石油煉制過程和主要工藝簡介

1、石油煉制的主要過程和工藝簡介石油、天然氣是不同烴化合物的混合物， 簡單作為燃料是極大的浪費， 只有 通過加工處理， 煉制出不同的產(chǎn)品， 才能充分發(fā)揮其巨大的經(jīng)濟價值。 石油經(jīng)過 加工，大體可獲得以下幾大類的產(chǎn)品： 汽油類（航空汽油、 軍用汽油、溶劑汽油）； 煤油（燈用煤油、動力煤油、航空煤油） ；柴油（輕柴油、中柴油、重柴油） ；燃 料油；潤滑油；潤滑油脂以及其他石油產(chǎn)品（凡士林、石油蠟、瀝青、石油焦炭 等）。有的油品經(jīng)過深加工，又獲得質(zhì)量更高或新的產(chǎn)品。石油加工， 主要是指對原油的加工。 世界各國基本上都是通過一次加工、 二 次加工以生產(chǎn)燃料油品， 三次加工主要生產(chǎn)化工產(chǎn)品。 原油在煉廠加工

2、前， 還需 經(jīng)過脫鹽、脫水的預處理，使之進入蒸餾裝置時，其各種鹽類的總含鹽量低于 5mg/L,主要控制其對加工設(shè)備、管線的腐蝕和堵塞。原油一次加工， 主要采用常壓、 減壓蒸餾的簡單物理方法將原油切割為沸點 范圍不同、 密度大小不同的多種石油餾分。 各種餾分的分離順序主要取決于分子 大小和沸點高低。在常壓蒸餾過程中，汽油的分子小、沸點低（50200C）,首 先餾出，隨之是煤油（605C）、柴油（2000C）、殘余重油。重油經(jīng)減壓蒸 餾又可獲得一定數(shù)量的潤滑油的基礎(chǔ)油或半成品 （蠟油），最后剩下渣油（重油）。 一次加工獲得的輕質(zhì)油品（汽油、煤油、柴油）還需進一步精制、調(diào)配，才可做 為合格油品投入市

3、場。 我國一次加工原油， 只獲得 25% 40%的直餾輕質(zhì)油品和 20%左右的蠟油。原油二次加工，主要用化學方法或化學 - 物理方法，將原油餾分進一步加工 轉(zhuǎn)化，以提高某種產(chǎn)品收率，增加產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。進行二次加工的工 藝很多，要根據(jù)油品性質(zhì)和設(shè)計要求進行選擇。主要有催化裂化、催化重整、焦 化、減粘、加氫裂化、溶劑脫瀝青等。如對一次加工獲得的重質(zhì)半成品（蠟油） 進行催化裂化， 又可將蠟油的 40%左右轉(zhuǎn)化為高牌號車用汽油， 30%左右轉(zhuǎn)化為 柴油， 20%左右轉(zhuǎn)化為液化氣、氣態(tài)烴和干氣。如以輕汽油（石腦油）為原料，采用催化重整工藝加工， 可生產(chǎn)高辛烷值汽油組分 （航空汽油） 或化工原料

4、芳烴 （苯、二甲苯等），還可獲得副產(chǎn)品氫氣。石油三次加工是對石油一次、二次加工的中間產(chǎn)品（包括輕油、重油、各種 石油氣、石蠟等），通過化學過程生產(chǎn)化工產(chǎn)品。如用催化裂化工藝所產(chǎn)干氣中 的丙稀生產(chǎn)丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈綸；用丙稀和苯生產(chǎn)丙苯酚丙酮；用 碳四（C4）餾分生產(chǎn)順酐、順丁橡膠；用苯、甲苯、二甲苯生產(chǎn)苯酐、聚脂、滌綸等產(chǎn)品。最重要并且最大量的是用石腦油、柴油生產(chǎn)乙稀。1. 原油的脫鹽、脫水又稱預處理，從油田送往煉油廠的原油往往含鹽（主要是氯化物）、帶水（溶 于油或呈乳化狀態(tài)），可導致設(shè)備的腐蝕，在設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢和影響成品油的組成， 需在加工前脫除。常用的辦法是加破乳劑和水，使油中的水

5、集聚，并從油中分出， 而鹽份溶于水中，再加以高壓電場配合，使形成的較大水滴順利除去。2. 常減壓蒸餾常壓蒸餾和減壓蒸餾習慣上合稱常減壓蒸餾。常減壓蒸餾基本屬物理過程。脫鹽、脫水后的原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點范圍不同的油品（稱為餾分），這些油有的經(jīng)調(diào)合、加添加劑后以產(chǎn)品形式出廠，相當大的部分是后續(xù)加 工裝置的原料，因此，常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工經(jīng)過常減壓蒸餾后， 餾分分離如下：原油r石油氣（Cl C4）汽油（C5 C12）脫鹽脫水常壓蒸餾煤油(Cl2 Cl6 )石油 4柴油（Cl5 C 18）潤滑油（Cl6 C20）重油（C20以上）減壓分餾重油常減壓蒸餾流程示意圖如下:3.熱裂

6、化熱裂化是在熱的作用下（不用催化劑）使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?（煉廠氣的一種）、汽油、柴油的過程。熱裂化原料通常為原油蒸餾過程得到的重 質(zhì)餾分油或渣油，或其他石油煉制過程副產(chǎn)的重質(zhì)油?；瘜W反應(yīng)：熱裂化反應(yīng)很復雜。每當重質(zhì)油加熱到 450C以上時，其大分子 分裂為小分子。同時，還有少量疊合（見烯烴疊合）、縮合發(fā)生，使一部分分子轉(zhuǎn) 變?yōu)檩^大的分子，熱裂化是按自由基反應(yīng)機理進行的。在 400600E，大分子烷 烴分裂為小分子的烷烴和烯烴；環(huán)烷烴分裂為小分子或脫氫轉(zhuǎn)化成芳烴， 其側(cè)鏈 較易斷裂；芳烴的環(huán)很難分裂，主要發(fā)生側(cè)鏈斷裂。熱裂化氣體的特點是甲烷、 乙烷-乙烯組分較多；而催化裂化氣體中

7、丙烷-丙烯組分、丁烷-丁烯組分較多。工藝過程：工業(yè)裝置類型主要有雙爐熱裂化和減粘熱裂化兩種。 前者的原料 轉(zhuǎn)化率（輕質(zhì)油收率）較高，大于45%,目的是從各種重質(zhì)油制取汽油、柴油； 后者的轉(zhuǎn)化率較低（20 %25%），目的是降低減壓渣油的粘度和凝點，以提高燃 料油質(zhì)量，雙爐熱裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油，目前已不發(fā)展；減粘熱裂化在石油煉廠中仍有較廣泛的應(yīng)用。雙爐熱裂化：所謂雙爐，是指在流程中設(shè)置兩臺爐子以分別加熱反應(yīng)塔的輕 重進料，操作時原料油直接進入分餾塔下部， 與塔進料油氣換熱蒸出原料中所含 少量輕質(zhì)油和反應(yīng)產(chǎn)物中的汽油、 柴油后， 在塔中部抽出輕循環(huán)油。 塔底為重循 環(huán)油。兩者

8、分別送往輕油、重油加熱爐（為避免在爐管中結(jié)焦，故將輕、重循環(huán) 油分別在兩爐中加熱到不同溫度） ，然后進入反應(yīng)塔進行熱裂化反應(yīng)。反應(yīng)溫度 為485500C ,壓力1.82.0MPa；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸塔分出裂化渣油后，進入分餾 塔分餾。汽油和柴油總產(chǎn)率約為 60%65%。所得柴油凝點-20 C以至30C、 十六烷值 （見柴油 ）約 60（比催化裂化柴油高約 20 個單位）；汽油辛烷值較低 （馬 達法辛烷值約 5560）且安定性差 , 熱裂化渣油是生產(chǎn)針狀焦 （見石油焦 ）的良好 原料。雙爐熱裂化的能耗約 1900MJ/t 原料（為催化裂化的 65%70%）。減粘熱裂化：是一種淺度裂化過程，用以降低渣

9、油的凝點和粘度以生產(chǎn)燃 料油，從而可以減少燃料油中摻和輕質(zhì)油的比例。 同時，還生產(chǎn)裂化汽油和柴油。 減粘熱裂化流程有加熱爐式和反應(yīng)塔式兩種類型，主要差別是前者不設(shè)反應(yīng)塔， 熱裂化反應(yīng)在爐管中進行，加熱溫度高（約450510C）、停留時間短（決定于 溫度）；后者在加熱爐后設(shè)反應(yīng)塔， 主要熱裂化反應(yīng)在反應(yīng)塔內(nèi)進行 , 加熱溫度低 （約445455C）、停留時間長（1020min）。兩者產(chǎn)品產(chǎn)率基本相同，輕質(zhì)油 產(chǎn)率約為 18%20%。反應(yīng)塔式減粘熱裂化的操作周期較長、能耗較低，是近 年來應(yīng)用較多的一種工藝。4.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

10、要的工藝操作。 原料主要是原油蒸餾或其他煉油裝置的 350540C 餾分的重質(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)分餾后可得到氣體、汽油、柴油和重質(zhì)餾分油。 有部分油返回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱為回煉油。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。催化裂化主要化學反應(yīng)：1. 裂化反應(yīng)：裂化反應(yīng)是C-C鍵斷裂反應(yīng)，反應(yīng)速度較快。2. 異構(gòu)化反應(yīng)： 它是在分子量大小不變的情況下， 烴類分子發(fā)生結(jié)構(gòu)和空間 位置的變化。3. 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)： 即某一烴分子上的氫脫下來， 立即加到另一烯烴分子上， 使 這一烯烴得到飽和的反應(yīng)。4. 芳構(gòu)化反應(yīng)： 芳構(gòu)化

11、反應(yīng)是烷烴、 烯烴環(huán)化后進一步氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)， 反應(yīng)過 程不斷放出氫原子，最后生成芳烴。5. 催化重整催化重整（簡稱重整），是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸餾所得的輕汽 油轉(zhuǎn)化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以 80180C餾分為原料，產(chǎn)品為 高辛烷值汽油；如果以60165C餾分為原料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯 等芳烴，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490525E，反應(yīng)壓力為12兆帕。重整的工藝過程可分為原 料預處理和重整兩部分。催化重般流秤簡削6. 芳烴提取這個過程，也稱芳烴萃取，用萃取劑從烴類混合物中分離芳烴的液液萃取過 程。主要用于從催化重

12、整和烴類裂解汽油中回收輕質(zhì)芳烴（苯、甲苯、各種二甲苯），有時也用于從催化裂化柴油回收萘，抽出芳烴以后的非芳烴剩余物稱抽余 油。輕質(zhì)芳烴與相近碳原子數(shù)的非芳烴沸點相差很小（如苯80.1 C，環(huán)己烷80.74 C ,2,2,3-三甲基丁烷80.88 C），有時還形成共沸物，因此實際上不能用精 餾方法分離。利用芳烴在某些溶劑中溶解度比非芳烴大的特點，采用液液萃取方法可以回收純度很高的芳烴。常用萃取劑有二乙二醇醚（二甘醇）、三乙二醇醚（三甘醇）、四乙二醇醚（四甘醇）、環(huán)丁砜等，也用二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷 酮、N-甲酰基嗎啉等。芳烴在重整汽油中含量高，不含烯烴、硫化物等雜質(zhì)，處理較易。裂解汽油中含較

13、多的二烯烴、烯烴、苯乙烯及少量的含硫、氮、氧的有機物，二烯烴很 易聚合，硫化物很難從芳烴中除去。因此，從裂解汽油中抽提芳烴之前，必須進 行二段加氫處理，以除去上述雜質(zhì)。工藝流程：以二乙二醇醚處理催化重整汽油為例。原料在抽提塔中與溶劑 逆流接觸進行萃取，溫度125140C，溶劑對原料比約15:1。抽提塔底物含溶 解在溶劑中的芳烴，將后者送入汽提塔（見解吸）與溶劑分離，塔底的溶劑循環(huán) 去抽提塔，塔頂產(chǎn)物送入芳烴水洗塔洗去殘余溶劑后即為純芳烴混合物。 抽提塔 頂?shù)姆欠紵N，送水洗塔洗除殘余溶劑。兩個水洗塔底均為水與溶劑 ，去溶劑回收 塔,蒸出水后，塔底溶劑去抽提塔循環(huán)使用。去雕乙燉.丙覽.丁燉弄-S.

14、-P芳蠱直Httea氏TIPI Of煙.土*愷苯甲7. 焦化焦化是使重質(zhì)油品加熱裂解聚合變成輕質(zhì)油、中間餾分油和焦炭的加工過程。產(chǎn)品有：氣體、汽油、柴油、蠟油、石油焦。8. 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的渣油。 延遲焦化的 主要操作條件是：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。9. 加氫裂化是在高壓、氫氣存在下進行，加入催化劑，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

15、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。10. 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)氫氣和氨。 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。11. 石油產(chǎn)品精制前述各裝置生產(chǎn)的油品一般還不能直接作為商品， 為滿足商品

16、要求， 除需進 行調(diào)和、添加添加劑外，往往還需要進一步精制，除去雜質(zhì)，改善性能以滿足實 際要求。常見的雜質(zhì)有含硫、氮、氧的化合物，以及混在油中的蠟和膠質(zhì)等不理 想成分。它們可使油品有臭味，色澤深，腐蝕機械設(shè)備，不易保存。除去雜質(zhì)常 用的方法有酸堿精制、脫臭、加氫、溶劑精制、白土精制、脫蠟等。酸精制是用 硫酸處理油品， 可除去某些含硫化合物、 含氮化合物和膠質(zhì)。 堿精制是用燒堿水 溶液處理油品，如汽油、柴油、潤滑油，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去 酸精制時殘留的 硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用，故稱酸堿精制。脫臭是針 對含硫高的原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而產(chǎn)生惡臭。硫醇含量高時會引 起

17、油品生膠質(zhì)， 不易保存?？刹捎么呋瘎┐嬖谙?， 先用堿液處理， 再用空氣氧化。 加氫是在催化劑存在下，于300425C , 1.5兆帕壓力下加氫，可除去含硫、氮、 氧的化合物和金屬雜質(zhì)，改進油品的 儲存性能和腐蝕性、燃燒性，可用于各種 油品。脫蠟主要用于精制航空煤油、 柴油等。油中含蠟， 在低溫下形成蠟的結(jié)晶， 影響流動性能， 并易于堵塞管道。 脫蠟對航空用油十分重要。 脫蠟可用分子篩吸 附。潤滑油的精制常采用溶劑精制脫除不理想成分， 以改善組成和顏色。 有時需 要脫蠟。 白土精制一般放在精制工序的最后， 用白土 （主要由二氧化硅和三氧化 二鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。酸精制：是用硫酸處理油品，可除

18、去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。堿精制：是用燒堿水溶液處理油品，如汽油、柴油、潤滑油，可除去含氧化 合物和硫化物，并可除去酸精制時殘留的硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用， 故稱酸堿精制。 脫臭：是針對含硫高的原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而產(chǎn)生惡臭，硫 醇含量高時會引起油品生膠質(zhì)， 不易保存。 可采用催化劑存在下， 先 用堿液處理，再用空氣氧化。加氫：是在催化劑存在下于300425C,1.5兆帕壓力下加氫，可除去含硫、 氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì)，改進油品的 儲存性能和腐蝕性、燃燒 性，可用于各種油品。脫蠟：主要用于精制航空煤油、 柴油等。油中含蠟， 在低溫下形成蠟的結(jié)晶， 影響流動性能， 并易于堵塞管道。 脫蠟對航空用油十分重要。 脫蠟可 用分子篩吸附。潤滑油的 精制常采用溶劑精制脫除不理想成分，以 改善組成和顏色。有時需要脫蠟。白土精制： 一般放在精制工序的最后， 用白土 （主要由二氧化硅和三氧化二 鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。12.潤滑油煉制 ：原料主要來自原油的蒸餾，潤滑油最主要的性能是粘度、安定性