炼油工艺讲座

炼油工艺介绍一、石油炼制概述

石油炼制（简称炼油）：就是以原油为基本原料，通过一系列炼制工艺（或过程），例如常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、延迟焦化、炼厂气加工及产品精制等，把原油加工成各种石油产品，如各种牌号的汽油、煤油、柴油、润滑油、溶剂油、重油、腊油、沥清和石油焦，以及生产各种石油化工基本原料。原油的一次加工原油通过常减压蒸馏可分割成汽油、煤油、（轻）柴油等轻质馏分油，各种润滑油馏分、裂化原料（即减压馏分油或腊油）等重质馏分油及减压渣油。其中除渣油外其余又叫直馏馏分油。从我国主要油田的原油中可获得20%-30%的轻质馏分油，40%-60%的直馏馏分油，个别原油可达80%-90%。原油的二次加工原油的二次加工根据生产目的的不同有许多种过程，如以重质馏分油和渣油为原料的催化裂化和加氢裂化、以直馏汽油为主要原料生产高辛烷值汽油或轻质芳烃苯、甲苯、二甲苯等的催化重整、以渣油为原料生产石油焦或燃料油的焦化或减粘裂化等。

1、原油的分类工业分类法化学分类法2、原油的加工方案原油的加工方案与原油的特性及国民经济对石油产品的需求密切相关，尤其是前者对制定合理的原油加工方案起着决定性的作用。见例一、例二例一：属于石蜡基原油的大庆原油，其减压馏分油是催化裂化的好原料，更是生产润滑油的好原料，用其生产的润滑油质量好，收率高，同时得到的石蜡质量也很好。但是由于大庆原油中含胶质和沥青质较少，用其减压渣油很难制得高质量的沥青产品。因此，在确定大庆这类原油的加工方案时，应首先考虑生产润滑油和石蜡，同时生产一部分轻质燃料。例二：与此相反，用属于环烷基的孤岛原油生产的润滑油，不仅质量差，而且加工十分复杂。但是，利用孤岛原油的减压渣油可以得到高质量的沥青产品。因此，在考虑孤岛原油的加工方案时，不考虑生产润滑油。原油加工方案的类型一燃料型：产品基本上都是燃料，如汽油、喷气燃料、柴油、和重油等，还可以生产燃料气、芳烃和石油焦等；详见流程图。燃料型炼油厂的特点是通过一次加工（即常减压蒸馏）尽可能将原油中的轻质馏分汽油、煤油和柴油分出，并利用催化裂化和焦化等二次加工工艺，将重质馏分转化为轻质油。随着石油的综合利用以及石油化工的发展，大多数燃料型炼油厂都已转变成了燃料化工型炼厂。加工原油方方案的类型型二燃料化工型型这种加工方方案以及生生产燃料和和化工产品品或者原料料为主，具具有燃料型型炼厂的各各种工艺以以及装置，，同时还包包括一些化化工装置。。原油先经经过一次加加工分出其其中的轻质质馏分，其其余的重质质馏分再进进一步通过过二次加工工转化为轻轻质油。轻轻质馏分一一部分用作作燃料，一一部分通过过催化重整整、裂解工工艺制取芳芳香烃和烯烯烃，作为为有机合成成的原料。。利用芳香香烃和烯烃烃为基础原原料，通过过化工装置置还可以生生产醇、酮酮、酸等基基本有机原原料和化工工产品（附附典型流程程图）。加工原油方方案的类型型三燃料润滑油油型这种加工方方案除生产产各种燃料料外还生产产各种润滑滑油。原油通过一一次加工将将其中的轻轻质馏分分分出，剩余余的重质馏馏分经过各各种润滑油油生产工艺艺，如溶剂剂脱沥青、、溶剂精制制、溶剂脱脱腊、白土土精制或加加氢精制等等，生产各各种润滑油油基础油。。将各种基基础油以及及添加剂按按照一定要要求进行调调合，即可可制得各种种润滑油。。石油基原油油大多数采采用的是这这种燃料润润滑油型加加工方案（（附工艺流流程图）。。加工原油方方案的类型型四燃料润滑油油化工型这种加工方方案除了生生产各种燃燃料和润滑滑油外，同同时还生产产一些石油油化工产品品或者为石石油化工提提供原料。。它是燃料料润滑油加加工方案向向化工方向向发展的结结果。3、炼油主主要设备炼油工艺所所使用的装装置叫做炼炼油（工艺艺）装置。。炼油装置置是由一定定的设备，，按照一定定的工艺要要求组织而而成的。不不同的工艺艺过程所使使用的设备备也有区别别。根据作作用的不同同，可将炼炼油设备大大致分为六六种类型，，即：流体体输送设备备、加热设设备、换热热设备、传传质设备、、反映设备备和容器等等。3.1流体体输送设备备这类设备主主要用于输输送各种液液体（如原原油、汽油油、柴油、、水等）和和气体（油油气、空气气、蒸气）），使这些些物料从一一个设备到到另一个设设备，或者者使其压力力升高或降降低，以满满足炼油工工艺的要求求。在炼油厂用用以输送液液体的机械械主要是泵泵，常用的的有离心泵泵、往复泵泵、旋涡泵泵等。输送送气体的机机械主要有有压缩机、、鼓风机、、真空泵等等。除此之之外，流体体输送设备备还包括各各类管线、、阀门等。。在原油装置置里，各类类机泵、管管线和阀门门的用量很很大。例如如常减压蒸蒸馏装置中中，泵的投投资约占总总投资的5%；催化裂化化装置中仅仅主风机和和气体压缩缩机约占总总投资的6%；加氢裂化化装置压缩缩机的动力力消耗相当当于整个装装置的60%。一个炼油油工艺装置置所需的阀阀门数以千千计，管线线总长可达达万米以上上。所以常常把流体输输送设备比比做炼油厂厂的“动脉脉”。3.2加加热设备为了把原油油加热到一一定的温度度，使油品品汽化或为为油品进行行反应提供供足够的热热量和反应应空间，都都需要采用用加热设备备，常用的的是管式加加热炉。3.3换热设备把热量从高高温流体传传给低温流流体的设备备，叫做热热交换器或或换热器。。炼油厂使使用换热器器的目的是是加工原料料、冷凝、、冷却油品品，并从中中回收热量量、节约燃燃料。这些些设备也叫叫冷换设备备。在炼油装置置中，各种种换热器的的刚材耗量量占炼油厂厂工艺设备备占总量的的40%以上；建设设投资在原原油蒸馏装装置中约占占20%，在催化重重整和加氢氢脱硫装置置中约占15%。一个年处处理量为250万吨的炼油油厂，各个个装置所需需的换热器器在200台以上。换热器的类类型很多，，在炼油工工艺装置中中应用较多多的是管壳壳式换热器器和空气冷冷却器，个个别装置还还使用套管管式换热器器，沉浸式式、喷淋式式冷却器等等。3.4传质设备这类设备用用于精馏、、吸收、解解吸、抽提提等过程，，由于在这这些过程中中，物料发发生了质量量的传递，，所以叫传传质设备。。常用的传传质设备有有各种塔器器，如精馏馏塔、吸收收塔、解吸吸塔和抽提提塔等。3.5反应设备反应设备是是为了炼油油工艺中进进行的各类类化学反应应提供场所所。工艺装装置不同，，采用的反反应器类型型也有差别别，如催化化裂化采用用提升管反反应器，催催化加氢采采用固定床床、沸腾床床或悬浮床床反应器，，烷基化采采用阶梯式式反应器等等等。3.6容容器容器主要适适用于储存存各种油品品、石油气气或其他物物料，其中中储油罐的的用量最大大。炼油装装置中的容容器（罐））有些是用用于和液、、油和水的的分离以及及用作某些些物流的缓缓冲罐。根根据物料量量和用途的的不同，容容器的大小小可以从小小于1立方米到几几万甚至十十几万立方方米。以上各种设设备中，有有的主要用用于炼油装装置，如加加热炉、塔塔、换热器器等叫工艺艺设备；有有的则不限限于炼油装装置，如泵泵、压缩机机等叫通用用设备。二、原油的的常减压蒸蒸馏原油蒸馏是是原油加工工的第一道道工序，通通过蒸馏将将原油分成成汽油、煤煤油、柴油油等各种油油品和后续续加工过程程的原料，，因此，又又叫原油的的初馏。原原油蒸馏装装置在炼厂厂中占有重重要的地位位，被称为为炼油厂的的“龙头”。由于原油油中含有杂杂质，在蒸蒸馏前需要要进行原油油的预处理理。1、原油的的预处理从油井开采采出来的原原油的大多多含有水分分、盐类和和泥沙等，，一般在油油田脱除后后外输至炼炼油厂。但但是由于一一次脱盐、、脱水不易易彻底，因因此，原油油进炼厂进进行蒸馏前前，还需要要再一次进进行脱盐、、脱水。在油田脱水水过后的原原油，仍然然含有一定定量的盐和和水。所含含盐类除有有一小部分分以结晶状状态悬浮于于油中外，，绝大部分分溶于水中中，并以微微粒状态分分散在油中中，形成较较稳定的油油包水型乳乳化液。原油含水，，少量水汽汽化后，使使塔内气相相体积急剧剧增加，导导致蒸馏过过程波动，，影响正常常操作，系系统压力将将增大，动动力消耗增增加，严重重时引起蒸蒸馏塔超压压或出现冲冲塔事故。。原油中氯化化钠的含量量为最多，，约占75%左右。这些些物质受热热后易水解解，生成盐盐酸，腐蚀蚀设备；其其次，在换换热器和加加热炉中，，随着水分分的蒸发，，盐类沉积积在管壁上上形成盐垢垢，降低传传热效率，，增大流动动压降，严严重时甚至至会烧穿炉炉管或堵塞塞管路；再再次，由于于原油中的的盐类大多多残留在重重馏分油和和渣油中，，所以还会会影响二次次加工过程程及其产品品的质量。。由于于上上述述原原因因，，目目前前国国内内外外炼炼油油厂厂对对原原油油蒸蒸馏馏前前脱脱盐盐脱脱水水的的要要求求是是：：含含盐盐量量小小于于3毫克克/升；；含含水水量量小小于于0.2%。1.1原原油油脱脱盐盐脱脱水水的的基基本本原原理理炼油油厂厂广广泛泛采采用用的的是是加加破破乳乳剂剂和和高高压压电电场场联联合合作作用用的的方方法法，，即即所所谓谓电电脱脱盐盐脱脱水水。。为为了了提提高高水水滴滴的的沉沉降降速速度度，，电电脱脱盐盐过过程程是是在在一一定定的的温温度度下下进进行行的的，，通通常常是是80~120摄氏氏度度左左右右甚甚至至更更高高发发（（如如150度）），，视视原原油油性性质质而而定定。。破乳乳剂剂都都是是合合成成高高分分子子或或超超高高分分子子量量的的表表面面活活性性剂剂，，按按化化学学组组成成分分类类有有醚醚型型、、酰酰胺胺型型、、胺型型和和酯酯型型四四大大类类。。国国内内炼炼油油厂厂常常用用的的原原油油破破乳乳剂剂是是BP-169（聚醚醚型型））和和2040破乳乳剂剂（（聚聚丙丙二二醇醇醚醚与与环环氧氧乙乙烷烷化化合合物物）），，加加入入量量约约为为10~20ppm。不同同的的原原油油所所适适用用的的破破乳乳剂剂及及其其加加入入量量是是不不同同的的。。1.2原原油油脱脱盐盐脱脱水水的的工工艺艺流流程程原油油自自油油罐罐抽抽出出，，与与破破乳乳剂剂、、洗洗涤涤水水按按比比例例混混合合，，经经换换热热器器与与装装置置中中某某热热流流换换热热达达到到一定定的的温温度度，，再再经经过过一一个个混混合合阀阀（（或或混混合合器器））将将原原油油、、破破乳乳剂剂和和水水分分充充分分混混合合后后，，送送入入一一级级电电脱脱盐盐罐罐进进行行第第一一次次脱脱盐盐脱脱水水。。在在电电脱脱盐盐罐罐内内，，在在破破乳乳剂剂和和高高压压电电场场下下（（强强电电场场梯梯度度为为500~1000伏/厘米。弱电场场梯度为150~300伏厘米）的共共同作用下，，乳化液被破破坏，小水滴滴聚结成大水水滴，通过沉沉降分离，排排出污水（主主要是水及溶溶解在其中的的盐，还有少少量的油）。。一级电脱盐的的脱盐率约为为90~95%。一级脱后原原油再与破乳乳剂及洗涤水水混合后送入入二级电脱盐盐罐进行第二二次脱盐、脱脱水。通常二二级电脱盐罐罐排出的水含含盐量不高，，可将它回注注到一级混合合阀前，这样样既节省用水水又减少含盐盐污水的排出出量。在上述述电脱盐过程程中，注水的的目的在于溶溶解原油中的的结晶盐，同同时也可以减减弱乳化剂的的作用，有利利于水滴聚集集。2、原油的常减压压蒸馏原油中所含的的轻质油品是是有限的。如如前所述，我我国主要油田田的原油中含含有汽油、煤煤油、柴油等等轻质油品的的量一般为20~30%。为了蒸出更更多的馏分油油作为二次加加工的原料，，原油的常压压蒸馏和减压压蒸馏一般是是联接在一起起而构成常减减压蒸馏。2.1原油蒸馏的基基本原理及特特点蒸馏：将液体体混合物加热热使之气化，，然后再将蒸蒸气冷凝和冷冷却，使原液液体混合物达达到一定程度度的分离。这这个过程叫做做蒸馏。蒸馏馏的依据是混混合物中各组组分沸点（挥挥发度）的不不同。蒸馏有多种形形式，可归纳纳为闪蒸（平平衡气化或一一次气化）、、简单蒸馏（（渐次气化））和精馏三种种。精馏是分离液液相混合物的的一种很有效效的方法，它它是在多次部部分气化和多多次部分冷凝凝过程的基础础上发展起来来的一种蒸馏馏方式，炼油油厂中大部分分的石油精馏馏塔，如原油油精馏塔、催催化裂化和焦焦化产品的分分馏塔、催化化重整原料的的预分馏塔以以及一些工艺艺过程中的溶溶剂回收塔等等，都是通过过精馏这种蒸蒸馏方式进行行操作的。原油常压蒸馏馏以及其特点点原油蒸馏一般般包括常压蒸蒸馏和减压蒸蒸馏两个部分分：原油的常压蒸蒸馏：既为原原油在常压（（或稍高于常常压）下进行行的蒸馏，所所用的蒸馏设设备叫做原油油常压精馏塔塔（简称常压压塔）。原油常压蒸馏馏的工艺特点点：原油经过常压压蒸馏得到的的是汽油、煤煤油、柴油等等轻质馏分油油和常压重油油，这些产品品不同于一般精馏馏的产品，它它们也是复杂杂的混合物，，其质量是靠靠一些质量标标准来控制的的，如汽油馏馏程的干点不不能高于205度，柴油馏程程的95%馏出温度不高高于365度等，所以对对各产品的分分馏精确度要要求不是很高高，即不要求求把原油这一一复杂的混合合物精确分开开。减压蒸馏以及及其特点减压蒸馏是在在压力低于100千帕的负压状状态下进行的的蒸馏过程。。由于物质的的沸点随外压压的减小而降降低，因此在在较低的压力力下加热常压压重油，上述述高沸点馏分分就会在较低低的温度下气气化，从而避避免了高沸点点馏分的裂解解。通过减压压精馏塔可得得到这些高沸沸点馏分，而而塔底得到的的是沸点在500℃以上的减压压渣油。减压蒸馏塔的的特点1．减压精馏塔分分燃料型和润润滑油型两种种燃料型减压塔塔主要生产二二次加工如催催化裂化、加加氢裂化等原原料，它对分分离精确度润滑油型减压压塔以生产润润滑油馏分为为主，希望得得到颜色浅、、残炭值低、、馏程较窄、、安定性好的的减压馏分油油，因此不仅仅要求拔除率率高，而且具具有较高的分分离精确度。。要求不高，希望在在控制杂质含含量的前提下下，如残炭值值低、重金属属含量少等，，尽可能提高高馏分油拔除除率。润滑油型减压压塔以生产润润滑油馏分为为主，希望得得到颜色浅、、残炭值低、、馏程较窄、、安定性好的的减压馏分油油，因此不仅仅要求拔除率率高，而且具具有较高的分分离精确度。。2.2原油油蒸馏的工艺艺装置一个炼油生产产装置有各种种工艺设备（（加热炉、塔塔、反应器））及机泵等，，它们是为完完成一定的生生产任务，按按照一定的工工艺技术要求求和原料的加加工流向互相相联系在一起起，即构成一一定的工艺流流程。原油蒸馏的工工艺流程目前炼油厂最最常采用的原原油蒸馏流程程是双塔流程程和三塔流程程。双塔流程程包括两个部部分（不包括括原油的预处处理）：常压压蒸馏和减压压蒸馏。三塔塔流程包括三三个部分：原原油初馏、常常压蒸馏和减减压蒸馏。大大型炼油厂的的原油蒸馏装装置多采用三三塔流程。原油蒸馏工艺艺流程的类型型之一1.燃料型1.1原油初馏:其主要作用是是拔出原油中中的轻汽油馏馏分。从罐区来的原原油先经过换换热（热源一一般是本装置置内的热源）），温度达到到80~120℃左右进入电电脱盐罐进行行脱盐、脱水水。脱后原油油再经过换热热，温度达到到210~250℃，这时较轻轻的组分已经经气化，气液液混合物一起起进入初馏塔塔，塔顶出轻轻汽油馏分（（初顶油），，塔底为拔头头原油。1.2常压压蒸馏:其主要作用是是分出原油中中沸点低于350℃的轻质馏分分油。拔头原油经换换热、常压炉炉加热至360~370℃，形成的气气液混合物进进入常压塔，，塔顶压力一一般为130~170千帕。塔顶出出汽油（常顶顶油）。经冷冷凝冷却至40℃左右，一部部分作塔顶回回流，一部分分作汽油馏分分。各侧线馏馏分油经汽提提塔汽提、换换热、冷却后后出装置。各各侧线之间一一般设1~2个中段循环回回流。塔底是是沸点高于350℃的常压重油油。1.3减压蒸馏其作用是从常常压重油中分分出沸点低于于500℃的高沸点馏馏分油和渣油油。常压重油（也也叫常压渣油油）的温度为为350℃左右，用热热油泵从常压压塔底部抽出出送到减压炉炉加热。温度度达390~400℃进入减压精精馏塔。减压压塔顶一般不不出产品或出出少量产品（（减顶油），，直接与抽真真空设备联接接，并采用顶顶循环回流方方式（即从塔塔顶以下几块块塔板处或减减一线抽出口口引出一部分分热流，经换换热或冷却后后返回塔顶，，这种回流方方式可减少塔塔顶冷凝冷却却器负荷，降降低塔顶管线线压力降等））。侧线各馏馏分油经换热热、冷却后出出装置，作为为二次加工的的原料。各侧侧线之间也设设1~2个中段循环回回流。塔底减减压渣油经换换热、冷却后后出装置，也也可稍经换热热或直接送至至下道工序如如焦化、溶剂剂脱沥青等，，作为热进料料。三段气化(三三塔流程)从上述流程来来看，在原油油蒸馏工艺流流程的初馏、、常压蒸馏和和减压蒸馏这这三个部分中中，油料在每每一部分都经经历了一次加加热-气化-冷凝过程，故故为三段气化化，通常叫做做三塔流程。。三段气化原油油蒸馏工艺流流程的特点：：（1）初馏塔顶产产品轻汽油是是良好的催化化重整原料，，其含砷量小小（催化重整整催化剂的有有害物质），，而且不含烯烯烃。大庆原原油（含砷量量高）生产重重整原料时均均设初馏塔。。相反，加工工大庆原油不不要求生产重重整原料，或或加工原油含含砷量低，则则可采用闪蒸蒸塔（闪蒸塔塔与初馏塔的的差别在于前前者不出塔顶顶产品，塔顶顶蒸气进入常常压塔中上部部；而后者出出塔顶产品，，因而有冷凝凝和回流设施施，而前者无无），以节省省设备和操作作费用。如果果加工的原油油含轻馏分很很少，也可不不设初馏塔或或闪蒸塔，即即采用两段气气化流程。(2)常压塔可设3~4个侧线，生产产溶剂油、煤煤油、（或喷喷气燃料）、、轻柴油、重重柴油等馏分分。（3）减压塔侧线线出催化裂化化或加氢裂化化原料，产品品较简单。原油蒸馏工艺艺流程的类型型之二、三2.燃料润滑型3.化工型型三、催化裂化化石油炼制工艺艺的根本目的的是：1）提高原油加加工深度，得得到更多数量量的轻质油品品；2）增加品种,提高产品质量量。然而原油油经过一次加加工所能得到到的轻质油品品只占原油的的10~40%，其余为重质质馏分和残渣渣油；而且某某些轻质油品品的质量不高高，例如，直直馏汽油的辛辛烷值只有40~60%左右。催化裂裂化技术是重重油轻质化的的重要手段之之一，目前，我国汽汽油产量的70%、柴油产量的的33%是由催化裂化化装置提供的的，同时提供供大量的液化化石油气作为为宝贵的化工工原料和民用用燃料。从经经济效益而言言，炼油企业业中一半以上上的效益是靠靠催化裂化取取得的。因此此，催化裂化化工艺在石油油加工的总流流程中占据十十分重要的地地位。1、催化裂化的工工艺特点以及及其基本原理理催化裂化过程程是使原料在在有催化剂存存在下，在470~530℃的温度和0.1~0.3兆帕的压力条条件下,发生一系列化化学反应,转化成气体、、汽油、柴油油等轻质产品品和焦碳的过过程。催化裂化的原原料一般是重重质馏分油，，例如减压馏馏分油（减压压腊油）和焦焦化馏分油等等；随着催化化裂化技术和和催化剂工艺艺的不断发展展，进一步扩扩大了催化裂裂化原料范围围，部分或全全部渣油也可可作催化原料料。1.1催化裂裂化工艺特点点轻质油收率高高，可达70~80%，而原油初馏馏的轻质油收收率仅为10~40%。这里所说轻轻质油是指汽汽油、煤油和和柴油的总和和。催化汽油的辛辛烷值较高，，研究法辛烷烷值可达85以上。汽油的的安定性也较较好。催化柴油的十十六烷值低，，常与直馏柴柴油调合使用用或经过加氢氢精致提高十十六烷值，以以满足规格要要求。催化裂化气体体产品约占10~20左右，其中90%左右是C3、C4（称为液化石油油气）。C3、C4组分中含大量量烯烃。因此此这部分产品品是优良的石石油化工和生生产高辛烷值值汽油组分的的原料。根据所用原料料、催化剂和和操作条件的的不同，催化化裂化各产品品的产率和组组成略有不同同，大体上，，气体产率为为10~20%，汽油产率为为30~50%，柴油产率不不超过40%，焦碳产率在在5~7%左右。根据所用原料料、催化剂和和操作条件的的不同，催化化裂化各产品品的产率和组组成略有不同同，大体上，，气体产率为为10~20%，汽油产率为为30~50%，柴油产率不不超过40%，焦碳产率在在5~7%左右。1.2催化裂裂化的化学原原理裂化反应、氢氢转移反应以以及缩合反应应是催化裂化化的特征反应应。在烃类的的催化裂化反反应过程中，，裂化反应的的进行，使大大分子分解为为小分子的烃烃类，这是催催化裂化工艺艺成为重质油油轻质化重要要手段的根本本依据；而氢氢转移反应使使催化汽油饱饱和度提高、、安定性好；；异构化、芳芳构化反应是是催化汽油辛辛烷值高的重重要原因。在催化裂化条条件下,主要反应的平平衡常数很大大,可视为不可逆逆反应,因而不受化学学反应平衡的的限制;最主要的反应应-----裂解反应是吸吸热反应,其他一些反应应,有的虽属放热热反应,但不是主要反反应,或者其放热效效应较小,因此,就整个催化裂裂化过程而言言是吸热过程程.欲使反应在一一定条件下进进行下去,必须不断向反反应系统提供供足够的热量量.1.3催化化裂化化催化化剂催化剂剂及催催化作作用的的概念念能够改改变化化学反反应速速度而而自身身不发发生反反应的的物质质称为为催化化剂。。这种种改变变化学学反应应速度度的作作用叫叫做催催化作作用。。催化裂裂化催催化剂剂的种种类工业上上广泛泛采用用的裂裂化催催化剂剂分为为两大大类：：无定定形硅硅酸铝铝催化化剂和和结晶晶形硅硅酸铝铝催化化剂。。前者者通常常叫普普通硅硅酸铝铝催化化剂（（简称称硅酸酸铝催催化剂剂），，后者者称沸沸石催催化剂剂（通通常叫叫分子子筛催催化剂剂）。。2、催化裂裂化工工业装装置我国的的催化化裂化化工业业装置置绝大大部分分是技技术先先进的的提升升管催催化裂裂化（（有些些是由由床层层流化化催化化裂化化装置置改建建的。。）2.1生产产中常常用的的基本本概念念转化率率：总转化化率=（气体体+汽油+焦碳））/新鲜原原料油油*100%回炼操操作：：又叫叫循环环裂化化。由由于新新鲜原原料经经过一一次反反应后后不能能都变变成要要求的的产品品，还还有一一部分分和原原料油油馏程程相近近的中中间馏馏分。。把这这部分分中间间馏分分送回回反应应器重重新进进行反反应就就叫做做回炼炼操作作。这这部分分中间间馏分分油就就叫做做回炼炼油。。如果果这部部分循循环油油不去去回炼炼而作作为产产品送送出装装置，，这种种操作作就叫叫做单单程裂裂化。。2.2催化化裂化化装置置的工工艺流流程催化裂裂化装装置通通常由由三大大部分分组成成，即即反应应-再生系系统、、分馏馏系统统和吸吸收稳稳定系系统。。其中中，反反应-再生系系统是是全装装置的的核心心部分分，不不同的的装置置类型型（如如床层层反应应式、、提升升管式式、高高低并并列式式以及及同轴轴式）），反反应-再生系系统的的工艺艺流程程会略略有差差异，，但是是原理理都是是一样样的，，这里里，以以高低低并列列式提提升管管催化化裂化化为例例，对对几大大系统统分述述如下下。反应-再生系系统新鲜原原料（（减压压馏分分油））经过过一系系列换换热后后与回回炼油油混合合，进进入加加热炉炉预热热到370℃左右右（温温度过过高会会发生生热裂裂解）），由由原料料油喷喷嘴以以雾化化状态态喷入入提升升管反反应器器下部部（油油浆不不经过过加热热直接接进入入提升升管）），与与来自自再生生器的的高温温（约约650~700℃0催化剂剂接触触并立立即气气化，，油气气与雾雾化蒸蒸汽以以及预预提升升蒸汽汽一起起携带带着催催化剂剂以7~8米/秒的线线速向向上流流动，，边流流动边边进行行化学学反应应，在在470~510℃的温温度下下停留留2~4秒，然然后以以13~20米/秒的高高线速速通过过提升升管出出口，，经快快速分分离器器，大大部分分催化化剂被被分出出落入入沉降降器下下部，，油气气携带带少量量催化化剂经经两级级旋风风分离离器分分出来来夹带带的催催化剂剂后进进入集集气室室。通通过沉沉降器器顶部部的出出口进进入分分馏系系统。。积有焦焦炭的的待生生催化化剂由由沉降降器进进入其其下面面的汽汽提段段，用用过热热水蒸蒸气进进行汽汽提以以脱除除吸附附在催催化剂剂表面面上的的少量量油气气。待待生催催化剂剂经待待生斜斜管、、待生生单动动滑阀阀进入入再生生器，，与来来自再再生器器底部部的空空气（（由主主风机机提供供，接接触形形成流流化床床层，，进行行再生生反应应，同同时放放出大大量燃燃烧热热，以以维持持再生生器足足够高高的床床层温温度（（密相相段温温度约约为650~680℃）。。再生生器维维持0.15~0.25兆帕(表)的顶部部压力力,床层线线速约约为0.7~1.0米/秒.再生后后的催催化剂剂含碳碳量小小于0.2%,经淹流流管、、再生生斜管管以及及再生生单动动滑阀阀返回回提升升管反反应器器循环环使用用。烧焦产产生的的再生生烟气气，经经再生生器稀稀相段段进入入旋风风分离离器，，经两两级旋旋风分分离器器分出出携带带的大大部分分催化化剂，，烟气气经集集气室室和双双动滑滑阀排排入烟烟囱（（或去去能量量回收收系统统）。。回收收的催催化剂剂经两两级料料腿返返回床床层。。在再生生过程程中，，少量量催化化剂细细粉随随烟气气排入入大气气或进进入分分馏系系统随随油浆浆排出出，造造成催催化剂剂的损损耗。。为了了维持持反应应-再生系系统的的催化化剂藏藏量，，需要要定期期向系系统补补充新新鲜催催化剂剂。即即使是是催化化剂损损失很很低的的装置置，由由于催催化剂剂老化化减活活或受受重金金属的的污染染，也也需要要放出出一些些催化化剂，，补充充一些些新鲜鲜催化化剂以以维持持系统统内平平衡催催化剂剂的活活性。。为此此，装装置内内通常常设有有两个个催化化剂储储罐，，并配配备加加料和和卸料料系统统。保证催催化剂剂在两两器间间无法法正常常流向向循环环以及及再生生器有有良好好的流流化状状况是是催化化裂化化装置置的技技术关关键，，除设设计时时准确确无误误外，，正确确操作作也非非常重重要。。催化化剂在在两器器间循循环是是由两两器压压力平平衡决决定的的，通通常状状况下下，根根据两两器压压差（（0.02~0.04兆帕）），由由双动动滑阀阀控制制再生生器顶顶部压压力；；根据据提升升管反反应器器出口口温度度控制制再生生滑阀阀开度度调节节催化化剂循循环量量；根根据系系统压压力平平衡要要求由由待生生滑阀阀控制制汽提提段料料位高高度。。分馏系系统分馏系系统的的作用用是将将反应应-再生系系统的的产物物进行行初步步分离离，得得到部部分产产品和和半成成品。。由反应应-再生系系统来来的高高温油油气进进入催催化分分馏塔塔下部部，经经装有有挡板板的脱脱过热热段脱脱过热热后进进入分分馏段段，经经分馏馏后得得到富富气、、粗汽汽油、、轻柴柴油、、重柴柴油、、回炼炼油和和油浆浆（塔塔底抽抽出的的带有有催化化剂细细粉的的渣油油）。。富气气和粗粗汽油油去吸吸收稳稳定系系统；；轻、、重柴柴油经经汽提提、换换热或或冷却却后出出装置置；回回炼油油返回回反应应-再生系统统进行回回炼；油油浆的一一部分送送反应-再生系统统回炼，，另一部部分经换换热后循循环回分分馏塔（（也可将将其中一一部分冷冷却后送送出装置置）。将将轻柴油油的一部部分经冷冷却后送送至再吸吸收塔作作为吸收收剂（贫贫吸收油油），吸吸收了C3、C4组分的轻轻柴油（（富吸收收油）再再返回分分馏塔。。为了取取走分馏馏塔的过过剩热量量以使塔塔内气、、液负荷荷分布均均匀，在在塔的不不同位置置分别设设有4个循环回回流：顶顶循环回回流、一一中段回回流、二二中段回回流和油油浆循环环回流。。吸收-稳定系统统如前所述述，催化化裂化生生产过程程的主要要产品是是气体、、汽油和和柴油，，其中气气体产品品包括干干气和液液化石油油气，干干气作为为本装置置燃料气气烧掉，，液化石石油气是是宝贵的的石油化化工原料料和民用用燃料。。所谓吸吸收稳定定，目的的在于将将来自分分馏部分分的催化化富气中中C2以下组分分与C3以上组分分分离以以便分别别使用，，同时将将混入汽汽油中的的少量气气体烃分分出，以以降低汽汽油的蒸蒸气压，，保证符符合商品品规格。。吸收-稳定系统统包括吸吸收塔、、解吸塔塔、再吸吸收塔、、稳定塔塔以及相相应的冷冷换设备备。有分馏系系统油气气分离器器出来的的富气经经气体压压缩机升升压后，，冷却并并分出凝凝缩油，，压缩富富气进入入吸收塔塔底部，，粗汽油油和稳定定汽油作作为吸收收剂由塔塔顶进入入，吸收收了C3、C4（以及部分分C2）的富吸收收油由塔塔底抽出出送至顶顶部。稳定塔的的目的是是将汽油油中C4以下的轻轻烃脱除除，在塔塔顶得到到液化石石油气（（简称液液化气）），塔底底得到合合格的汽汽油------稳定汽油油。除以上三三大系统统外，现现代催化化裂化装装置（尤尤其是大大型装置置）大都都设有能能量回收收系统，，其目的的是最大大限度的的回收能能量，降降低能耗耗。常采采用的手手段有：：利用烟烟气轮机机将高速速烟气的的动能转转化为机机械能；；利用一一氧化碳碳锅炉（（对非完完全再生生装置））使烟气气中CO燃烧回收收其化学学能；利利用余热热锅炉（（对完全全再生装装置）回回收烟气气的显热热，用以以发生蒸蒸汽。采采用这些些措施后后，全装装置的能能耗可大大大降低低。2.3渣油催化化裂化石油是一一种非再再生性的的化石能能源，储储量有限限，随着着大规模模开采，，消耗量量很大。。因而近近年来普普遍出现现了原油油密度加加大，渣渣油含量量不断增增加，硫硫、氮以以及重金金属等杂杂质日益益增多的的明显重重质化和和劣质化化的现象象，迫使使炼厂必必须节约约使用原原油，进进行深度度加工以以提高轻轻质油收收率。从石油深深加工的的技术路路线来讲讲，不外外乎脱碳碳和加氢氢两条基基本路线线。各种种加工方方法无非非是使原原油中的的氢碳原原子进行行重新组组合，加加工至最最终石油油产品具具有一定定的氢碳碳原子比比和氢含含量水平平。加氢氢裂化固固然是一一种有吸吸引力的的重油深深度加工工技术，，但由于于加氢技技术复杂杂，设备备制造困困难以及及一次性性投资大大等原因因，近期期内重油油加氢裂裂化在我我国不大大可能大大规模发发展。而而催化裂裂化是重重要的脱脱碳加工工过程，，又有着着雄厚的的技术基基础，尤尤其是近近10年来，我我国重油油催化裂裂化技术术取得了了很大进进展，已已有多套套催化裂裂化装置置掺炼渣渣油，取取得了经经验。因因此，渣渣油催化化裂化无无疑是重重油轻质质化的骨骨干技术术。3、催化裂化化装置的的主要设设备3.1提提升管反反应器（1）直管式式（2）折叠式式沉降器：作用是使使来自提提升管的的油气和和催化剂剂分离，，油气经经旋风分分离器分分出所夹夹带的催催化剂后后经集气气室去分分馏系统统；由提提升管快快速分离离器出来来的催化化剂靠重重力在沉沉降器中中向下沉沉降，落落入汽提提段。汽汽提段内内设有数数层人字字挡板和和蒸汽吹吹入口,其作用是是将催化化剂夹带带的油气气用过热热水蒸气气吹出(汽提),并返回沉沉降段,以便减少少油气损损失和减减小再生生器的负负荷.3.2再再生器：：是催化化裂化装装置的重重要工艺艺设备，，其作用用是为催催化剂再再生提供供场所和和条件。。它的结结构形式式和操作作状况影影响烧焦焦能力和和催化剂剂损耗。。再生器器是决定定整个装装置处理理能力的的关键设设备。3.3单动滑阀阀及双动动滑阀3.3.1单动动滑阀:用于床床层反应应器催化化裂化和和高低并并列式提提升管催催化裂化化装置。。对提升升管催化化裂化装装置，单单动滑阀阀安装在在两根输输送催化化剂的斜斜管上，，其作用用是：正正常操作作时用来来调节催催化剂在在两器间间的循环环量，出出现重大大事故时时用以切切断再生生器与反反应沉降降器之间间的联系系，以防防造成更更大的事事故。3.3.2双动滑阀阀:是一种两两块阀板板双向动动作的超超灵敏调调节阀，，安装在在再生器器出口管管线上（（烟囱）），其作作用是调调节再生生器的压压力，使使之与反反应沉降降器保持持一定的的压差。。3.4取热器3.5主风机、、气体压压缩机、、烟气轮轮机以及及CO锅炉、废热热锅炉等；；常规设备备：加热炉炉、塔器、、容器和机机泵等。四、催化重重整催化重整是是石油加工工过程中重重要的二次次加工方法法，其目的的是用以生生产高辛烷烷值汽油或或化工原料料---------芳香烃，同同时副产大大量氢气可可作为加氢氢工艺的氢氢气来源。。“重整”是是指烃类分分子结构的的重新排列列，使之变变为另外一一种分子结结构的烃类类。原料油油中的正构构烷烃和环环烷烃在催催化剂存在在的条件下下，经“重重整”转化化为异构烷烷烃和芳烃烃，从而提提高汽油的的辛烷值或或生产芳烃烃产品（苯苯、甲苯、、二甲苯等等）。这一一加工过程程就叫催化化重整。采采用铂金属属催化剂叫叫铂重整，，用铂-铼双金属催催化剂叫铂铂-铼重整，采采用多金属属催化剂就就称之为多多金属重整整，总称催催化催化重重整。生产芳烃为为目的的重重整装置还还包括芳烃烃抽提和芳芳烃分离部部分。4.1典型型工艺流程程预分馏:其其目的是根根据产品要要求对原料料进行精馏馏切取适宜宜的馏分。。例如，生生产芳烃时时，切除小小于60%的馏分。芳烃的抽提提原理以及及工艺流程程抽提原理:以生产芳烃烃产为目的的时，由于于重整产物物是芳烃和和非芳烃的的混合物，，必须设法法将芳烃从从混合物中分分离出来。。但是，混混合物中芳芳烃和其他他烃类的沸沸点很接近近，很难用用精馏的方方法分离。。目前仍然然采用溶剂剂抽提法从从重整产物物中分离芳芳烃。溶剂剂抽提是分分离混合物物液体的方方法之一，，其特点是是选用一种种溶剂，它它仅对混合合液中某一一组分具有有高的溶解解能力，而而对其他组组分溶解能能力则很弱弱，并且能能形成两个个密度不同同的液相，，以便分离离。可以把把这过程看看作用一种种溶剂将混混合液中某某一组分抽抽提出来，，所以叫做做抽提过程程或萃取过过程。溶剂是芳烃烃抽提的关关键因素，，一般说来来，溶剂应应具备以下下条件：具有较高的的溶解选择择性，即对对芳烃的溶溶解能力大大，对非芳芳烃的溶解解能力小；；与原料油的的密度差大大，便于形形成两个液液相；与芳烃的沸沸点差的，，便于溶剂剂与芳烃分分离并回收收后循环利利用；热及化学稳稳定性好，，以防止溶溶剂变质和和过多消耗耗；蒸发潜热及及比热小，，以降低过过程中的热热能消耗；；毒性及腐蚀蚀性小，价价廉易得等等。常用的溶剂剂有：二乙乙二醇醚、、三乙二醇醇醚、四乙乙二醇醚、、二甲基亚亚砜和环丁丁砜等。对于不同碳碳原子数不不同族的烃烃类，在溶溶剂中的溶溶解度顺序序为：芳烃烃大于烯烃烃或环烷烃烃大于烷烃烃对于不同碳碳原子数同同族烃类，，在溶剂中中的溶解度度顺序为：：苯大于甲甲苯大于二二甲苯大于于重芳烃大大于轻质烷烷烃大于重重质烷烃1、抽提工艺流流程抽提:经脱脱戊烷以后后的重整生生成油从抽抽提塔中部部进入，与与从塔顶喷喷淋而下的的溶剂充分分接触，由于二者密密度相差较较大，在塔塔内形成逆逆流抽提。。塔下部注注入从汽提提塔顶抽出出的芳烃（（纯度70~80%）作为回流流，以提高高产品纯度度。富含芳芳烃的溶剂剂沉降在塔塔下部，称称取提物（（或富溶剂剂），自塔塔底流出去去汽提塔。。非芳烃（（称提余物物）从塔顶顶排出去非非芳烃水洗洗塔。塔内内温度维持持在120~150℃左右。压压力为0.8兆帕，溶剂剂比12~17，回流比约约为1.1~1.4。提取物汽提提:来自抽抽提塔底含含有溶剂和和芳烃的提提取物，经经调节阀降降低压后进进入汽提塔塔顶部。从从汽提塔顶顶蒸出的回回流芳烃冷冷凝后进入入回流芳烃烃罐，在罐罐内回流芳芳烃与汽提提水分离，，回流芳烃烃用泵抽出出经换热后后打入抽提提塔底作回回流，以提提高芳烃抽抽提的选择择性。芳烃烃以蒸气形形态从汽提提塔中部流流出，经冷冷凝后进入入芳烃罐，，分出水后后用泵送往往芳烃精馏馏部分。溶剂回收从抽提塔顶顶出来的非非芳烃（抽抽余油），，经换热冷冷却后进入入非芳烃水水洗塔，用用水洗去所所含溶剂，，非芳烃从从塔顶引出出装置，水水从塔底流流出进汽提提水罐。一种是三塔塔流程，用用来生产苯苯、甲苯、、混合二甲甲苯和重芳芳烃；另一一种是五塔塔流程，用用来生产苯苯、甲苯、、邻二甲苯苯、间和对对二甲苯、、乙基苯和和重芳烃。。来自抽提部部分的芳烃烃先经换热热和加热后后进入白土土塔，用白白土塔吸附附法除去其其中的不饱饱和烃，从从白土塔底底出来的混混合芳烃与与进料换热热后进入苯苯塔。由于于塔顶产物物中仍可能能含有少量量轻质非芳芳烃，因此此通常从塔塔上部侧线线抽出苯，，经冷却后后送出装置置。塔顶产产物冷凝后后进入回流流罐，然后后用泵打回回塔内作回回流。苯塔塔底用重沸沸器加热。。从苯塔塔塔底流出的的物料再依依次进入甲甲苯塔和二二甲苯塔，，各塔底均均设有重沸沸器以提供供热源，从从甲苯塔顶顶得到甲苯苯，从二甲甲苯塔顶得得到二甲苯苯，重芳烃烃则从二甲甲苯塔底流流出。五、加氢精精制和加氢氢裂化加氢精制工工艺是在一一定的温度度和压力、、有催化剂剂和氢气存存在的条件件下，使油油品中的各各类非烃化化合物发生生氢解反应应，进而从从油品中脱脱除，以达达到精制油油品的目的的。加氢精制主主要用于油油品的精制制，其主要要目的是通通过精制来来改善油品品的使用性性能。加氢氢精制处理理的油品很很多，如一一次加工或或二次加工工得到的汽汽油、喷气气燃料、柴柴油等，也也可以处理理催化裂化化原料、重重油或渣油油等。加氢氢精致还具具有产品质质量好、液液体收率高高等优点。。因此，加加氢精制已已经成为炼炼油厂中广广泛采用的的加工过程程，也正在在取代其它它类型的油油品精制方方法。目前我国加加氢精致技技术主要用用于二次加加工汽油和和柴油的精精制，例如如用于改善善焦化柴油油的颜色和和安定性；；提高渣油油催化裂化化柴油的安安定性和十十六烷值；；从焦化汽汽油制取乙乙烯原料或或催化重整整原料。也也用于某些些原油直馏馏产品的改改质和劣质质渣油的预预处理，如如直馏喷气气燃料通过过加氢精制制提高烟点点；减压渣渣油经过加加氢预处理理，脱除大大部分的沥沥青质和金金属，可直直接作为催催化裂化原原料。5.1加氢氢精制的基基本原理加氢精制的的主要反应应：加氢精精制过程中中的主要化化学反应是是加氢脱硫硫、加氢脱脱氮、加氢氢脱氧、烯烯烃的加氢氢饱和以及及加氢脱金金属等。加氢精制工工艺耗氢量量要比同样样规模的加加氢裂化少少，通常采采用重整副副产氢或者者用制氢装装置的氢气气。在加氢氢精制装置置中有大量量的氢气进进行循环，，叫做循环环氢。5.2加氢氢裂化重油轻质化化基本原理理是改变油油品的分子子量和氢碳碳比，而改改变分子量量和氢碳比比往往是同同时进行的的，改变油油品的氢碳碳比有两条条途径，一一是脱碳，，二是加氢氢。热加工工过程，如如热裂化，，焦化和催催化裂化都都属于脱碳碳过程，它它们的共同同特点是要要减小一部部分油料的的氢碳比，，因此不可可避免的要要产生一部部分气体烃烃和氢碳比比较小的缩缩合产物------焦炭和渣油油，从而使使脱碳过程程的轻质油油收率不能能太高。加氢裂化属属于石油加加工过程的的加氢路线线，是在催催化剂存在在下从外界界补入氢气气以提高油油品的碳氢氢比。加氢氢裂化实质质上是加氢氢和催化裂裂化过程的的有机结合合，一方面面能个使重重质油品通通过裂化反反应转化为为汽油、煤煤油和柴油油等轻质油油品，另一一方面又可可以防止象象催化裂化化那样生