匀。回流的方式如何区分：气化段以上各点的液相负荷的温度等于其泡点温度，均为热回流。但塔顶第一板上的液相回流是由塔外打入的，它是冷凝冷却后的部分塔顶产品，是温度低于泡点温度的过冷液体，即为冷回流。

常压塔的操作条件（温度和压力）：操作压力：1）回流罐的压力：至少要大于产品在该温度下的泡点压力，即P ≥ P泡，一般

P ≥ 0.1～0.25MPa。2）塔顶压力：在数值上等于回流罐的压力再加上塔顶流出物流经管线的压降和冷凝冷却设备的压降。在我国，塔顶压力一般在0.13～0.16MPa之间。3）塔内各点的压力：可以由塔顶压力和塔板压降来确定。4）炉出口压力：由加热炉出口经转油线到精馏塔气化段的压力降通常为0.034MPa，因此，由气化段的压力即可推算出炉出口压力。P炉出口=P汽化段+ 0.034 （MPa）

操作温度：1）塔顶温度是塔顶产品在其油气分压下的露点温度; 在确定塔顶温度时，应同时校核水蒸汽在塔顶是否会冷凝。2）侧线温度通常是按经汽提后的侧线产品在该处油气分压下的泡点温度来计算；最好从最低侧线开始猜算。3）汽化段温度汽化段温度是指进料的绝热闪蒸温度。

减压蒸馏的核心设备是减压（精馏）塔和塔顶的抽真空系统。

减压蒸馏塔的工艺特征（不考）塔顶设有抽真空系统，不出产品；减压塔也是一个复合塔和不完全塔；采用塔顶循环回流，尽量减少馏出管线及冷却系统的压降；采用低压降的塔板和较少的塔板数，以降低从进料汽化段到塔顶的流动压降；如采用湿式蒸馏，则减压塔塔底的汽提蒸汽用量比常压塔大，其主要目的是降低气化段中的油气分压。

什么叫干式减压蒸馏？不依赖注入水蒸汽以降低油气分压的减压蒸馏方式。

与湿式减压蒸馏比较，干式减压蒸馏有哪些优点？1）提高了拔出率和处理量（最高可拔到590℃）；2）减压炉的负荷减小，节省燃料；3）减少冷凝冷却器的负荷，减少含油污水量；4）能耗下降（可以降低炉出口温度、冷却负荷小，水蒸汽用量少等）；5）操作灵活。

抽真空系统有几种类型？为什么说采用增压喷射泵后，可以打破冷却水温度的限制？蒸汽喷射器 (也称真空喷射泵或抽空器)，机械真空泵。增压喷射泵上游没有冷凝器，所以塔顶真空度就能摆脱水温的限制，减压塔的残压相当于增压喷射器所能造成的残压加上馏出线压降。

燃料型减压塔与润滑油型减压塔的主要区别。燃料型减压塔的工艺特征：（1）尽量提高拔出率，对馏分组成要求不是很严格；（2）可以大幅度减少塔板数以降低汽化段到塔顶压降；（3）可以大大减少内回流量，在某些塔段内回流可以为零；侧线产品不设汽提塔；（4）为了降低馏出油的残碳值和重金属含量，汽化段上方设洗涤段；（5）气、液相负荷分布与常压塔和润滑油型减压塔不同。润滑油型减压塔的工艺特征：(1)粘度合适、残炭值低、色度好，馏程要窄。有4～5个侧线，每个侧线均需要汽提；(2)减压下馏分之间的相对挥发度较大，而且减压塔内釆用较大的板间距，故两个侧线馏分之间的塔板数比常压塔少，一般3~5块塔板即能满足要求。

根据生产任务的不同，减压塔可分为润滑油型和燃料型两种（不同点）；根据操作条件的不同：干式蒸馏和湿式蒸馏；

塔顶抽真空流程：二级和三级抽真空流程。2级：20～90mmHg柱；3级：4～25Hg柱

在原油精馏中，为什么要用复合塔代替多塔系统？多塔系统投资高，能耗大，占地面积多，并且以上问题随着生产规模增大而显得更加突出。在不需要分离精度很高的情况下，复合塔就能完成需要的效果而无以上问题。

1）石油馏分的蒸汽压随温度和汽化率而变化。2）对同一石油馏分，其实沸点蒸馏的初馏点比平衡汽化的泡点低，实沸点蒸馏的终馏点比平衡汽化的露点高。3）某含水原油的初馏点为65℃，该原油在加热汽化时，原油和水同时开始汽化。4）常压塔顶馏出物（汽油和水蒸汽的混合物）冷凝冷却时，一般油气先冷凝。5）常压塔相邻两馏分的实沸点蒸馏曲线间隙越大或重叠越小，表示其分馏精确度越高。6）中段循环回流量增加后，可以提高塔的分离效果。

第七章催化裂化

催化裂化汽油、柴油与焦化汽油、柴油及直馏汽油、柴油比较，各有什么特点？请从理论上加以解释。

焦化汽油：因为焦化是热裂化反应，自由基断裂，烯烃产率大，异构化、氢转移反应很少，不饱和烃含量高，异构烃含量少，含硫、含氮等非烃化合物也多，安定性差。降烯烃辛烷值损失大，需加氢精制后调和。焦化柴油：安定性差，残碳高，石蜡基减压渣油为原料焦化柴油十六烷值相对高些，其它原料十六烷值都很低，也需加氢精制出厂。催化汽油：催化裂化反应有裂化、氢转移、异构化、芳构化。裂化反应产生烯烃多，目前采取多种将烯烃工艺能保证降烯烃后增加异构化反应减少辛烷值损失，催化汽油RON辛烷值90左右。催化柴油：因为催化裂化反应产生了大量烯烃、异构烃和芳烃，所以催化柴油十六烷值很低，安定性差，需要加氢精制再与直馏柴油调和。直馏汽油：因为含直链烃，饱和烃比较多，所以辛烷值很低，需要调和才能使用。直馏柴油：因为含直链烃饱和烃比较多，所以十六烷值高，一般做二次加工柴油的调和油。

催化裂化原料和产品：催化裂化以各种重质油（VGO、CGO、AR、VR等）为原料，在500℃左右、0.2～0.4MPa及催化剂的作用下，通过催化裂化反应得到气体(干气和LPG)、高辛烷值汽油、催化柴油（LCO）、油浆及焦炭。VGO：加压蜡油；CGO：焦化蜡油；VR：加压渣油；AR：常压渣油。

催化裂化工艺流程：包括反应-再生系统、分馏系统、吸收-稳定系统、再生烟气的能量回收系统和液化气、汽油的脱硫精制等反再型式（反应-再生系统型式）：催化裂化的反应-再生系统有多种形式，如高低并列式、同轴式和等高并列催化裂化等

单体烃反应及机理以及对产品性质的影响：烷烃：烷烃主要发生分解反应，生成小分子的烷烃和烯烃，生成的烷烃还可以进一步分解成更小的分子。烷烃的分解多从中间的C-C键断裂，而且分子量越大越易断裂，反应速度也越快；异构烷烃的反应速度比正构烷烃快；在催化裂化条件下，烷烃分解时，分子中碳链两端的碳碳键很少发生分解。烯烃：烯烃发生的主要反应为分解反应，遵循以下规律（与烷烃相似）：1）烯烃的分解反应速度比烷烃分解速度快得多；2）大分子的烯烃分解反应速度比小分子快；3）分子中碳链两端的碳碳键很少发生分解；4）异构烯烃的分解速度比正构烯烃快。除分解反应外，也发生异构化反应（分子骨架结构改变，正构烯烃变成异构烯烃；分子中的双键向中间方向移动；烯烃空间结构的变化。）、氢转移反应、环化反应、芳构化反应。环烷烃：环烷烃的环可以断裂成烯烃，烯烃再继续各种反应；环烷烃也可以通过氢转移反应转化成芳烃。芳香烃：连接在苯核上的烷基侧链易断裂成小分子的烯烃，而且断裂位置主要位于侧链同苯核连接的键上；多环芳烃的裂化反应速度很低，它们的主要反应是缩合成稠环芳烃，最后生成焦炭。

正碳离子学说被公认为是解释催化裂化反应机理的比较好的一种学说；所谓正碳离子是指缺少一对价电子的碳所形成的烃离子，不能在溶液中离解出来自由存在；只能吸附在催化剂表面上参与化学反应。正碳离子是由一个烯烃分子获得一个氢离子H+而生成的。

为什么说富含芳烃的油品不宜做催化裂化原料?因为芳烃的裂化反应速度很低，主要是缩合反应生成稠环芳烃，变成焦炭，使装置的处理量下降。

与单体烃比较，石油馏分的催化裂化反应及其特点。并指出这些特点对指导实际生产有什么意义？

石油馏分是由各种单体烃所组成，因此，在石油馏分进行催化裂化反应时，各种单体烃的反应规律是石油馏分进行反应的根据。组成石油馏分的各种烃类之间又有相互影响。因此，石油馏分的催化裂化反应又有它自身的特点：1．各类烃的竞争吸附和对反应的阻滞作用2．复杂的平行—顺序反应（平行-顺序反应的重要特征：反应深度对产品产率分布有重要影响。）意义：选择合适的催化原料；对芳香基原料或催化裂化油浆则应选择合适的反应条件或者先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。反应深度对产品产率分布有重要影响，通过改变提升管高度来控制产物的产率和转化率。

催化裂化过程都发生了哪些反应？分解反应、异构化反应、脱氢反应、氢转移反应、环化反应和芳构化反应。哪些是吸热反应？吸热：分解、脱氢；哪些是放热反应？放热：氢转移、缩合、异构化。总的热效应是吸热还是放热？催化裂化反应总是

表现为吸热反应。哪些反应对提高汽油辛烷值有利？裂化反应和异构化反应。

催化裂化反应的热效应及其表示方法：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、异构化等是

放热反应，但其热效应很小。催化裂化反应总是表现为吸热反应。催化裂化的反应热大小与原料的组成、反应条件、转化深度和催化剂性能等密切相关。随着反应深度的增加，各种反应所占的比例有变化，其中放热反应所占的比例上升，总的热效应有所降低。

催化裂化分馏塔的特点：进料是带有催化剂粉尘的过热油气（设脱过热段和洗涤段）；全塔剩余热量大而且产品的分馏精确度要求比较容易满足。为了取走分馏塔的过剩热量，设有塔顶循环回流、一个至两个中段回流以及塔底油浆循环；塔顶回流采用循环回流而不用冷回流。吸收稳定系统的作用：利用吸收、解吸和精馏的方法将富气和粗汽油分离成干气（≤C2）、液化气（C3、C4）和蒸汽压合格的稳定汽油。各塔的进出物料分别是什么？吸收塔的进料为粗汽油，出料为贫气；解吸塔进料为凝缩油与解吸气，出料为脱乙烷汽油；再吸收塔进料为贫气，出料为干气与富吸收油；稳定塔进料为脱乙烷汽油，出料为干气与液化气。

几种计算催化裂化反应热的方法：①以生成的汽油量或“汽油+气体”(<205℃产物)为基准计算；

②以新鲜原料为基准，在一般工业条件下每反应掉1kg新鲜原料所需反应热为300～500kJ，这种方式没有考虑反应深度的影响，显然是比较粗糙的；③催化碳法：以催化反应生成的焦炭量(只计算其中的碳，不计其中的氢)为基准，一般采用每生成

1kg催化碳所需吸收的热量为9127kJ （510℃）。如果反应温度不是510℃，则该值应乘以其它反应温度的校正系数K。K =-2.1818 +0.00624T 催化碳的计算方法：催化碳=总碳-附加碳-可汽提碳

转化率：表示催化裂化反应中的反应深度，若以原料量为100，则：转化率，wt%＝气体产率＋汽油产率＋焦炭产率。剂油比：催化剂循环量比总进料量（一般在5～10之间）。

油气停留时间：对提升管反应器：用油气停留时间来表示。

藏量：再生器、反应器中经常保持一定的催化剂量叫藏量。

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。（0～1.0）。什么叫回炼操作？将原油中的重质馏分甚至渣油进行重新炼制的过程。回炼比=（总转化率\单程转化率）-1回炼比大小对生产操作会带来哪些影响？回炼比越大，单程转化率就会降低，降低了催化裂化所生成的柴油的分压，进一步降低柴油的二次裂化的程度，同时原料预热炉负荷增大，反应器负荷增大，处理量降低。