分子炼油概念与原理20160520-徐春明.pptx

炼化分子管理：概念与原理 中国石油大学（北京） 重质油国家重点实验室 “中国石油炼化企业总工程师培训班” 2016-5-20 北京，昌平 大纲 0. 前言 1. 分子管理的概念 2. 理论 与方法 基础 3. 应用举例 炼化过程优化 的目的 炼化 过程优化 更好的产品质量 /收率 更好的转化工艺 更优的操作条件 传统 R&D路线参照标准：馏分、指标、经验 BMCI → 裂解性能 CCR → 代表了原料生焦趋势 UOPK → 指导原料加工路线 一定程度上反映了原料及工艺的特性 不够精确、不够本质、加工过程最大潜力有待挖掘 0. 前言 炼化 过程 面临挑战  环保法规和成品油标准对油品质量提出更高要求；  炼油利润日趋摊薄，需要尽可能高效转化；  传统粗放型和经验型石油过程模拟和管理无法满足需求； NOx SOx PM2.5 环保压力大，油品清洁化趋势加重 油品质量要求日趋提高，巨大挑战 炼化 过程 需要把握产品质量及加工链条，实现精确管理！ 项目 质量指标 89号 92号 95号 研究法辛烷值（ RON） 不小于 89 92 95 抗爆指数（ RON+MON） /2 不小于 84 87 90 密度（ 20℃ ）， kg/m3 720~775 硫含量， mg/kg 不大于 10 氧含量， %（质量分数） 不大于 2.7 甲醇含量， %（质量分数） 不大于 0.3 苯含量， %（体积分数） 不大于 0.8 烯烃含量， %（体积分数） 不大于 15 … … 0. 前言 为什么要进行分子管理？  石油公司本质上卖的是分子；  分子决定油品性质，也决定其市场、价格以及利润； 1 8 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 5 0 1 0 0 0 1 3 0 0N o r m a l B o i l in g p t重油 汽油 航煤 柴油 燃料油 原油曲线 产品需求 S S S S S S S S paraffins naphthenes benzenes benzo-thiophenes naphthalenes di-benzothiophenes phenanthrenes pyrenes chrysenes benzo-pyrenes 0. 前言  分子管理是当前世界石油化工发展的方向 从分子层次认识石油组成及转化规律，进行模拟和管理，实现高效精准的石油加工过程优化 分子管理 = 分子炼油 ≈ 石油组学 0. 前言 1. 分子管理的概念 Petroleomics “ 石油组学 ” 在精细分析出石油组成基础上 ,研究石油化学 组成 与其物理、化学性质及加工性能的关系。 1. 分子管理的概念 Petroleomics “ 石油组学 ” • FT-ICR MS：超高 质量分辨能力和质量准确度的新型 质谱仪 ，相对 分子质量范围 (200−1 000 Da)内其分辨率高达几十万甚至 上百万 • 精确 地确定由 C、 H、 S、 N、 O及其主要同位素所组成的各种元素组合 ， 真正 从分子组成层次上研究石油 组成 • 结合 ESI等电离 源，原油不经任何分离就可直接用质谱仪 分析 • “石油组学”就是 从分子层次研究石油化学组成及其与油品性质和转化性能之间的关系，试图开创性地通过详细的分子组成数据关联和预测石油的性质和反应性能。 1. 分子管理的概念 “ 分子炼油 ” 分子炼油就是从分子水平来认识石油加工过程、准确预测产品性质，优化工艺和加工流程，提升每个分子的价值，实现“宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”的生产理念 。  没有人对分子炼油做出清晰的定义  对石化过去十多年的生产实践产生了非常重大的影响  分子炼油是一种理念，倡导从分子水平考虑炼油过程  2006，何鸣元接受科技日报记者采访时提及这一概念；  2011，白春礼院士再次向科学世界记者解释“分子炼油” 一方面是从分子水平上了解和区分原油，另一方面就是从分子水平上更精确地裁剪原油的碳链，做到市场需要什么，就生产什么。 1. 分子管理的概念 “ 分子炼油 ” 石油加工：分子组合与转化（ 2013年） ---中国石油大学 （ Molecular Combination & Conversion---MCC）