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行业总产值14万亿元，原油加工能力控制在600Mt/a以内，形成3-4个20Mt/a级的炼油生产基地，长三角、珠三角和环渤海地区的炼油能力比重进一步提高，炼油企业平均规模超过6Mt/a。
由于加氢裂化技术既可以直接加工含硫或高硫原油的馏分油或渣油，能够满足越来越严格的环保要求，又是一种很成熟的炼油技术。随着世界石油石化工业的发展重心向亚洲转移，同时，伴随着我国经济持续、稳定和快速发展，加氢技术将在世界范围内步入快速发展阶段。 2.7企业提高经济效益的需要
随着高硫原油与含硫原油、含硫原油与低硫原油、轻质原油与重质原油价差的加大，企业要使经济效益最大化，就必然要加工高硫重质原油，加氢裂化技术具有加工高硫重质原油的灵活性。
综上所述，在现代石油工业中，随着世界范围内原油变重、品质变差，原油中硫、氮、氧、钒、镍、铁等杂质含量呈上升趋势，炼厂加工含硫原油和重质原油的比例逐年增大，采用加氢技术是改善原油深加工原料性质、提高产品品质，实现这类原油加工最有效的方法之一；世界经济的快速发展，对轻质油品的需求持续增长，特别是中间馏分油如喷气燃料和柴油，因此需对原油进行深度加工，加氢技术是炼油厂深度加工的有效手段；环境保护的要求，对生产者要求在生产过程中要尽量做到物质资源的回收利用，减少排放，并对其产品在使用过程中能对环境造成危害的物质含量严格限制，目前催化加氢是能够做到这两点的石油炼制工艺过程之一，如生产各种清洁燃料，高品质润滑油都离不开催化加氢。 因此，催化加氢技术是21世纪石油工业发展的重点技术。
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第一部分 工艺篇
第一章 石油及产品的化学组成和性质
1.石油的一般性质、化学组成与馏分组成 1.1石油的一般性质
石油（或称原油）主要是由碳氢化合物组成，并含有少量硫、氮、氧的等复杂有机化合物。通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体。石油的颜色 与原油中含有的胶质、沥青质数量的多少有密切关系。胶质与沥青质含量越多，石油颜色就越深。我国玉门、大庆等油田的原油多呈黑褐色；新疆克拉玛依油田原油呈茶褐色；青海柴达木盆地的原油多呈淡黄色；四川、塔里木、东海等盆地的一些凝析气田所产凝析油从浅黄色到无色。多数石油的密度集中在0.8～0.98g/cm3之间，但也有个别石油的相对密度在1.0g/cm3以上或0.8g/cm3以下。其是由远古海洋或湖泊中的生物在地下经过漫长的地球化学演化而成。石油因产地不同，其理化性质有很大差异。表1.1是我国原油的一般性质，我国原油的主要特点是大多数原油的相对密度（d204）在0.85-0.95之间（属较重原油），凝点(CP)高（含蜡量高），硫含量较低，氮含量偏高(大部分原油的氮含量>0.3% )。
石油的臭味是由于原油中所含的不同挥发组分而引起。芳香属组分含量高的原油具有一种醚臭味。含有硫化物较高的原油则散发着强烈刺鼻的臭味。由于含硫化物较高，因此这类原油在加工时，需要增加专门的处理装置而要投入更多的资金。
表1.1我国原油的一般性质
新疆原油名称 大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 吐哈 密度（20℃）g/cm3 运动粘度（50℃）mm/s 凝点，℃ 蜡含量% 沥青质含量% 残炭% 灰分% 30 26.2 0 2.9 0.0027 28 14.6 ＜1 6.4 0.02 2 4.9 2.9 7.4 0.096 17 9.5 0 6.8 0.01 36 22.8 ＜0.1 6.7 0.0097 33 19.7 0 3.8 - 16.5 18.6 0 0.9 0.014 26 15.3 0 5.5 - 2鲁宁 管输 0.8937 0.8554 0.9005 0.9495 0.9204 0.8837 0.8466 0.8197 20.19 83.36 333.7 109.0 57.1 10.32 2.72 37.8 9
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硫含量% 氮含量% 镍含量% 钒含量% 0.1 0.16 3.1 0.04 0.8 0.41 26 1.6 2.09 0.43 21.1 2.0 0.27 0.40 32.5 0.6 0.31 0.38 15 0.7 0.52 0.17 3.3 2.4 0.03 0.05 0.5 0.03 0.80 0.29 12.3 1.5 1.2石油的化学组成
原油既不是由单一元素组成的单质，也不是由两种以上元素组成的化合物，而是由各种元素组成的多种化合物的混合物。原油中的主要化学元素是碳（占83～87% ）与氢（占11～14%）。如表1.2所示，原油中除碳、氢外，还有硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁等)。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分（约占95% ~ 99%），含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。石油中的非碳氢原子称为杂原子，以碳氢化合物的衍生物形态存在与石油中。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高。
表1.2 国内外原油的元素组成
原油名称 大庆 胜利 大港 孤岛 辽河 塔里木 伊朗（轻质） 美国（堪萨斯） 前苏联（杜依玛兹） 墨西哥 C，% 85.87 86.26 85.67 85.12 85.86 84.9 85.14 84.20 83.90 84.20 H，% 13.73 12.20 13.40 11.61 12.65 12.5 13.13 13.00 12.30 11.40 S，% 0.10 0.80 0.12 2.09 — 0.701 — 1.90 2.67 3.60 N，% 0.16 0.41 0.23 0.43 — 0.284 — 0.45 0.33 — (C+H)，% 99.60 98.46 99.07 96.73 98.51 97.4 98.27 97.20 96.20 — H/C(原子比) 1.90 1.68 1.86 1.62 1.75 — 1.84 1.84 1.75 — 此外，原油中所含微量的氯、碘、砷、磷、镍、钒、铁、钾等元素，这些金属元素的含量一般只有百分之几甚至十亿分之几，也是以化合物的形式存在。其含量虽小，对石油产品的影响不大， 但它们往往对石油加工过程中所使用的催化剂有很大影响，这些含量很少的元素，甚至会使催化剂丧失活性，其中砷会使得催化重整的催化剂中毒，铁、镍、钒会使催化裂化的催化剂中毒。因此必须重视他们的存在，故在进行原油的这类加工时，对原料要有所选择或进行预处理。 1.3石油的馏分组成
原油是一个多组分的混合物，其沸点范围很宽，从常温一直到500℃，无论对原油进行
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研究或进行加工利用，都必须对原油进行分馏。分馏就是按照组分沸点的差别将原油―切割‖成若干―馏分‖，每个馏分沸点范围简称为馏程或沸程。从馏分组成来讲，石油可分为汽油、煤油、柴油和润滑油等馏分油和减压渣油。如表1.3所示。石油是由分子量为几十到几千、数目众多的烃类和非烃类化合物组成的复杂混合物。它的分子量范围很宽，沸点也从常温一直到500℃以上。所以，要想对原油进行研究或进行加工利用，都必须先用分馏的方法按石油沸点的高低将它切割成若干部分，这就是我们常说的馏分，而每个馏分的沸点范围简称为馏程或沸程。从原油中直接蒸馏得到的馏分称为直馏馏分。一般把原油中从常压蒸馏开始馏出的温度（也叫初馏点）到200℃（或180℃）之间的轻馏分称为汽油馏分，也称轻油或石脑油；常压蒸馏200（或180℃）～350℃之间的中间馏分称为柴油馏分，或常压瓦斯油（简称AGO）；而>350℃的则称为常压渣油或常压重油（简称AR）。由于一般原油从350℃开始即有明显的分解现象，所以对于沸点高于350℃的馏分必须在减压下蒸馏，要将减压下蒸出的馏分的沸点换算成常压沸点，一般把相当于常压下350～500℃的高沸点馏分称为减压馏分油或润滑油馏分油或者也可以叫做减压瓦斯油（简称VGO），而减压蒸馏后残留的>500℃的油称为减压渣油（简称VR）。蒸馏所得的这些馏分还不能满足石油产品的规格，还需要进行进一步的加工才能成为我们所用的石油产品。
表1.3国内外部分原油的馏分组成
原油名称 大庆 胜利 孤岛 辽河 华北 中原 塔里木 塔河 沙特（轻质） 沙特（混合） 英国（北海） 馏分组成，% 初馏点～200℃ 11.5 7.6 6.1 9.4 6.1 19.4 20.71 11.97 23.3 20.7 29.0 200～350℃ 19.7 17.5 14.9 21.5 19.9 25.1 28.07 19.46 26.3 24.5 27.6 350～500℃ 26.0 27.5 27.2 29.2 34.9 23.2 22.37 23.42 25.1 23.2 25.4 >500℃ 42.8 47.4 51.8 39.9 39.1 32.3 28.85 45.15 25.3 31.6 18.0 2.石油馏分中的烃类组成
从化学组成看，石油主要包括烃类及非烃类。
烃类包括:①烷烃，含量随馏分沸点升高而逐渐减少。正构烷烃和异构烷烃都存在。后者主要是单取代基异构物，支链较短且大多靠近链端。②环烷烃，主要是五元和六元环烷烃的衍生物。低沸点馏分中以单环为主，中沸和高沸点馏分中还有双环和多环环烷烃。③芳香
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烃的含量随馏分沸点升高而增多，环数也增多。大多带有烷基侧链，链的长度不一。在高沸点馏分中还常并连有环烷环（环烷-芳烃）。
非烃类存在于石油中的有:①含硫化合物，是石油中主要的非烃化合物。各种原油的含硫量差异很大，少的只有万分之几，多的可达百分之几。在同一石油中硫化物含量随沸点升高而增多。硫的存在形态已确定的有:元素硫、硫醚、硫醇、噻吩及其同系物等。②含氮化合物，一般在万分之几至千分之几，主要集中在高沸点馏分及中。有碱性含氮化合物（吡啶、喹啉的同系物）和非碱性含氮化合物（吡咯、吲哚、咔唑类）。含氮化合物在石油贮存过程中易生成胶质，在加工过程中能引起。③含氧化合物，含量很少，存在形态以环烷酸为主，脂肪酸和酚的含量很少。低分子环烷酸能腐蚀金属设备。④胶状、沥青状物质，存在于高沸点馏分和渣油中，是以稠合芳环为核心，连有环烷环和烷基侧链、并有各种杂原子基团的复杂大分子化合物。其中不溶于低分子正构烷烃而溶于苯的组分称为沥青质。⑤金属化合物，以油溶性金属有机化合物或络合物形态存在，集中在渣油中。金属元素有镍、钒、铁、铜等，镍和钒的含量从几个μg/g到几百μg/g，相当部分以卟啉络合物形式存在。 2.1石油中的烃类组成
从石油的元素构成看，碳和氢是石油的主要组成部分，因而石油中的化合物主要也是碳和氢组成的化合物，即碳氢化合物，又简称烃，它是石油加工和利用的主要对象。这些烃类包括分子量为16的甲烷到分子量为2000左右的大分子烃，由于产地不同，各种烃类的含量也不相同。
石油中的烃类按其结构不同，大体可分为烷烃、环烷烃、芳香烃和不饱和烃等。不同的烃类对石油产品性质的影响也各不相同，下面逐一介绍。 2.1.1烷烃
它是开链的饱和烃，又分为正构体和异构体两类。以直链相连接的烷烃称为正构烷烃，而带有支链的烷烃则称为异构烷烃。在绝大多数的石油中，烷烃的含量都比较多，若以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛表示分子结构中碳原子的数目，并以正构体和异构体表示其连接方式，那么就可命名各类烷烃，如异辛烷表示的是由8个碳原子组成的异构体烷烃。 常温下，烷烃的化学稳定性比较好，仅次于芳香烃，在一定的高温条件下则容易分解成醇、醛、醚等一系列氧化物。此外，烷烃的密度最小，粘温性能最好，是燃料和润滑油的良好成分，如煤油中含烷烃较多时，点灯时的火焰就比较稳定。
正构烷烃的自燃点最低，柴油中含正构烷烃多，则燃烧性能好，柴油机的工作也就平稳。而汽油则要求异构烷烃的含量多，因为正构烷烃多，则辛烷值低，引起汽油机发生爆震，异构烷烃的自燃点高，辛烷值高，在汽油中的抗爆性就强，因而是高辛烷值汽油的理想成分。
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