油品知識一

2021-09-24 12:24:34 字數 6108 閱讀 3930

1. **的組成與分類

**主要由碳、氫兩者種元素組成,主要化合物為烷烴、環烷烴、芳香烴等烴類。非烴類化合物有含硫、氧、氮的化合物;少量金屬的硫化物、氧化物、氮化物和少量金屬有機化合物;少量硫、氧、氮和金屬等組成的復合有機化合物等。 **按化學組成,分為石蠟基(烷烴》70%);環烷基(環烷》60%);中間基(烷、環烷、芳烴含量接近)和瀝青基(瀝青質》60%)。

**按硫含量分為低硫**(<0.5%);含硫**(0.5~1。

5%);高硫**(1.5%)。

2. 密度

密度是石油及其產品的最簡單常用的物理指標。天然**的密度(20℃)大約是0.7~1㎏/l。

含芳香烴、膠質、瀝青質多的石油密度最大,含環烷烴多的石油密度居中,含烷烴(石蠟烴)多的石油密度最小。

3. 餾程

餾程是指在一定溫度範圍內該石油產品中可能蒸餾出來的數量和溫度的標示。 餾程是保證柴油在發動機燃燒室裡迅速蒸發氣化和燃燒的重要指標。輕柴油全餾範圍160~365℃;重柴油用在低速柴油機上,有充足的霧化、蒸發時間,對餾程沒嚴格要求,一般在250~450℃,當前在中、低速大、中型柴油機上已開始使用混合型燃料油。

4. 粘度

粘度是流體粘滯性的一種量度,是流體流動力對其內部摩擦現象的一種表示。粘度大表現內摩擦力大,分子量越大,碳氫結合越多,這種力量也越大。 粘度對各種潤滑油、質量鑑別和確定用途,及各種燃料用油的燃燒效能及用度等有決定意義。

在同樣餾出溫度下,以烷烴為主要組份的石油產品粘度低,而粘溫性較好,即粘度指數較高,也就是粘度隨溫度變化而改變的幅度較小;含環烷烴(或芳烴)組份較多的油品粘度較高,即粘溫性較差;含膠質和芳烴較多油品粘度最高,粘溫性最差,即粘度指數最低。 粘度常用運動粘度表示,單位mm2/s。重質燃料油粘度大,經預熱使運動粘度達到18~20mm2/s(40℃),有利於噴油嘴均勻噴油。

5. 傾點

傾點是石油產品在規定試驗儀器和條件下,冷卻到液體不流動後緩慢加溫到開始流動的最低溫度。 含蠟較多的石油產品傾點較高,膠質和瀝青能降低其傾點。微量的水,會造成低傾點油品的傾點上公升。

傾點比凝點高1~3℃。

6. 閃點

閃點是在規定的開口杯或閉口杯中,用規定數量的試油加熱到它蒸發的油氣和空氣的混合氣中,在空氣(大氣壓101.3kpa)中的分壓達到666.7pa左右的濃度,接觸規定的火焰就能發生閃火時試油的最低溫度。

閃點測定法分開口杯和閉口杯兩種。一般輕質油多用閉口杯法。重質油多用開口杯法。

開杯法比閉杯法測定結果高10~30℃。 閃點是保證安全的指標,油品預熱時溫度不許達到閃點,一般不超過閃點的2/3。

7. 硫含量

硫含量關係到發動機積炭和腐蝕、磨損及環境汙染。海上船舶用混殘油型燃料油的硫含量允許到2%,但陸上使用控制在1%。 測硫含量的方法有燃燈法和管式爐法。燃料油用管式爐法。

8. 殘炭法

殘炭是在殘炭測定裝置的坩堝中,將試油按規定的條件,加熱到試油蒸發分解而形成的焦黑色殘留物。電爐法規定爐溫保持520±5℃下蒸發分解後的殘留物。一般柴油殘炭規定把試油蒸餾到殘餘10%後,才蒸發分解。

稱10%蒸餾殘餘物殘炭,這種10%蒸餾殘炭物殘炭值比全燒殘炭結果大得多,重質燃料油規定做全殘炭。 大型低速柴油機可使用含殘炭10%的重質燃料油。殘炭值影響燃燒室的結焦結炭。

但對氣缸和活塞的磨損則不僅取決於殘炭的多少,還主要取決於炭質的軟硬。含硫高的積炭堅而硬,磨損較大。

9. 機械雜質

機械雜質除堵塞濾油器和供油管線外,還嚴重磨損高壓油幫浦和噴油嘴。

10. 灰分

灰分的組成和含量是根據**的種類、性質和加工方法不同而異的。天然**的灰份主要是由於少量的無機鹽和金屬有機化合物及一些混入的雜質造成的。灰份中的v2o5熔點較低,粘附在金屬表面上發生高溫腐蝕性磨損,尤其在鈉存在下,生成低熔點的釩鈉混合氧化物,增加腐蝕作用。

因此,對釩較多的燃料油應加油溶性鎂化物,以提高釩化物的熔點而防止腐蝕。

「重整」是指對烴類分子結構進行重新排列,「催化重整」就是利用催化劑對烴類分子結構進行重新排列。催化重整是石油加工過程中重要的二次加工手段,它旨在生產高辛烷值汽油、或者苯、甲苯以及二甲苯等化工原料,並副產大量氫氣。

(1) 催化重整的化學反應

催化重整過程中的化學反應主要有以下幾類:

① 六元環的脫氫反應;

② 五元環的異構脫氫反應;

③ 烷烴的環化脫氫反應;

④ 異構化反應;

⑤ 加氫裂化反應;

⑥ 烯烴的加氫飽和反應;

⑦ 生焦反應。

反應①、②和③是生成芳香烴的反應,無論對於生產高辛烷值汽油還是芳香烴都是有利的。這三類反應的速率具有很大差異,反應①進行得很快;反應②比反應①的速率慢得多,因此五元環通常只能一部分轉化成芳香烴;而反應③最慢,一般在重整過程中,烷烴轉化成芳香烴的轉化率很低,需要用鉑-錸雙金屬催化劑或多金屬催化劑來提高烷烴的轉化率。

(2) 催化重整催化劑

① 催化劑的分類。按照活性金屬的類別和含量的高低,重整催化劑可分為單金屬、雙金屬和多金屬催化劑三類。單金屬催化劑一般是單鉑催化劑,以al2o3為載體,以鉑為活性組分(約含0.

1~0.7wt%),並含有一定量的酸性組分——鹵素(0.4~1.

0wt%)。雙金屬催化劑,如鉑-錸、鉑-錫催化劑,多金屬催化劑,如鉑-錸-鈦催化劑。雙金屬催化劑和多金屬催化劑具有如下優點:

良好的熱穩定性,對結焦不敏感,對原料適應性強,使用壽命長。

② 催化劑的失活。重整催化劑失活的原因包括:積炭覆蓋活性中心表面,活性中心被雜質汙染中毒,在高溫作用下催化劑金屬活性組分晶粒聚集變大或分散不均勻,在高溫作用下催化劑載體的孔結構發生變化而使表面積減小。

③ 催化劑的再生。重整催化劑的再生包括以下三個環節:燒炭,即燒掉催化劑上的積炭;氯化更新,使活性金屬組分在高溫下充分氧化,形成可以自由移動的化合物,使聚集的活性金屬重新均勻分散;還原,將氯化更新後的氧化態催化劑還原為金屬態催化劑。

(3) 催化重整原料的選擇

催化重整對原料的要求比較嚴格,一般包括以下三方面的要求:餾程、族組成和雜質含量。

① 對餾程的要求。根據生成目的不同,重整原料也不一樣。當生產高辛烷值汽油時,一般採用80~180℃餾分;以生產苯、甲苯和二甲苯為目的時,宜分別採用60~85℃、85~110℃和110~145℃的餾分;生產苯-甲苯-二甲苯時,宜採用60~145℃的餾分;當生產輕質芳香烴-汽油時,宜採用60~180℃的餾分。

② 對族組成的要求。含環烷烴較多的環烷基原料是良好的重整原料,重整生成油的芳香烴含量高,辛烷值也高。含烷烴較多的混合基原料也是比較好的重整原料,但是其生成油的質量要比環烷基原料的低。

重整原料中的烯烴含量不能太高,因為它會增加催化劑上的積炭,縮短生產週期。加氫裂化汽油和抽餘油的烯烴含量很低,加氫裂化重汽油是良好的重整原料,而抽餘油雖然也可作為重整原料,但是收益不會很大。

③ 對原料雜質含量的要求。重整催化劑對一些雜質特別敏感,砷、鉛、銅、硫、氮等都會使催化劑中毒,氯化物和水的含量不恰當也會使催化劑中毒。其中砷、鉛、銅等重金屬會使催化劑永久中毒。

目前工業上廣泛使用的催化劑有鉑(pt)、錸(re)或同時使用鉑和錸。人們根據所使用的催化劑不同,分別稱它們為鉑重整、錸重整或鉑錸重整。直餾汽油經催化重整後,不僅可以制得芳香烴,同時還可以有效地提高燃料汽油的質量。

(4) 催化重整的操作因素

催化重整的主要操作因素是反應溫度、反應壓力、空速和氫油比。

① 反應溫度。催化重整的主要反應(如環烷烴脫氫、烷烴環化脫氫等)都是吸熱反應,因此提高反應溫度有利於反應的速度和化學平衡。

② 反應壓力。較低的反應壓力有利於環烷烴脫氫和烷烴環化脫氫等生成芳香烴的反應,也能夠加速催化劑上的積炭;而較高的反應壓力有利於加氫裂化反應。對於容易生焦的原料(重餾分、高烷烴原料),通常採用較高的反應壓力;若催化劑的容焦能力大、穩定性好則採用較低的反應壓力。

③ 空速。空速反映了反應時間的長短。空速的選擇主要取決於催化劑的活性水平,還要考慮到原料的性質。

重整過程中不同烴類發生不同型別反應的速度是不同的,對於環烷基原料,一般採用較高的空速,而對於烷基原料則採用較低的空速。我國鉑重整裝置的空速一般採用3.0h-1,鉑-錸重整裝置一般採用1.

5h-1。

④ 氫油比。重整過程中,使用迴圈氫是為了抑制催化劑結焦,它同時還具有熱載體和稀釋氣的作用。在總壓不變時,提高氫油比意味著提高氫分壓,有利於抑制催化劑上的積炭,但會增加壓縮機功耗,減小反應時間。

一般對於穩定性較好的催化劑和生焦傾向較小的原料,可採用較小的氫油比,反之則採用較大的氫油比。

(5) 催化重整工藝流程

根據生產的目的產品不同,催化重整的工藝流程也不一樣。當以生產高辛烷值汽油為目的時,其工藝流程主要包括原料預處理和重整反應兩部分;而當以生產輕質芳香烴為目的時,則工藝流程還包括芳香烴分離部分(包含芳香烴溶劑抽提、混合芳香烴精餾分離等幾個單元過程)。

① 重整原料的預處理。原料的預處理包括預分餾、預脫砷、預加氫和脫水脫硫四部分。預分餾就是根據目的產品的生產要求對原料進行精餾以切取適當的餾分。

預脫砷即通過吸附、加氫、化學氧化等方法脫除原料中的絕大部分砷,延緩催化劑的中毒失活。預加氫就是通過加氫脫除原料中的硫、氮、氧等雜質和砷、鉛等重金屬,並同時使烯烴變為飽和烴。常用的預加氫催化劑是鉬酸鈷或鉬酸鎳。

脫硫脫水即通過汽提或者蒸餾等方式脫除原料中溶解的h2s和h2o等雜質。

② 重整反應部分。下圖為重整反應部分的工藝流程。預處理後的原料油與迴圈氫混合,經過換熱、加熱後進入重整反應器。

一般的重整反應器由三至四個反應器串聯,反應器之間用加熱爐加熱,避免溫降太大。由最後乙個反應器出來的反應產物經過換熱、冷卻後進入高壓分離器,分離出的氣體含有85~95v%的氫氣,經迴圈壓縮機增壓後大部分作為迴圈氫使用,少部分去預處理部分。分離出的重整生成油進入穩定塔,塔頂出少量裂化氣和液化石油氣,塔底出高辛烷值汽油。

當以生產輕質芳香烴為目的時,需要在穩定塔之前加乙個後加氫反應器,使重整產物中的少量烯烴飽和。

重整反應部分工藝流程示意圖

③ 芳香烴分離部分。重整產物中的芳香烴和其它烴類的沸點很接近,難以用精餾分方法分離,一般採用溶劑抽提的辦法從重整產物中分離出芳香烴。溶劑是芳香烴抽提的關鍵因素,常用的溶劑有二乙二醇醚、三乙二醇醚、四乙二醇醚、二甲基亞碸和環丁碸等。

重整產物的芳香烴抽提包括溶劑抽提、提取物汽提和溶劑**三部分。芳香烴精餾分離是將混合抽提出的混合芳香烴通過精餾分離成單體芳香烴。

200#化學成分

目前國內仍以6號、120號和200號溶劑油為主流品種。我國生產石油烴類溶劑油的原料主要有三種:催化重整抽餘油、油田穩定輕烴和直餾汽油。

抽餘油是65~150℃餾分油,能生產6號及120號溶劑油,因原料經過了加氫精製處理,所以溶劑產品的芳烴及硫含量能達到國家標準。油田穩定輕烴因含丁烷、戊烷較多,所以產品丁烷、戊烷溶劑所佔比例較大,生產出的6號及120號溶劑油的硫含量和芳烴含量達不到國家標準,需進行脫硫、脫芳烴。直餾汽油為原料主要生產200號溶劑油,也需進行精製才能得到合格產品。

技術要求:

專案質量指標試驗方法

餾程,℃:

初餾點: ≥

98%餾出溫度: ≥

幹點: ≤

140--

200gb/t 6536

密度(20℃),kg/m3 0.75 gb/t 1884

粘度(40℃),mm2/s ≥ 實測 gb/t 265

芳烴含量,m% ≤ 15 ams 140.31

閃點(閉口),℃ ≥ 33 gb/t 261

硫含量,mg/kg ≤ --- sh/t 0689

溴值,mgbr/100g ≤ 5 sh/t 0236

顏色(賽波特比色) ≥ +30 gb/t 3555

目前國內溶劑油產品種類少,應盡快開發芳烴和硫含量低的特種溶劑油和部分單體烴:(1)工業聚合級正乙烷:6號溶劑油通過精密分餾和深度脫硫、脫芳烴生產出正已烷含量約85%的聚合級正已烷,用作丙烯、丁烯聚合溶劑等;(2)高純度正已烷:

通過特殊蒸餾生產純度99%以上的高純度正已烷,用作工業試劑和醫藥溶劑;(3)高純度正庚烷和甲基環已烷:對120號溶劑油進行深度脫芳烴、脫硫,通過精密分餾首先分出正庚烷和甲基環已烷的混合物,再用特殊精餾可生產高純度的正庚烷和甲基環已烷,用作重要的工業溶劑、清洗劑及化工原料;(4)異構烷烴和環烷烴溶劑:。

溶劑油脫芳烴技術有四種:(1)加氫法:大慶石油學院開發的加氫脫芳烴技術可使6號溶劑油中的芳烴含量降到500/g,使直餾汽油中的苯含量降到200/g;(2)磺化法:

茂名石化公司發明的石油溶劑磺化——氧化精製技術可使溶劑油中的芳烴含量降到200~1000 /g;(3)萃取精餾法:以n-甲基吡咯烷酮為萃取劑,通過萃取精餾法可使6號溶劑油中的苯含量降到0.2%~0.

5%;(4)吸附法:石油大學開發的13x分子篩吸附脫芳烴技術可使6號溶劑油中的芳烴含量降到100/g,120號溶劑油的芳烴含量降到500μg/g。

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