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1、石油煉制工藝一、 石油概述1 常用油品的分類(lèi)（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(rùn)滑油品：潤(rùn)滑油、潤(rùn)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(chēng)為“烴類(lèi)”。其中碳元素占 83%-87%，氫元素占 11%-14% （2） 原油的分類(lèi)：石蠟基原油（直鏈排列的烷烴含量占 50%以上）環(huán)烷基原油（環(huán)烷烴和芳香烴含量較大）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(chēng)為輕組分重組分：組分較重，沸點(diǎn)較高，稱(chēng)為重組分4. 原油的“餾分” ：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(guò)加熱蒸餾， 將其“切割” 成若干不同沸點(diǎn)范圍的 “餾分”，“餾分”就是指餾出的組分，這是石油煉制技術(shù)上一個(gè)最常用的術(shù)語(yǔ)。二、石油煉制的方法和手段1原油的蒸餾：原油進(jìn)行煉制加工的第一步，是石油煉制過(guò)程的龍頭。煉油廠一般以原油蒸餾的處理能力作為該廠的生產(chǎn)規(guī)模。通過(guò)常減壓蒸餾把原油中不同沸點(diǎn)范圍的組分分離成各種餾分，獲得直餾的汽油、 煤油、柴油等輕質(zhì)餾分和重質(zhì)油餾分及渣油。常減壓蒸餾基本屬物理過(guò)程， 包括三個(gè)工序：原油的脫鹽、脫水 ；常壓蒸餾；減壓蒸餾2二次加工： 從原油中直接得到的輕餾分是有限的， 大量的重餾分和渣油需要進(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)油品，這

3、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(duì)所要生產(chǎn)的產(chǎn)品要求來(lái)看可以分為四種類(lèi)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(shí)， 多生產(chǎn)一些化工原料3燃料潤(rùn)滑油型工藝流程：以生產(chǎn)潤(rùn)滑油為主4燃料潤(rùn)滑油化工工藝流程：生產(chǎn)潤(rùn)滑油兼化工原料這里主要介紹燃料型工藝流程，燃料型加工方案的目的是盡量把原油

4、煉制為汽油、煤油、柴油等燃料油品，可選用常減壓蒸餾催化裂化焦化加工藝流程，其特點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)裝置少。如果有些原油含硫、氮、金屬等雜質(zhì)以及難裂化的芳烴含量較高， 其重餾分進(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催化裂化加氫裂化焦化工藝流程。這兩種工藝流程的示意圖如下：（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(guò)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^(guò)程中必然增加燃料動(dòng)力消耗， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起蒸餾塔超壓或出現(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

5、后易水解成鹽酸， 腐蝕設(shè)備， 并容易結(jié)成鹽垢堵塞管路，而且鹽在蒸餾時(shí)大都?xì)埩粼谥仞s分油或渣油中，影響二次加工過(guò)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(chǎng)和 110140 度配合，使形成的較大水滴順利除去。2常壓蒸餾： 常壓蒸餾是指將脫鹽脫水后的原油在常壓下進(jìn)行蒸餾。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(lái)， 從而分離成為各個(gè)不同沸點(diǎn)范圍的餾分，達(dá)到使原油和其他液體混合物連續(xù)分餾成各種餾分的目的。3減壓蒸餾：減壓蒸餾也稱(chēng)真

6、空蒸餾，是接近真空（殘壓18 千帕）狀態(tài)下進(jìn)行蒸餾的過(guò)程。 為什么要在接近真空狀態(tài)下進(jìn)行蒸餾呢？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，把在常壓下難于蒸餾的常壓重油在抽真空的條件下降低其沸點(diǎn)進(jìn)行蒸餾， 可以把沸點(diǎn)高達(dá)500 度以上的餾分深撥出來(lái)。以下是常、減壓工藝流程圖：常、減壓裝置的收率，以大慶原油為列，產(chǎn)品收率一般是：直餾汽油（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(guó)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 不過(guò) 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

7、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(lái)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餾或其他煉油裝置的350 540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(chēng)為回?zé)捰汀４呋鸦僮鳁l件的改變或原料波動(dòng)，可使產(chǎn)品組成波動(dòng)。其工藝流程圖如下：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(rùn)滑油。 加氫裂

8、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產(chǎn)廉價(jià)氣外， 還需要配備制氫裝置， 制氫所用原料，如果天然氣的話(huà)， 需耗用高價(jià)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(huì)選用加氫裂化工藝。其工藝流程圖如下：3 延遲焦化： 它是在較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)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(shí)獲得氣體和液體產(chǎn)物。延遲焦化用的原料主要是高沸

9、點(diǎn)的渣油。延遲焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約500， 焦炭塔在稍許正壓下操作。 改變?cè)虾筒僮鳁l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(guò)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%、焦化餾分油 20%、石油焦 23%、氣體 7%上下。 其工藝流程圖如下：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(guò)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(jiǎn)單， 原料油經(jīng)加熱爐加熱到 450 度，進(jìn)入反應(yīng)塔進(jìn)行反應(yīng)， 油氣再進(jìn)入分餾塔分離出氣體、 汽油、柴

10、油、減粘渣油和循環(huán)油。其工藝流程圖如下：5 催化重整：催化重整（簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)程。如果以80180餾分為原料， 產(chǎn)品為高辛烷值汽油； 如果以 60165餾分為原料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴， 重整過(guò)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490525，反應(yīng)壓力為 12 兆帕。重整的工藝過(guò)程可分為原料預(yù)處理、催化重整和芳烴抽提三部分。6 氧化瀝青：石油瀝青來(lái)自原油中最重的部分，是高度縮合的多環(huán)烴類(lèi)混合物，常溫下為無(wú)定形黑色固體，斷面有亮光。氧化瀝青的原料是原油原油蒸餾的減壓渣油和重油溶劑

11、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?？梢愿鶕?jù)不同要求生產(chǎn)各種牌號(hào)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 260 280 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：（四）石油產(chǎn)品的精制與調(diào)和1加氫精制：加氫精制的化學(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)，并使烯烴飽和?，F(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)入分餾塔分餾出汽油和柴油

12、合格產(chǎn)品。其工藝流程圖如下：2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)用的是以輕烴為原料的的蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝。 整個(gè)工藝過(guò)程共分為 5 個(gè)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)鈷溶液吸收， 使原料凈化。 加氫脫硫使用鈷鉬催化劑， 反應(yīng)溫度約 300 度（2）蒸汽轉(zhuǎn)化：輕烴的水蒸氣轉(zhuǎn)化是一個(gè)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，爐管中裝有鎳催化劑， 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（

13、 190 度左右）兩段反應(yīng)，中溫變換采用鐵鉻催化劑， 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)丁砜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(huì)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，使用鎳催化劑。3脫硫醇：硫醇不僅有極難聞的臭味，而且易生成膠質(zhì)，對(duì)銅鉛有腐蝕，因此需要進(jìn)行脫硫醇精制。 我過(guò)一般采用固定床催化氧脫硫醇法， 也稱(chēng)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(wú)臭無(wú)

14、害的二硫化物，實(shí)際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(guó)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(shí)，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(chēng)為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由 2 個(gè)碳原子組成的乙烷和乙烯、由 3 個(gè)碳原子組成的丙烷和丙烯、 由 4 個(gè)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(duì)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)的有氣體分餾、烷基化、催化疊合和甲基叔丁基醚生產(chǎn)工藝。1氣體分餾：氣體分餾是指對(duì)液化石油氣即碳三、碳四的進(jìn)一步分離。這些烴類(lèi)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)行精餾加以分離。 由于彼此之間沸點(diǎn)差別不大， 分餾精度要求很高，要用幾個(gè)多層塔板的精餾塔。2烷基化：烷基化油是高辛烷值汽油的組分， 烷基化油的組成主要是異辛烷，