原料油性質與焦炭產率有什麼關系

① 石油加工生產中為什麼會有大量的焦炭生成

石油加工生產中，在催化裝置中焦炭一般是由雙環芳烴和多環芳烴生成。五環以上芳烴皆凝縮為焦炭，若芳烴有側鏈，其側鏈也會斷裂，並不是所有的多環芳烴皆變為焦炭。催化油漿和回煉油中含有一定量的五環芳烴和膠質，芳烴環數也較大，其殘值也較大。故對回煉油進行芳烴抽提，是降低混合原料殘炭和生焦的一種好方法。減壓渣油五環芳烴膠質和瀝青質含量比較多，芳環烴數較多，其殘炭值也較高，所以，隨催化裂化摻煉減壓渣油的比例上升，其殘炭值迅速上升，焦炭產率成倍增加，裝置熱量過剩，必需有取熱設施以維持熱平衡。

② 說出原料性質對焦化反應的影響

焦化反應的產品分布及性質很大程度上取決於原料的性質，如殘炭值、密度、流程、烴組成、硫及灰分等雜質含量等。一般焦炭產率約為原料油殘炭值的1.5~2倍

③ 汽油也是石油中提煉出來的嗎，怎麼煉出來的

是。

使用原油蒸餾方法，可以根據其組分沸點的差異，從原油中提煉出直餾汽油、煤油、輕重柴油及各種潤滑油餾分等，這就是原油的一次加工過程。然後將這些半成品中的一部分或大部分作為原料，進行原油二次加工。

石油中的不同成分會在不同的溫度下沸騰和汽化，汽油是最先沸騰 ，於是汽油蒸汽最先被抽走 汽油蒸汽冷卻後 ，就變成了液態的純汽油。

原油是一種多種烴的混合物，是粘稠的、深褐色的液體。直接使用原油非常浪費，所以就需要把原油中各組分分離出來，通常是使用精餾的方法，即精確控制溫度，使特定沸點的組分揮發出來。

減壓蒸餾：使常壓榨油在8kPa左右的絕對壓力下蒸餾出重質餾分油作為潤滑油料、裂化原料或裂解原料，塔底殘余為減壓渣油。如果原油輕質油含量較多或市場需求燃料油多，原油蒸餾也可以只包括原油預處理和常壓蒸餾兩個工序，俗稱原油拔頭。原油蒸餾所得各餾分有的是一些石油產品的原料；有的是二次加工的原料。

④ 煤的成焦率和什麼因素有關

焦化產品的生成、產率及焦炭質量預測

楊變玲*

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��摘 要：闡述了煤的成焦過程及影響焦炭質量的因素，分析了煉焦產品產率的計算及預測焦炭質量的計算。
��關鍵詞：煤的成焦 質量預測 產率計算

��中圖分類號：TQ520.6

��文獻標識碼：A

1 產品生成
1.1煤的成焦過程

�煉焦煤在隔絕空氣下加熱，其有機質隨溫度的升高而發生一系列變化，形成氣態(煤氣)、液態(煤焦油)和固態(半焦或焦炭)產物。煤的成焦過程可分為三個階段：第一階段(常溫至300℃)是煤的乾燥脫氣階段，釋放出水分並析出CH4、CO和N2。第二階段(300℃～600℃)以解聚和分解反應為主，煤粘結成半焦。通常煙煤在300℃後開始軟化，伴隨有煤氣和煤焦油析出；中等煤化度的煙煤在此期間的一定溫度范圍內生成氣、液、固三相共存的質體。第三階段(600℃～1000℃)是半焦變成焦炭的階段，此階段以縮聚反應為主，產生大量煤氣(以H2為主)，半焦經收縮形成有裂紋的焦炭。

1.2炭化室內結焦過程

�裝爐煤結焦需要的熱量是通過兩側爐牆提供的，熱量從兩側爐牆傳向炭化室中心。因此，結焦過程是從兩側炭化室牆面處開始，逐漸移向炭化室中心的層狀結焦過程。當炭化室中心的焦餅溫度達到950℃～1050℃時焦餅成熟。結焦速度反映炭化室內的平均升溫速度。結焦速度過快，將使焦炭裂紋增多、塊度變小。當炭化室牆面附近的煤料形成塑性層時，炭化室頂部和底部的煤料也受熱形成了塑性層，同時，煤料分解的氣態產物不斷產生，由於四面的塑性層均不易透過氣體，炭化室內壓力不斷升高，塑性層膨脹，並通過半焦和焦炭層將膨脹壓力傳遞給炭化室牆。當塑性層在炭化室中心面匯合時，炭化室膨脹壓力達到最大值。通常所說的膨脹壓力就是指這一最大值。膨脹壓力取決於裝爐煤的特性、爐料散密度及結焦速度，提高膨脹壓力有助於煤料顆粒的粘合、融熔，改善焦炭的物理性，但是膨脹壓力過高，將對炭化室牆體造成損壞。

1.3炭化室內氣體析出動態

�炭化室內的裝爐煤在結焦過程中產生的氣體產物(含液體產物的蒸汽)一部分通過兩側塑性層之間的煤層流向炭化室頂部空間，稱為「里行氣」，約佔全部氣態產物的10%～25%。另外約佔75%～90%的氣態產物，通過半焦層和焦炭層以及焦炭與炭化室牆之間的縫隙流向炭化室頂部空間，稱為「外行氣」。它們在焦爐頂空間流動時，受高溫作用發生二次熱解反應。由於炭化室牆的溫度高於爐頂空間溫度，因此外行氣比里行氣的二次熱分解劇烈得多。外行氣中氫、苯和甲苯多，而里行氣中甲烷、乙烷、低分子量烯烴和含氧含氮有機化合物多。二次熱分解後產生的氣體則達炭化室頂部空間後經上升管排出，這些氣體產物統統為粗煤氣。炭化室中結焦過程是周期性的，所以從炭化室逸出的粗煤氣組成是隨結焦時間而變化的。但是由於焦爐由多個炭化室組成，而每個炭化室所處結焦時間不同，因此所有炭化室的粗煤氣匯集於集氣管混合後，其組成基本上是穩定的。對粗煤氣進行冷凝冷卻、洗滌、吸收及製取可得到凈煤氣、煤焦油及粗苯等產物。

2 產品產率

2.1成焦率

�成焦率(即煤焦比)是裝爐煤(干)經高溫干餾轉變為焦炭(干)的百分率。成焦率主要取決於煤質，也受煉焦條件和爐型的影響。成焦率的主要計算方法有：

2.1.1利用煤、焦炭灰分之間的關系求成焦率

� Kd·j=Ad·m/Ad·j×100% (1)

�式中，Kd·j為干焦對干煤的成焦率；Ad·m、Ad·j分別為煤和焦炭的干基灰分(%)。用式(1)計算的成焦率往往比實測值低，除取樣和分析誤差等原因外，主要是在高溫干餾過程中灰分組成也發生變化，焦炭在炭化室內和熄焦過程中發生燒損使灰分增大。

2.1.2利用裝爐煤和焦炭的揮發分求成焦率

�Kd·j=100-Vd·m/100-Vd·j×100+Q (2)

�式中，Vd·m和Vd·j分別為煤和焦炭的干基揮發分(%)；修正系數Q是指在煤中揮發分逸出後，經二次裂解而引起的增碳，它與裝爐煤揮發分、焦爐爐體結構和焦爐操作制度等因素有關，通常取Q=1。

2.1.3利用煤和焦的揮發分間的關系求成焦率�Kd·j=99-5/6Vd·m(3)式中，Vd·m為裝入煤干基揮發分，焦炭的干基揮發分Vd·j=1.2%(假定)。

2.1.4由煤質與煉焦操作條件求成焦率�Kd·j=103.17-0.75Vd·m-0.0067tJ。式中，Vd·m為裝入煤干基揮發分；tJ為焦餅中心溫度(℃，推焦前15min測定)。該式由日本提出，前蘇聯克里活羅格焦化廠經標定認為符合該廠實際，中國也推薦使用。

2.2凈煤氣產率

2.2.1前蘇聯凈煤氣對干基裝入煤的產率計算式

� Kd·g=QVd·m (4)

式中，Q為系數，對氣煤Q=3，對焦煤Q=3.3；Vd·m為裝入煤干基揮發分。

2.2.2我國熱能院凈煤氣對干基裝入煤的產率計算式

� Kd·g=(1-β)AVd·m (5)

式中，β=2%～4%(爐牆漏氣率)；A=64～72，是與煤種有關的校正系數；Vd·m為裝入煤的干基揮發分。

�冶金部推薦此式為我國焦化企業計算煤氣質量的依據。

2.3化學產品產率

2.3.1煤焦油及粗苯的回收率

�前蘇聯頓巴斯煤礦提出：當Vdaf·m=18%～30%時，

煤焦油Kd·g=〔-18.35+1.53Vdaf·m-0.026(Vdaf·m)2〕(100-Ad/100) (6)

粗苯Kd·b=〔-1.61+0.144Vdaf·m-0.0016(Vdaf·m)2〕(100-Ad/100) (7)

�鞍山鋼鐵公司化工總廠提出：�當Vdaf·m=27.96%～30.37%時，

煤焦油Kd·g=〔-1.4+0.184Vdaf·m〕(100-Aa/100) (8)

粗苯Kd·b=〔-0.64+0.065Vdaf·m〕(100-Ad/100) (9)

�式中，Kd·g、Kd·b分別為煤焦油、粗苯對干基裝入煤的回收率，Vdaf·m為裝爐煤的可燃基揮發分。

2.3.2氨的回收率

�Kd·A=(17/14)·bNd·m (10)

�式中，Kd·A為氨對干基裝爐煤的回收率；17為氨的分子量；14為氮的原子量；Nd·m為裝爐煤干基含氮量(%)；b為煤中總氮量轉化系數，一般取0.12～0.16。剩餘部分氮轉入焦炭和其它含氮化合物中。

2.4化合水產率

�W=K·Od·m·(18/16)(100-Ad-St·d/100) (11)

�式中，K=0.437；W為化合水對干基裝入煤的生成量；Od·m為裝入煤干基氧含量；18為水分子量；16為氧原子量。

�一般化合水的生成量取裝入煤量的2%～3%。

�化合水的生成量也可由下式計算：

�W=〔4.64-0.354Vd+0.0118Vd2〕 (12)

式中，Vd為裝入煤的干基揮發分。

3 焦炭質量預測�

3.1化學組成預測

3.1.1焦炭灰分�Ad·m=Kd·j·Ad·j (13)

式中，Ad·m、Ad·j分別為裝爐煤及焦炭的干基灰分，Kd·j為成焦率(見前述)。

3.1.2焦炭硫分

�法國焦炭中硫分的計算公式：

St·d·j=0.084+0.759St·d·m (14)

�式中，St·d·j、St·d·m分別為焦炭和裝入煤的干基全硫(%)；0.084、0.759為系數。

�波蘭焦炭含硫量計算公式：

�St·d·j=0.63St·d·m+0.2 (15)

�式中，St·d·j、St·d·m分別為焦炭和裝入煤的干基全硫(%)，0.63、0.2為系數。

�我國焦炭硫分計算式：

�St·d·m=(Kd·j/ΔS)St·d·j (16)

�式中，St·d·m、St·d·j分別裝入煤和焦炭的干基全硫(%)；Kd·j為全焦率(見前)；ΔS為煉焦過程中轉焦炭的硫的質量比。Kd·j/ΔS值一般為1.0～1.2。筆者認為Kd·j/ΔS=0.9～1.1比較符合山西焦化生產的實際。

3.2焦炭強度預測

�用焦炭強度預測方法來選擇配煤方案，以滿足焦炭強度的要求。影響焦炭強度的因素有：原料煤性質、煉焦煤准備和煉焦工藝系數等三個因素。由於後二者比較固定，只具有次要的影響。主要因素是煤的結焦性，它決定了煤化度和煤的粘結性兩個因素。反映煤化度的指標通常採用煤的揮發分或鏡質組反射率。煤的粘結性指標很多，如粘結力指數、煤的最大流動度、煤的膨脹度、膠質層最大厚度和粘結指數等。各國預測焦炭強度的模式很多，下面僅介紹我國以煤的乾燥無灰基揮發分(Vdaf)和粘結指數(G)或膠質層最大厚度(y)作為參數，建立回歸方程，預測焦炭強度的方法，即VM-G(y)法。

�M40=126.147-2.104Vdaf+0.144G，M10=12.974+0.452Vdaf-0.0243G；

�或 M40=126.881-1.947Vdaf+0.227y，M10=9.085+0.201Vdaf-0.363y。

�裝爐煤最適宜的范圍是：Vdaf=28%～32%，G=58%～72%或y=14mm～18mm。我省裝爐煤的揮發分普遍較低，裝入煤的干基無灰揮發分的下限可達23%～25%。

作者：*工程師，山西冶金設計院，030001太原
收稿日期：1999-06-16

⑤ 劑油比定義 我看到的劑油比都是大於1的，心想怎麼可能催化劑的量比反應原料油的量還大故求定義

石油催化裂化工藝中的一個控制參數，表示催化劑循環量與總進料量之比。劑油比大，原料油能與更多催化劑接觸，單位催化劑上的積炭少，催化劑失活程度小，從而使轉化率提高，但劑油比增大會使焦炭產率增加。劑油比太小，會增加熱裂化反應的比例，使產品質量變差。一般化工生產中會使用大量催化劑，而為了避免反映過於劇烈，會使用分段分批進料，甚至將部分產物迴流。

⑥ 燃料油生產工藝是什麼

原油經常減壓蒸餾（一次加工）可得到約40%的輕質油品，其餘是重質餾分和渣油。如果不經過二次加工，重質餾分和渣油只能作潤滑油基礎油原料和重質燃料油。目前國內原油中直餾輕質燃料油不能滿足市場的需求，因此，如何將重質餾分甚至渣油經化學方法轉化成輕質燃料是燃料生產的一個重要課題。此外，一次加工（直餾）汽油辛烷值低（一般在40～60），直接在汽車發動機中使用，會出現爆震現象，易損壞汽車發動機的零件，減少使用壽命，所以直餾汽油也需要二次加工，以提高其質量。

二次加工工藝很多，如催化裂化、催化重整、催化加氫、焦化、減黏裂化、烷基化等。本節只介紹目前煉油廠廣泛採用的催化裂化和催化重整工藝。

一、催化裂化

（一）催化裂化原理

所謂催化裂化，是指在裂解反應時採用了催化劑的裂化工藝。催化裂化一般使用重質燃料油（如減壓餾分油、焦化蠟油等）為原料。反應產物一般氣體約10%～20%；汽油產率約30%～60%；柴油產率約20%～40%；焦炭產率約5%～7%。常壓塔底重油和減壓塔底渣油中含有較多的膠質、瀝青質，在催化裂化時易生成焦炭，同時含有Fe、Ni等重金屬，易使催化劑污染，降低其活性。若作裂化原料，必須解決重金屬污染及焦炭生成較多的問題。

催化裂化時，原料油是在500℃左右及0.2～0.4MPa進行。在催化裂化條件下，烴類進行的反應不只是裂化一種反應，不但有大分子裂化成為小分子，而且也有小分子縮合成大分子的反應（甚至縮合成焦炭）。與此同時，還進行異構化、芳烴化、氫轉移等反應。在這些反應中，裂化反應是最主要的反應。

（二）催化裂化的工業型式

催化裂化是原料油在催化劑的作用下進行的，一方面通過裂解等反應生成較小分子的產物——氣體、汽油、柴油等；另一方面縮合成焦炭。這些焦炭沉積在催化劑表面使催化劑活性降低，因此必須燒去催化劑表面上積累的焦炭（積炭）來恢復催化劑的活性，這個用空氣燒焦的過程稱為催化劑的再生。一個催化裂化裝置中，催化劑不斷地進行反應和再生是催化裂化工藝的一個特點。

裂化反應是吸熱反應，再生反應是放熱反應。為了維持一定溫度條件，必須解決周期性地進行反應和再生、供熱和取熱的問題，即在反應時向裝置供熱，再生時從裝置內取走熱量。解決反應和再生這一對矛盾的基本方式不同，工業催化裂化裝置分為固定床、流化床、移動床和提升管四種型式，見圖8-4。

圖8-6催化重整工藝原理流程圖

（a）：1—預分餾塔；2—預加氫加熱爐；3，4—預加氫反應器；5—脫水塔（b）：1，2，3，4—加熱爐；5，6，7，8—重整反應器；9—高壓分離器；10—穩定塔

1．原料預處理部分

原料預處理包括原料的預分餾、預脫砷、預加氫。其目的是得到餾分范圍和雜質含量都合乎要求的重整原料。

（1）預分餾：直餾汽油餾分（≤180℃餾分）進入預分餾塔，從塔頂切除原料中低於80℃的餾分（≤C6，因這部分烴類易裂化成非汽油餾分而降低汽油產率），作汽油調和組分或化工原料。塔底得到80～180℃餾分可作重整原料。

（2）預加氫：預加氫的目的是除去原料中的砷、鉛、銅、鐵、氧、硫、氮等催化劑「毒物」，使其含量降至允許范圍內，同時可以使烯烴飽和，減少催化劑上積炭。預加氫反應放出H2S、NH3、H2O等，以及砷、鉛等金屬化合物，砷、鉛等吸附在加氫催化劑（鉬酸鎳或鉬酸鈷）上除去。預加氫反應物經冷卻後進入高壓分離器，分離出富氫氣體後，液體油中溶有少量的H2S、NH3、H2O等需除去，因此將液體油送到脫水塔、脫硫器，經處理後，可作為重整反應部分的進料。

有些煉油廠在預加氫單元設置單獨的預脫砷反應器，採用吸附法或化學氧化法脫砷。

2．重整反應及分餾部分

經預處理的原料油與循環氫混合，經加熱爐加熱後進入重整反應器。重整反應是吸熱反應，反應時溫度要下降。為了維持反應器較高的反應溫度（480～520℃），工業上重整反應器採用了3～4個反應器串聯，每個反應器前都設有加熱爐，加熱至每個反應器所需的溫度。

在催化重整反應時，反應器應通入大量氫氣進行循環，目的是抑制生焦反應，保護催化劑；同時起到熱載體作用，減少反應床層溫降，提高反應器內的平均溫度；此外，可稀釋原料使原料分布更均勻。

由最後一個反應器出來的反應產物經換熱、冷卻後進入高壓分離器，分出氣體（含氫85%～95%），經循環氫壓縮機升壓後大部分作重整反應器的循環氫使用，少部分去預處理部分，分離出的重整生成油進入穩定塔。穩定塔是一個分餾塔，塔頂分出液態烴，塔底為蒸氣壓滿足要求的穩定汽油。

從原油經減壓、催化裂化等加工過程得到的輕質燃料中，仍含少量雜質（如含硫、氧、氮等化合物），這些雜質對油品的使用性能有很大影響，會使油品色澤加深、氣味加濃，使油品具有腐蝕性，燃燒後放出氣體，易於變質等，因此，必須將這些雜質除去。因而可通過燃料產品精製過程將半成品加工成商品，滿足產品的規格要求。有時，單靠精製仍滿足不了產品的某些性能要求，這時可向燃料中加入油品添加劑（如抗爆劑、抗氧化劑、降凝劑等）來改善燃料的質量。油品的調和無一定的規范，由各煉廠實際情況確定。比如，車用汽油的調和，主要組分採用直餾汽油、二次加工所產的汽油，另外加入抗爆劑、抗氧化劑、金屬鈍化劑等。

⑦ 影響液體收率的因素有哪些

影響液體收率的因素有：(1)原料油性質變化;(2)爐出口溫度變化;(3)循環比大小變化;(4)蒸發段溫度變化;(5)系統壓力變化;(6)油氣入塔溫度變化;(7)焦炭塔操作變動;(8)塔盤分離效果不好;(9)儀表故障。

⑧ 延遲焦化裝置對原料油的指標都有哪些要求

常規的理解：
焦化是對原料性質要求最為寬松的工藝，因此難於加工的重油，如催化油漿、脫瀝青油、重污油等都能加工。對原料的物化性質指標的規定應該有三個方面：
1、鹽含量，它將直接決定產品石油焦的性質、反應系統結焦的速度。一般要求渣油鹽含量在5mg/l以下；
2、硫含量，具體決定了石油焦的產品等級，同時決定了對系統的腐蝕程度，硫含量的高低指標取決於石油焦目標產品質量和系統防止硫腐蝕的設計餘地。
3、不同的進料在組分上大致都可分成飽和烴、芳香烴、膠質和瀝青質四組分，他們在焦化反應中的產品分布自然各有不同，不同性質的進料有不同的四組分分布，也就對產品的分布造成了相應的影響，指標上應該考慮裝置工程設計的初始選定值，不能過度偏離原設計點造成爐管生焦、產品分離的超負荷。
個人觀點，僅供參考！