第十二章石油气体的加工精选PPT.ppt

第十二章 石油气体的加工石油加工工程1第1页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程2一、概述一、概述所谓石油气体，一般指所谓石油气体，一般指天然气、油田气和炼厂气天然气、油田气和炼厂气天天然然气气和和油油田田气气是是气气体体烃烃的的巨巨大大来来源源。天天然然气气和和油油田田气气主主要要由由低低分子烷烃所组成，还有微量的环烷烃分子烷烃所组成，还有微量的环烷烃炼炼厂厂气气是是指指在在炼炼油油厂厂的的生生产产，特特别别是是破破坏坏性性加加工工时时所所产产生生的气体的气体 石油气体的石油气体的用途用途：直接作为燃料；直接作为燃料；制造高辛烷值汽油的组分；制造高辛烷值汽油的组分；作为石油化工生产的原料作为石油化工生产的原料第2页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程3二、叠合过程二、叠合过程两个或两个以上的烯烃分子在一定的温度和压力下，结合成较两个或两个以上的烯烃分子在一定的温度和压力下，结合成较大的烯烃分子，这种过程叫大的烯烃分子，这种过程叫叠合过程叠合过程主要包括两类过程：主要包括两类过程：热叠合：在高温热叠合：在高温(500)和高压和高压(100atm)条件下条件下 催化叠合：在较低的温度催化叠合：在较低的温度(200)和较低压力和较低压力(3070atm)下下 第3页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程4叠叠合合过过程程所所使使用用的的催催化化剂剂是是酸酸性性催催化化剂剂，如如H3PO4、H2SO4、Al2Cl3等等，目目前前工工业业上上广广泛泛应应用用的的催催化化剂剂是是载载在在硅硅藻藻土土担担体体上上的磷酸催化剂的磷酸催化剂 叠合过程的原料：叠合过程的原料：热热裂裂化化、催催化化裂裂化化和和焦焦化化等等装装置置的的副副产产的的气气体体中中含含有有的的丙烯、丁烯丙烯、丁烯；当当用用未未经经分分离离的的炼炼厂厂气气(或或LPG)作作为为叠叠合合过过程程的的原原料料时时，原原料是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯的混合物料是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯的混合物 第4页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程5催化叠合的分类：催化叠合的分类：非非选选择择性性叠叠合合过过程程：叠叠合合原原料料是是各各类类烯烯烃烃的的混混合合物物，叠叠合合过过程程中中，不不仅仅各各类类烯烯烃烃叠叠合合生生成成二二聚聚物物、三三聚聚物物，而而且且各各类类烯烯烃烃之之间间还能相互叠合生成共聚物还能相互叠合生成共聚物 选选择择性性叠叠合合过过程程：把把炼炼厂厂气气分分离离后后，分分别别用用丙丙烯烯、丁丁烯烯馏馏分分作作为为叠叠合合原原料料，由由于于原原料料的的组组成成单单一一，而而且且可可以以选选择择合合适适的的操操作作条条件件，基基本本上上只只进进行行特特定定的的叠叠合合反反应应，因因而而可可以以生生产产某某种种特特定定的产品的产品第5页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程61.叠合过程的反应叠合过程的反应 叠合过程可以用叠合过程可以用正碳离子机理正碳离子机理来进行解释来进行解释 烯烃与酸性催化剂放出的氢离子结合，生成正烯烃与酸性催化剂放出的氢离子结合，生成正 碳离子碳离子 第6页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程7 生成的正碳离子很容易与另一个烯烃结合生生成的正碳离子很容易与另一个烯烃结合生 成一个大的正碳离子成一个大的正碳离子 第7页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程8 生成的大的正碳离子不稳定，会放出氢离子而生成的大的正碳离子不稳定，会放出氢离子而 变成大的烯烃分子变成大的烯烃分子 第8页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程92叠合过程的影响因素：叠合过程的影响因素：反应温度反应温度 反应压力反应压力 空速空速 3叠合过程的催化剂叠合过程的催化剂目前工业上广泛应用的烯烃叠合催化剂是磷酸催目前工业上广泛应用的烯烃叠合催化剂是磷酸催化剂化剂第9页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程10四、烷基化过程四、烷基化过程烷烷基基化化是是指指烷烷烃烃与与烯烯烃烃的的化化学学加加成成反反应应，在在反反应应中中烷烷烃烃分分子子的活泼氢原子的位置被的活泼氢原子的位置被烯烃烯烃所取代所取代 烷基化过程必须要用烷基化过程必须要用异构烷烃异构烷烃作原料作原料 异构烷烃和烯烃的烷基化产物的抗爆性能好异构烷烃和烯烃的烷基化产物的抗爆性能好 烷基化过程可分为烷基化过程可分为两类两类：热热烷烷基基化化：不不使使用用催催化化剂剂，是是在在400500，170300kg/cm2的高温高压条件下进行的高温高压条件下进行 催化烷基化催化烷基化第10页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程111 1烷基化反应和产物烷基化反应和产物2反应机理反应机理 正碳离子机理正碳离子机理 3烷基化催化剂烷基化催化剂 主要有氢氟酸、硫酸和氯化铝主要有氢氟酸、硫酸和氯化铝 第11页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程12五、异构化过程五、异构化过程异构化过程是在一定的反应条件下和催化剂存在异构化过程是在一定的反应条件下和催化剂存在下，下，将正构烷烃转变成异构烷烃将正构烷烃转变成异构烷烃 目的：目的：n 生产抗爆性能好，辛烷值高的汽油生产抗爆性能好，辛烷值高的汽油n 为烷基化或醚化提供原料为烷基化或醚化提供原料第12页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程131异构化反应异构化反应烷烃的异构化反应是烷烃的异构化反应是可逆反应可逆反应，放热，放热，温度越低，平温度越低，平衡对生成异构烷烃越有利衡对生成异构烷烃越有利 2反应机理反应机理 正碳离子机理正碳离子机理 第13页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程143异构化的催化剂异构化的催化剂 弗瑞迪弗瑞迪-克腊夫茨型催化剂克腊夫茨型催化剂 高温双功能型催化剂高温双功能型催化剂 双功能催化剂双功能催化剂 低温双功能型催化剂低温双功能型催化剂 目前已经在目前已经在C5/C6异构化工业装置上应用的催化剂有三类：异构化工业装置上应用的催化剂有三类：硫化硫化的金属氧化物、氯化氧化铝和沸石的金属氧化物、氯化氧化铝和沸石催化剂催化剂 第14页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程15第15页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程16第16页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程17 温度温度 反应温度越低，达到异构化平衡时的异构体混合物反应温度越低，达到异构化平衡时的异构体混合物 的辛的辛烷值越高烷值越高 催化剂催化剂 不同的异构化催化剂对应的产物的辛烷值是不同的不同的异构化催化剂对应的产物的辛烷值是不同的 4影响异构化汽油质量的主要因素影响异构化汽油质量的主要因素 第17页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程18 原料原料 C5/C6异构化典型的原料是异构化典型的原料是C5C6馏分馏分 循环氢纯度循环氢纯度 循环氢中的轻烃含量高对脱附不利循环氢中的轻烃含量高对脱附不利 第18页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程19六、高辛烷值醚类的合成六、高辛烷值醚类的合成1MTBE的合成反应及催化剂的合成反应及催化剂催化醚化是在酸性催化剂上进行的催化醚化是在酸性催化剂上进行的正碳离子反应正碳离子反应工工业业上上使使用用的的催催化化剂剂一一般般为为磺磺酸酸型型二二乙乙烯烯苯苯交交联联的的聚聚苯苯乙乙烯烯结结构的大孔酸性阳离子交换树脂构的大孔酸性阳离子交换树脂第19页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程202生产生产MTBE的主要操作因素的主要操作因素 反应压力反应压力 一般工业反应压力为一般工业反应压力为1.01.5MPa 反应温度反应温度合合成成MTBE的的反反应应是是中中等等程程度度的的可可逆逆放放热热反反应应，反反应温度一般选用应温度一般选用5080 第20页，此课件共21页哦2023/4/22石油加工工程21 醇烯比醇烯比提提高高醇醇烯烯比比可可抑抑制制异异丁丁烯烯叠叠合合副副反反应应，同同时时可可以以提提高高异异丁丁烯烯的的转转化化率率，工工业业上上一一般般采采用用的的甲甲醇醇:异异丁丁烯烯的摩尔比值约为的摩尔比值约为1.1:1 空空 速速工业上采用的空速一般为工业上采用的空速一般为12h-1 第21页，此课件共21页哦