石油煉制工藝

1、石油煉制工藝一、石油概述1 .常用油品的分類(1)燃料油品：汽油、煤油、柴油、燃料重油、液化石油和化工輕油等(2)潤滑油品：潤滑油、潤滑脂和石蠟等2 .石油的基本性質(zhì)(1)原油的組成：原油是一種混合物質(zhì)，主要由碳元素和氫元素組成，統(tǒng) 稱為“姓:類”。其中碳元素占83%-87%,氫元素占11%-14%(2)原油的分類：石蠟基原油(直鏈排列的燒燒含量占 50%以上) 環(huán)烷基原油(環(huán)燒爛和芳香燒含量較大) 中間基原油(性質(zhì)介乎以上二者)3 .原油的組分：輕組分：分子量比較小，沸點(diǎn)較低，易于揮發(fā)稱為輕組分 重組分：組分較重，沸點(diǎn)較高，稱為重組分4 .原油的“儲分”：石油煉制的基本手段之一，就是利用各組

2、分的不同 沸點(diǎn)，通過加熱蒸儲，將其“切割”成若干不同沸點(diǎn)范圍的“儲分”，“儲分” 就是指儲出的組分，這是石油煉制技術(shù)上一個最常用的術(shù)語。二、石油煉制的方法和手段1 .原油的蒸儲：原油進(jìn)行煉制加工的第一步，是石油煉制過程的龍頭。煉 油廠一般以原油蒸儲的處理能力作為該廠的生產(chǎn)規(guī)模。通 過常減壓蒸儲把原油中不同沸點(diǎn)范圍的組分分離成各種 微分，獲得直儲的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)儲分和重質(zhì)油 儲分及渣油。常減壓蒸儲基本屬物理過程，包括三個工序： 原油的脫鹽、脫水；常壓蒸儲；減壓蒸儲2 .二次加工：從原油中直接得到的輕微分是有限的， 大量的重儲分和渣油 需要進(jìn)一步加工，將重質(zhì)油進(jìn)行輕質(zhì)化，以得到更多的輕 質(zhì)

3、油品，這就是石油煉制的第二部分，即原油的二次加工。 包括催化裂化和加氫裂化、催化重整、延遲焦化、減粘和 加氫處理等。3 .油品精制和提高質(zhì)量的有關(guān)工藝： 包括為使汽油、柴油的含硫量及安全 性等指標(biāo)達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的加氫精制； 油品的脫色、脫 臭；煉廠氣加工；為提高油品質(zhì)量的有關(guān)加工工藝等三、石油的煉制工藝(一)從對所要生產(chǎn)的產(chǎn)品要求來看可以分為四種類型1 .燃料型工藝流程：以生產(chǎn)汽、煤、柴油等燃料油品為主2 .燃料化工型工藝流程：是在生產(chǎn)燃料油時，多生產(chǎn)一些化工原料3 .燃料潤滑油型工藝流程：以生產(chǎn)潤滑油為主4 .燃料潤滑油化工工藝流程：生產(chǎn)潤滑油兼化工原料這里主要介紹燃料型工藝流程，燃料型加

4、工方案的目的是盡量把原油煉制為 汽油、煤油、柴油等燃料油品，可選用常減壓蒸儲一催化裂化一焦化加工藝流程， 其特點(diǎn)是流程簡單，生產(chǎn)裝置少。如果有些原油含硫、氮、金屬等雜質(zhì)以及難裂 化的芳爛含量較高，其重儲分進(jìn)行催化裂化不能達(dá)到理想的效果， 則有必要采取 常減壓一催化裂化一加氫裂化一焦化工藝流程。這兩種工藝流程的示意圖如下：原油常壓蒸饋重柴油氫氣芳疑抽提L催化氣吸收減壓蒸ffl減壓情分減壓渣油催化裂化焦化汽油組分一芳香正直儲煤油 一直情輕柴油一燃料氣烷基化一烷基化油體分離.催化汽油一催化柴油-焦化汽油焦化柴油-石油焦一燃料油圖3-1常減壓蒸僵-催化裂化-焦化工藝流程示意圖L輕汽油催化重整芳是抽提原

5、油常樂蒸重柴油懦分一汽油組分f香恰.一直儲煤油*宜情輕柴油液化氣減壓蒸慵減樂情分一減壓館分減壓渣油-W4H加氫裂化煤油-柴油一中間餡分Jj-液化氣汽油柴油催化裂化中間慵分1-ISit.汽油一柴油A石油焦（二）原油的初加工1 .原油的預(yù)處理：油田采出的原油雖經(jīng)過初步脫水處理， 仍含有一定量的鹽 和水，一般含鹽量50毫克/升上下，含水量0.5%1.0%, 必須在原油煉制之前將其脫除。因?yàn)樵秃诩庸み^程 中必然增加燃料動力消耗，嚴(yán)重時會引起蒸儲塔超壓或出 現(xiàn)沖塔現(xiàn)象；原油含鹽不部分是氯化鈉，其余是氯化鈣、 氯化鎂，受熱后易水解成鹽酸，腐蝕設(shè)備，并容易結(jié)成鹽 垢堵塞管路，而且鹽在蒸儲時大都?xì)埩粼谥?/p>

6、儲分油或渣油 中，影響二次加工過程及產(chǎn)品質(zhì)量。為此一般要求處理后 原油含鹽小于3毫克/升，含水小于0.2%。常用的辦法是 加破乳劑和水，使油中的水集聚，并從油中分出，而鹽份 溶于水中，再加以高壓電場和 110140度配合，使形成 的較大水滴順利除去。2 .常壓蒸儲：常壓蒸儲是指將脫鹽脫水后的原油在常壓下進(jìn)行蒸儲。就是將原油或其他液體混合物加熱使之氣化，氣化了的各種不同 沸點(diǎn)的組分先后分別冷凝下來，從而分離成為各個不同沸 點(diǎn)范圍的微分，達(dá)到使原油和其他液體混合物連續(xù)分儲成 各種儲分的目的。3 .減壓蒸儲：減壓蒸儲也稱真空蒸儲，是接近真空（殘壓 18千帕）狀態(tài) 下進(jìn)行蒸儲的過程。為什么要在接近真空

7、狀態(tài)下進(jìn)行蒸儲 呢？這是應(yīng)用了 “物質(zhì)的沸點(diǎn)隨外界壓力的減小而降低” 的原理，把在常壓下難于蒸儲的常壓重油在抽真空的條件 下降低其沸點(diǎn)進(jìn)行蒸儲，可以把沸點(diǎn)高達(dá)500度以上的儲 分深撥出來。以下是常、減壓工藝流程圖：原油一氣一減壓清油圖3-4常，減壓蒸儲工藝流程示意圖1 一脫款罐：2初儲塔；3一常壓爐；4一常壓塔;5-汽提塔；L減壓爐；7一減壓塔；8一抽空器常、減壓裝置的收率，以大慶原油為列，產(chǎn)品收率一般是：直儲汽油（或石 腦油）組分占6.3%,航煤6.4%,輕柴油13.6%,催化裂化原料油34.3%,減壓 渣油38.3%。（三）原油的深加工：國內(nèi)原油初加工一般只能得到數(shù)量不多的輕質(zhì)油產(chǎn)品，只不

8、過20%30%,而且質(zhì)量也達(dá)不到要求，必須再進(jìn)行深 度加工。煉油廠二次加工主要裝置有：催化裂化、加氫裂 化、延遲焦化、催化重整、減粘裂化、氧化瀝青等裝置。1 .催化裂化：催化裂化是在熱裂化工藝上發(fā)展起來的。是提高原油加工深度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、柴油最重要的工藝操作。原料范主要是原 油蒸儲或其他煉油裝置的350540c儲分的重質(zhì)油，催化 裂化工藝由三部分組成：原料油催化裂化、催化劑再生、 產(chǎn)物分離。催化裂化所得的產(chǎn)物經(jīng)分儲后可得到氣體、汽 油、柴油和重質(zhì)儲分油。有部分油返回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱 為回?zé)捰?。催化裂化操作條件的改變或原料波動，可使產(chǎn) 品組成波動。其工藝流程圖如下：催化劑原料油金油漿圖3-5催

9、化裂化裝置工藝流程示意圖I 一再生器;2沉降器;3一提升管反應(yīng)器;4主風(fēng)機(jī)*煙氣輪機(jī)機(jī)組;5加熱爐;6一回?zé)捰凸抟嘁环謮λ靡黄崴?氣壓機(jī)二10吸收解吸塔；11一再吸收塔；12穩(wěn)定塔；13-重沸器；14 一三級旋風(fēng)分離器；15廢熱鍋爐2.加氫裂化：是在高壓、氫氣存在下進(jìn)行，需要催化劑，把重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化 成汽油、煤油、柴油和潤滑油。加氫裂化由于有氫存在，原料轉(zhuǎn)化的焦炭少, 可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作靈活，可按產(chǎn)品需求調(diào)整。產(chǎn)品 收率較高，而且質(zhì)量好。特別是適于生產(chǎn)航空煤油。缺點(diǎn)是投資大，需采用 大型高壓反映器、高壓換熱器以及高壓機(jī)泵等昂貴設(shè)備；耗氫量大，除了從 催化重整可得到一部分副

10、產(chǎn)廉價氣外，還需要配備制氫裝置，制氫所用原料, 如果天然氣的話，需耗用高價的石腦油。所以一般二次加工大都優(yōu)先考慮催 化裂化，只有當(dāng)裂化原料不適合進(jìn)行催化裂化加工的， 才會選用加氫裂化工 藝。其工藝流程圖如下：燃料氣4a 7PCX 匯 Xhx-國 XTmtn輕汽池5%空瞬 中間饋存尾油圖3-6加簿裂化工藝流程示意1 一加熱爐；2第 加裝反應(yīng)器；3一第二加氫反應(yīng)器;4一循環(huán)氫壓縮機(jī)；5一分保塔；6-高壓分離睛；7-低壓分離器：8高壓換熱器3.延遲焦化： 它是在較長反應(yīng)時間下，使原料深度裂化，以生產(chǎn)固體石 油焦炭為主要目的，同時獲得氣體和液體產(chǎn)物。延遲焦化用的原料主要 是高沸點(diǎn)的渣油。延遲焦化的主要

11、操作條件是：原料加熱后溫度約500C ,焦炭塔在稍許正壓下操作。改變原料和操作條件可以調(diào)整汽油、 柴油、裂化原料油、焦炭的比例。原料焦化的過程中即有裂化也有縮合， 焦化產(chǎn)品及收率隨原料不同而變化，一般為：汽油15%、柴油35%、焦化儲分油20%、石油焦23%、氣體7%上下。其工藝流程圖如下：圖3-淤 延遲焦化工藝流程示意圖】一加熱爐a 2焦炭塔：3一分慵塔彳4-汽提塔：5四通牌4 .減粘裂化：其主要生產(chǎn)目的是將高黏度重質(zhì)油料經(jīng)過輕度熱裂化得到低 黏度、低凝點(diǎn)的燃料油。產(chǎn)品主要是減粘渣油（燃料油）82%、不穩(wěn)定汽油5%、柴油10%。其裂化流程比較簡單，原料油經(jīng)加熱爐加熱到450 度，進(jìn)入反應(yīng)塔進(jìn)

12、行反應(yīng)，油氣再進(jìn)入分儲塔分離出氣體、 汽油、柴油、 減粘渣油和循環(huán)油。具工藝流程圖如下：含一原料（減壓渣油）減粘裂化工藝流程示意圖1加熱爐,2一反應(yīng)塔；3一分傅塔5 .催化重整：催化重整（簡稱重整）是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸儲所得的輕汽油轉(zhuǎn)化成含芳爛較高的重整汽油的過程。如果以80180C微分為原料，產(chǎn)品為高辛烷值汽油；如果以60165C微分為原 料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳姓，重整過程副產(chǎn)氫氣，可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反應(yīng)條件是：反應(yīng)溫度為 490-525C ,反應(yīng)壓力為12兆帕。重整的工藝過程可分為原料預(yù)處理、 催化重整和芳姓抽提三部分。6 .氧化瀝青：石油瀝青來自

13、原油中最重的部分，是高度縮合的多環(huán)姓類混 合物，常溫下為無定形黑色固體，斷面有亮光。氧化瀝青的原料是原油 原油蒸儲的減壓渣油和重油溶劑脫瀝青裝置所得的瀝青。瀝青氧化的目 的是改變其組成，使軟化點(diǎn)提高針入度及溫度敏感性減小。可以根據(jù)不 同要求生產(chǎn)各種牌號的石油瀝青。工藝為單塔或多塔串聯(lián)的連續(xù)氧化瀝 青。原料油經(jīng)加熱爐加熱到 260280度進(jìn)入氧化塔，塔內(nèi)鼓入壓縮空 氣進(jìn)行劇烈攪拌，進(jìn)行氧化。其具體工藝如下圖：圖3-14氧化瀝青工藝流程示意圖1 一焚燒加熱爐；2一氧化塔；3一尾氣冷卻器i 4一氣液分離罐;5一鏈?zhǔn)匠尚蜋C(jī)；6瀝青成品罐；7一循環(huán)油罐四)石油產(chǎn)品的精制與調(diào)和1 .加氫精制：加氫精制的化

14、學(xué)反應(yīng)是在氫氣存在和一定溫度壓力下，脫除油 品中的硫、氮、氧和金屬雜質(zhì)，并使烯姓飽和。現(xiàn)將焦化汽、 柴油加氫精制工藝敘述如下：以焦化汽、柴油的混合油為進(jìn)料, 經(jīng)加熱爐加熱至約300度，與循環(huán)氫混合進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)物 經(jīng)高壓分離器和低壓分離器與氫氣分離，然后進(jìn)入分儲塔分儲 出汽油和柴油合格產(chǎn)品。具工藝流程圖如下：圖3-15焦化汽、柴油加氫精制工藝流程示意圖1 一反應(yīng)進(jìn)料加熱爐；2反應(yīng)器日一分幅培；4 一高壓分離器;5低Hi分離器：6-分液罐：7一網(wǎng)流球陽,10-反應(yīng)產(chǎn)物/反應(yīng)進(jìn)料換熱器；L反應(yīng)產(chǎn)物/分懦進(jìn)料換熱磊;“一柴油/分悔進(jìn)料換熱器尸2-反應(yīng)產(chǎn)物空冷俱;13一分愉塔頂空冷器，14成品柴油空

15、冷器；15補(bǔ)充氧壓縮機(jī)門6 循環(huán)氧壓縮機(jī).制氫：氫氣是石油化學(xué)工業(yè)的一種基本原料，制取氫氣有多種方法，而煉油廠最廣泛應(yīng)用的是以輕姓為原料的的蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝。整個工藝過程共分為5個步驟：原料脫硫、蒸汽轉(zhuǎn)化、一氧化炭轉(zhuǎn)化、脫除二氧 化碳和甲烷化。(1)原料脫硫：用加氫方法將原料中的有機(jī)硫化物轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后用氧 化鋅或有機(jī)鉆溶液吸收，使原料凈化。加氫脫硫使用鉆鋁催化劑，反 應(yīng)溫度約300度(2)蒸汽轉(zhuǎn)化：輕爛的水蒸氣轉(zhuǎn)化是一個強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)，需要很高的反應(yīng) 溫度，因此是在列管式轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行，爐管中裝有鍥催化劑，反應(yīng)溫 度790度左右(3) 一氧化碳變換：采取中溫變換(380度左右)和低溫變換(

16、190度左右)兩段反應(yīng)，中溫變換采用鐵銘催化劑，低溫采用銅鋅催化劑。一氧化 碳濃度可減小到千分之五左右(4)脫除二氧化碳：以二乙醇胺或環(huán)丁碉等做溶劑將二氧化碳吸收，然后將溶劑再生循環(huán)使用。一般采用兩段吸收和兩段再生(5)甲烷化：脫二氧化碳后的氫氣中仍含有微量一氧化碳和二氧化碳，會影響氫氣的應(yīng)用，造成加氫催化劑中毒，須采用甲烷化方法加以完全脫 除。反應(yīng)溫度在330度，使用鍥催化劑。3 .脫硫醇：硫醇不僅有極難聞的臭味，而且易生成膠質(zhì)，對銅鉛有腐蝕，因此 需要進(jìn)行脫硫醇精制。我過一般采用固定床催化氧脫硫醇法， 也稱梅 洛克斯法，其原理是將硫醇在催化劑床層上進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成無臭無害的二硫化物，實(shí)際

17、上油品中的含硫量并未減少。4 .硫回收：硫回收是將煉制含硫原油中產(chǎn)生的含硫氣體和含硫污水汽得到的酸 性氣中的硫，利用克勞斯反應(yīng)機(jī)理轉(zhuǎn)化成硫磺的工藝。 由于我國加工 原油含硫量較高，硫回收一般采用部分燃燒法，即含有硫化氫的酸性 氣在供氧不足的條件下燃燒，并保持硫化氫與生成的二氧化硫成一定 比例時，硫化氫即轉(zhuǎn)化成元素硫。(五)煉廠氣加工：原油一次加工和二次加工的各生產(chǎn)裝置都有氣體產(chǎn)出，總稱為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由2個碳原子組成的乙烷 和乙烯、由3個碳原子組成的丙烷和丙烯、由4個碳原子組成的丁烷 和丁烯等。它們的主要用途是作為生產(chǎn)汽油的原料和石油化工原料以 及生產(chǎn)氨氣和氨。發(fā)展煉油廠氣加工的前提是要對煉廠氣先分離后利 用。煉廠氣經(jīng)分離作化工原料的比重增加， 如分出較純的乙烯可作乙 苯；分出較純的丙烯可作聚丙烯等。與煉油密切相關(guān)的有氣體分儲、 烷基化、催化疊合和甲基叔丁基醴生產(chǎn)工藝。1 .氣體分儲：氣體分儲是指對液化石油氣即碳三、碳四的進(jìn)一步分離。這些 燒類在常溫常壓下均為氣體，但在一定壓力下成為液態(tài)，利用其不同 沸點(diǎn)進(jìn)行精儲加以分離。由于彼此之間沸點(diǎn)差別不大，分儲精度要求 很高，