化工原料及其初步加工课件.pptx

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1、2022/11/7,无机化学矿 天然气 石油 煤 生物质 空气 水,化工原料,2022/9/27 无机化学矿化工原料,2022/11/7,2.1 化学矿物,化肥工业、化工、冶金等工业的原料，是一类重要矿物资源。我国化学矿产资源丰富磷矿、硫铁矿及硼矿等化学矿物的储量居世界前列且产量较大，了解其分布情况、资源特点和加工概况。,2022/9/272.1 化学矿物化肥工业、化工、冶金等工业,2022/11/7,1. 磷矿,生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物和磷酸盐的原料。分磷块岩、磷灰石和岛磷矿三种，其中有工业价值的为磷块岩和磷灰石。磷矿资源较丰富的国家有摩洛哥、南非、美国、前苏联及中国。我国磷矿主要分布

2、在西南和中南地区。河南 灵宝 鲁山,2022/9/271. 磷矿生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物和,2022/11/7,85%以上的磷矿用于制造磷肥。,磷肥：酸法磷肥、热法磷肥两类。,中国磷矿特点：储量世界第四品位偏低，选矿和矿石富集任务繁重，原料成本随之升高。,2022/9/2785%以上的磷矿用于制造磷肥。 磷肥：酸法,2022/11/7,用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。 硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，主要反应式为： Ca5F(PO4)3 + 5nH2O+ 5H2SO4 = 3H3PO4 + 5CaSO4nH2O + HF,酸法（又称湿法）：,过磷酸钙、重过磷酸钙、富

3、过磷酸钙、半过磷酸钙、沉淀磷酸钙、磷酸铵及硝酸磷肥等。,2022/9/27 用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常,2022/11/7,热法磷肥热法加工是指添加某些助剂在高温下分解磷矿石，经过进一步处理制成可被农作物吸收的磷酸盐。消耗较多的电能和热能。热法磷肥主要有：钙镁磷肥、脱氟磷肥及钢渣磷肥。,2022/9/27热法磷肥,2022/11/7,2. 硫铁矿,主要用于制硫酸。普通硫铁矿、浮选尾砂和含煤硫铁矿三种。我国硫铁矿主要集中在广东、内蒙、安徽和四川等地，其储量占全国总储量的85%.,2022/9/272. 硫铁矿主要用于制硫酸。,2022/11/7,焙烧反应：4FeS2 + 11O2 =

4、 2Fe2O3 +8SO2氧化反应：SO2 + 0.5O2 = SO3吸收反应：nSO3 + H2O = H2SO4 + (n-1)SO3,硫铁矿制造硫酸生产过程主要反应：,2022/9/27焙烧反应：4FeS2 + 11O2 = 2,2022/11/7,近年来，以硫磺(天然硫磺、回收硫）为原料制硫酸的比例显著增大。硫磺价格较低，硫铁矿开采成本较高，且硫铁矿制酸程序复杂.为提高硫铁矿的竞争能力，很多国家采取对硫铁矿进行精选，并将焙烧制二氧化硫炉气后的烧渣加以综合利用或作为炼铁原料.,2022/9/27近年来，以硫磺(天然硫磺、回收硫）为原料制,2022/11/7,3.硼矿,硼矿是生产硼酸、硼砂

5、、单质硼及硼酸盐的原料。世界上硼资源分布：美国、土耳其、前苏联、中国；居世界第四位，约3900万吨（以B2O3计）。,2022/9/273.硼矿硼矿是生产硼酸、硼砂、单质硼及硼酸,2022/11/7,多数硼矿埋藏于地下（青海、西藏等地的盐卤型和盐湖固体型硼矿除外） ；分布集中：辽、吉、湘、皖、苏等省区，辽宁省占全国总储量的65% ；品位较低，加工利用难度较大。 如：辽东-吉南地区的硼镁铁矿，储量占全国的60%，但该类硼矿结构复杂，共生矿物多，硼品位低，20世纪60年代至今一直作为“待置矿量”。,中国硼矿特点,2022/9/27多数硼矿埋藏于地下（青海、西藏等地的盐卤型,2022/11/7,硼镁

6、矿,硼酸,硼砂,盐酸分解萃取分离工艺,硫酸分解盐析分离工艺,碱法加工硼镁矿,常压碱解法,加压碱解法,碳碱法加工硼镁矿（广泛）,不适宜加工品位低的矿粉，且工艺流程长设备多,Na2B4O5(OH)48H2O,2022/9/27硼镁矿硼酸硼砂盐酸分解萃取分离工艺硫酸分解,2022/11/7,绝大部分为非金属矿物；在化学工业中主要用于制硫酸、磷肥、钾肥、纯碱及其他无机盐化工、精细化工的原料;还可作为其他工业领域中的基本原料和配料。 如冶金、轻工、石油、电子、金属陶瓷、医药、水泥、玻璃、饲料及食品等）加工利用方法众多，工艺过程繁简不一，比较庞杂。可粗略划分火法工艺和湿法工艺。,化学矿物小结：,2022/

7、9/27绝大部分为非金属矿物；化学矿物小结：,2022/11/7,主要成分是甲烷 干气 甲烷含量高于90%，稍加压缩,不会有液体析出 湿气 C2C4烷烃含量15%20%稍加压缩有汽油析出，,2.2 天然气,中国天然气资源较丰富，主要分布在陕甘宁盆地、新疆地区、四川东部地区及南海地区等。,2022/9/27主要成分是甲烷 2.,2022/11/7,油田伴生气 天然气与石油伴生 煤层气（瓦斯气） 吸附在煤上的甲烷 天然气水合物 冻土带和海底甲烷与水组成的笼形化合物,清洁能源：工业燃料，民用燃料,驻马店：西气东输豫南支线站点,2022/9/27 油田伴生气 天然气与石油伴生清洁能源,2022/11/

8、7,回收的硫化氢采用克劳斯法转化为硫磺，用于制造硫酸。,天然气用于化工原料：,合成氨的原料气(50% ),合成甲醇的合成气,羰基合成用的合成气：与烯烃合成醛,热裂解制低碳炔烃和烯烃及甲烷的各种衍生物,先去H2O CO2 H2S等杂质；,天然气,2022/9/27回收的硫化氢采用克劳斯法转化为硫磺，用于制,2022/11/7,1. 天然气制合成氨的原料气,甲烷等低碳烷烃,烃类蒸气催化转化工艺,氢气、一氧化碳,部分燃烧,甲烷浓度降低至0.3%,氮气,粗原料气（氢氮比=3）,空气,变换,脱碳,最终净化,合成氨的原料气,2022/9/271. 天然气制合成氨的原料气甲烷等低碳烷烃,2022/11/7,

9、天然气制合成气的方法：,2022/9/27天然气制合成气的方法：,2022/11/7,2.天然气制合成甲醇等的合成气,合成气（H2+CO）,合成氨,合成甲醇,费托法合成液体燃料,羰基合成法生产脂肪醛和醇,碳一化学的重要原料,2022/9/272.天然气制合成甲醇等的合成气合成气（H2,2022/11/7,以一个碳原子的化合物（CO、CH3OH等）为原料，来合成各种基本有机化工产品的化学体系。 甲醇是碳一化学的重要产品，也是重要原料，是合成气化学加工的起点，称为碳一化学的重要支柱。,碳一化学：,2022/9/27 以一个碳原子的化合物（CO、CH3,2022/11/7,合成甲醇的原料,早期 煤和

10、焦炭,1950s 天然气,单一生产甲醇工艺,其它以合成氨工艺为主体的衍生技术：联碱、联尿、联碳（碳酸氢铵）,（氨）联醇工艺,2022/9/27合成甲醇的原料早期 煤和焦炭1950s,2022/11/7,甲醇的合成机理,可逆放热反应,需要催化剂,2022/9/27甲醇的合成机理可逆放热反应需要催化剂,2022/11/7,催化剂,锌、铬催化剂,铜基催化剂,操作压力：30MPa，反应温度：350420,出塔甲醇含量：35%,副反应多，能耗高，产品质量差；,操作压力：510MPa，反应温度：230290 出塔甲醇含量57%，副反应少，能耗低，产品质量好。,2022/9/27催化剂锌、铬催化剂铜基催化剂

11、操作压力：30,2022/11/7,均是可逆放热体积缩小的反应； 反应一次转化率不高； 系统中有惰气累积。甲醇合成也采用了加压循环合成气、冷却分离甲醇、少量施放部分循环气体、合成塔内换热等与氨合成类似的工艺和设备。,甲醇的催化合成与氨的催化合成相似：,2022/9/27 均是可逆放热体积缩小的反应；甲醇的催化,2022/11/7,3.天然气制羰基合成的合成气,羰基合成：,不饱和化合物与一氧化碳和氢发生催化加成反应生成各种结构的醛，醛经催化加氢制各种脂肪醇的合成过程,典型的络合催化反应。,催化剂：,钴或铑的羰基络合物,2022/9/273.天然气制羰基合成的合成气羰基合成：不饱,2022/11/

12、7,合成气的制造,早期方法：,高温焦炭和水蒸气转化,现在方法：,天然气、炼厂气和轻石脑油的转化法,天然气、炼厂气和重燃料油的部分氧化法。,2022/9/27合成气的制造早期方法：高温焦炭和水蒸气转化,2022/11/7,4. 天然气热裂解制有机化工原料,工艺简单、收率高，与液态烃相比其来源有限，不能满足工业生产的需要，因此目前主要以液态烃为裂解原料。,低碳烷烃,乙炔、乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯,热裂解,2022/9/274. 天然气热裂解制有机化工原料工艺简单、,2022/11/7,2.3 石 油,原油：常压下呈液态，石油的基本类型。天然气：常温常压下呈气态，石油的主要类型，地下储存时溶解在原油

13、内。天然焦油：天然气沉积的产物，呈半固态或固态 。,气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然的状态。,2022/9/272.3 石 油原油：常压下呈液态，,2022/11/7,中东地区（伊拉克、科威特、沙特阿拉伯、伊朗和阿联酋等），美国、前苏联、英国、墨西哥和中国中国大庆、大港、胜利、辽河和中原油田等。近年来，中国又在新疆塔里木盆地和陕甘宁盆地发现了储量丰富的油气田。河南南阳,石油分布,2022/9/27中东地区（伊拉克、科威特、沙特阿拉伯、伊朗,2022/11/7,2.3.1 原油常减压蒸馏,有浓烈气味的粘稠液体：含有一些有臭味的硫化物；色泽：黄到黑褐色或青色，相对密度为0.751.0，热值4

14、3.546MJ/kg，多种烃类（烷烃、环烷烃和芳烃等）的复杂混合物，平均碳含量85%87%，平均氢含量1114%, O、S、N 含量合计为1%（质量）。,1.原油的性质与组成,2022/9/272.3.1 原油常减压蒸馏有浓烈气味的粘稠,2022/11/7,2.原油的预处理,开采出的原油含少量泥沙、铁锈、水分、钠、钙、镁等盐类，以微粒状态悬浮在原油中，形成较稳定的油包水型乳化液，很难分离。,2022/9/272.原油的预处理开采出的原油含少量泥沙、铁,2022/11/7,1）腐蚀设备，2）结垢，增加热阻，降低传热效果，严重时甚至会烧穿炉管或堵塞管路。3）影响油品二次加工过程及产品的质量：大多残

15、留在重馏分油和渣油中。,杂质对后续加工工序的不利影响：,水：增加燃料消耗和蒸馏塔顶冷凝冷却器的负荷；,无机盐：氯化钠（75%） 、氯化钙、氯化镁,2022/9/271）腐蚀设备，杂质对后续加工工序的不利影响,2022/11/7,为提高水滴的沉降速率，电脱盐过程在80120 甚至更高（如150）的温度下进行。,炼油前质量要求：,盐含量：3mg/L,水的质量含量0.2%,方法电脱盐脱水:,破乳剂和高压场联合作用,2022/9/27为提高水滴的沉降速率，电脱盐过程在801,2022/11/7,电场的作用,原油乳化液中的小水滴无论在交流或直流电场中，都会因感应产生诱导偶极，顺电场方向的两端带上不同符号

16、的电荷，接触电极的微滴还会带上净电荷。因而，相邻微滴间，微滴与电极间产生静电力，微滴受静电作用运动速度加快，动能增加，互相撞击时，其动能和静电引力位能便能克服乳化膜的障碍而彼此聚结起来，从而达到脱除目的。,2022/9/27电场的作用原油乳化液中的小水滴无论在交流或,2022/11/7,图2.1 二级电脱盐原理流程,二级排水循环使用,2022/9/27图2.1 二级电脱盐原理流程二级排水,2022/11/7,2022/9/27,2022/11/7,3. 原油的常减压蒸馏,65-75%,润滑油,2022/9/273. 原油的常减压蒸馏65-75%,2022/11/7,初馏塔：轻汽油（国外称“石脑

17、油”）、原油拔顶气：不凝气体，原油质量的0.150.4%，其中乙烷占24%, 丙烷约30%,丁烷约50%其余为C5及C5以上组分，可用做燃料或生产烯烃的裂解原料。,2022/9/27初馏塔：,2022/11/7,常压塔,塔顶：直馏汽油第一侧线：直馏煤油；第二侧线：直馏柴油。,减压蒸馏塔,塔顶：减压柴油,减压避免在高温下重组分的分解（裂解）。,常减压馏分油：减压塔侧线油和常压塔三、四线油的总称。做炼油厂的催化裂化等装置的原料,2022/9/27常压塔塔顶：直馏汽油减压蒸馏塔塔顶：减压柴,2022/11/7,大庆原油常压蒸馏工序温度指标实例,2022/9/27大庆原油常压蒸馏工序温度指标实例,20

18、22/11/7,塔顶：柴油馏分，减压一线：轻质润滑油馏分；减压二线：中质润滑油馏分，减压三线：重质润滑油馏分，塔釜：减压渣油。,减压塔切割的油品生产润滑油,2022/9/27塔顶：柴油馏分，减压塔切割的油品生产润滑油,2022/11/7,质量控制（汽油的质量指标）,馏分组分： 馏出10%，20%，。90%和干点的温度，与蒸馏塔的操作有关；安定性：生成胶质的难易性，与原油的性能有关，胶质愈多，安定性愈差。辛烷值：汽油在内燃机中燃烧时抗爆震性能的量化，与汽油的组分有关。,2022/9/27质量控制（汽油的质量指标）馏分组分：,2022/11/7,发动机爆震,直链烷烃，在低压缩比时即产生爆震，,芳烃

19、、环烷烃、异构烷烃等，即使在高压缩比时，发动机也几乎不产生爆震。,危害： 损坏发动机，降低发动机功率，乘客不舒服。,2022/9/27发动机爆震直链烷烃，在低压缩比时即产生爆震,2022/11/7,辛烷值愈大，抗爆震性能愈好。93#,97#,2022/9/27辛烷值的指标规定：辛烷值愈大，抗爆震性能愈,2022/11/7,2022/9/27 提高辛烷值？,2022/11/7,1) 添加四醋酸铅； 2）用催化裂化、催化重整方法得到的芳烃、环烷烃和异构烷烃调整汽油； 3) 添加高辛烷值组分： 甲基叔丁基醚（MTBE）等、异构化油等,提高汽油辛烷值办法：,2022/9/27 1) 添加四醋酸铅；提高

20、汽油辛烷值办,2022/11/7,注意：1）由于铅的毒性，国内外都设法禁止使用含铅汽油，并积极推广无铅汽油。2）甲基叔丁基醚 ，虽能大大提高汽油的辛烷值，但具有致癌作用，不能长久使用。提高汽油辛烷值的最好方法是用催化裂化、催化重整和烷基化油来调整汽油，提高汽油的辛烷值。,2022/9/27注意：,2022/11/7,2.3.2 原油的二次加工,必要性分析：常减压蒸馏缺点：1）轻质油品量少（1040%），重质油、残渣油量大2）直馏汽油辛烷值低，不能直接用作发动机燃料。 不能满足国民经济发展对轻质油量与质的需求 有必要对重质油及残渣油进行二次加工，从而得到更多的、高质量的轻质油品,2022/9/2

21、72.3.2 原油的二次加工必要性分析：,2022/11/7,2.3.2 原油的二次加工,二次加工：重质馏分及渣油再进行化学结构上的破坏加工使之生成汽油、煤油、柴油和气体等轻质油品的过程。常用的方法： 热裂化、催化裂化、加氢裂化和催化重整等。,2022/9/272.3.2 原油的二次加工,2022/11/7,1. 热裂化,碳原子数多的烃类裂化为碳原子数少的烃类，副反应：脱氢、环化、聚合和缩合等反应。,(0.4.5MPa, 400500 ),2022/9/271. 热裂化高压热裂化 (2.07.0M,2022/11/7,产品:热裂化气、裂化汽油、煤油、柴油和石油焦炭等。缺点： 1）热裂化汽油辛烷

22、值仍较低（50 左右），安定性不好，有恶臭，2）装置开工周期短（易结焦）已被催化裂化所取代。,2022/9/27产品:,2022/11/7,减粘裂化,重质油,轻度裂化,燃料油(粘度和凝固点降低),重油(裂化原料) 、少量轻油,400500，0.40.5MPa,2022/9/27减粘裂化重质油轻度裂化燃料油(粘度和凝固点,2022/11/7,2.催化裂化,主要目的：增加汽油的产量（我国约70%）,重质油（蜡油）,常压或稍高于常压,催化剂,裂化汽油,催化剂：人工合成的无定形硅酸铝、Y型分子筛, ZSM-5型沸石、稀土改性的Y （或X） 型分子筛反应器：固定床、移动床和流化床。,2022/9/272

23、.催化裂化主要目的：增加汽油的产量（我国,2022/11/7,补充：分子筛（沸石）,M2/nOAl2O3ySiO2wH2O,( M=K,Na,Ca，n为其电荷数)分子筛为晶型和多孔结构。化合物中大量氧原子构成氧环结构，氧环中间形成不同直径的孔（筛孔）。按氧环中含氧原子数目不同分类。 8个氧原子环为A型，12个氧原子为X型和Y型（Si/Al比不同）。 孔径（氧环直径）的大小用数字（单位埃）表示。 如: 3A,4A,5A,10X,13X。,2022/9/27补充：分子筛（沸石） M2/nO,2022/11/7,2022/9/27,2022/11/7,图2.3 流化床催化裂化工艺流程,作用？空气？,

24、2022/9/27图2.3 流化床催化裂化工艺流程作用？,2022/11/7,反应器：流化床催化裂化催化剂：微球型催化剂（平均粒径为6080um 的微球）。催化剂在反应器中呈流化状态，油品加热到反应温度，在催化剂作用下发生裂解反应。少量粒径较小的催化剂随裂解产物一起，在旋风分离器中分开，气体上升，催化剂下降至流化层继续参与催化反应。积满焦炭失去活性的催化剂，送往再生器中，通入空气烧焦，再生后的催化剂再返回反应器重新使用。 再生器：恢复催化剂的活性，提供裂解反应所需的温度和大部分热量。,2022/9/27反应器：流化床催化裂化,2022/11/7,3.加氢裂化,加氢目的： 抑制脱氢缩合反应；避免

25、焦炭的生成；,2022/9/273.加氢裂化加氢目的：双功能（加氢活性）（,2022/11/7,2022/9/27反应器固定床沸腾床悬浮床工艺成熟工艺复杂，,2022/11/7,固定床,一段加氢裂化流程,两段加氢裂化流程,串联加氢裂化流程,2022/9/27固定床一段加氢裂化流程两段加氢裂化流程串联,2022/11/7,(1) 一段加氢裂化流程,只有一个反应器，原料油的加氢精制和加氢裂化在同一个反应器中进行，上段加氢精制，下段加氢裂化。催化剂具有一定的抗氮能力，常用于由粗汽油生产液化气、由减压蜡油生产航空煤油和柴油的过程。,2022/9/27(1) 一段加氢裂化流程只有一个反应器，,2022/

26、11/7,图2-4 一段加氢裂化工艺流程,空气冷却器,水冷却器,H2,H2,H2,燃料气,为什么呢？,冷激控温,作用?,溶解NH3,H2S，避免形成铵盐堵塞管路,2022/9/27图2-4 一段加氢裂化工艺流程空气冷却器水,2022/11/7,分层注入冷氢：控制反应温度。软化水：避免催化剂活性下降和避免碳酸铵、碳酸氢铵及其他水合物析出而堵塞管道，在反应产物进入空冷器之前注入以溶解其中的NH3、H2S 等。高压分离器分出过剩的氢气，经循环压缩机升压后一部分作循环使用，另一部分作冷氢使用,2022/9/27分层注入冷氢：控制反应温度。,2022/11/7,（2）两段加氢裂化流程,有两个反应器。第一

27、个反应器为加氢精制， 目的：脱除原料油中的氧、硫、氮等杂原子化合物、二烯烃，以改善加氢裂化所得油品的质量。第二个反应器为加氢裂化。,2022/9/27（2）两段加氢裂化流程有两个反应器。,2022/11/7,图2.5 两段加氢裂化工艺流程,H2,H2,H2,2022/9/27图2.5 两段加氢裂化工艺流程H2H2,2022/11/7,（3）串联加氢裂化流程,串联流程是两段流程的发展。 由于开发研制了抗NH3、抗H2S 的分子筛加氢裂化催化剂，所以可取消两段流程中的脱氨塔，使加氢精制和加氢裂化两个反应器串联起来，省掉了一整套换热、加热、加压、减压等分离设备。如图2-6所示。,2022/9/27（

28、3）串联加氢裂化流程 串联流程是两,2022/11/7,图2.6 串联加氢裂化工艺流程,2022/9/27图2.6 串联加氢裂化工艺流程,2022/11/7,三种流程的评价： 一段流程：航煤收率高，汽油收率较低。对原料油的质量要求严格。投资少，流程简单。串联流程：原料油质量要求低；有生产汽油的灵活性，但航煤收率偏低；两段流程：灵活性最大，航煤收率高，并能生产汽油。原料油质量要求低,2022/9/27三种流程的评价：,2022/11/7,4. 催化重整,生成大量,目的：1）提高汽油的辛烷值。 2）生产芳烃,方法：热重整、催化重整（主导）,2022/9/274. 催化重整生成大量目的：1）提高汽油

29、的,2022/11/7,（1）热重整,轻度热裂化调整原料油中烃类的结构。525575，27MPa, 1020s。汽油收率低、辛烷值低、稳定性差。除特殊情况外，已被催化重整所取代。,2022/9/27（1）热重整轻度热裂化调整原料油中烃类的结,2022/11/7,(2) 催化重整（铂重整）,主要反应：,六元环烷烃的脱氢,五元环烷烃异构化后再脱氢,2022/9/27(2) 催化重整（铂重整）主要反应：六元,2022/11/7,烷烃环化后再脱氢,2022/9/27烷烃环化后再脱氢,2022/11/7,烷烃异构化,加氢裂化,H2从何而来？,、 、反应都脱氢，产生H2,2022/9/27烷烃异构化加氢裂

30、化H2从何而来？ 、,2022/11/7,芳构化反应： 、 、反应都生成芳烃,称为,芳构化反应伴生大量的氢气（体积增大）、强吸热、加热和低压有利。,操作条件的选择：,但： 低压易结焦，导致催化剂失活，故一般加压下进行。,2022/9/27芳构化反应：芳构化反应伴生大量的氢气（体积,2022/11/7,1）原料中环烷烃愈多，芳烃的产率越高。2）烷烃多，适于生产高辛烷值的汽油，不宜用来生产芳烃。（异构化）,原料“族组成” 的影响：,2022/9/271）原料中环烷烃愈多，芳烃的产率越高。原料,2022/11/7,催化重整催化剂,1）Pt/Al2O3 w(Pt)=0.5,添加氟化物或氯化物（w=0.

31、10.8% ）等卤素提高催化剂的酸性，增加催化剂的异构化功能（常用氯铂酸（H2PtCl6）浸渍氧化铝,2）双金属催化剂,Pt-Re 、Pt-Zn、Pt-Ir,3）三金属催化剂（ Pt-Ir-Zn、 Pt-Pb-K等） 4）非Pt重整催化剂,2022/9/27催化重整催化剂1）Pt/Al2O3,2022/11/7,催化剂改进目的：延长催化剂的使用寿命，减少贵金属 的用量，获得更缓和的工艺条件和更理想的芳烃产率及组成。,2022/9/27催化剂改进目的：,2022/11/7,（3）催化重整工艺流程,2022/9/27（3）催化重整工艺流程,2022/11/7,（3）催化重整工艺流程,预分馏： 切割

32、馏分作为重整原料。 馏分的选择视生产目的而定,预脱砷和预分馏,原料含砷量110-8（质量分数），催化剂中毒。 200左右，含铜脱砷催化剂床层脱砷。,2022/9/27（3）催化重整工艺流程预脱砷和预分馏,2022/11/7,注意： 60 馏分（重整拔头油，C5,不能转化为芳烃，预处理时除去）,馏分切割：,生产高辛烷值汽油： 采用90180宽馏分油重整。（烷烃含量高）,生产芳烃： 60-90 或60145 馏分油重整（环烷烃含量高）,2022/9/27馏分切割：生产高辛烷值汽油：生产芳烃：,2022/11/7,催化重整,2022/9/27催化重整,2022/11/7,预加氢,目的：1) 除去原料

33、油中能使催化剂中毒的砷、铅、铜等金属和S、N、O杂化物，2) 使烯烃饱和，减少催化剂积炭，延长操作周期；,单位时间、单位体积催化剂上通过的标准状态下反应器气体的体积,操作条件：催化剂: 钼酸钴或钼酸镍,反应温度: 320370,压力: 1.82.5MPa，空速: 26h-1,2022/9/27预加氢目的：单位时间、单位体积催化剂上通,2022/11/7,催化重整,H2,2022/9/27催化重整H2,2022/11/7,重整操作强吸热反应，3座加热炉串联，以维持所需的反应温度。3个 反应器中催化剂的分配比：通常按1：2：2。第一反应器：芳构化反应， 入口温度：490 520（视催化剂活性而定）

34、铂重整操作条件为：空速25h-1； 氢油比：12001500:1（体积比）、压力：2.053.0MPa,。芳烃产率3035%，重整转化率7585%。冷凝下来的反应产物称“重整油”,2022/9/27重整操作,2022/11/7,原因：尽管重整在临氢条件下进行，但重整油中仍可能混入部分不饱和烃，使芳烃变色，影响产品质量。故：重整后再进行一次加氢操作，操作条件与预加氢基本相同，这一操作称后加氢。,后加氢,2022/9/27原因：后加氢,2022/11/7,重整反应物经高压分离器进入稳定塔，脱去气态烃及戊烷后，可做芳烃的抽提原料或做高辛烷值汽油的掺和油料。高压分离器分出的气体是含富氢的“重整气”，一

35、部分继续循环使用，一部分输出系统，做工业氢源。,稳定系统,2022/9/27重整反应物经高压分离器进入稳定塔，脱去气态,2022/11/7,芳烃抽提,重整生成油（稳定塔分馏的塔底产物）： 混合物，含3050%的铂重整芳烃、少量未转化的环烷烃、微量的烯烃，其余为烷烃。芳烃分离：难用分馏分离。液相抽提法： 用一种对上述几种烃类具有不同溶解能力的溶剂，将所需要的芳烃抽提出来。常用溶剂：二乙二醇醚、三乙二醇醚、四乙二醇醚、环丁砜、 N-甲基吡咯烷酮等。国内多用四乙二醇醚加助溶剂为抽提剂，对芳烃的溶解能力最大。,2022/9/27芳烃抽提 重整生成油（稳定塔分馏的塔底产,2022/11/7,图2-8 芳

36、烃抽提工艺流程,溶剂,芳烃,2022/9/27图2-8 芳烃抽提工艺流程溶剂芳烃,2022/11/7,抽提塔：原料与溶剂逆流接触萃取，温度125140，溶剂对原料比约15:1。抽提塔底物含溶解在溶剂中的芳烃汽提塔：芳烃与溶剂分离（解吸），塔底溶剂循环去抽提塔，塔顶产物送入芳烃水洗塔洗去残余溶剂后即为纯芳烃混合物。抽提塔顶的非芳烃，送水洗塔洗除残余溶剂。两个水洗塔底均为水与溶剂,去溶剂回收塔,蒸出水后，塔底溶剂去抽提塔循环使用。,2022/9/27抽提塔：,2022/11/7,芳烃分离,抽提后的芳烃用精馏法进行芳烃分离得到苯、甲苯、二甲苯和乙苯。在C9芳烃分离中，由于沸点差较小，用精馏法分离的塔

37、板数较多。例如分出邻二甲苯需100105块塔板，分出乙苯需300块塔板，已不能用精馏法分离，工业上常用模拟移动床法分离。其基本原理在芳烃转化章节中进一步阐述。,2022/9/27芳烃分离抽提后的芳烃用精馏法进行芳烃分离,2022/11/7,2.3.3 焦化,减压渣油,热裂化渣油,重残油,焦化,轻质油,焦炭,焙烧,电极焦,焦化气体,2022/9/272.3.3 焦化减压渣油热裂化渣油重残油焦,2022/11/7,1. 釜式焦化,残油装到焦化釜中，在釜底加热，使釜内油品焦化。从釜顶引出焦化产生的油品蒸气和低分子烃类气体。缺点：间歇操作，生产能力小；钢材和燃料消耗量大；清焦困难，劳动条件差等，已经被

38、淘汰,2022/9/271. 釜式焦化残油装到焦化釜中，在釜底加热,2022/11/7,2. 延迟焦化,普遍采用。重残油特点：碳氢比高、非常容易结焦将原料油快速升温至480500，并迅速离开炉管进到焦化塔，使原料的裂化、缩合等反应延迟到焦化塔进行，故称延迟焦化。延迟焦化装置：有一炉两塔、两炉四塔。,2022/9/272. 延迟焦化普遍采用。,2022/11/7,图2.9 延迟焦化流程图,2022/9/27图2.9 延迟焦化流程图,2022/11/7,软化水：防止油在炉管内结焦，需向炉管注入。四通阀：切换到另一焦炭塔中继续焦化成焦，原先的焦炭塔则进行清焦。对两炉四塔装置来讲，一般48h切换一次，

39、以保证装置的连作续运转。,2022/9/27,2022/11/7,3.流化焦化（不成熟）,流化焦化原理同延迟焦化，即快速加热后在反应器中进行焦化反应。特点：液体产品产率较高，焦炭产率较低，生产能连续化，不需要繁重的清焦劳动。延迟焦化出现后逐渐弃用,2022/9/273.流化焦化（不成熟）流化焦化原理同延迟焦,2022/11/7,生物质（自学5min）,什么是生物质？生物质特点？生物质利用途径： 能源 化工原料,2022/9/27生物质（自学5min）什么是生物质？,2022/11/7,本章知识回顾,2.1 常见化学矿物的分布及加工利用（了解）2.2 天然气 干气湿气的概念（掌握）； 天然气在在

40、化工生产中的应用（掌握）2.3 石油石油的性质（了解）原油在常减压蒸馏时为什么要预处理？目前常用方法工艺流程？（掌握）汽油质量指标：馏分组分、辛烷值、安定性（了解）,2022/9/27本章知识回顾2.1 常见化学矿物的分布及加,2022/11/7,辛烷值？指标规定？如何提高辛烷值？那种方法最好？（掌握）石油催化裂化的工艺流程？（掌握）石油加氢裂化固定床工艺三种流程？各有何优缺点？（掌握）催化重整工艺流程、各步的作用?（掌握）延迟焦化工艺流程？（了解）,2022/9/27辛烷值？指标规定？如何提高辛烷值？那种方法,2022/11/7,生物质,了解，侧重化工应用,2022/9/27生物质了解，侧重化工应用,2022/11/7,2022/9/27,