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石油化学工程原理(合集7篇)

时间:2023-08-16 17:05:54
石油化学工程原理

石油化学工程原理第1篇

该课程主要研究石油的组成、性质及其加工成为发动机燃料、剂和石油化学品过程中的化学问题的学科,其范围大体包括石油及其产品的化学组成与性质、石油热转化及催化转化的化学原理、油及添加剂化学、石油化学品合成化学原理等。

课程的主要任务是使学生掌握关于石油及其产品的物理性质和化学组成的基本知识以及主要石油热转化与催化转化的基本化学原理,并培养其将化学基础理论与石油加工的实践相结合的能力。

课程内容 石油化学课程的主要内容包括了石油的化学组成、石油及其馏分的物理化学性质、石油产品的使用性能与其化学组成之间的关系,并对石油化学组分的分离分析方法及石油成因等作一般介绍,此外也重点介绍了石油加工过程的化学原理,包括热转化及各种催化转化过程,并简要介绍了从石油及天然气制取石油化学品的过程。课程中同样涉及到了部分石油生产环境保护方面的内容:如环境保护基础;石油生产大气、水污染及防治;石油生产固体废物处理等。

但如果只是泛泛而谈,不加深入,就难以突出石化行业环境污染问题的严重性,导致学生在学习中亦是一带而过,不予重视。因此,建议在石油化学的课程教学过程中,更多地结合石化企业带来的环境问题,使环境保护的理念深入人心。

石油化学与环境问题石油加工带来的环境问题石油是一种多组分的复杂混合物,包括烃类及非烃类。

主要元素包括C、H、S、N、O,此外还有微量的金属元素和非金属元素。S、N、O为石油中的非烃组成元素,也称之为杂原子,它们组成了石油中的非烃化合物,虽然这三种元素在原油中的含量并不高,但是含这些杂原子的非烃化合物在原油中的含量却相当可观,对石油加工过程和环境的影响也相当大,例如:硫在石油中以单质硫、H2S、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等形态出现,进入环境后,不仅是有毒及臭气污染源,还能加剧酸雨效应。

如催化裂化工艺,若以减压馏分油为原料,原料中的硫大约会有10%~15%会进入到焦炭中,焦炭在再生器中燃烧,其中的硫转化为SO2和SO3,这些硫化物随再生烟气排入大气,产生大气污染。此外,硫还易产生硫化氢、硫化铁、硫醇铁等物质,对生产装置产生腐蚀作用。

氮在石油中的含量为一般为万分之几至千分之几,存在形态如吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚等,当油品沈瑞华,1994年毕业于中国石油大学(华东)应用化学专业,2010年获得澳大利亚新南威尔士大学材料科学与工程专业博士学位,讲师,现在中国石油大学(华东)化工学院工作,主要从事重油加工和材料科学方面的科研和教学。

石油化学是高等院校石油、化工相关专业的基础课程之一,文章从课程的教学角度出发,结合石油加工过程中产生的环境问题,阐述了石油化学课程中应有的环保理念,并讨论了如何将这种环保理念在课程教学中加以灌输的方法。

作为化学学科之一,是无机与分析化学、有机化学、物理化学以及仪器分析等课程的理论知识在石油加工领域中的应用。可作为化学工程与工艺、应用化学、石油炼制、石油工程、钻井技术、油气开采技术、油气储运技术等专业的教材,也可作为石油天然气行业中技术人员和管理人员的参考用书。

该课程主要研究石油的组成、性质及其加工成为发动机燃料、剂和石油化学品过程中的化学问题的学科,其范围大体包括石油及其产品的化学组成与性质、石油热转化及催化转化的化学原理、油及添加剂化学、石油化学品合成化学原理等。课程的主要任务是使学生掌握关于石油及其产品的物理性质和化学组成的基本知识以及主要石油热转化与催化转化的基本化学原理,并培养其将化学基础理论与石油加工的实践相结合的能力。

课程内容 石油化学课程的主要内容包括了石油的化学组成、石油及其馏分的物理化学性质、石油产品的使用性能与其化学组成之间的关系,并对石油化学组分的分离分析方法及石油成因等作一般介绍,此外也重点介绍了石油加工过程的化学原理,包括热转化及各种催化转化过程,并简要介绍了从石油及天然气制取石油化学品的过程。

石油化学工程原理第2篇

    该课程主要研究石油的组成、性质及其加工成为发动机燃料、润滑剂和石油化学品过程中的化学问题的学科,其范围大体包括石油及其产品的化学组成与性质、石油热转化及催化转化的化学原理、润滑油及添加剂化学、石油化学品合成化学原理等。

    课程的主要任务是使学生掌握关于石油及其产品的物理性质和化学组成的基本知识以及主要石油热转化与催化转化的基本化学原理,并培养其将化学基础理论与石油加工的实践相结合的能力。

    课程内容  石油化学课程的主要内容包括了石油的化学组成、石油及其馏分的物理化学性质、石油产品的使用性能与其化学组成之间的关系,并对石油化学组分的分离分析方法及石油成因等作一般介绍,此外也重点介绍了石油加工过程的化学原理,包括热转化及各种催化转化过程,并简要介绍了从石油及天然气制取石油化学品的过程。课程中同样涉及到了部分石油生产环境保护方面的内容:如环境保护基础;石油生产大气、水污染及防治;石油生产固体废物处理等。

    但如果只是泛泛而谈,不加深入,就难以突出石化行业环境污染问题的严重性,导致学生在学习中亦是一带而过,不予重视。因此,建议在石油化学的课程教学过程中,更多地结合石化企业带来的环境问题,使环境保护的理念深入人心。

    石油化学与环境问题石油加工带来的环境问题石油是一种多组分的复杂混合物,包括烃类及非烃类。

    主要元素包括C、H、S、N、O,此外还有微量的金属元素和非金属元素。S、N、O为石油中的非烃组成元素,也称之为杂原子,它们组成了石油中的非烃化合物,虽然这三种元素在原油中的含量并不高,但是含这些杂原子的非烃化合物在原油中的含量却相当可观,对石油加工过程和环境的影响也相当大,例如:硫在石油中以单质硫、H2S、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等形态出现,进入环境后,不仅是有毒及臭气污染源,还能加剧酸雨效应。

    如催化裂化工艺,若以减压馏分油为原料,原料中的硫大约会有10%~15%会进入到焦炭中,焦炭在再生器中燃烧,其中的硫转化为SO2和SO3,这些硫化物随再生烟气排入大气,产生大气污染。此外,硫还易产生硫化氢、硫化铁、硫醇铁等物质,对生产装置产生腐蚀作用。

    氮在石油中的含量为一般为万分之几至千分之几,存在形态如吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚等,当油品沈瑞华,1994年毕业于中国石油大学(华东)应用化学专业,2010年获得澳大利亚新南威尔士大学材料科学与工程专业博士学位,讲师,现在中国石油大学(华东)化工学院工作,主要从事重油加工和材料科学方面的科研和教学。

    石油化学是高等院校石油、化工相关专业的基础课程之一,文章从课程的教学角度出发,结合石油加工过程中产生的环境问题,阐述了石油化学课程中应有的环保理念,并讨论了如何将这种环保理念在课程教学中加以灌输的方法。

    作为化学学科之一,是无机与分析化学、有机化学、物理化学以及仪器分析等课程的理论知识在石油加工领域中的应用。可作为化学工程与工艺、应用化学、石油炼制、石油工程、钻井技术、油气开采技术、油气储运技术等专业的教材,也可作为石油天然气行业中技术人员和管理人员的参考用书。

    该课程主要研究石油的组成、性质及其加工成为发动机燃料、润滑剂和石油化学品过程中的化学问题的学科,其范围大体包括石油及其产品的化学组成与性质、石油热转化及催化转化的化学原理、润滑油及添加剂化学、石油化学品合成化学原理等。课程的主要任务是使学生掌握关于石油及其产品的物理性质和化学组成的基本知识以及主要石油热转化与催化转化的基本化学原理,并培养其将化学基础理论与石油加工的实践相结合的能力。

    课程内容  石油化学课程的主要内容包括了石油的化学组成、石油及其馏分的物理化学性质、石油产品的使用性能与其化学组成之间的关系,并对石油化学组分的分离分析方法及石油成因等作一般介绍,此外也重点介绍了石油加工过程的化学原理,包括热转化及各种催化转化过程,并简要介绍了从石油及天然气制取石油化学品的过程。

石油化学工程原理第3篇

关键词:石油化工;废水处理;具体分析

随着经济的发展,社会在不断的进步,石油化工工艺已经变得越来越重要,但是在进行石油化工生产的过程中,会产生很多的工业废水,需要及时的对这些废水进行处理,否则就会影响着环境。石油化工中的废水比较多,这样废水中的物质就会比较复杂,导致了污染的形式也是多样化的,石油化工企业需要对相应工艺进行处理。本文就是对石油化工工艺及废水处理进行分析,为相关的研究提供借鉴。

1 石油化工工艺的流程

1.1 原油的预处理

原油就是指油田在开采之后,送入到炼油厂加工之前的石油,这种石油就是原油,原油有着较高的水分和盐分。从盐分的角度来说,这种石油的内部会有着氯化分子。这些分子导致原油加工设备被腐蚀,因为原油加工的设备中,必可避免的会用到金属设备,这样金属设备就会与原油中的氯化分子发生一系列的反应,而且会在机械的内部形成众多的有害物质,这些友有害的物质就会对石油的利用产生负面的影响。因此在原油加工的过程中,一定要对其进行预处理,减少其中的水分和盐分,从现代化石油处理工艺来说,使用比较广泛的就是将盐分相对比较低的比较新鲜的水加入到原来的原油中,这样原油在加工的过程,盐分就会减少,除此之外,还要将原来的盐分充分的溶解掉,在破乳剂的反应下,和高压的电厂进行合理的融合,这样原油中的水分就会进行汇总,也就会在原油中被分解出来。

1.2 常减压蒸馏

常减压蒸馏的方式主要就是利用物理原理中的常压和减压的蒸馏方法来对原油进行处理,这一项工艺在使用的过程中,涉及到的原理比较多,而且有很多成型的油都是利用这种方式进行加工从而得到原料的,还要使用添加剂进行精细的调制。这种工艺又被称作是一次加工。常减压蒸馏法主要就是利用原油中的柴油、石脑油和煤油中的馏分作用,这样就能够提高经济效益,也可以提高内部的承载能力,这种方法也可以减少能源的浪费。具体的方式如下:

1.2.1 对油品进行调整,这一调整是小幅度的,还要对蜡油进行充分的分剥,这样馏分就会减少,从而对油品进行了充分的加工,馏分也可以大幅度的减少,提高了氢裂化原料的质量,满足了相应的需求。

1.2.2 生产中产生的一些渣油一般是在焦化原料中使用的,有一小部分是在氢加工的过程中使用的,使用渣油还可以对相应的馏分进行改善,其中的深度也可以进行充分的调整,在原料的质量上得到了提高,装置中的原料也就会得到一定程度的改善,这样在生产的过程中,是不会受到较大的影响的。

1.3 催化以及裂化

这一项工艺使用的基础就是热裂化的加工处理,不仅仅要对原油的深度进行充分的加工,还要保证油品的质量,在这样的情况下,就要对原油进行相应的转变,具体就是要将原油转变为轻质的燃油,针对这一工艺来说,主要是分为催化剂、裂化、油催剂二次利用等方式对原油中的主要成分进行充分的分剥。这三个方面在利用的过程中是极为重要的,主要就是为了提高原油加工的深度,对经过催化和裂化所得的一些产物进行分馏处理,就可以得到液化气、重质馏分油、汽油和柴油。在进行再次加工的过程中,催化及裂化的方法占有重要的比重,从中国原油的现状来看,我国未来的重油轻质化和相应的汽油生产技术仍然离不开催化及裂化。

1.4 催化重整

催化重整工艺是在H2和催化剂存在的基础上,经过了烃类的一些重排反应,对常压蒸馏中获得的油转化为有着比较高的芳烃重整汽油的过程。重整工艺主要分为两个部分,一个是原料的预处理,另一个就是重整,催化重整在西方国家应用比较普遍,占了整个汽油池的1/3。在不同的温度下,馏分经过催化重整会产生不同的产品,80~180℃馏分的产品是高辛烷值汽油;而60~165℃馏原料油的主要产品芳香烃类如苯、甲苯、二甲苯。其反应条件是,反应温度为490~525℃,反应压力为1~2MPa。催化重整在炼油中的作用主要有3方面的功能:(1)能把辛烷值很低的直馏汽油变成80至90号的高辛烷值汽油。(2)在重整过程中的产生大量的芳烃是重要的化工原料。(3)可副产大量廉价氢气可作为炼油厂加氢操作的氢源。

2 石油化工废水处理

2.1 物理法

2.1.1 隔油法

隔油是处理石化废水的基础工序之一,该方法是通过隔油池将废水中的污染物做初步的沉淀。隔油法的隔油形式有所不同,隔油效果也不相同。研究表明,斜板隔油法的效果相对较好。

2.1.2 气浮法

在石油化工废水物理处理法中,气浮法具有高信赖度,它通过小气泡吸附废水中悬浮物,此处理方法较为科学,没有二次污染的危险,成本低廉,因此是值得认可的一种物理处理方法。

2.1.3 吸附法

吸附是通过利用固体物质多孔的特点来吸附废水中的杂质,活性炭具有较强的吸附性能因此一般选用活性炭。吸附法处理废水效果好,但其成本高且活性炭容易造成二次污染。所以吸附方法和絮凝及臭氧氧化方法结合运用。如:纤维活性炭易造成二次污染等缺陷,所以吸附方法需要和上文提到的絮凝和O3氧化方法结合运用。

2.2 化学法

絮凝技术可去除乳化油和溶解油和一些难降解的有机物而被广泛应用于石化废水的处理。絮凝是在水中加入絮凝剂使废水中胶体颗粒受到破坏,被破坏后的胶体颗粒相互碰撞和聚集,经过絮凝所形成的物质更加容易被从废水中脱离出来。在实际废水处理的操作中,通常会联合吸附和气浮等方法使用絮凝技术。

2.3 生物法

厌氧法是在指无氧的条件下,通过微生物的协调作用将有机物分解成CO2和甲烷。由于石油化工废水的COD浓度较高且可生化性能差,通常对其厌氧预处理以提高废水在后续处理的生化性能。厌氧法具有操作简便、造价低、污泥产量少等优点,其缺点是操作不够稳定、处理的时间较长。常用的厌氧处理技术有升流式厌氧污泥床、厌氧附着膜膨胀床、厌氧固定膜反应器等方法。

3 结论

近几年来随着科学技术的进步,石油化工工艺技术和设备技术也的不断发展和完善,本文重点结合石油化工加工工艺的特点对石化废水的处理技术进行详细的概述,目的是促进石化企业的可持续发展,为石化工艺技术发展和石化废水的处理提供建议。

参考文献

[1]丁海燕,李玉堂,武燕,等.石化污水处理技术分析[J].大庆师范学院学报,2014,(6):49-52.

石油化学工程原理第4篇

[关键词]工程实践 教学模式 综合实验 认识实习 生产实习

[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)11-0084-03

中国石油大学(北京)化学工程与工艺专业(化工专业)以石油、天然气、煤炭等化石能源的加工利用为背景进行人才培养,满足国家能源化工发展重大战略对专业人才的需求,是教育部特色专业和综合改革试点专业。经过多年的建设和发展,我校化工专业具有鲜明的石油石化特色,主要体现在以下几个方面:1.石油加工类专业课程的开设,包括“石油加工工程I”、“石油加工工程II”与“有机化工工艺”3门专业限选课,“近代炼油技术”专业选修课,以及40学时的“石油加工工程实验”必修课;2.在国有大型石化企业设立了实习实践基地,以此为依托开展专业认识实习与生产实习;3.绝大多数专业教师有着良好的石油实践背景,不仅讲课案例多与石油有关,而且为学生提供的毕业论文(设计)题目以及大学生课外科研训练题目也多与石油相关;4.学生就业去向主要是石油石化企业以及与此相关的单位。

学生工程实践能力的培养是工科专业人才培养的核心。我校化工专业学生的工程实践能力主要通过实验、实习、设计、科研训练、毕业论文(设计)等环节进行培养,其中在专业实验与实习方面进行了培养模式的探索与尝试,取得了良好的效果。

一、项目导向的研究式专业综合实验模式

实验是培养学生动手操作能力的重要途径。石油加工工程实验是我校化工专业的重要专业实验课程,为了更好地培养学生的工程研究与实践能力,创新了实验教学模式,优化了实验教学内容。石油加工工程实验的开设以项目研究为导向,主要内容包括30学时的油品综合评价实验和10学时的中试演示试验,在培养学生动手操作能力的同时,注重培养学生的科研能力、协作意识与表达交流能力。

油品综合评价实验以原油评价为核心,先通过对原油的实沸点蒸馏切割得到汽油、煤油、柴油、减压馏分和减压渣油等不同馏分油,然后让学生分组完成各个馏分油的性质测试,最后小组内部汇总各位同学的测试数据,撰写综合实验报告,提出原油的可行加工方案,并答辩汇报。[1]通过这一研究式综合实验,使学生掌握了原油蒸馏和馏分油性质测试的基本方法,模拟了石化企业对原油评价的整个研究过程,体会了石油炼制工业过程的内涵,学会了针对原油性质确定合适的加工方案,不仅学习巩固了基本知识和操作技能,同时培养了学生团队协作的精神,并通过最后的答辩环节培养学生的表达交流能力。

中试演示试验依托重质油国家重点实验室强大的科研平台和化学工程学院中试科研基地而开设,主要内容涉及原油的二次加工过程,包括渣油溶剂脱沥青、多功能提升管催化裂化、固定床催化加氢、碳四烷基化以及冷模流态化。学生分组参加中试演示试验,指导教师结合课堂所学理论知识讲解各中试装置的用途、原理、特点、工艺流程以及相应技术的工业应用状况等,并进行现场提问与讨论。通过中试试验的训练,引导学生了解了石油化工工艺发展的最新动态,培养了学生的工程放大意识以及将理论应用于实践的能力,并激发了学生的科研和实践热情。

二、“校内―校外―校内”的三段式实习模式

实习是工科专业工程实践教学的重要环节,是将学生所学的基础理论知识、专业知识和实际应用相结合的实践过程,是深化课堂教学效果的关键途径。我校化工专业的实习环节包括金工实习、认识实习和生产实习三部分。其中认识实习和生产实习分别在大二暑假和大三暑假进行,主要依托校外实习实践基地来开展。但是目前大型石化企业的自动化和技术集成程度越来越高,在企业“安全第一”的要求下,学生几乎失去了动手操作的机会,在企业现场的实习“只能看,不能动”,致使实习效果不佳。

为解决上述问题,提高认识实习和生产实习的教学质量,学校在校内建设了学生可以动手操作的实践基地,包括设备拆装实验室和炼油化工与自动化仿真实践教学基地,并在此基础上提出并实践了“校内―校外―校内”的三段式实习模式。学生首先在校内实习相关的理论知识,然后到校外实习基地(炼油企业)进行现场实习,最后回到校内实践基地进行操作训练。

(一)认识实习

认识实习的主要目的是让学生初步了解炼油企业,对企业、生产车间、生产装置有个初步的印象和概念,简单了解主要的炼油工艺过程、原油及石油产品,掌握加热炉、换热器、蒸馏塔、反应器、泵、风机、压缩机、管道、阀门等常见单元设备的工作原理、结构特点、主要用途等,并为《化工原理》、《化学反应工程》等后续课程的学习奠定良好的基础。

认识实共2周时间,首先在校内花约2天时间学习加热炉、换热器、蒸馏塔、反应器、机泵等常见单元设备的工作原理、结构特点及主要用途。然后到校外实习基地进行一周的现场实习,主要是在炼油厂参观典型化工设备,如泵、风机、换热器、过滤机、精馏塔、反应器等,请企业技术人员讲解设备的操作、维护与保养。另外,简单了解石化企业对原油的加工流程、典型加工过程,如常减压、催化裂化、加氢、重整装置等。通过现场学习,使学生对石化企业单元过程设备以及由其组成的工艺过程有初步的感性认识,为专业课程的学习奠定基础。最后回到校内的设备拆装实验室,结合所学理论知识和现场的参观实习,对照图纸进行设备拆装实习,了解化工设备内部的实际结构及特点,如蒸馏塔的塔盘及装填方式,压缩机活塞、进气阀和排气阀、离心泵的轴承座等的机械密封结构,安全阀和控制阀的执行机构的特点等。通过拆装实习,学生对设备的内部结构及工作原理有了直观和深入的理解。

(二)生产实习

我校化工专业生产实习的主要目的是让学生进一步了解炼油企业的生产过程,熟悉原油特点、实际加工方案及主要加工过程的工艺流程,了解或掌握某一生产车间的原料与产品、工艺流程与原理、产品质量控制指标与控制方法,加深理解主要工艺设备的结构、原理和操作,培养学生的安全与环保意识和工程实践能力,并为《石油加工工程》、《有机化工工艺》和《近代炼油技术》等后续课程的学习奠定基础。

生产实共4周时间,具体实施步骤如图1所示。首先结合炼油企业的具体实习车间,在校内用两三天时间学习原油加工方案与主要工艺过程的原料、产品、工艺流程、操作参数等理论知识。然后到校外实习基地进行两周的现场实习,并采用“集中-分散-考核-集中”的现场学习模式。[2]第一个“集中”是指学生进入企业后,请企业培训人员向学生集中介绍企业概况、车间概况、安全与环保规范及案例等,并到石油化工安全实训基地接受与企业员工类似的安全培训。“分散”指的是将学生分配到具体的车间进行岗位实习,熟悉学习车间的生产原理、工艺流程、原料处理、产品精制及用途、装置特点及作用、工艺操控、事故处理方案等。“考核”是指岗位实习一段时间后,由指导教师逐一对学生的掌握情况进行现场考核。最后一个“集中”是指现场实习结束前一两天,由指导教师分组带领学生对企业进行参观学习,让学生对各车间以及其之间的联系有一个宏观的了解。通过现场实习,培养学生的生产安全与环保意识,了解石化企业的实际生产过程、生产车间与岗位的工作环境与规范要求,熟悉工艺过程与生产原理。最后回到校内的炼油化工与自动化仿真实践教学基地,进一步学习主要炼油工艺过程的原理、流程,特别是产品收率与质量调控方法,并进行操作模拟,了解装置的开停工操作,掌握工艺参数调整对产品收率与质量的影响规律、生产事故的排查与处理方法。通过仿真实践环节,解决了现场实习“能看不能动”的缺陷,培养了学生的工程运行能力。与此同时,学生要完成生产实习报告和仿真培训报告,按照标准绘制现场实习车间与仿真单元的详细工艺流程图。

图1 生产实习实施步骤示意图

三、校内外实践基地的建设

实践基地是开展工程实践教学的载体,在一定程度上决定了实习质量与效果,因此需要加强实验室与校内外实践基地的建设。[3]为更好地实践三段式实习模式,我校在校内建设了设备拆装实验室和炼油化工与自动化仿真实践教学基地,并在燕山石化、华北石化、石家庄炼油厂等建立了稳定的实习基地,与燕山石化共同建设了部级石油化工安全实训基地。

(一)设备拆装实验室

设备是拆装实验室的主体。为此,从石化企业引入了一批典型设备,如换热器、压缩机、热油泵(单级与多级)、计量泵、螺杆泵、控制阀、安全阀等设备;专业教师提供了不同类型的蒸馏塔盘;设计建造了加热炉、往复泵、轴流泵、蒸馏塔、反应器等有机玻璃动态演示模型。

(二)炼油化工与自动化仿真实践教学基地

在广泛调研的基础上,学校于2010年建成了炼油化工与自动化仿真实践教学基地,包括炼油化工过程的仿真培训系统和催化裂化半实物工艺流程仿真系统两部分。

炼油化工过程的仿真培训系统基于霍尼韦尔先进的ePKS(即Experion过程知识系统)DCS控制系统及Unisim模拟平台。该系统与目前石油石化企业仿真培训系统一致,与企业保持技术零距离。该系统由两部分构成:第一部分包括一套ePKS DCS控制系统;第二部分包括5套Unisim仿真模拟系统和5个标准工艺模型(常减压CDU、连续重整CCR、柴油加氢DHDS、加氢裂化HCU、催化裂化FCCU),其中催化裂化FCCU模型为定制开发,与所建设的半实物工艺流程仿真装置匹配。

催化裂化半实物工艺流程仿真系统按照真实炼油厂催化裂化装置进行8:1比例缩小建设,包括反应再生设备、塔、压缩机、机泵、换热器、空冷器等设备构件,体现提升管反应、两段再生、外取热、原料掺渣油、小回炼、催化裂化产物分离、液化气生产、汽油处理和稳定等过程的特点。装置内不运行实际物料,部分重要输入输出数据与真实DCS相连接,以DCS控制系统为中心,获取操作员仿真培训系统中催化裂化五套标准工艺模型的数据,反应―再生和分馏系统的重要数据在实物装置上显示,重要阀位数据可现场显示和调节双向传送。

(三)石油化工安全实训基地

石油化工安全实训基地是我校与燕山石化按照“优势互补、互利共赢”的原则共同建立的。在基地的规划与建设过程中,充分利用了燕山石化公司的设备、人力、场地、师资条件,并融入学校在安全方面的研究成果,提高了实训基地的技术水平。该实训基地是北京市校外人才培养基地和国家工程实践教育中心的重要组成部分。

安全实训基地位于燕山石化教育培训中心,包括基本安全技能实训室、现场安全操作和安全管理技能实训室、提高型安全实训室三部分。基本安全技能实训室包括个人防护基本技能实训室、抢险救护基本技能实训室、安全监测技能实训室、公用工程现场模拟实训室、危险品标识实训室五部分。现场安全操作和安全管理技能实训室包括电气安全实训室、危险化学品物性测试实训室、现场直接作业环节安全管理技能实训室、应急救援能力实训室、事故模式预测实训室。提高型安全实训室包括人机工程安全实训室、设备危险性预测实训室、综合现场管理实训室。

四、结束语

实践教学是培养工科专业大学生的重要教学环节,伴随我国高等教育对工程教育的重视,近年来各高校纷纷强化工科专业大学生工程实践能力的培养。工程实践教育的实施需要依托有良好的实验室和实践基地,更要有可行的实践教学模式。中国石油大学(北京)化工专业创建了良好的专业实验教学条件与稳定的大型国企实习基地,并拥有中试研究基地、设备拆装实验室、炼油化工与自动化仿真实践教学基地等特色校内实践基地,以及石油化工安全校外实训基地,为学生工程实践能力的培养奠定了良好的基础。另一方面,专业教师多年来致力于工程实践人才培养模式的探索与实践,形成了较为成熟的具有石油特色的工程实践人才培养模式,如项目导向的研究式专业综合实验教学模式、“校内―校外―校内”三段式实习模式。良好的工程实践硬件设施与可行的实践模式相结合,必将培养出具有较强工程实践能力的专业人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李瑞丽, 徐春明. 石油加工工程综合实验的教学与实践 [J]. 实验技术与管理, 2007, 24,(4): 108-109.

[2] 孟祥海, 孙学文, 周亚松. 提高化学工程与工艺专业生产实习质量的措施 [J]. 中国石油大学学报(社会科学版), 2010, (S2): 124-126.

[3] 刘淑芬. 以教育规划纲要为指导全面提升工科高校大学生工程实践能力的培养 [J]. 大学教育, 2012, 1(8): 27-28.

石油化学工程原理第5篇

[关键词]石油化工工艺

中图分类号:TE62 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0071-01

石油化工原料主要来自石油炼制过程中产生的各种石油馏分,以及油田气、天然气等。石油馏分(主要是轻质油)通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃,芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整,石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。随着科学技术的发展,上述烯烃、芳烃经加工可生产包括合成树脂、合成橡胶、合成纤维等高分子产品及一系列制品,如表面活性剂等精细化学品。现今石油化工的范畴已扩大到高分子化工和精细化工的大部分领域,石油化工工业未来能否健康生存和发展,在很大程度上取决于石油化工工艺的开发和创新的能力。

1 石油化工工艺过程

石油化工工艺即石油化工技术或石油化学生产技术,是指将原料经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这一转变的全部措施。如把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围(即馏分)叫一次加工;将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫二次加工;将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工。一次加工装置是常压蒸馏或常减压蒸馏;二次加工装置是催化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烃基化、加氢精制等;三次加工装置是裂解工艺制取乙烯、芳烃等化工原料。

石油化学生产过程一般可概括为三个主要步骤:即原料处理、化学反应和产品精制。

首先是原料处理方面,为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格,根据具体情况,不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎(对固体原料)等多种不同的预处理。

其次是化学反应,这是生产的关键步骤。经过预处理的原料在一定温度、压力等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和收率,反应的类型可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等,通过化学反应,获得目的产物或其混合物。

第三是产品精制,将由化学反应得到的混合物进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合组成规格的产品。以上每一步都需在特定的设备中,在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变。

2 绿色石油化工工艺

(1)绿色化学定义。绿色化学是用化学的技术、原理和方法去消除对人体健康安全和生态环境有毒有害的化学品,因此也称环境友好化学或洁净化学。绿色化学是近十年才产生和发展起来的,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,它的最大特点是,在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把‘‘化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。

绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,使之既能充分利用资源,又能防止污染。原子利用率越高,反应产生的废弃物就越少,对环境造成的污染也越少。绿色化学的核心内容之二,其内涵主要体现在减量、重复使用、回收、再生和拒用几方面。减量即减少三废排放;重复使用,如化学工业过程中的催化剂、载体等,是降低成本和减废的需要;回收可以有效实现‘‘省资源、少污染、减成本”的要求;再生即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;拒用指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法。

(2)目前绿色化学中的问题。工业化发展为人类提供了许多新材料,化工在不断改善人类物质生产生活的同时,也带来了大量生活废物,使人类的生存环境迅速恶化。为既不降低人类物质生活水平又不破坏环境,必须研制对环境无害的和可以循环使用的新材料。以塑料为例,塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题,掩埋它们将永久留在土地中;焚烧它们会放出剧毒。解决这个问题的根本出路在于,研制可以自然分解或生物降解的新型塑料。例如光降解塑料和生物降解塑料,光生物双降解塑料研究是我国

“八五”科技攻关的一个重大项目,目前已取得了一些进展。

绿色化学中的石油化学,机动车燃烧汽油和柴油产生的废气是大气污染的一大根源。国外为保护环境,对汽油和柴油的质量制定了严格的规格指标,并逐步推广使用含氧汽油和新配方汽油,减少汽车排放一氧化碳和臭氧对空气的污染。汽油组成将发生深

刻的变化,它不仅要求限制汽油的蒸气压、苯含量、芳烃和烯烃含量等,还要求在汽油中加入相当数量的含氧化合物,比如甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)。这种新配方汽油的质量要求已推动生产汽油的有关石油化学工业的发展。我国近期只能先推广使用高辛烷值无铅汽油,与此同时也大力开展新配方汽油的研究。

柴油是另一重要的石油产品,新的‘‘环境友好”柴油要求硫含量不大于0105%,芳烃含量不大于20%,同时十六烷值不低于40。这就要求将推动现有柴油加氢处理技术、开发新催化剂、改革工艺等来达到上述目的。绿色石油化学还包含研制生物降解油、采用无毒无害催化剂、减少炼油厂废碱排放和提高石油炼制工艺的选择性等问题。

3 生产技术及化工设备改进

任何一个石油化工生产装置都是由若干个生产工序组合而成,要充分发挥生产装置的作用,达到安全、稳定、长周期、满负荷节能和低排放等生产操作,关键是科学的生产管理。三废处理与综合利用三废治理工作首先应考虑改革不合理工艺,使三废少产生或不产生,把三废消灭在生产过程中。对于生产工艺中不能解决的三废问题,要开展综合利用,化害为利,变废为宝。对不能综合利用的三废,也要有切实可行的治理措施。三废的处理方法主要有化学法、生物法和物理法等。

在能量回收与利用废蒸汽的利用方面,可将高压蒸汽供压力较低的设备使用,或去加热其它冷介质,形成二次蒸汽,,三次蒸汽阶梯形分级使用,达到合理利用热量。可充分利用冷热物料本身自相换热,以节约蒸汽和冷却水,在废热利用方面可通过废热锅炉产生高压蒸汽等。

在石油化工设备改进方面,目前石油化工生产设计已从常规设计转到分析设计和优化设计及以生产工艺和环境保护这一层面上来,高性能板片式换热器的广泛应用显示了良好的热回收和节能效果,新型焊接板式换热器突破了板片换热器胶板材料对温度、压力和介质的限制,也将广泛应用,各种高效规整填料和新一代液相分配系统的开发也以成功应用,提高了我国炼厂的减压蒸馏操作水平。

总之,我国石油化工工艺的开发与创新必将全面提高化工产品质量和经济效益。

参考文献

[1]罗乐.石油储备建设急需防腐涂料[J].四川化工,2009(1).

石油化学工程原理第6篇

【关键词】化工工艺;石油冶炼;作用

一、化学反应过程和作用

凡是通过化学方法使得物质的组成或者结构以及合成新的物质的,属于化工工艺。得到的产品就是化学产品或者是化工产品。通过化学工艺创造出来了很多自然界没有的物质,为人类提供了更好的服务。(1)化学反应过程。所谓的化学反应过程,是指物质发生化学变化的反应过程。化学的反应过程是很复杂的,主要表现在其过程本身的复杂性、物系的复杂性以及物系流动时边界的复杂性。它们之间不但有化学联系,还有物理联系,有时候还会同时发生,而且相互应影响着。物系的复杂性表现在有时候是气体和液体,有时候是固体,有时候还会共同存在。液体性质可以有大幅度的变化。有时在进行的过程中,物性明显产生改变。物系流动的边界性的复杂性主要表现在,由于设备的几何形状不同,填充物的外形也各不相同,进而使得流动边界复杂而且确定和描述起来也比较困难。物理过程是指物质不经过化学反应,而是在组成、性质、能量以及状态发生变化的过程。如原油经过蒸馏的分离而得到汽油、柴油、煤油等产品。在生活中,通常化学过程和物理过程会同时发生。(2)化学反应的作用。化学反应有着相当重要的作用。它提高了人类的生活质量,更好的保护了人类的自然环境,一定程度上增强了化学工业的竞争力。化学的科研成果和化学知识的不断应用,使得大量的新产品进入了我们的家庭生活当中,为我们的物质生活条件提供了更好的服务。在我们日常生活中,各行各业都使用着不同的化工产品,而且化学药物也给人们预防及治疗疾病起了相当重要的作用,提高了人们的生活质量。总之,化学工业的作用是非常重要的,农业发展的支柱,是工业发展的助手,是战胜疾病和改善生活的重要方法。

二、我国石油冶炼的发展

石油是一种很重要的能源,而且是一种不可再生的一次能源。化工染料是世界上消耗量非常大的世界能源。一次能源是指从自然界直接获得并且可以直接应用的能源,像煤、石油、天然气等以及水能、核能等。二次能源是指通过对一次能源进行各种化工加工过程得到的具有更高使用价值燃料。像石油经过冶炼获得汽油、柴油等燃料。以石油作为基础,形成了现代化的石油化学工业,生产出了很多的石油化工产品。在化工生产过程中,有些物料既是燃料,同时还是原料,二者合二为一。因此化工生产是二次能源部门。对原油进行炼制加工,使之成为各种不同的石油产品是石油工业的重要组成部分。这些主要包括:石油炼厂、石油炼制设计机构以及石油炼制的研究等。石油炼厂的主要生产设备有:原油蒸馏、催化裂化、石油焦化、催化重整以及石油产品的精制等,其主要生产汽油、煤油、燃料油、柴油级油等各种石油化工原料。石油炼制工业和国民经济的发展有着十分密切的关系。农业、工业、国防建设以及交通运输等都离不开石油产品。而且石油燃料具有使用起来方便、洁净、利用率高等优点。各种高速度、大功率的交通工具和军用机动设备都是石油炼制工业提供的。近年来,石油炼制工业和石油产品的结果都发生了很大的变化,喷气燃料以及柴油等的需求量不断增加,而燃料油的需求量大幅度减小,原油的深度加工受到了高度的重视,一些生产轻质油品的装置逐渐增多。同时,还开发出了很多的新工艺,有关节能环保的技术也得到了很大的发展。在采用先进的加工工艺上,为了增加轻质油品的产量和提高油品的工艺,很多国家广泛采用了催化重整、异构化、烷基化工艺。加氢处理和精制工业越来越受到各行业的重视。原油的综合利用,增加石油化工原料的产量,石油炼制工业和石油化工以及三大合成材料之间的关系也越来越密切,已经是发展石油化学工业的基础。

三、结语

人类的生活和化工工业之间有着相当密切的关系,化工工业为人类的生存提供了很多基本的物质基础,在一定程度上提高的人们的生活质量,因此,人类的发展是离不开化工工业的。世界的石油冶炼业经过了一百多年的发展,已经不断走向了成熟阶段,冶炼的技术也得到了进一步的发展,为人类提供了更好的服务。

参 考 文 献

[l]姜信真,李宝璋,任文坛.化学工程发展及学科内容[J].化学工程.2009(3)

[2]袁渭康,陈敏恒.化工前景[J].化工进展.2009(3)

石油化学工程原理第7篇

[关键词]石油化工;化工工艺;环境保护

中图分类号:F426.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0157-01

现在石油化工是诸多行业的基础及动力来源,石油衍生产品与现代人的生活息息相关。但石油化工产品在生产或使用过程中,往往会产生大量污染物,其中以气体污染物为主,对环境破坏严重,进而导致雾霾、酸雨等不正常天气,威胁着人们的健康。因此,在发展石油化工的基础上,应加强对绿色石油化工工艺的探讨,从生产工艺的角度减少石油产品中的有害物质,进而达到优化大气质量、保护环境的目的。

一、简述绿色石油化工工艺相关概念

(一)绿色石油化工工艺的定义

化工工艺即化学生产技术,是指化工原料通过相应的化学反应形成最终产品的过程和具体方法,是化工实验室实验内容的放大。针对不同的化工原料和目的产物,化工工艺差异性较大,有害物质类别、性质、形态等也不尽相同,绿色石油化工工艺即针对这种差异性,通过科学的方式,在生产、反应过程中,消除、减少或回收其中的环境有害物质,以达到优化环境质量的目的。

(二)绿色石油化工工艺主要内容分析

原子经济性是绿色石化工艺的核心,即在原料利用率最大化的基础上减少浪费。院子经济性的具体内容为,充分利用参加生产化学反应的原料原子,提高原子的有效利用率,并在反应过程中采取相应的措施降低有毒有害物质的产生量,以兼顾提高产量和保护环境两种工艺要求。

绿色石化工艺的主要内容为,注重再生新能源的开发,尽量减少石油原料的使用。为达到保护环境的目的,在石油化工产品生产加工过程中,应尽量控制减少原料的使用,积极发展新能源代替传统石油产品。此外,绿色石化工艺应就一般生产废弃物的回收利用环节进行优化。一方面,提高原料的利用率,避免浪费;另一方面,对于不可再利用的有害废物集中进行处理。

二、绿色石化工艺发展进程简介

(一)创新原子经济反应

原子经济反应是由原子经济性相关概念发展来的,其理想状态为在石油化工生产反应中,所有的原料原子均参与反应,并全部转变为目的产物,没有有毒有害废物产生,原料利用率为100%,即实现工艺废物零排放目标。随着我国石油化工产业不断发展,石油化工生产规模扩展迅速,百万吨、千万吨级的石油化工项目逐渐成为主流,应用原子经济反应可有效提高产品产量、控制减少工艺废物的产生量,对于促进石油化工与环境的和谐发展,具有重要的现实意义。目前,部分有机原料的生产合成反应,已经完成了由传统的二次反应到现代原子经济反应的转变。例如,现代环氧乙烷生产工艺,就利用乙烯直接氧化法和环氧乙烯原子经济反应工艺制取法,代替了传统的氯醇法二次制备工艺。原子经济反应以经济性、高效性、绿色环保性等特点,已经成为近几年绿色石化工艺的重要课题,具有广阔的发展前景。

(二)无毒害原料的研发利用

现阶段,在部分石油化工生产过程中,为获得某些特定的化学官能团,操作人员仍延续传统的生产工艺,使用一些带有毒性甚至剧毒性的光气作为生产原料。但站在石油化工与环境和谐发展及操作人员健康的角度分析,此类有毒物质并不具相应的适用性,故而应积极探索无毒无害的生产原料替代此类有毒物质,以提高生产的安全性、环保性。在石油化工领域,相关人员已研发出一种制取异氰酸酯的无毒害新技术,其主要内容技术即是以无害物质替代传统剧毒光气进行生产,目前这种方式已经在工业生产中得到相应的应用,并证明了其科学性、有效性。利用CO制取异氰酸酯的工艺技术已经在某些特定反应中投入使用,同时利用CO2替代传统光气的工艺试验也取得了一定的成绩,正式投入使用指日可待。

三、绿色石化工艺发展需解决的问题

(一)石油化工生产危险性问题

石油化工受其工艺特殊性限制危险性较大,石油化工工艺生产危险内容包括腐蚀、爆炸、高温、高压、剧毒、易燃、窒息等。而化学反应环节是石油化工生产中必不可少的环节,对其进行绿色工艺创新,存在任何微小问题,都有可能造成生产事故,进而造成不可估量的损失。

(二)能源损耗严重问题

我国石油能源储备总量并不充裕,但石油能源消耗总量巨大,需外购大量石油原料维持能源消耗和生产的平衡。石油化工行业原料有效利用率低,是影响我国石油化工行业发展的重要因素之一。根据相关调查数据显示,我国石油化工业单位能耗创造的实际经济价值远低于实际发达国家,每单位GDP能耗则远超实际平均水准。如持续这种粗放式的生产方式,以高能耗、低生产的特点扩大生产,则会进一步加剧能源消耗与生产见的矛盾,从而影响石油化工企业的发展。

四、促进绿色石油化工工艺发展的有效措施

绿色工艺的目的是通过生产工艺调整,从根本上解决传统石油化工的环境污染问题,进而达到绿色生产、减低排放、保护环境的目的。为推动绿色石化工艺发展,应积极落实以下三点内容:一,加强对原子经济反应的探索,不断优化反应工艺和反应催化剂,以实现原料有效利用率的最大化目标;二,强化企业内部管理及工艺操作管理,强化操作人员生产安全意识,积极落实“三不伤害”相关内容,以保障生产安全和设备安全;三,积极研发绿色环保原料替代传统有害原料,充分利用再生自然材料进行化工生产,并重点强化一般废物回收、集中处理等工艺内容。

结语:

现代社会发展离不开石油化工行业的支持,发展绿色石油化工工艺既是社会发展的客观要求,可是石化行业在保护环境方面应承担的责任。随着科学技术的发展,人们对于物质的研究由宏观视角逐渐转入微观视角,致使原子经济反应逐渐成为现实。通过原子经济反应和再生无害原料,可有效提高石油化工生产效率、减低污染排放,从而促进石油化工和自然环境的良性发展。

参考文献:

[1] 韩英杰.浅谈绿色石油化工工艺[J].化工管理,2014(12).

[2] 李晓峰.绿色可持续发展石油化工生产技术新进展[J].当代化工,2015(08).

[3] 徐银路.哈尔滨石油学院浅谈绿色石油化工工艺[J].化工管理,2014(32).