重油轻质化的途径有哪些

重油裂解得到轻质油解析：石油的成分中含有烷烃，A 正确；含 C18 以上烷烃的重油经过催化裂化而不是裂解得到汽油等轻质油，B 错误；煤的成分是有机物和无机物组成的复杂混合物，C 正确；煤经干馏后得到的煤焦油中含有苯和甲苯，煤中不含苯和甲苯，D 错误。答案： BD
技术 | 煤焦油加氢生产轻质化柴油的方法随着社会经济持续、高速发展，我国对轻质化柴油的需求也日益增加。然而，石油属于不可再生能源，正面临日趋枯竭的危机。相比之下，中国煤炭储量比较丰富，因此，由煤炭制取液体燃料（轻质化柴油、汽油、柴油、中质油）已成为煤加工利用的一个基本方向。

在另一方面，随着国际、国内钢铁行业的快速增长，工业呈现快速增长的趋势，煤焦油的产量越来越大，煤焦油的清洁加工和有效利用也变得越来越重要。目前，常规的加工方法是经过预处理蒸馏获取各种馏分，再对各种馏分用酸碱洗涤、蒸馏、聚合、结晶等方法进行处理提取纯产品，而酸碱精制过程中又会产生大量污水，会严重污染环境，因此有了煤焦油加氢处理技术与加氢裂化联合技术，最终通过加氢得到了我们常用的石脑油以及轻质化柴油（煤基轻柴油）。

煤焦油加氢生产轻质化柴油的方法：

原料油蒸馏，是将原料油采用蒸馏的方法分离，得到包括重油馏分在内的两个或两个以上的馏分；

催化剂由油浆制备，是将重油馏分的一部分、脱除了催化剂的加氢重馏分油、加氢精制尾油馏分、催化剂和硫化剂一起混合均匀制成催化剂油浆；

加氢裂化，是将除用于制备催化剂油浆之外的剩余重油馏分、加氢裂化产物分离得到的底部流出油中的一部分作为原料和催化剂油浆在在悬浮床或浆态床或鼓泡床加氢反应器进行加氢裂化反应；

加氢裂化产物分离，是将加氢裂化产物进行分离，得到顶部流出油和底部流出油，该底部流出油含有催化剂；

催化剂分离，是将上述的一部分底部流出的油进行固液分离，得到催化剂残渣和加氢重馏分油；

加氢精制，是将原料油蒸馏得到除重油馏分之外的其他馏分和上述的顶部流出油作为原料，混氢后进行加氢精制反应；

产品分馏，是将加氢精制反应得到的反应物进行蒸馏分馏，得到燃料油馏分和尾油馏分。

上述方法中，通过将蒸馏得到重油馏分、催化剂混合油浆在悬浮床或浆态床或鼓泡床反应器进行加氢裂化反应，在一定程度上避免采用固定床反应器进行重油加氢裂化反应时容易产生结焦的问题。
怎么从重油里变出汽油来？目前，在石油产品中，作为汽车燃料的汽油和柴油的数量要占到一多半，而一般原油中含有的汽油、柴油这样的轻质馏分只有1/4左右，光是从数量上看就有很大差距，同时在质量上也达不到要求。

文章插图
因而，人们便想方设法要把约占原油3/4的较重成分变成轻质燃料，以满足交通事业发展的需要。根据原油在350℃起就开始分解这个特点，20世纪初就有人开发了石油热裂化生产汽油的方法，并大规模工业化，基本满足了当时的需要。但是到了20世纪40年代，汽车数量激增，汽油机的工作条件越来越苛刻，热裂化汽油无论在数量上还是质量上都已经不能满足需要，此时一种称为催化裂化的新生产工艺便应运而生。自那时起，催化裂化迅速发展，逐渐成为生产汽油的主角，而热裂化则逐渐退出历史舞台，现在已几乎绝迹。
所谓催化裂化就是指在催化剂存在下进行裂化反应，与单纯的热裂化相比，它可以在较低的温度下、较短的时间内完成反应，大大提高了生产的效率和汽油的质量。其反应温度大体在500℃左右，反应时间只有几秒钟。催化裂化的原料比较广泛，最初主要用沸点范围为350～500℃的中间馏分为原料，现在大量采用重质原料（全部或部分掺入常压渣油或减压渣油），就是所谓重油催化裂化。催化裂化所用的催化剂现有许多品牌，但在本质上它们都是硅和铝的化合物，现在普遍采用的是一类称为Y型分子筛的固体酸催化材料，以分子筛为主要成分的裂化催化剂具有很高的催化活性、选择性及稳定性。
催化裂化装置示意图事物往往是一分为二的，在催化裂化过程中原料也是两极分化的：一方面是大分子变小，产生出人们所需要的轻质产物；另一方面，大分子还缩合成更大的分子，直至生成焦炭。这些焦炭沉积在催化剂上，会使催化剂的活性大大下降以致使它无法工作。只有通入空气把焦炭烧掉，对催化剂进行再生，使其活性得到恢复后，才能重复使用。在炼油厂里，这个过程是在一种叫做流化床的设备中完成的，像粉末一样的微球形催化剂周而复始地在反应器和再生器之间来回穿梭运动。在反应器中，随着反应的进行催化剂的表面会结上焦炭，其活性也就逐渐下降；随后结了焦的催化剂就进入再生器，在空气气流中使催化剂上的焦炭燃烧掉，这样便可使催化剂的活性得以恢复。而焦炭燃烧所放出的热量会被催化剂吸收，为它回到反应器中继续进行裂化反应创造条件，这样也就一举两得了。
催化裂化装置催化裂化汽油的产率大体在50%左右，它在我国车用汽油中的份额约占80%之多。催化裂化汽油基本可达到90号车用汽油的标准，但是从环保上更高的要求来看，其中烯烃的含量较高，硫含量一般也偏高，这是目前正在设法解决的问题。此外，催化裂化还产出25%～30%的柴油馏分，其质量较差，需要经过进一步处理后才能应用。
催化裂化在生成汽油、柴油等液体产物的同时，还生成以丙烷、丙烯、丁烷、丁烯为主要成分的气体产物。它们在不太高的压力下就可以变成液体，这就是常用作民用燃料的液化气。其实，把液化气当燃料烧掉是很可惜的。因为它们是极好的石油化工原料，可以用来制取聚丙烯和聚丙烯腈等许多十分重要的产品。近年来，还开发了一系列用催化裂化方法尽量多产气体烯烃的过程，成为除了高温裂解外另一条提供石油化工原料的重要渠道。
【重油轻质化的途径有哪些】此外，还有一类也能把大分子变小，使重质的原料变轻的过程称为加氢裂化。这种方法是在高达100多个大气压（约10兆帕）的氢气下，经过加氢裂化催化剂的作用，可以生产出质地纯净的优质喷气飞机燃料、柴油以及石油化工的原料（轻油）。
重油的分理方法？第六节石油的分馏
教学目的：
1. 使学生了解石油的组成和石油产品的广泛用途。
2. 使学生初步了解石油的常压分馏和减压分馏以及裂化的原理。
3. 使学生初步了解我国石油工业的发展概况和节约能源以及防止污染的重要性。
教学重点：石油的常压分馏原理及石油产品的用途。
教学难点：石油的常压分馏原理。
学习过程：
烃的来源：天然气 CH4 石油化工是:用石油产品的石油气、石油做原料来生产化工产品的工业
石油的物性：
展示石油样品，观察它的色、态、密度、溶解性并嗅其气味，总结出它的物性：黑色或深棕色粘稠液体，常有绿色或蓝色荧光，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点。
石油是由什么组成的呢？
石油的成分：
1. 石油所含的基本元素是碳和氢，两种元素的总含量平均为97～98%（也有达99%的），同时还含有少量硫、氧、氮等。
2. 石油的化学成分随产地不同而不同。主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混和物。一般石油不含烯烃。
3. 大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。
石油的炼制：
开采出来的石油叫做原油。要经过一系列的加工处理后才能得到适合不同需要的各种成品，如汽油、柴油等。
原油含水盐类。含水多，在炼制时要浪费燃料，含水量盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制。
石油的炼制分为：石油的分馏、裂化、重整三种方法。
1. 石油的分馏：
先复习一下随着烃分子里碳原子数增加，烃的沸点也相应升高的知识，然后启发学生如何能把石油组成里的低沸点烃和高沸点烃分离开。（答：给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷却先分离出来。随着温度升高，较高沸点的烃再气化，经过冷凝也分离出来。）
向学生说明原油开始沸腾后温度仍逐渐升高。同时问学生为什么？这说明原油是混合物。
工业上如何实现分馏过程呢？主要设备是加热炉和分馏塔。
要突出介绍分馏塔的作用。最后总结石油常压分馏产物：溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油。
接着，提出重油所含的成分如何分离？升温？在高温下，高沸点的烃受热会分解，更严重的是还会出现炭化结焦、损坏设备，从而引出减压分馏的方法。
后半部分介绍减压分馏过程和产物：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青。
石油分馏
常压分馏：得溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油

减压分馏：得重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青
2. 裂化：
(1) 提出石油分馏只能得到25%左右的汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，产量不高。如何提高轻质燃料的产量，特别是提高汽油的产量？引出石油的裂化。什么叫裂化？
裂化 —— 就是在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。
裂化有热裂化和催化裂化：
裂化
热裂化：在500 ℃、20～30大气压进行，可将重油变成轻质油（主要是气油）

催化裂化：使用催化剂，在低于热裂化温度下进行，使大分子变成小分子，而小分子则可异构化，从而得到质量较高的汽油。（降低裂化温度、防止结焦）
裂化过程举例：
另外，煤中含少量的硫、磷、氢、氧、氮等元素以及无机矿物质（主要含Si、Al、Ca、Fe）。因此，煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混和物。（煤不是炭）
2. 煤的干馏
定义：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏。（与石油的分馏比较）
煤高温干馏后的产物：
从煤焦油可分馏出芳香族化合物，如苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、沥青。
如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题,将石油分馏得到的重油进2)试管Ⅱ中少量液体凝结说明了__石蜡分解为小分子液体________________________ 。
(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了___含有双键小分子有机物_______________________ 。