初中化学实验报告

~ 1、石油化工的含义
石油化学工业简称为石油化工，是化学工业的主要组成部分，是指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油华工产品懂得加工工业。石油产品又称油品，主要包括各种燃料油(汽油煤油柴油)和润滑油液化石油气石油焦碳石蜡沥青等
2、石油化工的发展
石油化工的发展与石油炼制工业与以煤为基本原料生产化工产品及三大合成材料的发展有关。起源于19世纪20xx年代石油炼制的开始;20世纪20xx年代的汽车工业发展带动汽油的生产;40年代催化裂化工艺的进一步开发形成破具规模的石油炼制工艺;50年代裂化技术及乙烯的制取为石油化工提供大量原料;二战后石油化工得到更进一步的发展;70年代后原由价格上涨石油发展的速度下降。因此对新工艺的开发新技术的使用节能优化等的综合利用成为必然趋势。
3、石油化工的重大意义
石油化工作为我国的支柱产业，在国民经济中占有极高的地位。石油化工是燃料的主要供应者，是材料产业(包括合成材料有机合成化工原料)的支柱之一;促进农业的发展，如肥料制取塑料薄膜的推广及农药的使用等;对各工业部门起着至关重要的作用，如为我们提供汽油煤油柴油重油炼厂气等燃料，成为交通业(提供燃料)建材工业(提供塑料管道涂料等建材)及轻工纺织工业等领域。
石化行业是技术密集型产业，生产方法和生产工艺的确定关键设备的选型选用制造等一系列技术，都要求由专有或独特的技术标准所规定。因此只有加强基础学科尤其是有机化学，高分子化学，催化，化学工程，电子计算机和自动化等方面的研究，加强相关技术人员的培养，使之掌握和采用先进的科研成果，在配合相关的工程技术，石油化工行业才可能不断发展登上新台阶。
二、武汉石化厂简介
中国石化武汉石油化工厂始建于1971年。现有固定资产16亿元，炼油加工能力400万吨/年，拥有15套炼油、化工装置，为全国500家最大规模工业企业之一。黄鹤牌汽油、煤油、轻柴油、石脑油、硫磺、石油酸、聚丙烯、液化石油气等16种石油化工产品，有十种产品采用了国际标准，八种产品荣获部、省、市和国家优质产品称号。
(一)主要装置及流程
原油本身是由烃类和非烃类组成的复杂混合物，其直接利用价值较低，需要将其加工成汽油、煤油、柴油、润滑油以及石油化工产品。原油蒸馏是原油加工的第一道工序，在炼油厂中占有非常重要的地位。
目前炼油厂常采用的原油蒸馏流程是双塔流程或三塔流程。双塔流程包括常压蒸馏和减压蒸馏，三塔流程包括原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏。大型炼油厂一般采用三塔流程。
依据原油加工成产品的用途不同，原油的蒸馏工艺流程大致可分为三类：①燃料型，以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主;②燃料-润滑油型，以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主，对减压馏分油的分离精度要求较高，减压塔侧线馏分的馏程相对较窄;③化工型，以生成汽油、煤油、柴油、减压馏分油以及重质燃料油为主，汽油、煤油和部分柴油用作裂解原料，因此其分离精度要求较低。
上述三种类型的原油蒸馏流程基本相同，下面以燃料型来介绍原油蒸馏的基本流程，包括原油初馏、常压蒸馏和减压蒸馏三部分
(1)原油初馏原油经过换热，温度达到80～120℃左右进行脱盐、脱水(一般要求含盐小于10mg/L，含水小于)，再经换热至210～250℃，此时较轻的组分已经气化，气液混合物一同进入初馏塔，塔顶分出轻汽油馏分，塔底为拔头原油
(2)常压蒸馏拔头原油经过换热、常压炉加热至360～370℃，油气混合物一同进入常压塔(塔顶压力约为130～170KPa)进行精馏，从塔顶分出汽油馏分或重整馏分，从侧线引出煤油、轻柴油和重柴油馏分，塔底是沸点高于350℃的常压渣油。常压蒸馏的主要作用是从原油中分离出沸点小于350℃的轻质馏分油
(3)减压蒸馏常压渣油经过减压炉加热至390～400℃后进入减压塔，塔顶压力一般为1～5KPa。减压塔顶一般不出产品或者出少量产品(减顶油)，各减压馏分油从侧线抽出，塔底是常压沸点高于500℃的减压渣油，集中了原油中绝大部分的胶质和沥青质。减压蒸馏的主要作用是从常压渣油中分离出沸点低于500℃的重质馏分油和减压渣油(二)主要炼油工艺简介
A、联合车间
(一)常压蒸馏和减压蒸馏
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(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。
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。
(二)、催化裂化装置
催化裂化工艺在石油炼制工业中占有十分重要的地位，在技术和经济上有许多优越性，是用于二次加工生产高质量燃料油的主要手段。
催化裂化装置是炼油工业的核心装置，与大乙烯裂解装置、大化肥合成氨装置同列为中国石化总公司的三大支柱装置。从经济效益看，它占总公司利税的30%左右，从加工能力看，占总公司原油加工能力的1/3。
催化裂化装置包括三大反应过程：反应再生过程、分馏过程、吸收稳定过程。
反应再生过程
催化裂化反应是指大分子的烃类在一定的温度和压力条件下，在微球催化剂的孔道内进行化学键的断裂反应，从而生成小分子烃类(但同时也生成焦炭)的化学反应。包括重油催化与常规蜡油催化。催化裂化操作参数包括反应温度、剂油比、原料预热温度、反应时间、再生催化剂含碳量等。
分馏过程
催化裂化反应油气的分离是在分馏塔内完成的，反应油气进入分馏塔的脱过热段(人字挡板下)，与人字挡板上下流的循环油浆逆流接触，脱除过热、洗涤油气中夹带的催化剂粉尘，并使反应油气进行部分冷凝。首先冷凝的是沸点较高的油浆，上升的油气混合物在塔内令其温度逐渐降低，又出现部分冷凝，冷凝液为回炼油。再降低温度使其逐渐部分冷凝为柴油，最后不能冷凝的是汽油、蒸气及富气。此时，在分馏塔底得到的是最高沸点馏分(油浆)，塔侧自下而上可取得回炼油、轻柴油馏分，自塔顶在油气分离罐底可取得汽油馏分，在分离罐顶得到富气组分。
吸收稳定过程
吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度不同达到分离的目的，而分馏是利用液体混合物中各组分挥发度不同来进行分离的
催化裂化压缩富气吸收过程是在填料塔内进行，解吸分离是在板式塔内进行。在吸收塔内，贫吸收油自塔顶入塔后下行，与由塔最下层塔板进塔而上升的烃类混合气体在塔板上进行多次气、液逆向接触，完成吸收过程。通过吸收和解吸操作，使吸收塔顶得到基本不含C3组分的气体(再吸收塔顶为干气);在解吸塔底得到基本不含C2的脱乙烷汽油。从而按C2、C3这两种关键组分将其分离开来。
稳定塔
将液化气(C3、C4)从脱乙烷汽油中分离出来的操作过程是在稳定塔中进行的。稳定塔操作是在压力下精馏分离液态烃和汽油的过程。

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