第一章緒論石油煉制工程

石油煉制工程趙德智教授遼寧石油化工大學石油化工學院2008年3月1第一章緒論本章主要內容石油加工工業(yè)的范疇石油在國民經濟中的作用石油煉制工業(yè)發(fā)展中國煉油工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展本課程在化工專業(yè)人才中的作用2第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀一、世界石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀1、近代石油工業(yè)產生的標志1859年，美國在賓夕法尼亞打出第一口油井，井深21米，日產原油2噸。迄今為止，石油工業(yè)的發(fā)展有149年的歷史。3第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀2、石油工業(yè)發(fā)展的三個時期燈油時期：19世紀后半葉，開采石油的主要目的是為了制取燈油用來照明。當時的汽車工業(yè)很不發(fā)達，汽油則成了多余的廢物。動力時期：20世紀初，由于內燃機的應用，石油中的汽油和柴油餾分作為汽油機和柴油機的燃料，使得交通運輸和軍事裝備有了質的飛躍。綜合利用時期：從20世紀50年代開始，石油除了用作燃料外，又成為主要的有機化工原料。至此，石油在國民經濟中的地位日趨重要。4第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀3、世界石油和天然氣儲量5第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀4、世界能源消費構成6第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀

在二十世紀，石油與天然氣在能源構成中的份額是逐漸上升的，在70年代，二者合計已達到將近70%，以后雖然有所降低，但至今仍然保持在60%左右。7第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀5、2004年世界石油和天然氣產量

2004年世界石油產量達38.68億噸，其中：沙特阿拉伯為5.06億噸俄羅斯為4.58億噸美國為3.30億噸伊朗為2.03億噸；墨西哥為1.91億噸，中國為1.75億噸。歐佩克所有國家的產量達到15.88億噸。8第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀2004年世界天然氣產量達2.6916萬億立方米。其中：俄羅斯為5895億立方米美國為5437萬億立方米加拿大為1830萬億立方米英國為967萬億立方米伊朗為861萬億立方米阿爾及利亞為807萬億立方米印尼為727萬億立方米馬來西亞為538萬億立方米中國為408萬億立方米9第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀二、中國石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀1、中國石油工業(yè)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀目前（2005年）我國石油資源量約為1040億噸，天然氣資源量約47萬億立方米。其中石油可采資源量為150億～160億噸，天然氣可采資源為10萬～14萬立方米。按照國際油氣富集程度的分類標準，在世界103個產油國中，我國屬于油氣資源“比較豐富”的國家。我國陸上石油資源主要分布在松遼、渤海灣、塔里木、準噶爾和鄂爾多斯五大盆地，這些地區(qū)的石油可采資源量為114.4億噸，占陸上總資源量的87.3%。我國的海上石油資源主要分布在渤海地區(qū)，石油可采資源量為為9.2億噸，占海域石油資源量的48.7%。10第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀我國的天然氣資源主要分布在陸上的鄂爾多斯、四川、塔里木等中西部地區(qū)，海上天然氣資源主要分布在東海、鶯歌海等盆地，這些地區(qū)的天然氣可采資源為8.8萬立方米，占中國天然氣總資源的62.8%。2004年全國原油產量為1.75億噸，居世界第五位，天然氣年產量341億立方米，居世界第十八位。11第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀2、我國的能源消費構成12第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀我國的石油與天然氣合計約為25%，與世界的60%相比有相當大的差別，而在我國的能源構成中煤炭占70%左右，大大高于世界的30%。我國的能源以煤炭為主。13第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀3、我國歷年的原油產量14第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀1965年，我國的原油產量突破1000萬噸；1978年，我國的原油產量超過1億噸；1997年，我國的原油產量已達到1.6億噸。15第一章緒論

第一節(jié)石油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀表1近年來我國主要油區(qū)的原油產量（萬噸）

主要產油省份1998200020022004黑龍江5593.85306.75029.44672.2山東27312675.72671.52674.3遼寧1452.11401.11351.21296.4新疆1626.51848.22015.22227.7河北536.8518.3503.3535.6天津691.3764.01215.91443.0河南587.6561.2568.1523.4吉林397.1348.5477.0478.9陜西321.1746.41063.81528.0青海176.1200.0214.0222.0江蘇125.8155.0163.0168.9四川22.417.314.114.3廣東1361.31393.21264.51467.5合計16014.416262.016751.517450.216第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀煉油工業(yè)又稱石油煉制工業(yè)或石油加工工業(yè)。

原料：原油（包括天然原油、人造石油、合成原油）。加工方法：一次加工工藝：原油常減壓蒸餾二次加工工藝：催化裂化、催化重整、延遲焦化、減粘裂化、加氫裂化、高溫裂解、產品精制等。三次加工工藝：煉廠氣加工17三、石油煉制的范疇18第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀一次加工工藝--------原油蒸餾常減壓蒸餾原油預處理汽油輕柴油重柴油潤滑油餾分渣油19第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀二次加工工藝：重油輕質化過程三次加工工藝：煉廠氣加工內容：烴烷基化、烯烴疊合、烴異構化等。將二次加工產生的各種氣體進一步加工(即)以生產高辛烷值汽油組分和各種化學品催化裂化熱裂化加氫裂化催化重整產品精制燃料(汽油、柴油、煤油)化工原料潤滑油餾分提高石油資源的利用效率；改善產品質量20第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀一、世界煉油工業(yè)發(fā)展歷史與現(xiàn)狀1823年，俄國建成了世界上第一個釜式蒸餾煉油廠。1860年，美國建立了最早的原油分餾裝置。石油的二次加工產生的原因：20世紀初期，內燃機問世，汽車工業(yè)迅速發(fā)展；第一次世界大戰(zhàn)的刺激，汽油的需求量劇增。

21第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀1913年：石油熱裂解生產汽油的工藝實現(xiàn)工業(yè)化。1936年：固定床催化裂化工藝實現(xiàn)工業(yè)化，這是煉油工業(yè)發(fā)展史上的一項重大突破。40年代：煉油工業(yè)由熱加工為主轉向以催化加工為主。50年代：是催化加工全面發(fā)展的時期。22第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀流化床催化裂化工藝的迅速發(fā)展；以生產高辛烷值汽油為目的的催化重整工藝的開發(fā)和利用；催化重整的副產氫氣促進了加氫精制技術的發(fā)展；催化加氫裂化工藝的出現(xiàn)。23第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀自上世紀90年代以來，由于重質原油越來越多，重質油的輕質化已成為煉油工業(yè)的一個熱點，同時也是一個難點。這主要是由其化學組成極其復雜所決定的。目前，重油的催化裂化、重油加氫裂化工藝受到廣泛關注。24表22004年世界各地區(qū)原油加工能力地區(qū)原油加工能力,億噸占世界總量，%北美10.238124.80中南美洲3.28628.00歐洲8.340420.20前蘇聯(lián)4.141310.10中東3.23587.90非洲1.61523.90亞太地區(qū)10.347525.10全世界41.2045100.002526第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀二、我國煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀1907年：陜北延長興辦了石油官礦局煉油房，在我國首次使用單獨釜生產燈用煤油。1909年：新疆獨山子開始煉油。1940年：玉門建起了日煉200噸原油的蒸餾裝置，并開始利用熱裂化裝置生產汽油。27第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀1949年：全國只有玉門、獨山子等小規(guī)模的煉油廠和撫順、錦州、錦西等人造石油加工廠。50年代：對在戰(zhàn)爭中被破壞的小煉油廠及人造石油廠開始進行恢復和擴建。1958年：利用引進前蘇聯(lián)的技術和設備，興建了年處理能力為100萬噸的蘭州煉油廠，它的建成標志著我國現(xiàn)代化煉油工業(yè)的開始。28第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀60年代：隨著大慶和勝利等油田開發(fā)，依靠我國自身的力量，先后建成了大慶煉油廠、勝利煉油廠和東方紅煉油廠，規(guī)模在150～250萬噸。

實現(xiàn)了石油產品的基本自給，結束了我國石油產品依賴進口的歷史。上世紀60年代開始，我國通過引進與吸收，掌握了流化催化裂化、催化重整、延遲焦化、硫酸烷基化、加氫精制、加氫裂化等工藝技術，大大縮短了與世界煉油先進水平之間的差距。29第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀

1978年：我國的原油產量達到一億噸，自此以后，我國煉油工業(yè)也進入了一個新的發(fā)展時期。開發(fā)了一批新的煉油技術及催化劑，如重油催化裂化、渣油加氫裂化、中、高壓加氫裂化、連續(xù)催化重整等煉油新技術，使我國的煉油工藝技術達到或接近了當代世界先進水平。截止到目前：我國的煉油能力已經超過3億噸，預計在今后幾年內煉油能力還將增加一億噸左右。2005年：我國原油的實際加工量為2.87億噸，其中汽油產量為0.5405億噸、柴油1.1062億噸，煤油0.0989億噸，輕質油品的收率占原油加工量的60.7%。我國已成為世界第二大石油消費國。3031第一章緒論

第二節(jié)煉油工業(yè)的歷史與現(xiàn)狀總之，我國的煉油工業(yè)經過50多年的發(fā)展，取得了巨大的成就，從一個完全依賴進口石油產品的國家發(fā)展成為世界第二煉油大國，同時也掌握了世界主要的先進煉油技術，并根據我國的國情有所創(chuàng)造和發(fā)展。但是也面臨著許多新的問題，如高含硫原油的加工、產品的進一步升級換代等。32第一章緒論

第三節(jié)石油煉制工業(yè)再國民經濟中的地位

石油作為汽車等運輸工具的燃料和工業(yè)原料在國民經濟中起著巨大的作用，在當今的社會人們已經離不開石油。I工業(yè)生產：是重要的工業(yè)原料，和能源。II農業(yè)生產：農作物生長需要的化肥，殺蟲的農藥，用于冬季生產的大棚和早期更重的地膜，水果等催熟劑。III交通運輸業(yè)：火車、汽車、飛機，人們的主要交通工具都離不開石油。IV國防建設：現(xiàn)代化的武器裝備，炸藥、燃料。

V人們的生活：衣、食、住、行，衛(wèi)生、醫(yī)療、文化、娛樂都離不開石油?？傊诂F(xiàn)代的生活和工作中，沒有人能后離開石油和石油產品了。

33第一章緒論

第三節(jié)石油煉制工業(yè)再國民經濟中的地位1、主要動力資源自出現(xiàn)內燃機后，就成為各種交通工具主要燃料。國防裝置如坦克、飛機、裝甲車、艦艇等現(xiàn)代化武器多以石油產品為燃料，近代火箭燃料也有從石油中獲得的。為什么選擇石油作主要動力資源？作為燃料，石油較煤炭的發(fā)熱值高，燃燒完全，使用方便，易于輸送。2、優(yōu)質的潤滑材料石油是提取潤滑油的主要原料。目前全世界每年生產的石油約有2%作潤滑油。34第一章緒論

第三節(jié)石油煉制工業(yè)再國民經濟中的地位3、石油是重要的化工原料現(xiàn)代化工產品的80%有機化工產品，95%三烯、三苯、一炔合成材料、肥料、炸藥等35第一章緒論

第三節(jié)石油煉制工業(yè)再國民經濟中的地位造氣原油天然氣輕烴和餾分油石油產品液態(tài)燃料潤滑油工業(yè)用油等石油烴裂解中間產品醇、醛、酮、酸、酐、醚、腈、鹵代烴、酚及各種單體三大合成材料(合成橡膠、合成纖維、合成樹脂)醫(yī)藥、農藥、炸藥涂料、香料、染料溶劑、助劑、表面活性劑凈化分離油田氣合成氨石油化工基礎原料如：三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）三苯（苯、甲苯、二甲苯）有機合成合成氣制氫石油煉制36Chapter1Introduction五、石油煉制工業(yè)的發(fā)展1、石油煉制工業(yè)的發(fā)展階段(1)工業(yè)的建立階段：19世紀末1823年，俄國建立了第一座釜式蒸餾煉油廠。1860年，美國建立了原油分餾裝置。(2)迅速發(fā)展階段：20世紀初～20世紀中葉①內燃機的發(fā)明和汽車工業(yè)的發(fā)展。②第一次世界大戰(zhàn)對汽油的需求。37Chapter1Introduction(3)技術成熟階段2、煉油技術的發(fā)展階段(1)簡單蒸餾：(2)熱裂化技術：(3)催化裂化技術：19世紀末20世紀初20世紀30年代末～40年代汽油的主要加工過程20世紀中葉～38Chapter1Introduction(4)鉑重整技術和加氫技術：(5)新型催化劑：(6)節(jié)能技術：(7)進入20世紀80年代以后20世紀50年代滿足了對汽油抗爆性的要求20世紀60年代，分子篩催化劑應用20世紀70年代石油危機促進節(jié)能技術發(fā)展相對穩(wěn)定39Chapter1Introduction3、石油工業(yè)面臨的形勢(1)重質油輕質化技術受到重視。(2)增加煉油廠的靈活性(能加工不同類型的原油，生產多種產品)，提高原油加工深度，提高輕油收率。例如，各種重油(或渣油)的高效轉化技術。(3)提高產品的環(huán)境性能或生產環(huán)境友好的產品；40Chapter1Introduction(4)減少污染物排放，消除煉油廠殘渣。(5)促進煉油廠向石化延伸，增加煉油企業(yè)效益。六、中國煉油工業(yè)發(fā)展簡史我國發(fā)現(xiàn)和利用石油最早(早在3000多年以前，發(fā)現(xiàn)石油)，近代石油工業(yè)起步較晚。1、1949年以前僅在玉門油礦生產少量原油，煉油廠規(guī)模小，工藝技術落后，設備簡陋。大部分石油產品依靠進口。41Chapter1Introduction2、解放初，以頁巖油、煤炭合成燃料為主。3、1958年，在蘭州建設了第一座綜合型煉油廠。開發(fā)了玉門油田和克拉瑪依油田，原油產量1.0Mt。4、60年代初，大慶油田的發(fā)現(xiàn)促進我國煉油工業(yè)迅速發(fā)展?；旧险莆樟艘恍┲饕臒捰凸に嚒?、70年代～80年代，掌握了當時比較先進的煉油工藝技術，如流化催化裂化、催化重整等。42Chapter1Introduction七、中國煉油工業(yè)現(xiàn)狀1、原油產量1949年：12萬噸。1963年：648萬噸，基本滿足自給。1978年：突破1億噸，成為產油大國。1998年：1.6億噸。2005年：1.8億噸。43Chapter1Introduction2、原油進口數量從1993年開始成為石油凈進口國，進口量逐年上升。2002年：6941萬噸。2003年：9112.63萬噸，占原油消費比重36.1%。2004年：1.2億噸，占原油消費比重40.0%。2005年：1.26億噸，占原油消費比重44.0%?！笆晃濉蹦?，消費量預計將增到3.3～3.5億噸左右，缺口1.5～1.6億噸。44Chapter1Introduction3、原油加工能力時間，年度2002200320042005加工能力，萬噸/年28951299003150032800實際加工量，萬噸/年21896251102730028622我國共有各類煉油廠220個，100萬噸/年以下的小煉油廠166個，千萬噸級煉油企業(yè)有7個。世界煉油廠平均加工能力633萬噸/年，韓國最高，達2120萬噸/年。45Chapter1Introduction46Chapter1Introduction4、煉油技術水平(1)工藝水平有代表性的是催化裂化及家族工藝技術(如MGG、干氣制乙苯、DCCI、DCCII）已達到世界先進水平。其它煉油工藝技術基本達到或接近世界先進水平。(2)設計水平煉油裝置基本能自行設計、制造、安裝和運行。(3)自動控制水平47Chapter1Introduction達到了先進水平，一般煉油廠均采用DCS控制系統(tǒng)。(4)節(jié)能裝置能耗較低，但與世界先進水平還有一定的差距。(5)環(huán)保一般水平，主要是重視程度不夠，三廢處理不夠。(6)產品質量優(yōu)質成品油較少，產品質量相對較差。

5、中國煉油工業(yè)發(fā)展方向48Chapter1Introduction(1)重質油輕質化，提高輕油收率；(2)改善產品質量及結構，生產清潔燃料；(3)進一步降低能耗；(4)加強企業(yè)管理；(5)提高自動化控制水平；(6)進一步加強環(huán)境保護；(7)延長開工周期；(8)增大原油加工能力。49Chapter1Introduction八、世界煉油技術發(fā)展趨勢

1、實現(xiàn)規(guī)?；鸵惑w化經營，提高綜合經濟效益

有關研究表明：一套能力為600萬t/a的蒸餾裝置與2套300萬t/a的裝置相比，可節(jié)約投資32%，節(jié)省金屬消耗47%，減少用地46%，降低操作費用25%。因此，實現(xiàn)規(guī)?；洜I和裝置的大型化一直是世界煉油工業(yè)努力的目標。目前世界最大煉油廠的規(guī)模已達到4085萬t/a(韓國)，最大單套蒸餾裝置的能力已達1250萬t/a。50Chapter1Introduction實現(xiàn)原油生產/煉油的一體化、煉油/發(fā)電一體化、煉油/石油化工一體化或其復合，可以實現(xiàn)原料互供。節(jié)省工廠用地和輔助工程設施，提高能量利用率，降低成本，提高效益。2、為適應市場的需求，煉油企業(yè)要不斷提高產品質量和調整產品結構隨著環(huán)保要求日趨嚴格，世界各國不斷提高汽、柴油質量指標，燃料油品的質量將從目前的常規(guī)車用燃料向低排放/清潔燃料、超低排放/超清潔燃料的方向發(fā)展。51Chapter1Introduction3、優(yōu)化石油資源利用，煉油廠應靈活多產清潔油品和石化原料石油是不可再生資源，將主要用來生產其他能源難以替代的輕質運輸燃料。石化發(fā)展，也將會靠煉油廠提供廉價優(yōu)質原料。今后石油重質化和劣質化的趨勢將加快，煉油技術要適應加工高含硫、高金屬、高殘?zhí)荚偷男枰捰蛷S應靈活多產清潔油品和石化原料，這就要求煉油廠必須走深加工之路，不斷發(fā)展新型重油加工工藝。52Chapter1Introduction4、用天然氣、煤炭為原料的合成油廠將成為21世紀煉油工業(yè)的新亮點用天然氣、煤炭通過合成液化技術幾乎可以生產任何清潔油品和石油化工原料。隨著技術的不斷進步，生產成本的不斷降低，用天然氣、煤炭為原料生產車用燃料將快速發(fā)展。傳統(tǒng)的煉油技術和信息技術、生物技術、納米技術、膜技術、合成技術等高新技術的結合將更緊密，高新技術將推動煉油技術進步。53Chapter1Introduction5、廣泛應用現(xiàn)代信息技術，煉油廠逐步智能化

煉油企業(yè)要在普及DCS集中控制的基礎上，發(fā)展管控一體化系統(tǒng)。應用信息技術進行原油資源的選擇和分配，生產過程的優(yōu)化控制，油品的在線調合，按照供應鏈管理搞好現(xiàn)代物流配送，使煉油企業(yè)進一步智能化。管控一體化將改變煉油廠的管理模式，大大提高生產過程的控制和管理水平。54Chapter1Introduction九、中國煉油生產面臨的挑戰(zhàn)(1)國內汽、柴油標準日漸嚴格，不斷改善油品質量成為煉油業(yè)務發(fā)展的重要任務；(2)原油品種結構將發(fā)生較大變化；煉油工藝路線和裝置結構要作較大調整；(3)增產優(yōu)質廉價化工原料和中間餾分，發(fā)展煉油化工一體化技術；(4)源利用還不充分，特色產品缺乏影響力和知名度；55Chapter1Introduction(5)信息技術在煉油企業(yè)應用還不廣泛，缺乏優(yōu)化和科學管理工具；(6)尚未建立起煉油科研開發(fā)體系，需要提高科研開發(fā)效率和創(chuàng)新能力。十、中國未來的石油化工發(fā)展1、我國的構成與消費(1)能源消費我國人均石油可采資源量為世界平均水平的1/6。56Chapter1Introduction我國每千美元國民生產總值的石油消耗為0.26噸，大體相當于日本的3.3倍，美國的2倍，印度的1.2倍。(2)能耗構成富煤、貧油、貧氣。70%是煤；煤炭占世界總儲量的11.1%。液體能源人均儲量為世界平均水平的1/10；占2.3%。氣體能源人均儲量為世界平均水平的1/20；占0.8%。人均能源只有世界平均值的51.3%。57Chapter1Introduction58Chapter1Introduction2、我國即將興建的煉化企業(yè)(1)大連成為我國最大煉油基地，達3000萬噸/a大連石化原有煉油能力為1000萬噸/年，2006年3月又新投產一套1000萬噸煉油裝置。大連西太平洋石油化工煉油能力由原來800萬噸/a提高到1000萬噸/a。大連市還計劃建設一個1000萬噸煉油和100萬噸乙烯的一體化項目。59Chapter1Introduction(2)天津市原有煉油能力1150萬噸，目前中石化準備建設的1250萬噸煉油和100萬噸乙烯項目。中石油計劃建設的1000萬噸煉油和100萬噸乙烯基地。(3)青島市1000萬噸/a的煉油項目的一期工程已在2005年6開工，準備2007年投產。(4)江蘇在“十一五”打算在洋口港上馬1000萬噸煉油項目和120萬噸乙烯項目。(5)上海石化