石油化工過程

1、一、石油煉制過程一、石油煉制過程 石油是遠古時代沉積在海底湖泊中的動植物的遺體，在石油是遠古時代沉積在海底湖泊中的動植物的遺體，在海洋條件作用下經(jīng)過千百萬年的漫長轉化過程而生成。海洋條件作用下經(jīng)過千百萬年的漫長轉化過程而生成。水中生物的遺骸下沉而埋沒于地下水中生物的遺骸下沉而埋沒于地下一、石油煉制過程一、石油煉制過程石油大多集石油大多集中在沙巖之中在沙巖之類孔隙較多類孔隙較多的巖石層中的巖石層中因地熱或地因地熱或地壓等作用變壓等作用變成石油成石油一、石油煉制過程一、石油煉制過程 石油煉制過程每次技術變革石油煉制過程每次技術變革均使石油加工效率和產(chǎn)品品質(zhì)提均使石油加工效率和產(chǎn)品品質(zhì)提高，并推動了

2、化學工程與技術學高，并推動了化學工程與技術學科理論體系的發(fā)展?？评碚擉w系的發(fā)展。 大型精餾塔、大型反應器和大型精餾塔、大型反應器和工業(yè)催化劑。工業(yè)催化劑。 反應動力學，傳質(zhì)與分離反應動力學，傳質(zhì)與分離石油煉制基本包括：石油一次石油煉制基本包括：石油一次加工、石油二次加工和石油產(chǎn)加工、石油二次加工和石油產(chǎn)品精制等三個基本過程品精制等三個基本過程 原油一次加工過程原油一次加工過程n原油的脫鹽、脫水n常壓蒸餾n減壓蒸餾 原油一次加工基本屬于物理過程，原料油在蒸餾塔里根據(jù)組分的揮發(fā)性不同，分離出沸點范圍不同的餾分（油品），這些餾分有的經(jīng)調(diào)合、加添加劑后以產(chǎn)品形式出廠，相當大的部分是作為后續(xù)加工裝置的原

3、料。 原油二次加工過程原油二次加工過程n催化裂化n催化重整n加氫精制n延遲焦化n催化裂解n溶劑脫蠟.石油煉制過程石油煉制過程催化裂化過程催化裂化過程催化劑：從無定型硅鋁催化劑、X型分子篩、Y型分子篩和超穩(wěn)分子篩到中孔分子篩反應器：從固定床、移動床、密相流化床到提升管反應器1. 反應再生系統(tǒng)：兩段再生、燒焦罐等催化劑再生技術；快速汽化、快速反應和快速分離的“ 三快” 技術，以及催化劑預提升技術等熱裂化過程催化裂化過程催化裂解工藝催化裂化主分餾流程催化裂化主分餾流程FCC 與流化床反應器相比, 提升管反應器主要特點為：n裂化反應具有更好的選擇性, 干氣和焦炭產(chǎn)率明顯地減少,更適合處理重質(zhì)原料油；n

4、裂化反應效率更高, 裂化反應可在很短時間內(nèi)完成, 并可以大幅度提高處理能力；n裂化反應具有較好的靈活性, 可以通過反應溫度、催化劑性質(zhì)等條件的變化, 實現(xiàn)不同的生產(chǎn)方案。催化裂化催化裂化 我國催化裂化裝置以FCC為主，40%原料為渣油。所生產(chǎn)的汽油和柴油組分分別占成品汽、柴油總量的75%和30%左右,所生產(chǎn)的丙烯量約占丙烯總產(chǎn)量的40%。同時, 還可以為烷基化裝置和醚化裝置提供原料。 催化汽油中烯烴含量明顯超過清潔汽油標準。因此降低催化裂化汽油烯烴含量是我國流化催化裂化技術面臨的重要和緊迫的任務。催化裂化技術進展催化裂化技術進展u由于催化裂化反應在反應速度和反應方向選擇上明顯優(yōu)于熱裂化反應由于

5、催化裂化反應在反應速度和反應方向選擇上明顯優(yōu)于熱裂化反應, ,因此才能取代熱裂化工藝。因此才能取代熱裂化工藝。u因為烴類在沸石分子篩為活性組元的催化劑上進行裂化反應的速度及選擇性明顯地優(yōu)于合成硅酸鋁催化因為烴類在沸石分子篩為活性組元的催化劑上進行裂化反應的速度及選擇性明顯地優(yōu)于合成硅酸鋁催化劑劑, , 由沸石分子篩為活性組元的催化劑才能取代合成硅酸鋁催化劑，使得汽油產(chǎn)率大幅度增加由沸石分子篩為活性組元的催化劑才能取代合成硅酸鋁催化劑，使得汽油產(chǎn)率大幅度增加, , 干氣產(chǎn)率干氣產(chǎn)率降低。但也造成氫轉移反應的增加降低。但也造成氫轉移反應的增加, , 汽油中的烯烴含量降低汽油中的烯烴含量降低, ,

6、烷烴增加烷烴增加, , 汽油的辛烷值明顯降低汽油的辛烷值明顯降低, , 焦炭產(chǎn)焦炭產(chǎn)率增加。率增加。u提升管催化裂化工藝取代密相床流化催化裂化工藝提升管催化裂化工藝取代密相床流化催化裂化工藝, , 進一步提高了裂化反應速度進一步提高了裂化反應速度, , 改善了裝置的靈活性。改善了裝置的靈活性。n第一反應器采用常規(guī)催化裂化操作模式, 烴分子在高溫、短接觸反應條件下生成氣體、汽油、柴油和重油；n生成的汽油進入第二反應器, 在那里采用低溫、長停留時間操作條件, 使烯烴進行氫轉移、異構化和烷基化等反應生成芳烴或異構烷烴, 從而實現(xiàn)降低催化裂化汽油烯烴含量的目的。裂化反應和轉化反應耦合裂化反應和轉化反應

7、耦合 現(xiàn)有催化裂化過程僅是裂化反應一維結構； 對于既要完成烴類的充分裂化、又要促進能大幅度降低汽油烯烴的氫轉移反應則難免顧此失彼。 具有裂化反應和氫轉移反應的二維反應結構, 可以滿足裂化反應和氫轉移反應各自的需求。單沉降器、單分餾塔FDFCC-A流程裂化反應和轉化反應裂化反應和轉化反應 若只有1套催化裂化裝置, 且對汽油降烯烴要求不高, 可采用單沉降器、單分餾塔催化裂化汽油改質(zhì)流程。FDFCC流程的特點流程的特點nFDFCC工藝優(yōu)化了催化裂化一次反應和二次反應, 該反應體系采用雙提升管工藝流程, 第一提升管反應器進行常規(guī)催化裂化反應, 第二提升管反應器為催化裂化汽油提供獨立的反應空間。通過改變

8、汽油管反的操作條件來靈活調(diào)節(jié)催化裂化汽油烯烴含量, 并使汽油辛烷值增加。nFDFCC工藝生產(chǎn)的柴油餾分性質(zhì)與常規(guī)基本相同, 柴油的十六烷值基本維持不變。nFDFCC工藝特別適合于重油催化裂化,能使裝置的焦炭燃燒熱得到有效的利用。nFDFCC工藝可采用常規(guī)的催化裂化催化劑, 也可以采用具有降烯烴功能的催化劑。石油煉制過程石油煉制過程雙沉降器、雙分餾塔流程雙沉降器、雙分餾塔流程FDFCC-B流程流程 若對汽油降烯烴要求高, 則采用雙沉降器、雙分餾塔催化裂化汽油改質(zhì)流程以下簡稱一流程, 其工藝原則流程見上圖。模擬雙沉降器、雙分餾塔流程模擬雙沉降器、雙分餾塔流程 若有2套催化裂化裝置，且對汽油降烯烴要

9、求高, 可采用模擬雙沉降器、雙分餾塔FDFCC-C流程。石油化工過程石油化工過程 所謂石油化學工業(yè)所謂石油化學工業(yè), , 就是主要以石油、天燃氣為原料就是主要以石油、天燃氣為原料, , 通通過裂解和分離等工藝方法過裂解和分離等工藝方法, , 生產(chǎn)甲烷、乙烯、丙烯、丁二烯、生產(chǎn)甲烷、乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等化工基礎原料；苯、甲苯、二甲苯等化工基礎原料； 用這些基礎原料再經(jīng)進一步加工可生產(chǎn)醇、醛、酮、酸等用這些基礎原料再經(jīng)進一步加工可生產(chǎn)醇、醛、酮、酸等基本化工原料；基本化工原料； 合成塑料、合成橡膠、合成纖維；合成塑料、合成橡膠、合成纖維； 合成洗滌劑、染料、化肥、農(nóng)藥等產(chǎn)品的綜合

10、性工業(yè)。合成洗滌劑、染料、化肥、農(nóng)藥等產(chǎn)品的綜合性工業(yè)。石油化工過程框圖石油化工過程框圖乙烯裂解爐乙烯裂解爐氯堿裝置氯堿裝置食鹽食鹽芳烴抽提芳烴抽提聚氯乙烯聚氯乙烯環(huán)氧氯丙烷環(huán)氧氯丙烷甘油甘油甲醇合成甲醇合成氯乙烯氯乙烯裂解汽油裂解汽油丁二烯抽提丁二烯抽提丁苯橡膠丁苯橡膠低壓聚乙烯低壓聚乙烯苯酚丙酮苯酚丙酮丁辛醇丁辛醇聚丙烯聚丙烯苯乙烯苯乙烯石油煉制石油煉制燒堿燒堿丙酮丙酮苯酚苯酚Cl2H2CO+H2CO+H2乙烯乙烯丙烯丙烯石腦油石腦油苯苯對二甲苯對二甲苯鄰二甲苯鄰二甲苯正丁醇正丁醇辛醇辛醇聚苯乙烯聚苯乙烯C5餾分餾分C4餾分餾分輕柴油輕柴油乙二醇乙二醇HD聚乙烯聚乙烯合成氨合成氨甲烷甲烷空

11、氣分離空氣分離空氣空氣石油化工過程基本構成單元石油化工過程基本構成單元 n石油化工的核心過程是乙烯生產(chǎn)過程，乙烯工程的規(guī)模決定石油化工企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模。一般的石油化工過程由烯烴裝置、芳烴裝置、聚合裝置、化工合成裝置等構成；n石油化工企業(yè)通常設立烯烴事業(yè)部、芳烴事業(yè)部、化工事業(yè)部、橡膠塑料事業(yè)部和化纖事業(yè)部等生產(chǎn)機構。 乙烯工業(yè)乙烯工業(yè)石油化工技術水平的標志性工業(yè)石油化工技術水平的標志性工業(yè)n從1960年代末以來, 發(fā)達國家的化學工業(yè)的原料已從煤系原料轉向石油系原料, 從而形成包括基本有機原料、三大合成材料等在內(nèi)的石油化工系統(tǒng), 并且在短時期內(nèi)迅速地發(fā)展起來；n乙烯生產(chǎn)是石油化學工業(yè)的核心, 沒有

12、乙烯工業(yè)的發(fā)展，有機化工和三大合成材料工業(yè)的迅速發(fā)展是不可能的。乙烯工程的基本裝置與核心技術乙烯工程的基本裝置與核心技術浙江鎮(zhèn)海煉化100萬噸/年乙烯工程，總投資 219億元，工程占地約220公頃 裝置名稱生產(chǎn)規(guī)模（萬噸/年）技術來源乙烯裝置100中國石化和美國ABB LUMMUS公司環(huán)氧乙烷/乙二醇（EO/EG）裝置65美國DOW化學公司環(huán)氧丙烷/苯乙烯（PO/SM）裝置28.5(PO)/62(SM)美國LYONDELL公司聚乙烯（LLDPE）裝置45美國UNIVATION公司裂解汽油加氫裝置70中國石化芳烴抽提裝置60中國石化乙苯（EB）裝置65中國石化聚丙烯（PP）裝置30中國石化MTB

13、E/丁烯-1裝置11(MTBE)/4中國石化丁二烯裝置16中國石化乙烯裝置工藝流程圖乙烯裝置工藝流程圖乙烯裂解爐技術發(fā)展乙烯裂解爐技術發(fā)展n美國ABB Lummus 公司、S&W 公司、Kellogg公司、KBR公司、Exxon公司、荷蘭KTI公司、德國Linde AG公司等推出一系列大型裂解爐。另外, 國內(nèi)也合作開發(fā)ABB Lummus/SINOPEC Tech專利技術。裂解爐發(fā)展趨勢裂解爐發(fā)展趨勢- -LCGCn向大型化和綠色化方向(Large Capacity and Green Chemistry,LCGC)發(fā)展; 裂解爐單臺生產(chǎn)能力提高到120 200kt/ a,如將生產(chǎn)能力

14、為500kt/ a乙烯裝置中的16 臺小規(guī)模裂解爐更換為5臺現(xiàn)代化大型裂解爐。LCGC乙烯裂解爐結構乙烯裂解裝置基本反應乙烯裂解裝置基本反應乙烯裂解裝置基本反應乙烯裂解裝置基本反應u裂解反應中正構烷烴最容易生成乙烯等烯烴產(chǎn)物,其次是異構烷烴,然后是環(huán)烷烴,而芳烴最難生成烯烴；u裂解原料中氫的質(zhì)量分數(shù)與能耗成反比,芳烴質(zhì)量分數(shù)與能耗成正比影響乙烯裂解收率和能耗的因素影響乙烯裂解收率和能耗的因素 裂解原料是影響乙烯成本及能耗的第一因素,約占乙烯生產(chǎn)總成本70%90%，其次是裂解技術，再次是分離技術，最后是公用工程。必須根據(jù)“宜烯則烯，宜油則油，宜芳則芳”的原則優(yōu)化裂解原料。 通常,國外采用石腦油原料的乙烯裝置,每噸乙烯其標油