石油炼制工艺

1、石油炼制工艺一、石油概述1 .常用油品的分类(1)燃料油品：汽油、煤油、柴油、燃料重油、液化石油和化工轻油等(2)润滑油品：润滑油、润滑脂和石蜡等2 .石油的基本性质(1)原油的组成：原油是一种混合物质，主要由碳元素和氢元素组成，统 称为“姓:类”。其中碳元素占83%-87%,氢元素占11%-14%(2)原油的分类：石蜡基原油(直链排列的烧烧含量占 50%以上) 环烷基原油(环烧烂和芳香烧含量较大) 中间基原油(性质介乎以上二者)3 .原油的组分：轻组分：分子量比较小，沸点较低，易于挥发称为轻组分 重组分：组分较重，沸点较高，称为重组分4 .原油的“储分”：石油炼制的基本手段之一，就是利用各组

2、分的不同 沸点，通过加热蒸储，将其“切割”成若干不同沸点范围的“储分”，“储分” 就是指储出的组分，这是石油炼制技术上一个最常用的术语。二、石油炼制的方法和手段1 .原油的蒸储：原油进行炼制加工的第一步，是石油炼制过程的龙头。炼 油厂一般以原油蒸储的处理能力作为该厂的生产规模。通 过常减压蒸储把原油中不同沸点范围的组分分离成各种 微分，获得直储的汽油、煤油、柴油等轻质储分和重质油 储分及渣油。常减压蒸储基本属物理过程，包括三个工序： 原油的脱盐、脱水；常压蒸储；减压蒸储2 .二次加工：从原油中直接得到的轻微分是有限的， 大量的重储分和渣油 需要进一步加工，将重质油进行轻质化，以得到更多的轻 质

3、油品，这就是石油炼制的第二部分，即原油的二次加工。 包括催化裂化和加氢裂化、催化重整、延迟焦化、减粘和 加氢处理等。3 .油品精制和提高质量的有关工艺： 包括为使汽油、柴油的含硫量及安全 性等指标达到产品标准进行的加氢精制； 油品的脱色、脱 臭；炼厂气加工；为提高油品质量的有关加工工艺等三、石油的炼制工艺(一)从对所要生产的产品要求来看可以分为四种类型1 .燃料型工艺流程：以生产汽、煤、柴油等燃料油品为主2 .燃料化工型工艺流程：是在生产燃料油时，多生产一些化工原料3 .燃料润滑油型工艺流程：以生产润滑油为主4 .燃料润滑油化工工艺流程：生产润滑油兼化工原料这里主要介绍燃料型工艺流程，燃料型加

4、工方案的目的是尽量把原油炼制为 汽油、煤油、柴油等燃料油品，可选用常减压蒸储一催化裂化一焦化加工艺流程， 其特点是流程简单，生产装置少。如果有些原油含硫、氮、金属等杂质以及难裂 化的芳烂含量较高，其重储分进行催化裂化不能达到理想的效果， 则有必要采取 常减压一催化裂化一加氢裂化一焦化工艺流程。这两种工艺流程的示意图如下：原油常压蒸馈重柴油氢气芳疑抽提L催化气吸收减压蒸ffl减压情分减压渣油催化裂化焦化汽油组分一芳香正直储煤油 一直情轻柴油一燃料气烷基化一烷基化油体分离.催化汽油一催化柴油-焦化汽油焦化柴油-石油焦一燃料油图3-1常减压蒸僵-催化裂化-焦化工艺流程示意图L轻汽油催化重整芳是抽提原

5、油常乐蒸重柴油懦分一汽油组分f香恰.一直储煤油*宜情轻柴油液化气减压蒸慵减乐情分一减压馆分减压渣油-W4H加氢裂化煤油-柴油一中间馅分Jj-液化气汽油柴油催化裂化中间慵分1-ISit.汽油一柴油A石油焦（二）原油的初加工1 .原油的预处理：油田采出的原油虽经过初步脱水处理， 仍含有一定量的盐 和水，一般含盐量50毫克/升上下，含水量0.5%1.0%, 必须在原油炼制之前将其脱除。因为原油含水在加工过程 中必然增加燃料动力消耗，严重时会引起蒸储塔超压或出 现冲塔现象；原油含盐不部分是氯化钠，其余是氯化钙、 氯化镁，受热后易水解成盐酸，腐蚀设备，并容易结成盐 垢堵塞管路，而且盐在蒸储时大都残留在重

6、储分油或渣油 中，影响二次加工过程及产品质量。为此一般要求处理后 原油含盐小于3毫克/升，含水小于0.2%。常用的办法是 加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出，而盐份 溶于水中，再加以高压电场和 110140度配合，使形成 的较大水滴顺利除去。2 .常压蒸储：常压蒸储是指将脱盐脱水后的原油在常压下进行蒸储。就是将原油或其他液体混合物加热使之气化，气化了的各种不同 沸点的组分先后分别冷凝下来，从而分离成为各个不同沸 点范围的微分，达到使原油和其他液体混合物连续分储成 各种储分的目的。3 .减压蒸储：减压蒸储也称真空蒸储，是接近真空（残压 18千帕）状态 下进行蒸储的过程。为什么要在接近真空

7、状态下进行蒸储 呢？这是应用了 “物质的沸点随外界压力的减小而降低” 的原理，把在常压下难于蒸储的常压重油在抽真空的条件 下降低其沸点进行蒸储，可以把沸点高达500度以上的储 分深拨出来。以下是常、减压工艺流程图：原油一气一减压清油图3-4常，减压蒸储工艺流程示意图1 一脱款罐：2初储塔；3一常压炉；4一常压塔;5-汽提塔；L减压炉；7一减压塔；8一抽空器常、减压装置的收率，以大庆原油为列，产品收率一般是：直储汽油（或石 脑油）组分占6.3%,航煤6.4%,轻柴油13.6%,催化裂化原料油34.3%,减压 渣油38.3%。（三）原油的深加工：国内原油初加工一般只能得到数量不多的轻质油产品，只不

8、过20%30%,而且质量也达不到要求，必须再进行深 度加工。炼油厂二次加工主要装置有：催化裂化、加氢裂 化、延迟焦化、催化重整、减粘裂化、氧化沥青等装置。1 .催化裂化：催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的。是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料范主要是原 油蒸储或其他炼油装置的350540c储分的重质油，催化 裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、 产物分离。催化裂化所得的产物经分储后可得到气体、汽 油、柴油和重质储分油。有部分油返回反应器继续加工称 为回炼油。催化裂化操作条件的改变或原料波动，可使产 品组成波动。其工艺流程图如下：催化剂原料油金油浆图3-5催

9、化裂化装置工艺流程示意图I 一再生器;2沉降器;3一提升管反应器;4主风机*烟气轮机机组;5加热炉;6一回炼油罐亦一分墙塔用一汽提塔9气压机二10吸收解吸塔；11一再吸收塔；12稳定塔；13-重沸器；14 一三级旋风分离器；15废热锅炉2.加氢裂化：是在高压、氢气存在下进行，需要催化剂，把重质原料转化 成汽油、煤油、柴油和润滑油。加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少, 可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。产品 收率较高，而且质量好。特别是适于生产航空煤油。缺点是投资大，需采用 大型高压反映器、高压换热器以及高压机泵等昂贵设备；耗氢量大，除了从 催化重整可得到一部分副

10、产廉价气外，还需要配备制氢装置，制氢所用原料, 如果天然气的话，需耗用高价的石脑油。所以一般二次加工大都优先考虑催 化裂化，只有当裂化原料不适合进行催化裂化加工的， 才会选用加氢裂化工 艺。其工艺流程图如下：燃料气4a 7PCX 汇 Xhx-国 XTmtn轻汽池5%空瞬 中间馈存尾油图3-6加簿裂化工艺流程示意1 一加热炉；2第 加装反应器；3一第二加氢反应器;4一循环氢压缩机；5一分保塔；6-高压分离睛；7-低压分离器：8高压换热器3.延迟焦化： 它是在较长反应时间下，使原料深度裂化，以生产固体石 油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。延迟焦化用的原料主要 是高沸点的渣油。延迟焦化的主要

11、操作条件是：原料加热后温度约500C ,焦炭塔在稍许正压下操作。改变原料和操作条件可以调整汽油、 柴油、裂化原料油、焦炭的比例。原料焦化的过程中即有裂化也有缩合， 焦化产品及收率随原料不同而变化，一般为：汽油15%、柴油35%、焦化储分油20%、石油焦23%、气体7%上下。其工艺流程图如下：图3-淤 延迟焦化工艺流程示意图】一加热炉a 2焦炭塔：3一分慵塔彳4-汽提塔：5四通牌4 .减粘裂化：其主要生产目的是将高黏度重质油料经过轻度热裂化得到低 黏度、低凝点的燃料油。产品主要是减粘渣油（燃料油）82%、不稳定汽油5%、柴油10%。其裂化流程比较简单，原料油经加热炉加热到450 度，进入反应塔进

12、行反应，油气再进入分储塔分离出气体、 汽油、柴油、 减粘渣油和循环油。具工艺流程图如下：含一原料（减压渣油）减粘裂化工艺流程示意图1加热炉,2一反应塔；3一分傅塔5 .催化重整：催化重整（简称重整）是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸储所得的轻汽油转化成含芳烂较高的重整汽油的过程。如果以80180C微分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60165C微分为原 料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳姓，重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是：反应温度为 490-525C ,反应压力为12兆帕。重整的工艺过程可分为原料预处理、 催化重整和芳姓抽提三部分。6 .氧化沥青：石油沥青来自

13、原油中最重的部分，是高度缩合的多环姓类混 合物，常温下为无定形黑色固体，断面有亮光。氧化沥青的原料是原油 原油蒸储的减压渣油和重油溶剂脱沥青装置所得的沥青。沥青氧化的目 的是改变其组成，使软化点提高针入度及温度敏感性减小。可以根据不 同要求生产各种牌号的石油沥青。工艺为单塔或多塔串联的连续氧化沥 青。原料油经加热炉加热到 260280度进入氧化塔，塔内鼓入压缩空 气进行剧烈搅拌，进行氧化。其具体工艺如下图：图3-14氧化沥青工艺流程示意图1 一焚烧加热炉；2一氧化塔；3一尾气冷却器i 4一气液分离罐;5一链式成型机；6沥青成品罐；7一循环油罐四)石油产品的精制与调和1 .加氢精制：加氢精制的化

14、学反应是在氢气存在和一定温度压力下，脱除油 品中的硫、氮、氧和金属杂质，并使烯姓饱和。现将焦化汽、 柴油加氢精制工艺叙述如下：以焦化汽、柴油的混合油为进料, 经加热炉加热至约300度，与循环氢混合进入反应器，反应物 经高压分离器和低压分离器与氢气分离，然后进入分储塔分储 出汽油和柴油合格产品。具工艺流程图如下：图3-15焦化汽、柴油加氢精制工艺流程示意图1 一反应进料加热炉；2反应器日一分幅培；4 一高压分离器;5低Hi分离器：6-分液罐：7一网流球阳,10-反应产物/反应进料换热器；L反应产物/分懦进料换热磊;“一柴油/分悔进料换热器尸2-反应产物空冷俱;13一分愉塔顶空冷器，14成品柴油空

15、冷器；15补充氧压缩机门6 循环氧压缩机.制氢：氢气是石油化学工业的一种基本原料，制取氢气有多种方法，而炼油厂最广泛应用的是以轻姓为原料的的蒸汽转化制氢工艺。整个工艺过程共分为5个步骤：原料脱硫、蒸汽转化、一氧化炭转化、脱除二氧 化碳和甲烷化。(1)原料脱硫：用加氢方法将原料中的有机硫化物转化成硫化氢，然后用氧 化锌或有机钻溶液吸收，使原料净化。加氢脱硫使用钻铝催化剂，反 应温度约300度(2)蒸汽转化：轻烂的水蒸气转化是一个强烈的吸热反应，需要很高的反应 温度，因此是在列管式转化炉内进行，炉管中装有锲催化剂，反应温 度790度左右(3) 一氧化碳变换：采取中温变换(380度左右)和低温变换(

16、190度左右)两段反应，中温变换采用铁铭催化剂，低温采用铜锌催化剂。一氧化 碳浓度可减小到千分之五左右(4)脱除二氧化碳：以二乙醇胺或环丁碉等做溶剂将二氧化碳吸收，然后将溶剂再生循环使用。一般采用两段吸收和两段再生(5)甲烷化：脱二氧化碳后的氢气中仍含有微量一氧化碳和二氧化碳，会影响氢气的应用，造成加氢催化剂中毒，须采用甲烷化方法加以完全脱 除。反应温度在330度，使用锲催化剂。3 .脱硫醇：硫醇不仅有极难闻的臭味，而且易生成胶质，对铜铅有腐蚀，因此 需要进行脱硫醇精制。我过一般采用固定床催化氧脱硫醇法， 也称梅 洛克斯法，其原理是将硫醇在催化剂床层上进行氧化反应，生成无臭无害的二硫化物，实际

17、上油品中的含硫量并未减少。4 .硫回收：硫回收是将炼制含硫原油中产生的含硫气体和含硫污水汽得到的酸 性气中的硫，利用克劳斯反应机理转化成硫磺的工艺。 由于我国加工 原油含硫量较高，硫回收一般采用部分燃烧法，即含有硫化氢的酸性 气在供氧不足的条件下燃烧，并保持硫化氢与生成的二氧化硫成一定 比例时，硫化氢即转化成元素硫。(五)炼厂气加工：原油一次加工和二次加工的各生产装置都有气体产出，总称为炼厂气，就组成而言，主要有氢、甲烷、由2个碳原子组成的乙烷 和乙烯、由3个碳原子组成的丙烷和丙烯、由4个碳原子组成的丁烷 和丁烯等。它们的主要用途是作为生产汽油的原料和石油化工原料以 及生产氨气和氨。发展炼油厂气加工的前提是要对炼厂气先分离后利 用。炼厂气经分离作化工原料的比重增加， 如分出较纯的乙烯可作乙 苯；分出较纯的丙烯可作聚丙烯等。与炼油密切相关的有气体分储、 烷基化、催化叠合和甲基叔丁基醴生产工艺。1 .气体分储：气体分储是指对液化石油气即碳三、碳四的进一步分离。这些 烧类在常温常压下均为气体，但在一定压力下成为液态，利用其不同 沸点进行精储加以分离。由于彼此之间沸点差别不大，分储精度要求 很高，