石油炼制工艺学 (精华版)
1、何谓加氢精制?加氢精制的目的和优点。
答:加氢精制指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。加氢精制的优点是原料油的范围宽,产品灵活性大,液体产品收率高,产品质量好,而且与其他产生废渣的化学精制方法相比还有利于保护环境和改善工人的劳动条件。 2、加氢精制常用的催化剂有哪几部分组成?
答:活性组分、载体
3、加氢裂化的主要反应类型有哪些?各类反应对产品有何影响? 答:加氢、裂化、异构化、缩合、叠合
4、比较加氢裂化的一段法、两段法、单段串联法工艺的特点??
答:一段加氢裂化流程简单,航煤收率高,但汽油收率较低,操作不够灵活,只能处理较好的原料油;
两段流程操作最灵活,可处理高比重、高干点、高硫、高残炭及高氮的原料,汽油、煤油、柴油收率较高,但流程较复杂,操作费用较高;串联流程操作较灵活,可最大限度生产汽油,航煤和柴油,但航煤收率偏低。
5、加氢裂化中循环氢、冷氢作用 ?
答:循环氢:1、提供加氢反应所需的氢气;2、抑制生焦,保护催化剂;3、起载体作用,带走反应过程中放出的热量,维持反应床层温度;4、起稀释作用,使原料沿反应床层分布均匀。
冷氢:加氢的绝热反应器中反应体系的温度会逐渐升高,为了控制反应温度,需要向反应器中分段通冷氢。
6、加氢裂化催化剂使用性能 ?????
答:具有加氢功能的金属活性组分和裂化与异构化功能的酸性载体两部分组成。
7、加氢精制的主要影响因素??
答:1、反应压力;2、反应温度;3、空速;4、氢油比
8、加氢裂化的主要影响因素??
答:1、原料;2、反应压力;3、反应温度,4、空速;5、氢油比
9 、加氢裂化产品的特点?
答:
1、气体产品:C3、C4多而C1、C2少异构烃含量高
2、液体产品:1)石脑油 异构烃含量高、芳烃含量少,基本无不饱和烃、非烃化合物少 2)中间馏分油 a)优质的喷气燃料:烯烃含量低,芳烃含量少,结晶点(冰点)低,烟点高b)优质的低硫柴油:硫含量低(<0.01%),芳烃含量低,十六烷值高(>60),着火性能好,性好 3)加氢裂化尾油
10、加氢处理过程中的化学反应
答:加氢脱硫(HDS)加氢脱氧(HDO)加氢脱氮(HDN)加氢脱金属(HDM)不饱和烃的加氢饱和????????????
速率:脱金属﹥二烯烃饱和﹥脱
硫﹥脱氧﹥单烯烃饱和﹥脱氮﹥芳烃饱和
11、催化重整主要反应?
答:六元环烷烃脱氢反应、五元环烷烃异构脱氢反应、烷烃环化脱氢反应、异构化反应、加氢裂化反应
12、催化重整的芳构化反应有哪些特点 ?1六员环烷烃脱氢芳构化反应速度最快,五员环烷烃异构化脱氢芳构化速度慢,烷烃环化脱氢反应速度最慢;2碳原子数目不变的反应;3体积增大反应;4强吸热反应
13为什么要对重整原料进行预处理?包括哪些内容 ?
答:因为对原料预处理可以切取符合重整要求的馏分和脱出对重整催化剂有害的杂质及水分。 包括(1)预分馏 (2)预加氢 (3)预脱砷和脱水
14、重整原料的馏程如何选择?
答:重整原料的馏程选择在80—145℃。因为催化重整是为了得到高辛烷值汽油及轻芳烃,小于80℃的馏分碳原子数小于或等于6。从芳构化来看其不能生成芳烃,只能降低装置的处理能力。从高辛烷值来看其本身已有较高的辛烷值,而C6环烷烃转化为苯后辛烷值反而下降。而且有部分被裂解成C3,C4或更低的分子烃,降低重整液体收率,使装置的经济效益降低,小于145℃是为了保证航煤的
生产,航煤的理想馏分馏程在130-145℃,所以重整原料油的终馏点不宜大于145℃,此外,原料切取太重,则在反应时焦炭和气体产率增加,使液体收率降低,生产周期缩短。
15、重整催化剂为何要有双功能性质 有什么组分来实现??
答:催化重整反应包括两大类:脱氢裂化,异构化反应。 脱氢裂化:金属活性中心,异构化:酸中心 固需要双功能催化剂,它是由基本活性组分,助催化剂和酸性载体所组成。
16、重整催化剂失活的原因:催化剂积碳,金属凝聚,催化剂中毒和水氯不平衡等。
17、一般说的高辛烷值汽油组分有哪些:烷基化汽油,异构化汽油,叠合汽油,甲基叔丁基醚。
18、.烷基化,异构化,醚化等过程的生产目的,原料,催化剂,反应机理
异构化:目的生产高辛烷值汽油,原料:C5,C6烃类,催化剂是双功能催化剂,反应机理正碳离子机理
烷基化:目的就是生产高辛烷值汽油,原料有异丁烷和丁烯等,催化剂有无水氯化铝,硫酸,或固体超强酸等,反应机理正碳离子机理
醚化:目的生产高辛烷值汽油,原料是异丁烯和和甲醇,催化剂有阳离子交换树脂,分子筛。 正碳离子
19、我国车用汽油,柴油各有何特点
汽油:烯烃含量高,硫含量高,蒸汽压相对较低,挥发损失大,氧含量低
柴油:硫含量高,稳定性差,芳烃含量高
,胶质含量高。
20、目前的车用替代燃料主要有:1)醇类燃料 2)生物柴油 3)天然气、液化气?? 4)燃料电池_ 氢燃料
21、催化重整过程中为什么要采用多个反应器串联操作?每一个反应器所装入的催化剂的品种和数量是否相同?反应物料通过每个反应器后产生的温降是否相同?如果你认为是不同的,请说明原因
重整反应时强吸热反应,反应时温度会下降,为了得到保持较高的重整平衡转化率和较快的反应温度,就必须维持合适的反应温度,这就需要在反应过程中不断补充热量,因此催化重整过程需要采用
多个反应器串联,并且中间加热。每个反应器所装入的催化剂品种相同,但数量不同,比如:3个反应器串联时,装填比例约为1.5:3.5:5;4个反应器串联时,装填比例约为:1:1.5:2.5:5. 因为反应器的人口温度一般为480~520℃,采用新的催化剂时,反应器人口温度较低,随着生产周期的延长,催化剂的活性逐渐下降,反应入口温度逐渐提高,所以反应物料通过每个反应器后产生的温降不相同。
1)、由渣油生产高粘度指数的重质润滑油。2)、由渣油生产轻质燃料油。3)、生产沥青
23、简述丙烷脱沥青的原理???
渣油中的烃类和非烃类,在非极性溶剂(丙烷等)中有差异非常明显的溶解度,在一定温度范围内,溶剂对烷烃、环烷烃、少环的芳烃溶剂能力强,对胶质、沥青几乎不溶解,在抽提塔中利用二种物质的密度差,逆流接触,并在抽提塔中控制一定的温度差,生产出质量合格的脱沥青油。
24、丙烷脱沥青的工艺流程有哪几个系统 ?
A、抽提系统,B、溶剂回收系统??
25、简述丙烷脱沥青工艺中的临界回收原理? ?
临界回收工艺:基本原理是由于丙烷在40℃以上时随着温度的升高溶解能力逐渐降低,当温度升高到临界温度(96.84℃),压力大于临界压力时,丙烷的溶解能力最小,几乎变为0,密度也最小,这时与油的密度差最大,脱沥青油将很容易地从丙烷中分离出来
26、润滑油的理想组分有哪些、非理想组分又有哪些
润滑油的理想组分:分支比较多的异构烷烃;少环长侧链的环烷烃,少环长侧链的芳烃。
非理想组分:多环短侧链的芳香烃,含硫,含氮,含氧化合物及少量的胶质,高凝点烃类。
27、润滑油溶剂精制的目的是什么? 简述其原理。
答:从润滑油原料中除去大部分多环短侧链环状烃和含S、N、O化合物及胶质等,使粘温性质、抗氧化性、残炭值、颜等性质得到改善称精制 原
理:利用溶剂对润滑油中的非理想组份的溶解能力强、而对理想组分(少环长侧链的烃类)溶解能力差,在低于临界温度条件下比重差较大,在萃取塔中使溶剂和原料两者逆流接触并分层,从而使润滑油的理想组分和非理想组分分开。
28、溶剂精制中抽提温度对润滑油质量和产量有什么影响?
改变温度会改变溶剂的溶解能力,越靠近临界温度则温度的影响越显著
调整抽提过程各部位的温度是主要的操作调节手段。
抽提塔顶部温度提高,溶剂的密度减小、溶解能力下降、选择性加强。脱沥青油中的胶质、沥青质少,残炭值低,但收率降低。
抽提塔底部温度较低时,溶剂溶解能力强,沥青中大量重组分被溶解,因而沥青中含油量减少,软化点高,脱沥青油收率高。
塔顶、塔底的温度高低应根据原料性质、脱沥青油及沥青质量要求而定。
溶剂不同,要求的抽提温度也不同:丙烷50℃~90℃ 丁烷100℃~140℃? 戊烷150℃~190℃ 在最高允许温度以下,采用较高的温度可以降低渣油的粘度,从而改善抽提过程中的传质状况。
29、简述多效蒸发的原理和过程
以多塔多次蒸发替代一塔一次蒸发,而且各塔的操作压力、温度不同,溶剂在低压下蒸发时所需要的热量是来自与高压蒸出的溶剂蒸气的冷凝潜热,从而达到降低加热炉的热负荷以及装置能耗的目的。
30、溶剂精制时从抽提液和抽余液中回收溶剂的方法有何不同?
抽余液:溶剂较少,先进行闪蒸回收部分溶剂,再进入汽提塔回收残余的溶剂;
抽出液:含有大量的溶剂用多效蒸发回收。
31、润滑油脱蜡有哪些方法: ①冷榨脱蜡②吸附脱蜡③尿素脱蜡④细菌脱蜡⑤催化脱蜡(加氢降凝)⑥溶剂脱蜡
32、简述溶剂脱蜡原理
利用混合溶剂对油、蜡具有不同的溶解度,对油的溶解度大,在低温下使蜡过饱和结晶析出,然后用机械过滤的方法使油蜡分离;脱蜡原料加入溶剂,降低原料的粘度和溶液中蜡结晶体的浓度,使蜡生成均匀的结晶体
33、简述溶剂脱蜡中苯类溶剂和酮类溶剂的作用。
极性溶剂:酮类如丙酮、、甲基异丁基酮等及二氯乙烷。低温下对蜡溶解度小,加入酮类可减小蜡的溶解度,是蜡的沉淀剂。?
非极性溶剂:烃类如苯、甲苯、丙烷、轻汽油等。低温下对油有较大的溶解度,是油的稀释剂,但对蜡的溶解度也较大。
34、溶剂脱蜡工艺流程有哪几部分?各有何作用
a结晶系统:原料油先经蒸汽加热,使原有的结晶全部熔化,再在控制有利
的条件下重新结晶
b过滤系统:将蜡与油分离
c溶剂回收系统,由过滤系统出来的滤液(溶剂和油)和蜡液(蜡和溶剂)分别进入溶剂回收系统回收其中的溶剂
d冷冻系统;
e 安全气系统。
35、简述白土精制的目的和原理。
目的:除去溶剂精制,脱蜡后残留在润滑油中的微量溶剂、水份、硫化物,氮化物、无机酸、有机
酸(环烷酸、磺酸)、胶质、沥青质等有害组分改善油品的颜和性 原理:依据白土的活性表面有选择地吸附油中的极性物质,而对油品中的理想组份则不吸附,从而达到除去油中不理想物质的目的
36、油品中各种物质被白土吸附时的强弱顺序: 胶质>沥青质>氧化物>硫酸酯>芳烃>环烷>烷烃
37、何谓油品精制、常用的精制方法有哪些
将油品中的含硫、含氮、含氧化合物、胶质、某些不饱和烃和芳烃等杂质或不理想组分除去,以改善油品质量的加工过程称为油品精制
方法:①化学精制②溶剂精制③吸附精制④柴油冷榨脱蜡⑤加氢精制⑥吸收法气体脱硫
38、简述加氢精制的目的和化学反应原理
目的:脱除油品中的S,N,O等杂原子及金属杂质,同时还使烯烃,二烯烃,芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和,从而改善油品的使用性能
原理:A、加氢脱硫:石油馏分中的含硫化合物在催化剂和氢气的的作用下进行氢解反应转化为不含S的相应烃类和硫化氢
B、加氢脱氮:石油馏分中的含氮化合物在催化剂和氢气的的作用下进行氢解反应转化为不含氮的相应烃类和氨气。石油馏分中的含氧化合物在催化剂和氢气的的作用下进行氢解反应转化为不含氧的相应烃类和水
C、加氢脱金属:金属杂质是以元素有机化合物的形式存在的,在加氢的条件下元素有机化合物分解,元素会沉积在催化剂的催化剂的表面,而从原料油中脱除
D、不饱和烃的加氢饱和 :借助于加氢可以使双键饱和,转化成相应的烷烃
E、芳烃加氢饱和:催化加氢的加氢饱和,主要是稠患芳烃的加氢饱和
40、简述燃料油品的调合方法
1)罐式调合 ①压缩空气调合:此法挥发损失大,易造成环境污染,易使油品氧化变质,现已少用
②泵循环调合:先将组分油和添加剂加入罐中,用泵抽出部分油品再循环回罐内。进罐时装在罐内的喷嘴高速喷出,促使油品混合。此法适用于混合量大、混合比例变化范围大和中、低粘度油品的调合。此法效率高、设备简单、操作方便
③机械搅拌调合:通过搅拌器的转动,带动罐内油品运动,使其