第一章绪论石油炼制工程

石油炼制工程赵德智教授辽宁石油化工大学石油化工学院2008年3月1第一章绪论本章主要内容石油加工工业的范畴石油在国民经济中的作用石油炼制工业发展中国炼油工业现状及发展本课程在化工专业人才中的作用2第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状一、世界石油工业的历史与现状1、近代石油工业产生的标志1859年，美国在宾夕法尼亚打出第一口油井，井深21米，日产原油2吨。迄今为止，石油工业的发展有149年的历史。3第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状2、石油工业发展的三个时期灯油时期：19世纪后半叶，开采石油的主要目的是为了制取灯油用来照明。当时的汽车工业很不发达，汽油则成了多余的废物。动力时期：20世纪初，由于内燃机的应用，石油中的汽油和柴油馏分作为汽油机和柴油机的燃料，使得交通运输和军事装备有了质的飞跃。综合利用时期：从20世纪50年代开始，石油除了用作燃料外，又成为主要的有机化工原料。至此，石油在国民经济中的地位日趋重要。4第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状3、世界石油和天然气储量5第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状4、世界能源消费构成6第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状

在二十世纪，石油与天然气在能源构成中的份额是逐渐上升的，在70年代，二者合计已达到将近70%，以后虽然有所降低，但至今仍然保持在60%左右。7第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状5、2004年世界石油和天然气产量

2004年世界石油产量达38.68亿吨，其中：沙特阿拉伯为5.06亿吨俄罗斯为4.58亿吨美国为3.30亿吨伊朗为2.03亿吨；墨西哥为1.91亿吨，中国为1.75亿吨。欧佩克所有国家的产量达到15.88亿吨。8第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状2004年世界天然气产量达2.6916万亿立方米。其中：俄罗斯为5895亿立方米美国为5437万亿立方米加拿大为1830万亿立方米英国为967万亿立方米伊朗为861万亿立方米阿尔及利亚为807万亿立方米印尼为727万亿立方米马来西亚为538万亿立方米中国为408万亿立方米9第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状二、中国石油工业的历史与现状1、中国石油工业的发展历史与现状目前（2005年）我国石油资源量约为1040亿吨，天然气资源量约47万亿立方米。其中石油可采资源量为150亿～160亿吨，天然气可采资源为10万～14万立方米。按照国际油气富集程度的分类标准，在世界103个产油国中，我国属于油气资源“比较丰富”的国家。我国陆上石油资源主要分布在松辽、渤海湾、塔里木、准噶尔和鄂尔多斯五大盆地，这些地区的石油可采资源量为114.4亿吨，占陆上总资源量的87.3%。我国的海上石油资源主要分布在渤海地区，石油可采资源量为为9.2亿吨，占海域石油资源量的48.7%。10第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状我国的天然气资源主要分布在陆上的鄂尔多斯、四川、塔里木等中西部地区，海上天然气资源主要分布在东海、莺歌海等盆地，这些地区的天然气可采资源为8.8万立方米，占中国天然气总资源的62.8%。2004年全国原油产量为1.75亿吨，居世界第五位，天然气年产量341亿立方米，居世界第十八位。11第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状2、我国的能源消费构成12第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状我国的石油与天然气合计约为25%，与世界的60%相比有相当大的差别，而在我国的能源构成中煤炭占70%左右，大大高于世界的30%。我国的能源以煤炭为主。13第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状3、我国历年的原油产量14第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状1965年，我国的原油产量突破1000万吨；1978年，我国的原油产量超过1亿吨；1997年，我国的原油产量已达到1.6亿吨。15第一章绪论

第一节石油工业的历史与现状表1近年来我国主要油区的原油产量（万吨）

主要产油省份1998200020022004黑龙江5593.85306.75029.44672.2山东27312675.72671.52674.3辽宁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陕西321.1746.41063.81528.0青海176.1200.0214.0222.0江苏125.8155.0163.0168.9四川22.417.314.114.3广东1361.31393.21264.51467.5合计16014.416262.016751.517450.216第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状炼油工业又称石油炼制工业或石油加工工业。

原料：原油（包括天然原油、人造石油、合成原油）。加工方法：一次加工工艺：原油常减压蒸馏二次加工工艺：催化裂化、催化重整、延迟焦化、减粘裂化、加氢裂化、高温裂解、产品精制等。三次加工工艺：炼厂气加工17三、石油炼制的范畴18第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状一次加工工艺--------原油蒸馏常减压蒸馏原油预处理汽油轻柴油重柴油润滑油馏分渣油19第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状二次加工工艺：重油轻质化过程三次加工工艺：炼厂气加工内容：烃烷基化、烯烃叠合、烃异构化等。将二次加工产生的各种气体进一步加工(即)以生产高辛烷值汽油组分和各种化学品催化裂化热裂化加氢裂化催化重整产品精制燃料(汽油、柴油、煤油)化工原料润滑油馏分提高石油资源的利用效率；改善产品质量20第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状一、世界炼油工业发展历史与现状1823年，俄国建成了世界上第一个釜式蒸馏炼油厂。1860年，美国建立了最早的原油分馏装置。石油的二次加工产生的原因：20世纪初期，内燃机问世，汽车工业迅速发展；第一次世界大战的刺激，汽油的需求量剧增。

21第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状1913年：石油热裂解生产汽油的工艺实现工业化。1936年：固定床催化裂化工艺实现工业化，这是炼油工业发展史上的一项重大突破。40年代：炼油工业由热加工为主转向以催化加工为主。50年代：是催化加工全面发展的时期。22第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状流化床催化裂化工艺的迅速发展；以生产高辛烷值汽油为目的的催化重整工艺的开发和利用；催化重整的副产氢气促进了加氢精制技术的发展；催化加氢裂化工艺的出现。23第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状自上世纪90年代以来，由于重质原油越来越多，重质油的轻质化已成为炼油工业的一个热点，同时也是一个难点。这主要是由其化学组成极其复杂所决定的。目前，重油的催化裂化、重油加氢裂化工艺受到广泛关注。24表22004年世界各地区原油加工能力地区原油加工能力,亿吨占世界总量，%北美10.238124.80中南美洲3.28628.00欧洲8.340420.20前苏联4.141310.10中东3.23587.90非洲1.61523.90亚太地区10.347525.10全世界41.2045100.002526第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状二、我国炼油工业的历史与现状1907年：陕北延长兴办了石油官矿局炼油房，在我国首次使用单独釜生产灯用煤油。1909年：新疆独山子开始炼油。1940年：玉门建起了日炼200吨原油的蒸馏装置，并开始利用热裂化装置生产汽油。27第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状1949年：全国只有玉门、独山子等小规模的炼油厂和抚顺、锦州、锦西等人造石油加工厂。50年代：对在战争中被破坏的小炼油厂及人造石油厂开始进行恢复和扩建。1958年：利用引进前苏联的技术和设备，兴建了年处理能力为100万吨的兰州炼油厂，它的建成标志着我国现代化炼油工业的开始。28第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状60年代：随着大庆和胜利等油田开发，依靠我国自身的力量，先后建成了大庆炼油厂、胜利炼油厂和东方红炼油厂，规模在150～250万吨。

实现了石油产品的基本自给，结束了我国石油产品依赖进口的历史。上世纪60年代开始，我国通过引进与吸收，掌握了流化催化裂化、催化重整、延迟焦化、硫酸烷基化、加氢精制、加氢裂化等工艺技术，大大缩短了与世界炼油先进水平之间的差距。29第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状

1978年：我国的原油产量达到一亿吨，自此以后，我国炼油工业也进入了一个新的发展时期。开发了一批新的炼油技术及催化剂，如重油催化裂化、渣油加氢裂化、中、高压加氢裂化、连续催化重整等炼油新技术，使我国的炼油工艺技术达到或接近了当代世界先进水平。截止到目前：我国的炼油能力已经超过3亿吨，预计在今后几年内炼油能力还将增加一亿吨左右。2005年：我国原油的实际加工量为2.87亿吨，其中汽油产量为0.5405亿吨、柴油1.1062亿吨，煤油0.0989亿吨，轻质油品的收率占原油加工量的60.7%。我国已成为世界第二大石油消费国。3031第一章绪论

第二节炼油工业的历史与现状总之，我国的炼油工业经过50多年的发展，取得了巨大的成就，从一个完全依赖进口石油产品的国家发展成为世界第二炼油大国，同时也掌握了世界主要的先进炼油技术，并根据我国的国情有所创造和发展。但是也面临着许多新的问题，如高含硫原油的加工、产品的进一步升级换代等。32第一章绪论

第三节石油炼制工业再国民经济中的地位

石油作为汽车等运输工具的燃料和工业原料在国民经济中起着巨大的作用，在当今的社会人们已经离不开石油。I工业生产：是重要的工业原料，和能源。II农业生产：农作物生长需要的化肥，杀虫的农药，用于冬季生产的大棚和早期更重的地膜，水果等催熟剂。III交通运输业：火车、汽车、飞机，人们的主要交通工具都离不开石油。IV国防建设：现代化的武器装备，炸药、燃料。

V人们的生活：衣、食、住、行，卫生、医疗、文化、娱乐都离不开石油。总之在现代的生活和工作中，没有人能后离开石油和石油产品了。

33第一章绪论

第三节石油炼制工业再国民经济中的地位1、主要动力资源自出现内燃机后，就成为各种交通工具主要燃料。国防装置如坦克、飞机、装甲车、舰艇等现代化武器多以石油产品为燃料，近代火箭燃料也有从石油中获得的。为什么选择石油作主要动力资源？作为燃料，石油较煤炭的发热值高，燃烧完全，使用方便，易于输送。2、优质的润滑材料石油是提取润滑油的主要原料。目前全世界每年生产的石油约有2%作润滑油。34第一章绪论

第三节石油炼制工业再国民经济中的地位3、石油是重要的化工原料现代化工产品的80%有机化工产品，95%三烯、三苯、一炔合成材料、肥料、炸药等35第一章绪论

第三节石油炼制工业再国民经济中的地位造气原油天然气轻烃和馏分油石油产品液态燃料润滑油工业用油等石油烃裂解中间产品醇、醛、酮、酸、酐、醚、腈、卤代烃、酚及各种单体三大合成材料(合成橡胶、合成纤维、合成树脂)医药、农药、炸药涂料、香料、染料溶剂、助剂、表面活性剂净化分离油田气合成氨石油化工基础原料如：三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）三苯（苯、甲苯、二甲苯）有机合成合成气制氢石油炼制36Chapter1Introduction五、石油炼制工业的发展1、石油炼制工业的发展阶段(1)工业的建立阶段：19世纪末1823年，俄国建立了第一座釜式蒸馏炼油厂。1860年，美国建立了原油分馏装置。(2)迅速发展阶段：20世纪初～20世纪中叶①内燃机的发明和汽车工业的发展。②第一次世界大战对汽油的需求。37Chapter1Introduction(3)技术成熟阶段2、炼油技术的发展阶段(1)简单蒸馏：(2)热裂化技术：(3)催化裂化技术：19世纪末20世纪初20世纪30年代末～40年代汽油的主要加工过程20世纪中叶～38Chapter1Introduction(4)铂重整技术和加氢技术：(5)新型催化剂：(6)节能技术：(7)进入20世纪80年代以后20世纪50年代满足了对汽油抗爆性的要求20世纪60年代，分子筛催化剂应用20世纪70年代石油危机促进节能技术发展相对稳定39Chapter1Introduction3、石油工业面临的形势(1)重质油轻质化技术受到重视。(2)增加炼油厂的灵活性(能加工不同类型的原油，生产多种产品)，提高原油加工深度，提高轻油收率。例如，各种重油(或渣油)的高效转化技术。(3)提高产品的环境性能或生产环境友好的产品；40Chapter1Introduction(4)减少污染物排放，消除炼油厂残渣。(5)促进炼油厂向石化延伸，增加炼油企业效益。六、中国炼油工业发展简史我国发现和利用石油最早(早在3000多年以前，发现石油)，近代石油工业起步较晚。1、1949年以前仅在玉门油矿生产少量原油，炼油厂规模小，工艺技术落后，设备简陋。大部分石油产品依靠进口。41Chapter1Introduction2、解放初，以页岩油、煤炭合成燃料为主。3、1958年，在兰州建设了第一座综合型炼油厂。开发了玉门油田和克拉玛依油田，原油产量1.0Mt。4、60年代初，大庆油田的发现促进我国炼油工业迅速发展。基本上掌握了一些主要的炼油工艺。5、70年代～80年代，掌握了当时比较先进的炼油工艺技术，如流化催化裂化、催化重整等。42Chapter1Introduction七、中国炼油工业现状1、原油产量1949年：12万吨。1963年：648万吨，基本满足自给。1978年：突破1亿吨，成为产油大国。1998年：1.6亿吨。2005年：1.8亿吨。43Chapter1Introduction2、原油进口数量从1993年开始成为石油净进口国，进口量逐年上升。2002年：6941万吨。2003年：9112.63万吨，占原油消费比重36.1%。2004年：1.2亿吨，占原油消费比重40.0%。2005年：1.26亿吨，占原油消费比重44.0%。“十一五”末，消费量预计将增到3.3～3.5亿吨左右，缺口1.5～1.6亿吨。44Chapter1Introduction3、原油加工能力时间，年度2002200320042005加工能力，万吨/年28951299003150032800实际加工量，万吨/年21896251102730028622我国共有各类炼油厂220个，100万吨/年以下的小炼油厂166个，千万吨级炼油企业有7个。世界炼油厂平均加工能力633万吨/年，韩国最高，达2120万吨/年。45Chapter1Introduction46Chapter1Introduction4、炼油技术水平(1)工艺水平有代表性的是催化裂化及家族工艺技术(如MGG、干气制乙苯、DCCI、DCCII）已达到世界先进水平。其它炼油工艺技术基本达到或接近世界先进水平。(2)设计水平炼油装置基本能自行设计、制造、安装和运行。(3)自动控制水平47Chapter1Introduction达到了先进水平，一般炼油厂均采用DCS控制系统。(4)节能装置能耗较低，但与世界先进水平还有一定的差距。(5)环保一般水平，主要是重视程度不够，三废处理不够。(6)产品质量优质成品油较少，产品质量相对较差。

5、中国炼油工业发展方向48Chapter1Introduction(1)重质油轻质化，提高轻油收率；(2)改善产品质量及结构，生产清洁燃料；(3)进一步降低能耗；(4)加强企业管理；(5)提高自动化控制水平；(6)进一步加强环境保护；(7)延长开工周期；(8)增大原油加工能力。49Chapter1Introduction八、世界炼油技术发展趋势

1、实现规模化和一体化经营，提高综合经济效益

有关研究表明：一套能力为600万t/a的蒸馏装置与2套300万t/a的装置相比，可节约投资32%，节省金属消耗47%，减少用地46%，降低操作费用25%。因此，实现规模化经营和装置的大型化一直是世界炼油工业努力的目标。目前世界最大炼油厂的规模已达到4085万t/a(韩国)，最大单套蒸馏装置的能力已达1250万t/a。50Chapter1Introduction实现原油生产/炼油的一体化、炼油/发电一体化、炼油/石油化工一体化或其复合，可以实现原料互供。节省工厂用地和辅助工程设施，提高能量利用率，降低成本，提高效益。2、为适应市场的需求，炼油企业要不断提高产品质量和调整产品结构随着环保要求日趋严格，世界各国不断提高汽、柴油质量指标，燃料油品的质量将从目前的常规车用燃料向低排放/清洁燃料、超低排放/超清洁燃料的方向发展。51Chapter1Introduction3、优化石油资源利用，炼油厂应灵活多产清洁油品和石化原料石油是不可再生资源，将主要用来生产其他能源难以替代的轻质运输燃料。石化发展，也将会靠炼油厂提供廉价优质原料。今后石油重质化和劣质化的趋势将加快，炼油技术要适应加工高含硫、高金属、高残碳原油的需要。炼油厂应灵活多产清洁油品和石化原料，这就要求炼油厂必须走深加工之路，不断发展新型重油加工工艺。52Chapter1Introduction4、用天然气、煤炭为原料的合成油厂将成为21世纪炼油工业的新亮点用天然气、煤炭通过合成液化技术几乎可以生产任何清洁油品和石油化工原料。随着技术的不断进步，生产成本的不断降低，用天然气、煤炭为原料生产车用燃料将快速发展。传统的炼油技术和信息技术、生物技术、纳米技术、膜技术、合成技术等高新技术的结合将更紧密，高新技术将推动炼油技术进步。53Chapter1Introduction5、广泛应用现代信息技术，炼油厂逐步智能化

炼油企业要在普及DCS集中控制的基础上，发展管控一体化系统。应用信息技术进行原油资源的选择和分配，生产过程的优化控制，油品的在线调合，按照供应链管理搞好现代物流配送，使炼油企业进一步智能化。管控一体化将改变炼油厂的管理模式，大大提高生产过程的控制和管理水平。54Chapter1Introduction九、中国炼油生产面临的挑战(1)国内汽、柴油标准日渐严格，不断改善油品质量成为炼油业务发展的重要任务；(2)原油品种结构将发生较大变化；炼油工艺路线和装置结构要作较大调整；(3)增产优质廉价化工原料和中间馏分，发展炼油化工一体化技术；(4)源利用还不充分，特色产品缺乏影响力和知名度；55Chapter1Introduction(5)信息技术在炼油企业应用还不广泛，缺乏优化和科学管理工具；(6)尚未建立起炼油科研开发体系，需要提高科研开发效率和创新能力。十、中国未来的石油化工发展1、我国的构成与消费(1)能源消费我国人均石油可采资源量为世界平均水平的1/6。56Chapter1Introduction我国每千美元国民生产总值的石油消耗为0.26吨，大体相当于日本的3.3倍，美国的2倍，印度的1.2倍。(2)能耗构成富煤、贫油、贫气。70%是煤；煤炭占世界总储量的11.1%。液体能源人均储量为世界平均水平的1/10；占2.3%。气体能源人均储量为世界平均水平的1/20；占0.8%。人均能源只有世界平均值的51.3%。57Chapter1Introduction58Chapter1Introduction2、我国即将兴建的炼化企业(1)大连成为我国最大炼油基地，达3000万吨/a大连石化原有炼油能力为1000万吨/年，2006年3月又新投产一套1000万吨炼油装置。大连西太平洋石油化工炼油能力由原来800万吨/a提高到1000万吨/a。大连市还计划建设一个1000万吨炼油和100万吨乙烯的一体化项目。59Chapter1Introduction(2)天津市原有炼油能力1150万吨，目前中石化准备建设的1250万吨炼油和100万吨乙烯项目。中石油计划建设的1000万吨炼油和100万吨乙烯基地。(3)青岛市1000万吨/a的炼油项目的一期工程已在2005年6开工，准备2007年投产。(4)江苏在“十一五”打算在洋口港上马1000万吨炼油项目和120万吨乙烯项目。(5)上海石化