石油炼制工程
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spContent=本课程重点介绍当前石油加工的主要技术,展望未来石油加工的发展方向,内容简练,重点突出,通过多种灵活的讲授方法将专业内容深入浅出的介绍给不同学习背景的学生。
—— 课程团队
课程概述

        石油炼制工程是化学工程的一个分支,其本质是化学工程在炼油工业技术中的具体应用。专业课程的定位和目标适应社会需求,满足炼油工业发展需要,突出人才培养的针对性和适用性。

        学生通过石油炼制工程课程的学习,可以掌握从事石油化工生产、设计、科研所必需的基础理论、专业知识和实际技能,初步掌握运用所学专业知识分析解决生产实际问题的方法,并以石油炼制工程课程为载体,培养学生科学的思维方法和求知的创新能力,加强工程实践训练,使学生在工程意识、工程概念和工程能力方面得到培养和提高,为本专业学生步入社会、走向石油石化行业工作打下扎实的专业基础。


授课目标

通过本课程的学习,掌握从事石油炼制生产、工艺设计以及新产品、新技术、新设备研发所必需的基础理论知识和专业技能,培养学生的工程意识、创新能力和自主学习的能力,提高学生综合运用专业基础知识分析和解决工程实际问题的能力。

课程大纲

一、基本要求

    了解和熟悉石油的化学组成及物理性质、石油产品的质量要求及其与油品化学组成的关系、原油评价方法及原油加工方案制定的依据;熟悉石油化工计算中一些重要物性参数的求定方法,掌握原油蒸馏过程原理、工艺流程、工艺计算及操作条件确定方法;掌握石油炼制几个重要工艺过程(如催化裂化、催化加氢、催化重整等)的化学反应原理、工艺流程、工艺计算、操作条件、催化剂及催化作用等;了解石油产品精制、润滑油生产及工艺概况;了解炼油厂能耗及能量利用途径,能运用所学专业基础理论知识分析和解决生产实际问题,使学生在工程意识、工程概念和工程能力方面得到培养和提高。

二、 教学内容

第一章  石油的化学组成                                                    

    本章重点难点:石油中的元素、馏分、烃及非烃类组成,石油馏分烃类组成的表示方法及确定方法,各种石油馏分中烃类的分布规律及特点。   

1.石油的一般性状、元素组成、馏分组成、烃类及非烃类组成

   石油的流动性、颜色、气味、密度等与石油组成的关系;石油的元素组成(包括主要元素和微量元素);石油的馏分组成、馏分与分馏、窄馏分与宽馏分、直馏馏分;石油中的烃类与非烃类组成。

2.石油馏分的烃类组成、石油中的的非烃类化合物  

   烃类组成的表示方法及确定方法;各种石油馏分中烃类组成的特点及分布规律;石油中的非烃类化合物的危害、存在形态及分布特点;石油中的最重组分(胶质和沥青质)。

    通过本章内容学习,使学生全面认识石油,掌握专业课程学习的基本知识。

第二章  石油及油品的物理性质    

    本章重点难点:各种物理性质的基本概念及应用,物性的确定及测定方法,物性与油品烃类组成及馏分组成的关系(即油品化学组成对油品物性的影响)。

1.蒸汽压、沸程及平均沸点、密度、特性因素、平均相对分子质量、黏度及黏温性 

2.临界性质、压缩因子、偏心因子、热性质、低温性质、燃烧性质          

    通过本章内容学习,使学生全面了解石油及油品的基本物性,掌握一些重要物性参数的确定方法,深刻认识油品物性与其化学组成的密切关系。

第三章  石油产品的质量要求                                              

    本章重点难点:石油产品的分类,燃油发动机的发展趋势,发动机燃料的工作原理及质量要求,燃料化学组成对油品质量和使用性能的影响。 

1.石油产品的分类,发动机类型及比较,汽油发动机工作原理,柴油发动机工作原理、喷气式发动机工作原理,发动机燃料的质量要求。                            

2.汽油、柴油、喷气燃料(航空煤油)的质量要求,油品组成变化对其质量及使用性能的影响。                

    通过本章内容学习,使学生熟悉主要石油产品的质量要求和技术指标,深刻理解产品质量与其物理性质及化学组成的有机联系。

第四章  原油评价及加工方案流程           

    本章重点难点:原油分类,原油评价,原油加工方案类型及流程;渣油评价方法及意义;我国主要原油的特性及加工方案的选择。 

1.原油评价方法及内容,三条重要曲线的意义及绘制方法,原油分类,渣油评价。  

2.原油加工方案类型及加工流程,国产主要原油加工方案,炼油过程的结构分析。  

    通过本章内容学习,使学生了解国内主要原油特性,具备对原油加工方案流程进行初步研究的基本技能。

第五章  石油蒸馏                                                         

    本章重点难点:石油及其馏分的汽—液平衡,原油精馏塔工艺特征及工艺计算,原油蒸馏装置工艺流程及工艺特点,原油减压蒸馏。        

1.蒸馏概述、三条蒸馏曲线的比较及换算、蒸馏曲线的外推和内插,石油体系的处理方法,油水不互溶体系的气液平衡。                                               

2.原油精馏塔的分馏精确度、气液相负荷分布规律、回流方式。               

3. 原油蒸馏装置工艺流程、工艺特征、工艺计算及操作条件的确定。           

4. 减压蒸馏、换热方案、原油蒸馏技术发展。                               

    通过本章内容学习,使学生熟悉石油蒸馏工艺技术,掌握原油蒸馏装置工艺流程和工艺特点,掌握原油蒸馏工艺过程及主要设备的设计方法,具备对原油蒸馏装置进行初步设计计算的基本技能。

第六章  热加工过程                                                   

本章重点难点:热加工工艺过程的基本原理,石油烃类的热化学反应;延迟焦化工艺原理

及产品特点,减粘裂化工艺。  

石油烃类的热化学反应、延迟焦化、减粘裂化及其它渣油热转化过程。           

通过本章内容学习,使学生了解热加工技术,充分认识延迟焦化、减粘裂化等热加工技术是重质油、劣质油加工的必要手段。

第七章  催化裂化                                         

    本章重点难点:烃类的催化裂化反应,裂化催化剂特点,流态化基本原理及其应用,催化

裂化装置工艺流程,渣油催化反应特点,反应—再生系统工艺计算。

1.FCC原料及产品特点,催化裂化技术发展概况及技术进展。                

2.石油烃类的催化裂化反应,渣油催化裂化反应,烃类催化裂化反应的热力学特征及动力学规律。              

3. 裂化催化剂的组成结构、种类、使用性能,裂化催化剂助剂,催化材料研究进展。

4. 裂化催化剂的失活与再生,失活规律,再生反应动力学。                  

5. 流态化基本原理,提升管内的气固流动,催化剂的循环,密相输送原理。      

6. 催化裂化装置工艺流程,提升管反应器,再生器。                     

7. 催化裂化装置反应-再生系统工艺计算。                            

    通过本章内容学习,使学生熟悉催化裂化工艺技术及产品特点,熟悉催化裂化反应机理,掌握催化裂化工艺流程和技术特点,掌握催化裂化主要工艺过程及主要设备的计算方法,具备对催化裂化工艺进行初步设计计算的基本技能。

第八章  催化加氢                                            

    本章重点难点:加氢过程(加氢精制和加氢裂化)的化学反应及动力学,加氢催化剂特点,加氢过程工艺流程及操作条件,重油加氢工艺,加氢过程的工艺计算。

1.加氢精制和加氢裂化的化学反应及动力学。                             

2.加氢精制和加氢裂化催化剂的组成及性能,加氢催化剂的预硫化与再生。     

3. 加氢精制和加氢裂化的工艺流程、操作条件及主要影响因素。              

4. 重油加氢工艺技术特点,加氢过程的反应热、氢耗量及反应器热平衡计算。                               

    通过本章内容学习,使学生熟悉催化加氢工艺技术及产品特点,掌握催化加氢工艺流程和技术特点,掌握催化加氢工艺过程及主要设备的计算方法,具备对催化加氢工艺进行初步设计计算的基本技能。

第九章  催化重整                                                    

    本章重点难点:催化重整的化学反应及影响因素,重整催化剂特点,催化重整工艺流程,

重整反应器的工艺计算。 

1.催化重整原料及产品特点,催化重整工艺流程及技术进展。                 

2.重整主要化学反应及热力学、动力学分析,重整反应主要影响因素分析。      

3. 重整催化剂的组成及性能特点、失活与再生、预硫化处理。                 

4. 重整反应器的结构特点及工艺计算                                   

    通过本章内容学习,使学生熟悉催化重整工艺技术及产品特点,掌握催化重整工艺流程和技术特点,掌握催化重整工艺过程及主要设备的计算方法,能够对催化重整反应影响因素进行分析,具备对重整反应器进行初步设计计算的基本技能。

第十章  高辛烷值组分的合成                                            

    本章重点难点:烷基化、异构化、高辛烷值醚类合成的化学反应原理及产品特点、烷基化工艺、异构化工艺、高辛烷值醚类合成的化学反应、产品组成特点及技术进展。

    通过本章内容学习,使学生了解高辛烷值汽油组分的合成技术及产品特点,充分认识烷基化、异构化、醚化等技术是清洁汽油生产的重要手段及其对环境保护的突出贡献。

第十一章  润滑油生产与工艺概况                                

    本章重点难点:润滑油基础油的组成及其与使用性能的关系,润滑油生产主要工艺过程的

原理和工艺流程。   

1.润滑油的种类、用途和主要性能,润滑油基础油的组成及其对润滑油使用性能的影响,发动机润滑油的质量指标。

2.润滑油生产概况、主要工艺过程原理及工艺流程。

    通过本章内容学习,使学生熟悉润滑油生产工艺技术及产品特点,掌握润滑油主要工艺流程和技术特点。


预备知识

具有一定的有机化学、化工原理、物理化学、化学反应工程、化工热力学等基础知识。


证书要求

本课程采用百分制计分。平时随堂测验占比40%;课程进行中会发布一些讨论,讨论成绩占20%;结课考试占40%。总评成绩60分及以上为合格,颁发合格证书。


参考资料

中国炼油技术

炼油工程师手册

催化裂化工艺与工程

加氢裂化工艺与工程

Petroleum Refining  Technology and economics (Third edition), James Gary

化工仿真实训教程