原油加工工藝

煉油生產(chǎn)安全中國(guó)是世界上最早覺察、利用石油資源的國(guó)家之一。我國(guó)石油產(chǎn)品品種較為齊全，除能391。表1 我國(guó)39類煉油生產(chǎn)裝置名稱生產(chǎn)出不同類型的產(chǎn)品特性，煉油廠可分為五種類型：①燃料型；②燃料—潤(rùn)滑油型；③燃單純的生產(chǎn)燃料或燃料—潤(rùn)滑油石油制品的企業(yè)已逐步轉(zhuǎn)為以煉油為龍頭向深度加工轉(zhuǎn)化，同時(shí)還生產(chǎn)化肥、根本化工原料和各類化工產(chǎn)品，以充分利用資源取得最正確效益。主要煉油生產(chǎn)裝置：隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)展，煉油廠的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，一般都有十幾套或幾十套裝置組成。煉油生產(chǎn)主要裝置介紹如下。常減壓蒸餾。它是每個(gè)煉油廠必需有的煉油加工的第一道工序，也是最根本的石油成品，得到各種燃料和潤(rùn)滑油餾分，有的可直接作為產(chǎn)品調(diào)和出廠，但大部是為下一道工序供給原料。該裝置通常由電脫鹽，初餾、常壓和減壓蒸餾等工序組成。圖1 常減壓蒸餾工藝方框流程圖首先將原油換熱至90～130℃參加精制水和破乳劑，經(jīng)混合后進(jìn)入電脫鹽脫水器，在高壓溝通電場(chǎng)作用下使混懸在原油中的微小液滴逐步擴(kuò)大成較大液滴，借助重力合并成水層，將水及溶解在水中的鹽、雜質(zhì)等脫除。經(jīng)脫鹽脫水后的原油換熱至220～250℃，進(jìn)入初餾塔，塔頂拔出輕汽油，塔底拔頂原油經(jīng)換熱和常壓爐加熱到360～370℃進(jìn)入常壓分餾塔，分出汽油、煤油、輕柴油、重柴油餾分，經(jīng)電化學(xué)精制后作成品出廠。常壓塔底重油經(jīng)減壓爐加熱至380～400℃進(jìn)入減壓分餾塔，在殘壓為2～8kPa下，分餾出各種減壓餾分，作催化或潤(rùn)滑油原料。減壓渣油經(jīng)換熱冷卻后作燃料油或經(jīng)換熱后作焦化、催化裂化，氧化瀝青原料。催化裂化。催化裂化是重質(zhì)油輕質(zhì)化的最重要的二次加工生產(chǎn)裝置。它以常壓重油或減壓餾分油摻入減壓渣油為原料，與再生催化劑接觸在480～500℃的條件下進(jìn)展裂化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化等反響，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)汽油、輕柴油、液化石油氣及干氣(作煉油廠自用燃料)。使用催化劑的主要成分是硅酸鋁，現(xiàn)大都為高活性的分子篩催化劑。反響后的催化劑經(jīng)700℃2。圖2 重油催化裂化生產(chǎn)工藝方框流程圖加氫裂化。加氫裂化是重質(zhì)油輕質(zhì)化的一種工藝方法。以減壓餾分油為原料，與氫氣混合在溫度400℃左右，壓力約17MPa和催化劑作用下進(jìn)展裂化反響，生產(chǎn)出干氣、液化石油氣、輕石腦油、重石腦油、航空煤油、輕柴油等產(chǎn)品。其生產(chǎn)方案敏捷性大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好，但由于該裝置對(duì)設(shè)備要求高，工藝條件苛刻，投資高，因而加氫裂化總加工量遠(yuǎn)不如催化裂扮裝置。加氫裂化生產(chǎn)工藝方框流程見圖3。圖3 加氫裂化生產(chǎn)工藝方框流程圖60～180280～340℃進(jìn)展預(yù)加氫，以去除硫、氮、氧等雜質(zhì)，再與氫氣混合加熱至490～510℃進(jìn)入重整反響器，在鉑催化劑的作用下，進(jìn)展脫氫芳構(gòu)化反響和其他反響生成含芳烴量較高的高辛烷值汽油(重整汽油)，可直接用作汽油的調(diào)和組分，也可經(jīng)芳烴抽提，分別提取苯，甲苯、二甲苯等化工產(chǎn)品。副產(chǎn)品有4。延遲焦化。以減壓渣油為原料，經(jīng)加熱至500℃左右，進(jìn)入焦炭塔底部，在塔內(nèi)進(jìn)展較長(zhǎng)時(shí)間的深度分解和縮合等反響。反響后的油氣自焦炭塔頂逸出，經(jīng)分餾得到氣體、汽油、柴油、蠟油、重質(zhì)餾分油等產(chǎn)品。焦化反響生成的焦炭則聚攏在焦炭塔內(nèi)，經(jīng)大量吹入蒸汽和水冷后，用高壓水(13～15MPa140m3/h)進(jìn)展水力切割，變?yōu)閴K狀石油焦成品。焦化所產(chǎn)汽油、柴油很不穩(wěn)定，含膠質(zhì)高、顏色易變深并且含雜質(zhì)多，必需進(jìn)一步精制生產(chǎn)的原料。延遲焦化生產(chǎn)工藝方框流程見圖5。b)圖4 催化重整一加氫生產(chǎn)工藝方框流程圖催化重整 b)加氫精制圖5 延遲焦化生產(chǎn)工藝方框流程圖氣體分餾。以脫硫后的液化石油氣為原料，用精餾的方法分別制取丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等組分，為石油化工生產(chǎn)供給原料的生產(chǎn)過程。其工藝大都承受五塔流程。精餾塔1～2．2MPa6。圖6 氣體分餾生產(chǎn)工藝方框流程圖烷基化。從氣體分餾送來的異丁烷－丁烯混合碳四為原料，經(jīng)吸附枯燥進(jìn)入反響系統(tǒng)，在催化劑氫氟酸或硫酸作用下，通過烷基化加成反響，生成高辛烷值烷基化汽油，是生產(chǎn)航空汽油和高標(biāo)號(hào)車用汽油的抱負(fù)調(diào)和組分。烷基化生產(chǎn)(氫氟酸法)生產(chǎn)工藝方框流程見7。圖7 烷基化(HF法)生產(chǎn)工藝方框流程圖2。表2 各類石油產(chǎn)品的精制方法液化氣和輕質(zhì)油精制。原油蒸餾的直餾輕烴、輕質(zhì)油品(汽油、煤油、輕柴油)和二次加工生成的輕質(zhì)油品及液化石油氣通過堿洗、脫硫醇、加氫精制等除去硫化氫、烷基酚、環(huán)潤(rùn)滑油精制。常減壓蒸餾生產(chǎn)出的潤(rùn)滑油料必需精制才能得到合格的潤(rùn)滑油產(chǎn)品。目前，廣泛承受糠醛、酚或NMP等三種不同的溶劑精制工藝(選其一種)，以脫除油料中的多環(huán)短鏈烴類，以及硫、氮、氧的化合物和少量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等。經(jīng)溶劑精制的潤(rùn)滑油，還有少量有膠質(zhì)、溶劑等雜質(zhì)，需用白土進(jìn)展吸附精制，使?jié)櫥皖伾兒茫寡趸捕ㄐ栽黾拥蜏匦阅?。常承受丙酮、苯、甲苯或丁酮、甲苯等混合溶劑脫去油料中的石蠟，以降低?rùn)滑油的凝固點(diǎn)，并得到副產(chǎn)品石蠟。潤(rùn)滑油經(jīng)溶劑脫蠟后，再用加氫精制或白土精制的方法除去油品中所含的溶劑、烯烴、有機(jī)酸、膠質(zhì)等，進(jìn)一步改善潤(rùn)滑油質(zhì)量。對(duì)于生產(chǎn)高黏度的殘?jiān)鼭?rùn)滑油料，必需先經(jīng)溶劑脫瀝青(一般用丙烷作溶劑)，得到脫瀝青油，然后再進(jìn)展溶劑精制、溶劑脫蠟和加氫精制。石油蠟精制。由溶劑脫蠟和其他過程生產(chǎn)的石蠟原料一般含油較多并有稠環(huán)芳烴、烯烴、硫、氮、氧的化合物等雜質(zhì)，必需進(jìn)展精制。目前大多承受溶劑蠟脫油和石蠟加氫精制的方法。燃料油精制。含硫原油生產(chǎn)的減壓渣油通常含硫較高，假設(shè)作燃料使用會(huì)污染環(huán)境氫脫硫工藝生產(chǎn)低硫優(yōu)質(zhì)燃料油。職業(yè)危害煉油廠生產(chǎn)所用物料大都具有易燃、易爆、有毒、有害、易腐蝕的特點(diǎn)。其工藝過程具有高溫、高壓、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)?；馂?zāi)、爆炸、中毒、灼傷種常見石油產(chǎn)品的爆炸極限見表3。表3 常見石油產(chǎn)品的爆炸極限火災(zāi)爆炸。生產(chǎn)裝置由于誤操作或外界影響(如原料含水過高、閥門失靈等)，有時(shí)互竄，發(fā)生設(shè)備損壞或爆炸等重大事故。減壓蒸餾系統(tǒng)假設(shè)密封性能不好，空氣進(jìn)入減壓塔內(nèi)也會(huì)引起爆炸燃燒。煉油裝置的熱交換器的浮頭、連接法蘭的墊片損壞或操作壓力上升而漏油著火也很常亦易引發(fā)火災(zāi)。加熱爐因具有明火，易引燃在其四周泄漏出的油品或烴類氣體。加熱爐本體常消滅爐管裂開、回彎頭漏油引起火災(zāi)。加熱爐熄火、未準(zhǔn)時(shí)關(guān)閥門、大量燃料油或瓦斯噴轉(zhuǎn)常會(huì)消滅泵密封突然故障漏油，或管線腐蝕、磨損減薄穿孔，或法蘭墊片嗤開會(huì)馬上自燃起火，發(fā)生大的火災(zāi)事故。煉油裝置的地溝，油泵區(qū)的冷卻水排放明溝，以及含油污水井，儀表電纜溝等由于聚攏隔油池中不但在污水上層積存著污油，而且油氣布滿池內(nèi)空間，如遇明火，會(huì)馬上爆燃。油產(chǎn)生靜電火花或雷擊，都能引起油罐火災(zāi)事故的發(fā)生。催化重整和加氫精制裝置都有大量的氫氣，氫氣的爆炸下限低，而且爆炸范圍寬(4．0％～74．4％)，是最簡(jiǎn)潔引起爆炸的氣體之一。其高、低壓分別設(shè)備，如液面過低或安全閥、掌握儀表失靈，會(huì)造成高壓竄低壓，引起設(shè)備爆炸事故。加熱爐使用的燃料氣，裂化和重整裝置生產(chǎn)的石油氣、氣體加工裝置的產(chǎn)品、溶劑脫蠟、脫瀝青所用丙烷、丙酮、苯等溶劑，這些物質(zhì)分布廣、易揮發(fā)，如稍有泄漏，就會(huì)與空氣混合形成爆炸性氣體。液化氣石油氣外泄，因液化氣的比重比空氣大，泄漏后會(huì)沿地面快速集中集中，遇明火將會(huì)發(fā)生惡性爆炸事故。有毒有害物質(zhì)。煉油生產(chǎn)過程是在各類設(shè)備內(nèi)部完成的，承受密閉的管道進(jìn)展輸送，通常不會(huì)危害人的安康。但在設(shè)備狀況不好，消滅泄漏，或勞動(dòng)防護(hù)措施不完善時(shí)，有毒有害化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)人體安康帶來危害。硫化氯，是原油和原油加工過程中產(chǎn)生的有毒氣體。無色，帶有臭雞蛋味，低濃度時(shí)對(duì)眼、呼吸道有刺激作用。當(dāng)?shù)竭_(dá)200mg／m3時(shí)，可引起窒息、中樞神經(jīng)抑制和麻痹；到達(dá)760mg／m3時(shí)，可引起肺水腫、支氣管炎和肺炎；到達(dá)1000～1400mg／m3時(shí)，嗅覺疲乏，昏迷及呼吸中樞麻痹，往往會(huì)消滅閃電式的中毒死亡。硫化氫的毒害性，隨著近年來加工含程度已居其他有害氣體之首。石油苯是液體有機(jī)化合物，催化重整生產(chǎn)過程中可以得到苯、甲苯和二甲苯。潤(rùn)滑油脫蠟用苯作為溶劑。苯具有特別的無刺激性的芳香氣味，屬中等毒類。長(zhǎng)時(shí)間接觸肯定濃度的苯可引起慢性中毒，消滅精神萎靡，食欲不振，對(duì)造血系統(tǒng)帶來影響。在高濃度苯蒸氣環(huán)境下作業(yè)，通風(fēng)不良，又無良好的個(gè)人防護(hù)措施，或發(fā)生意外爆炸事故引起苯大量泄漏，易發(fā)生急性苯中毒。急性中毒主要影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，其表現(xiàn)為麻醉作用，并伴有震顫與痙攣。甲苯和二甲苯屬低毒類。甲苯對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有麻痹作用，對(duì)黏膜有刺激作用。二甲苯對(duì)中樞神經(jīng)和植物神經(jīng)都有麻痹和刺激作用。煉油廠使用含鎳、鈷、銻等金屬催化劑，在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο?，?huì)生成有毒化合物。到稀釋的氫氟酸溶液或低濃度蒸氣會(huì)引起灼傷，眼或黏膜會(huì)發(fā)生嚴(yán)峻燒灼。吸入其蒸氣后，會(huì)引起肺水腫。生產(chǎn)或調(diào)和過程中還添加鈍化劑、抗氧化劑等助劑亦具有肯定毒害性。一氧化碳是無色無味、窒息性的毒氣。煉油過程中，碳和含碳物質(zhì)在氧氣缺乏狀況下燃燒，都能產(chǎn)生一氧化碳。催化裂扮裝置檢修時(shí)，裝有平衡催化劑的貯罐內(nèi)布滿高濃度的一氧化碳，操作人員誤人其內(nèi)會(huì)馬上中毒，很快死亡。氮容器之中，會(huì)使人窒息，甚至發(fā)生死亡。濕部位水分作用生成高濃度氨水，可導(dǎo)致皮膚的堿性灼傷，濺入眼內(nèi)腐蝕眼球、角膜，嚴(yán)峻時(shí)可導(dǎo)致失明。汽油為麻醉性油品。接觸瀝青也會(huì)引起皮炎。灼燙。汽油、煉廠氣精制及硬水軟化使用的氫氧化鈉腐蝕性很強(qiáng)，操作不當(dāng)，設(shè)備泄漏，簡(jiǎn)潔發(fā)生堿灼傷。煉油廠熱油泄漏或蒸汽噴出，也會(huì)造成人身的燙傷事故。噪聲。煉油廠噪聲普遍存在于各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中。機(jī)械性噪聲主要來自機(jī)泵、空壓機(jī)、大功率風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。流體動(dòng)力性噪聲來自加熱爐燃燒噴嘴、噴射器、混合器往超過國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期在此條件下工作，會(huì)引起工人聽力損害、心慌、頭昏、心率過快、神經(jīng)衰弱等疾病。預(yù)防措施火災(zāi)爆炸預(yù)防。煉油廠的廠區(qū)平面布置，各生產(chǎn)裝置及裝置內(nèi)的塔容器、加熱爐、泵房、機(jī)房和輸送物料的管線等，都要符合煉油化工防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。要堅(jiān)持主體工程與安全設(shè)施、勞動(dòng)保護(hù)設(shè)備同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)。要承受先進(jìn)牢靠的生產(chǎn)工藝和完善的自保聯(lián)鎖掌握系統(tǒng)，從工藝、設(shè)備、儀表自控等硬件上按本質(zhì)安全要求進(jìn)展設(shè)計(jì)，以保證安全生產(chǎn)和消退職業(yè)病危害。對(duì)于已經(jīng)投產(chǎn)的煉油廠，還要不斷地完善安全措施，消退各種事故隱患。要做好職工的安全教育和技術(shù)培訓(xùn)工作，增加安全意識(shí)，提高安全技術(shù)素養(yǎng)。特別是從才能上崗，以避開發(fā)生重大特大事故。生產(chǎn)及貯運(yùn)工人要弄清本崗位易燃、易爆物料的性質(zhì)與危害，把握去除隱患，排解故障和處理事故的技能。在石油煉制過程中，操作人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝操作規(guī)程。對(duì)于由裝置送往罐區(qū)的油品，其溫度必需掌握在規(guī)定范圍之內(nèi)，避開油溫過高進(jìn)罐后發(fā)生突沸或著火事故。掌握火源與防止油品及液化氣的泄漏是一項(xiàng)主要措施。煉油廠應(yīng)對(duì)明火進(jìn)展嚴(yán)格的控制。將生產(chǎn)裝置和油品貯罐劃分甲類防火區(qū)，不準(zhǔn)將火種帶人防火區(qū)內(nèi)。因生產(chǎn)必需使用明火時(shí)，則應(yīng)辦理用火票手續(xù)，經(jīng)對(duì)用火部位分析合格，防火措施落實(shí)，才可以使用明火。機(jī)動(dòng)車輛制止駛?cè)肷a(chǎn)裝置與貯油罐區(qū)，因運(yùn)送生產(chǎn)原料、催化劑、化學(xué)品必需進(jìn)入裝置與罐區(qū)時(shí)，必需經(jīng)過批準(zhǔn)，并在汽車排氣管安裝尾氣阻火器。不準(zhǔn)用汽油擦拭衣服和設(shè)備，不能用油品擦地板。加熱爐的燃料油或燃料氣發(fā)生中斷，造成熄火時(shí)，要對(duì)爐膛進(jìn)展吹掃置換，在確認(rèn)爐膛內(nèi)沒有可燃、爆炸氣體的狀況下，才可以重點(diǎn)火升溫，恢復(fù)生產(chǎn)。點(diǎn)火時(shí)要留意爐子回火傷人。儲(chǔ)存液化石油氣的球罐區(qū)是一個(gè)特別的防火防爆區(qū)域，一旦發(fā)生火災(zāi)，除造成財(cái)產(chǎn)巨大損失外，還易引發(fā)群傷群亡事故。對(duì)該罐區(qū)的消防設(shè)施、監(jiān)測(cè)儀表、設(shè)備管道都應(yīng)嚴(yán)格治理，保持完好。確使用，是保證安全生產(chǎn)的重要手段。對(duì)于危急性較大的生產(chǎn)裝置，有條件的應(yīng)加設(shè)ESD緊急停車系統(tǒng)，以保證在故障狀態(tài)下安全平穩(wěn)停下來。對(duì)設(shè)備、儀表要常常檢查維護(hù)，定期校驗(yàn)，防止聯(lián)鎖自保失靈、誤動(dòng)作而打亂系統(tǒng)操作，引起重大事故發(fā)生。樂觀消退跑、冒、滴、漏，對(duì)運(yùn)行的工藝設(shè)備及管道的靜密封點(diǎn)要定期檢查，覺察泄漏準(zhǔn)時(shí)消退。依據(jù)油品性外，操作人員要特別留意防止機(jī)泵震驚、泵抽空和密封損壞而引起漏油自燃起火。備用泵檢修時(shí)，泵人口閥門必需關(guān)嚴(yán)，才能拆泵，以免熱油流出引起大火。煉油廠的電氣儀表要嚴(yán)格臨時(shí)電源的拉接使用，防止因臨時(shí)電源不符合防爆規(guī)定引起火花，導(dǎo)致生產(chǎn)裝置、油晶罐區(qū)發(fā)生著火、爆炸事故。容器、塔、罐上安裝的安全閥要定期校驗(yàn)，并加鉛封。壓力容器及管道要按《鍋爐和壓力容器安全監(jiān)察條例》定期進(jìn)展校驗(yàn)，避開消滅焊縫斷裂或腐蝕，從而產(chǎn)管網(wǎng)，引至安全牢靠的地方排放，一般應(yīng)送到火炬系統(tǒng)。蒸餾塔頂?shù)陌踩y超壓排放的油品與油氣，應(yīng)在裝置內(nèi)設(shè)立安全罐集中回收，防止安全閥超壓排放而消滅著火、爆炸危急。煉油廠裝置大檢修具有時(shí)間緊、任務(wù)重、穿插作業(yè)多、多工種協(xié)作和用火面廣的特點(diǎn)，因此做好裝置大檢修的安全工作是確保按時(shí)、按質(zhì)、按量完成檢修任務(wù)的重要條件。檢修現(xiàn)裝置內(nèi)物料必需全部倒空，設(shè)備、管線必需徹底吹掃置換到達(dá)用火條件。嚴(yán)禁用壓縮空氣直置管線閥門，并加好盲板，做好明顯標(biāo)志。檢修用火前要將地面油污清理干凈，封閉下水井和地漏。進(jìn)入塔、罐及容器作業(yè)，要辦理作業(yè)票，必需進(jìn)展可燃?xì)怏w、有毒氣體和氧含量分析(有機(jī)物氣體含量應(yīng)不大于0．2％，氧含量必需大于18％)，防止用火爆炸和窒息事故發(fā)生水井作業(yè)，要進(jìn)展毒物含量監(jiān)測(cè)，選配適用的防毒面具、氧氣呼吸器等特別防護(hù)用品。檢修后的壓力容器及貯罐等設(shè)備，必需按規(guī)定進(jìn)展試壓、試漏和氣密試驗(yàn)。開工進(jìn)油后，要做好螺栓的熱緊工作，傳動(dòng)設(shè)備要進(jìn)展調(diào)試和單機(jī)試運(yùn)，按程序開車。的干粉、泡沫滅火器。易于著火的設(shè)備或重要部位，應(yīng)設(shè)水幕或蒸汽幕。消防栓設(shè)計(jì)要滿足需要，保證供水。防雷。工藝設(shè)備要有良好的接地設(shè)施，油罐區(qū)要置于避雷保護(hù)區(qū)之內(nèi)。每年雷雨節(jié)之前要對(duì)避雷器、引出線