石油煉制工藝

石油煉制工藝一、石油概述1.常用油品的分類燃料油品：汽油、煤油、柴油、燃料重油、液化石油和化工輕油等潤滑油品：潤滑油、潤滑脂和石蠟等2?石油的基本性質(zhì)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“烴類”。其中碳元素占83%-87%，氫元素占11%-14%原油的分類：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，沸點較低，易于揮發(fā)稱為輕組分重組分：組分較重，沸點較高，稱為重組分4.原油的“餾分”：石油煉制的基本手段之一，就是利用各組分的不同沸點，通過加熱蒸餾，將其“切割”成若干不同沸點范圍的“餾分”，“餾分”就是指餾出的組分，這是石油煉制技術(shù)上一個最常用的術(shù)語。二、石油煉制的方法和手段.原油的蒸餾：原油進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餾的處理能力作為該廠的生產(chǎn)規(guī)模。通過常減壓蒸餾把原油中不同沸點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程，包括三個工序：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一步加工，將重質(zhì)油進行輕質(zhì)化，以得到更多的輕質(zhì)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達到產(chǎn)品標準進彳丁的加氫精制；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、石油的煉制工藝從對所要生產(chǎn)的產(chǎn)品要求來看可以分為四種類型.燃料型工藝流程：以生產(chǎn)汽、煤、柴油等燃料油品為主.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.燃料潤滑油型工藝流程：以生產(chǎn)潤滑油為主.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，可選用常減壓蒸餾一催化裂化一焦化加工藝流程，其特點是流程簡單，生產(chǎn)裝置少。如果有些原油含硫、氮、金屬等雜質(zhì)以及難裂化的芳烴含量較高，其重餾分進行催化裂化不能達到理想的效果，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：氧氣-輕旋日催應(yīng)衲芳經(jīng)暨■常壓蒸慎重柴油?汽油組分?芳香炷—宜餡煤油直慎輕柴油減壓饞分蜷料氣r——合汽油「催化氣丁3/收卜代5分高L_^基化卜烷琢油齡I催化汽油~q催催化柴油減壓渣油焦化-焦化汽油-屈化柴油-石油焦圖3-1常減壓蒸餡-催化裂化-焦化

工藝流程示意圖?氧氣L輕汽油催化重整芳就提I重柴油餉分原油―-汽油組分■芳香燒，直館煤油■直慎輕柴油■液化氣減壓蒸懦減壓饞分減壓館分郵渣油煤油柴油液化氣催化裂化?汽油一柴油中間帽分一?汽油A柴油-石油焦圣煤袖W輕柴油重柴油分深撥出來。以下是常、減壓工藝流程圖:凝縮油時（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。因為原油含水在加工過程中必然增加燃料動力消耗，嚴重時會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，而且鹽在蒸餾時大都殘留在重餾分油或渣油中，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110—140度配合，使形成的較大水滴順利除去。圣煤袖W輕柴油重柴油分深撥出來。以下是常、減壓工藝流程圖:凝縮油時.常壓蒸餾：常壓蒸餾是指將脫鹽脫水后的原油在常壓下進行蒸餾。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的組分先后分別冷凝下來，從而分離成為各個不同沸點范圍的餾分，達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。.減壓蒸餾：減壓蒸餾也稱真空蒸餾，是接近真空（殘壓1—8千帕）狀態(tài)下進行蒸餾的過程。為什么要在接近真空狀態(tài)下進行蒸餾呢？這是應(yīng)用了“物質(zhì)的沸點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進行蒸餾，可以把沸點高達500度以上的餾圖3-4常,減壓蒸儒工藝流程示意I1一脫捻*2…初帽塔&3—常壓爐I4一常壓塔:5-汽提塔i6-減壓爐；7—減壓塔；8—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20%—30%，而且質(zhì)量也達不到要求，必須再進行深度加工。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)加工稱為回?zé)捰汀４呋鸦僮鳁l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:崔定汽油品組成波動。其工藝流程圖如下:0輕柴油二重柴油T油漿圖3-5催化裂化裝置工藝流程示意圖I一再生器—沉降器;3—提升管反應(yīng)器潛一主風(fēng)機、煙氣輪扒機組;加熱爐：6—回?zé)捰途福?一分煙塔溥一汽提塔9—氣壓機”0—吸收解吸塔；11—再吸收塔；12—穩(wěn)定塔；13—版沸器：M—三級旋風(fēng)分商器s15一廢熱鍋爐尾油I_■2.加氫裂化：是在高壓、氫氣存在下進行，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。缺點是投資大，需采用大型高壓反映器、高壓換熱器以及高壓機泵等昂貴設(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：尾油I_■燃料氣廣、…液化有輕汽油53空蜿-中間航.圖3-6加氫裂化工藝流程示意1—加熱爐：2—第一加氧反成器；3—第二加氫反應(yīng)器;4—循環(huán)氫壓編機；5—分搐塔；&—高壓分離器；7TK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的渣油。延遲焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約500°C,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%、焦化餾分油20%、石油焦23%、氣體7%上下。其工藝流程圖如下：I—加熱爐：2--供炭塔主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，進入反應(yīng)塔進行反應(yīng)，油氣再進入分餾塔分離出氣體、汽油、柴油、減粘渣油和循環(huán)油。其工藝流程圖如下：建—原料（減壓渣油）圖3-9減粘裂化工藝流程示意!—加熱爐建—原料（減壓渣油）圖3-9減粘裂化工藝流程示意!—加熱爐.2—反應(yīng)塔；3―分18塔-裂化氣-減粘汽油—-球柴油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80~180。。餾分為原料，產(chǎn)品為高辛烷值汽油；如果以60~165。。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490?525°C,反應(yīng)壓力為1~2兆帕。重整的工藝過程可分為原料預(yù)處理、催化重整和芳烴抽提三部分。6?氧化瀝青：石油瀝青來自原油中最重的部分，是高度縮合的多環(huán)烴類混合物，常溫下為無足形黑色固體，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度進入氧化塔，塔內(nèi)鼓入壓縮空氣進行劇烈攪拌，進行氧化。其具體工藝如下圖：冷水污油3-14氧化瀝青工藝流程示意圖冷水污油1一焚燒加熱爐；2—氧化塔；3—尾氣冷卻器；4—汽液分離罐;5一鏈式成型機；6—瀝青成拈雄&7—循環(huán)油雄

（四）石油產(chǎn)品的精制與調(diào)和.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、柴油的混合油為進料，經(jīng)加熱爐加熱至約300度，與循環(huán)氫混合進入反應(yīng)器，反應(yīng)物經(jīng)高壓分離器和低壓分離器與氫氣分離，然后進入分餾塔分餾出汽油和柴油合格產(chǎn)品。其工藝流程圖如下：13圖3-15焦化汽，柴油加氧精制工藝流程示意圖一反應(yīng)進料加熱爐應(yīng)器；3—分（K塔高壓分離器低壓分圈器*6—分液域口一回流雄;8.10-反應(yīng)產(chǎn)物/反應(yīng)進科換煉器［9—反應(yīng)產(chǎn)物/分僧進科快焦善H1—柴袖/分怖造料換熱例及應(yīng)產(chǎn)物交冷器:1313—分惆塔頂空隋卷；】4—找品柴油空冷器；15—補充新壓編機口6一掀環(huán)？I壓埔機.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硫化物轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后用氧化鋅或有機鉆溶液吸收，使原料凈化。加氫脫硫使用鉆鉬催化劑，反應(yīng)溫度約300度（2）蒸汽轉(zhuǎn)化：輕烴的水蒸氣轉(zhuǎn)化是一個強烈的吸熱反應(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（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。.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行氧化反應(yīng)，生成無臭無害的二硫化物，實際上油品中的含硫量并未減少。.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)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。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。.氣體分餾：氣體分餾是指對液化石油氣即碳三、碳四的進一步分離。這些烴類在常溫常壓下均為氣體，但在一定壓力下成為液態(tài)，利用其不同沸點進行精餾加以分離。由于彼此之間沸點差別不大，分餾精