在炼油工业中,热加工是指主要靠热的作用,将重质原料油转化成气体、轻质油、燃料油或焦炭的一类工艺过程。
热加工过程主要包括:热裂化、减粘裂化和焦化。 热裂化是以石油重馏分或重、残油为原料生产汽油和柴油的过程。
减粘裂化的目的是将重油或减压渣油经轻度裂化使其粘度降低以便符合燃料油的使用要求。 焦化是以减压渣油为原料生产汽油、柴油等中间馏分和生产石油焦。
在这些过程中,热裂化过程已逐渐被催化裂化所取代。不过随着重油轻质化工艺的不断发展,热裂化工艺又有了新的发展,国外已经采用高温短接触时间的固体流化床裂化技术,处理高金属、高残炭的劣质渣油原料。
一、热加工过程的基本原理 石油馏分及重油、残油在高温下主要发生两类化学反应:一类是裂解反应,大分子烃类裂解成较小分子的烃类,因此从较重的原料油可以得到汽油馏分,中间馏分,以至小分子的烃类气体;另一类是缩合反应,即原料和中间产物中的芳烃、烯烃等缩合成大分子量的产物,从而可以得到比原料油沸程高的残油甚至焦炭。 利用这一原理,热加工过程除了可以从重质原料得到一部分轻质油品外,也可以用来改善油品的某些使用性能。
下面从化学反应角度说明热加工过程裂解反应的基本原理。 ㈠ 烷烃 烷烃在高温下主要发生裂解反应。
裂解反应实质是烃分子C-C链断裂,裂解产物是小分子的烃类和烯烃。 反应式为: CnH2n+2 –––––> CmH2m + CqH2q+2 ( n = m + q ) 以十六烷为例:C16H34 ––––––>C7H14 + C9H20 生成的小分子烃还可进一步反应,生成更小的烷烃和烯烃,甚至生成低分子气态烃。
在相同的反应条件下,大分子烷烃比小分子烷烃更容易裂化。 温度和压力条件对烷烃的分解反应有重大影响,当温度在500℃以下,压力很高时,烷烃断裂的位置一般发生在碳链C-C的中央,这时气体产率低,反应温度在500℃以上,而压力较低时,断链位置移到碳链的一端。
气体产率增加,气体中甲烷含量增加,这是裂解气体组成的特征。正构烷烃裂解时,容易生成甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等低分子烃。
㈡ 环烷烃 环烷烃热稳定性较高,在高温(500℃~600℃)下可发生下列反应: 1、单环烷烃断环生成两个烯烃分子,如: 在700~800℃条件下,环己烷分解生成烯烃和二烯烃。 2、环烷烃在高温下发生脱氢反应生成芳烃,如: 双环的环烷烃在高温下脱氢可生成四氢萘。
3、带长链的环烷烃在裂化条件下,首先侧链断裂,然后才是开环。 ㈢ 芳烃 芳烃是对热非常稳定的组分。
在高温条件下生成以氢气为主的气体,高分子缩合物和焦炭。 低分子芳烃,例如苯、甲苯对热极为稳定,温度超过550℃时,苯开始发生缩合反应,反应产物为联苯、气体和焦炭,当温度达到800℃以上时,苯裂解生成焦炭为主要反应方向。
多环芳烃,如萘、蒽等的热反应和苯相似,它们都是对热非常稳定的物质,主要发生缩合反应,最终导致高度缩合稠环芳烃¾–– 焦炭的先驱物的生成。 二、减粘裂化 减粘裂化是一种浅度热裂化过程,其主要目的在于减小原料油的粘度,生产合格的重质燃料油和少量轻质油品,也可为其它工艺过程(如催化裂化等)提供原料。
减粘裂化只是处理渣油的一种方法,特别适用于原油浅度加工和大量需要燃料油的情况。 减粘的原料可用减压渣油、常压重油、全馏分重质原油或拔头重质原油。
减粘裂化反应在450℃~490℃,4MPa~5 MPa的条件下进行。反应产物除减粘渣油外,还有中间馏分及少量的汽油馏分和裂化气。
在减粘反应条件下,原料油中的沥青质基本上没有变化,非沥青质类首先裂化,转变成低沸点的轻质烃。 轻质烃能部分地溶解或稀释沥青质,从而达到降低原料粘度的作用。
裂化反应后的混合物送入分馏塔。为尽快终止反应,避免结焦,必须在进分馏塔之前的混合物和分馏塔底打进急冷油。
从分馏塔分出气体、汽油、柴油、蜡油及减粘渣油。上述流程可按两种减粘类型操作。
加热炉后串联反应塔,则为塔式减粘;不串反应塔,则为炉管式减粘。 根据热加工过程的原理,减粘裂化是将重质原料裂化为轻质产品,从而降低粘度,但同时又发生缩合反应,生成焦炭,焦炭会沉积在炉管上,影响开工周期,且所产燃料油安定性差,因此,必须控制一定的转化率。
目前,国内减粘裂化装置的主要任务是降低燃料油粘度,即不是以生产轻质油品为主要目的,所以对反应深度要求不高,适宜采用塔式减粘工艺。 三、焦炭化过程(延迟焦化) 焦炭化过程(简称焦化)是提高原油加工深度,促进重质油轻质化的重要热加工手段。
它又是唯一能生产石油焦的工艺过程,是任何其它过程所无法代替的,焦化在炼油工业中一直占居着重要地位。 焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料,在高温(400℃~500℃)下进行的深度热裂化反应。
通过裂解反应,使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品,由于缩合反应,使渣油的另一部分转化为焦炭。 一方面由于原料重,含相当数量的芳烃;另一方面焦化的反应条件更苛刻,因此缩合反应占很大比重,生成焦炭多。
炼油工业中曾经用过的焦化方法主要是釜式焦化,平炉焦化、接触焦化、延迟焦。
常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏,常减压蒸馏基本属物理过程。
原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续加工装置的原料,因此,常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。 包括三个工序:原油的脱盐、脱水 ;常压蒸馏;减压蒸馏。
原油的脱盐、脱水 又称预处理。从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氯化物)、带水(溶于油或呈乳化状态),可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。
常用的办法是加破乳剂和水,使油中的水集聚,并从油中分出,而盐份溶于水中,再加以高压电场配合,使形成的较大水滴顺利除去。 催化裂化 催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的。
是提高原油加工深度,生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料范主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350 ~ 540℃馏分的重质油,催化裂化工艺由三部分组成:原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。
催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。有部分油返回反应器继续加工称为回炼油。
催化裂化操作条件的改变或原料波动,可使产品组成波动。 催化重整 催化重整(简称重整)是在催化剂和氢气存在下,将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。
如果以80~180℃馏分为原料,产品为高辛烷值汽油;如果以60~165℃馏分为原料油,产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃,重整过程副产氢气,可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是:反应温度为490~525℃,反应压力为1~2兆帕。
重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。 加氢裂化 是在高压、氢气存在下进行,需要催化剂,把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。
加氢裂化由于有氢存在,原料转化的焦炭少,可除去有害的含硫、氮、氧的化合物,操作灵活,可按产品需求调整。产品收率较高,而且质量好。
延迟焦化 它是在较长反应时间下,使原料深度裂化,以生产固体石油焦炭为主要目的,同时获得气体和液体产物。 延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油。
延迟焦化的主要操作条件是:原料加热后温度约500℃,焦炭塔在稍许正压下操作。改变原料和操作条件可以调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。
炼厂气加工 原油一次加工和二次加工的各生产装置都有气体产出,总称为炼厂气,就组成而言,主要有氢、甲烷、由2个碳原子组成的乙烷和乙烯、由3个碳原子组成的丙烷和丙烯、由4个碳原子组成的丁烷和丁烯等。 它们的主要用途是作为生产汽油的原料和石油化工原料以及生产氢气和氨。
发展炼油厂气加工的前提是要对炼厂气先分离后利用。炼厂气经分离作化工原料的比重增加,如分出较纯的乙烯可作乙苯;分出较纯的丙烯可作聚丙烯等。
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安全基础知识1. 临时用火作业主要包括哪些内容?1)电焊、气焊、钎焊、塑料焊等焊接及切割作业;2)电热处理、电钻、砂轮、热煨管和风镐等临时用电作业;3)喷灯、火炉、电炉、喷砂、熬沥青、炒沙子和黑色金属撞击等明火作业;4)机动车进入正在生产的炼化装置、在生产区域内设置自带动力源的发电机和自带动力源的空气压缩机。
2.日常安全教育的内容? (1)安全思想和安全意识教育。 (2)国家和地方政府的有关法律、法规及上级公司有关的规章制度教育。
(3)安全技术和安全知识教育。 (4)事故案例的学习与事故预案的演练。
(5)消防、气防知识教育。(6)危险化学品及职业健康安全知识教育。
3.危险化学品安全管理规定所称危险化学品,包括?爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、有毒品和腐蚀品等。部的危险化学品安全管理。
4、常见触电事故的主要原因?触电事故主要原因有:电气线路、设备检修中措施不落实;电气线路、设备安装不符合安全要求:非电工任意处理电气事务;接线错误;移动长、高金属物体触碰高压缉;在高位作业(天车、塔、架、梯等)误碰带电体或误送电触电并坠落;操作漏电的机器设备或使用漏电电动工具(包括设备、工具元接地、接零保护措施);设备、工具己有的保护线中断:电钻等手持电动工具电源线松动;水泥搅拌机等机械的电机受潮;打穷机等机械的电源线磨损;浴室电源线受潮;带电源移动设备时因损坏电源绝缘;电焊作业者穿背心、短裤、不穿绝缘鞋、汗水浸透手套、焊钳误碰自身;湿手操作机器按钮等;因暴风雨、雷击等自然灾害导致;现场临时用电管理不善导致;人蛮干行为导致(包括盲目闯入电气设备遮栏内、搭棚、架等作业中,用铁丝将电源线与构件绑在一起、遇损坏落地电线用手拣拿等)。5、干粉灭火剂适用于扑救哪些物质的火灾?主要适用于扑救易燃液体、可燃气体和电气火灾,有的还适用于扑救木材、轻金属和碱金属火灾。
6、二氧化碳灭火剂主要适用于扑救哪些物质的火灾?主要适用于扑救电器、精密仪器、贵重生产设备、图书档案火灾以及-些不可用水扑救的物质的火灾。7、常见物体打击事故主要有哪几类?常见物体打击事故主要有以下六类:1)在高空作业中,由工具零件、砖瓦、术块等物从高处掉落伤人;2)人为乱扔废物、物伤人;引起重吊装、拆装、拆模时,物料掉落伤人;4)设备带病运行,设备中物体飞出伤人;5)设备运转中,违章操作,用铁棍捅卡料,铁棍飞弹出伤人;6)压力容器爆炸的飞出物伤人;7)放炮作业中乱石伤人等。
8、特种作业人员指哪些人员?(1)电工作业;(2)锅炉司炉;(3)压力容器操作;(4)起重机械作业;(5)爆破作业(6)金属焊接(气割)作业;(7)机动车驾驶;(8)建筑登高架设作业9、引起火灾、爆炸事故的点火源有哪几种?一般情况下有下列八种点火源:明火、自然、高温表面、辐射热、冲击和磨擦、绝热压缩、电火花、静电火花。10、班后防火“五不走”的内容是什么?(1)交接班不交待清楚不走;(2)用火设备火源不熄灭不走;(3)用电设备不拉闸不走;(4)可燃物不清理干净不走;(5)发现险情不报告、不处理好不走。
11、事故发生的主要原因有哪些?(1)设计上的不足;(2)设备上的缺陷;(3)操作上的错误;(4)管理上的漏洞;(5)不遵守劳动纪律。12、常用的防毒面具有哪些?(1)简易防毒面具;(2)橡胶防毒口罩;(3)过滤式防毒面具;(4)二小时氧气呼吸器;(5)化学生氧式防毒面具自吸式长管防毒面具;(6)送风式长管防毒面具。
13、发生硫化氢中毒事故较多的地方有哪些?(1)脱水、排污;(2)油罐检尺;(3)采样;(4)清污、油罐清洗;(5)回收污油;(6)进入废水井;(7)误入毒区;(8)抢救他人。14、在易燃易爆场所检修应注意什么?进入地沟或容器进行施工、检修时,应先检查清楚其中有无易燃、易爆、有毒气体,并经分析合格、配备足够的照明方可进入。
作业时,应有三人以上同时作业并设专人监护。地沟或容器内外应保持密切联系,防止中毒、爆炸事故发生。
15、对操作有旋转的机械设备人员穿戴的工作服有何要求?工作服要三紧(袖口、领口、下摆)。不许戴手套、围巾、不许穿凉鞋、高跟鞋。
女工长发和发辫不准露出帽外。静电和雷电防护及接地常识 一、静电的产生及危害 静电是指绝缘物质上携带的相对静止的电荷,它是由不同物体接 触摩擦时在物质间发生了电子转移而形成的带电现象。
随着炼油工业的不断发展,我们逐渐认识到静电的危害,认识到炼油工业技术不能随意越过静电所加给的各种限制。静电之所以能够造成危害,主要由于它能聚集在物体表面上而达到很高的电位,并发生静电放电。
静电放电有三种形式,⑴电晕放电,⑵刷形放电,⑶火化放电。爆炸和火灾是静电危害中最为严重的危害。
静电电量虽然不大,但因其电压很高而容易发生火花放电。若静电火花放电能量等于或超过易燃易爆物质的最小静电点能量时,就可能引起燃烧爆炸事故。
二、防止静电危害的措。
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