原油加工工艺

炼油生产安全中国是世界上最早觉察、利用石油资源的国家之一。我国石油产品品种较为齐全，除能391。表1 我国39类炼油生产装置名称生产出不同类型的产品特性，炼油厂可分为五种类型：①燃料型；②燃料—润滑油型；③燃单纯的生产燃料或燃料—润滑油石油制品的企业已逐步转为以炼油为龙头向深度加工转化，同时还生产化肥、根本化工原料和各类化工产品，以充分利用资源取得最正确效益。主要炼油生产装置：随着科学技术进展，炼油厂的生产规模越来越大，一般都有十几套或几十套装置组成。炼油生产主要装置介绍如下。常减压蒸馏。它是每个炼油厂必需有的炼油加工的第一道工序，也是最根本的石油成品，得到各种燃料和润滑油馏分，有的可直接作为产品调和出厂，但大部是为下一道工序供给原料。该装置通常由电脱盐，初馏、常压和减压蒸馏等工序组成。图1 常减压蒸馏工艺方框流程图首先将原油换热至90～130℃参加精制水和破乳剂，经混合后进入电脱盐脱水器，在高压沟通电场作用下使混悬在原油中的微小液滴逐步扩大成较大液滴，借助重力合并成水层，将水及溶解在水中的盐、杂质等脱除。经脱盐脱水后的原油换热至220～250℃，进入初馏塔，塔顶拔出轻汽油，塔底拔顶原油经换热和常压炉加热到360～370℃进入常压分馏塔，分出汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分，经电化学精制后作成品出厂。常压塔底重油经减压炉加热至380～400℃进入减压分馏塔，在残压为2～8kPa下，分馏出各种减压馏分，作催化或润滑油原料。减压渣油经换热冷却后作燃料油或经换热后作焦化、催化裂化，氧化沥青原料。催化裂化。催化裂化是重质油轻质化的最重要的二次加工生产装置。它以常压重油或减压馏分油掺入减压渣油为原料，与再生催化剂接触在480～500℃的条件下进展裂化、异构化、芳构化等反响，生产出优质汽油、轻柴油、液化石油气及干气(作炼油厂自用燃料)。使用催化剂的主要成分是硅酸铝，现大都为高活性的分子筛催化剂。反响后的催化剂经700℃2。图2 重油催化裂化生产工艺方框流程图加氢裂化。加氢裂化是重质油轻质化的一种工艺方法。以减压馏分油为原料，与氢气混合在温度400℃左右，压力约17MPa和催化剂作用下进展裂化反响，生产出干气、液化石油气、轻石脑油、重石脑油、航空煤油、轻柴油等产品。其生产方案敏捷性大，产品质量稳定性好，但由于该装置对设备要求高，工艺条件苛刻，投资高，因而加氢裂化总加工量远不如催化裂扮装置。加氢裂化生产工艺方框流程见图3。图3 加氢裂化生产工艺方框流程图60～180280～340℃进展预加氢，以去除硫、氮、氧等杂质，再与氢气混合加热至490～510℃进入重整反响器，在铂催化剂的作用下，进展脱氢芳构化反响和其他反响生成含芳烃量较高的高辛烷值汽油(重整汽油)，可直接用作汽油的调和组分，也可经芳烃抽提，分别提取苯，甲苯、二甲苯等化工产品。副产品有4。延迟焦化。以减压渣油为原料，经加热至500℃左右，进入焦炭塔底部，在塔内进展较长时间的深度分解和缩合等反响。反响后的油气自焦炭塔顶逸出，经分馏得到气体、汽油、柴油、蜡油、重质馏分油等产品。焦化反响生成的焦炭则聚拢在焦炭塔内，经大量吹入蒸汽和水冷后，用高压水(13～15MPa140m3/h)进展水力切割，变为块状石油焦成品。焦化所产汽油、柴油很不稳定，含胶质高、颜色易变深并且含杂质多，必需进一步精制生产的原料。延迟焦化生产工艺方框流程见图5。b)图4 催化重整一加氢生产工艺方框流程图催化重整 b)加氢精制图5 延迟焦化生产工艺方框流程图气体分馏。以脱硫后的液化石油气为原料，用精馏的方法分别制取丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组分，为石油化工生产供给原料的生产过程。其工艺大都承受五塔流程。精馏塔1～2．2MPa6。图6 气体分馏生产工艺方框流程图烷基化。从气体分馏送来的异丁烷－丁烯混合碳四为原料，经吸附枯燥进入反响系统，在催化剂氢氟酸或硫酸作用下，通过烷基化加成反响，生成高辛烷值烷基化汽油，是生产航空汽油和高标号车用汽油的抱负调和组分。烷基化生产(氢氟酸法)生产工艺方框流程见7。图7 烷基化(HF法)生产工艺方框流程图2。表2 各类石油产品的精制方法液化气和轻质油精制。原油蒸馏的直馏轻烃、轻质油品(汽油、煤油、轻柴油)和二次加工生成的轻质油品及液化石油气通过碱洗、脱硫醇、加氢精制等除去硫化氢、烷基酚、环润滑油精制。常减压蒸馏生产出的润滑油料必需精制才能得到合格的润滑油产品。目前，广泛承受糠醛、酚或NMP等三种不同的溶剂精制工艺(选其一种)，以脱除油料中的多环短链烃类，以及硫、氮、氧的化合物和少量胶质、沥青质等。经溶剂精制的润滑油，还有少量有胶质、溶剂等杂质，需用白土进展吸附精制，使润滑油颜色变好，抗氧化安定性增加低温性能。常承受丙酮、苯、甲苯或丁酮、甲苯等混合溶剂脱去油料中的石蜡，以降低润滑油的凝固点，并得到副产品石蜡。润滑油经溶剂脱蜡后，再用加氢精制或白土精制的方法除去油品中所含的溶剂、烯烃、有机酸、胶质等，进一步改善润滑油质量。对于生产高黏度的残渣润滑油料，必需先经溶剂脱沥青(一般用丙烷作溶剂)，得到脱沥青油，然后再进展溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制。石油蜡精制。由溶剂脱蜡和其他过程生产的石蜡原料一般含油较多并有稠环芳烃、烯烃、硫、氮、氧的化合物等杂质，必需进展精制。目前大多承受溶剂蜡脱油和石蜡加氢精制的方法。燃料油精制。含硫原油生产的减压渣油通常含硫较高，假设作燃料使用会污染环境氢脱硫工艺生产低硫优质燃料油。职业危害炼油厂生产所用物料大都具有易燃、易爆、有毒、有害、易腐蚀的特点。其工艺过程具有高温、高压、自动化程度高、生产连续性强的特点。火灾、爆炸、中毒、灼伤种常见石油产品的爆炸极限见表3。表3 常见石油产品的爆炸极限火灾爆炸。生产装置由于误操作或外界影响(如原料含水过高、阀门失灵等)，有时互窜，发生设备损坏或爆炸等重大事故。减压蒸馏系统假设密封性能不好，空气进入减压塔内也会引起爆炸燃烧。炼油装置的热交换器的浮头、连接法兰的垫片损坏或操作压力上升而漏油着火也很常亦易引发火灾。加热炉因具有明火，易引燃在其四周泄漏出的油品或烃类气体。加热炉本体常消灭炉管裂开、回弯头漏油引起火灾。加热炉熄火、未准时关阀门、大量燃料油或瓦斯喷转常会消灭泵密封突然故障漏油，或管线腐蚀、磨损减薄穿孔，或法兰垫片嗤开会马上自燃起火，发生大的火灾事故。炼油装置的地沟，油泵区的冷却水排放明沟，以及含油污水井，仪表电缆沟等由于聚拢隔油池中不但在污水上层积存着污油，而且油气布满池内空间，如遇明火，会马上爆燃。油产生静电火花或雷击，都能引起油罐火灾事故的发生。催化重整和加氢精制装置都有大量的氢气，氢气的爆炸下限低，而且爆炸范围宽(4．0％～74．4％)，是最简洁引起爆炸的气体之一。其高、低压分别设备，如液面过低或安全阀、掌握仪表失灵，会造成高压窜低压，引起设备爆炸事故。加热炉使用的燃料气，裂化和重整装置生产的石油气、气体加工装置的产品、溶剂脱蜡、脱沥青所用丙烷、丙酮、苯等溶剂，这些物质分布广、易挥发，如稍有泄漏，就会与空气混合形成爆炸性气体。液化气石油气外泄，因液化气的比重比空气大，泄漏后会沿地面快速集中集中，遇明火将会发生恶性爆炸事故。有毒有害物质。炼油生产过程是在各类设备内部完成的，承受密闭的管道进展输送，通常不会危害人的安康。但在设备状况不好，消灭泄漏，或劳动防护措施不完善时，有毒有害化学物质会对人体安康带来危害。硫化氯，是原油和原油加工过程中产生的有毒气体。无色，带有臭鸡蛋味，低浓度时对眼、呼吸道有刺激作用。当到达200mg／m3时，可引起窒息、中枢神经抑制和麻痹；到达760mg／m3时，可引起肺水肿、支气管炎和肺炎；到达1000～1400mg／m3时，嗅觉疲乏，昏迷及呼吸中枢麻痹，往往会消灭闪电式的中毒死亡。硫化氢的毒害性，随着近年来加工含程度已居其他有害气体之首。石油苯是液体有机化合物，催化重整生产过程中可以得到苯、甲苯和二甲苯。润滑油脱蜡用苯作为溶剂。苯具有特别的无刺激性的芳香气味，属中等毒类。长时间接触肯定浓度的苯可引起慢性中毒，消灭精神萎靡，食欲不振，对造血系统带来影响。在高浓度苯蒸气环境下作业，通风不良，又无良好的个人防护措施，或发生意外爆炸事故引起苯大量泄漏，易发生急性苯中毒。急性中毒主要影响中枢神经系统，其表现为麻醉作用，并伴有震颤与痉挛。甲苯和二甲苯属低毒类。甲苯对神经系统有麻痹作用，对黏膜有刺激作用。二甲苯对中枢神经和植物神经都有麻痹和刺激作用。炼油厂使用含镍、钴、锑等金属催化剂，在适当的温度和压力下，会生成有毒化合物。到稀释的氢氟酸溶液或低浓度蒸气会引起灼伤，眼或黏膜会发生严峻烧灼。吸入其蒸气后，会引起肺水肿。生产或调和过程中还添加钝化剂、抗氧化剂等助剂亦具有肯定毒害性。一氧化碳是无色无味、窒息性的毒气。炼油过程中，碳和含碳物质在氧气缺乏状况下燃烧，都能产生一氧化碳。催化裂扮装置检修时，装有平衡催化剂的贮罐内布满高浓度的一氧化碳，操作人员误人其内会马上中毒，很快死亡。氮容器之中，会使人窒息，甚至发生死亡。湿部位水分作用生成高浓度氨水，可导致皮肤的碱性灼伤，溅入眼内腐蚀眼球、角膜，严峻时可导致失明。汽油为麻醉性油品。接触沥青也会引起皮炎。灼烫。汽油、炼厂气精制及硬水软化使用的氢氧化钠腐蚀性很强，操作不当，设备泄漏，简洁发生碱灼伤。炼油厂热油泄漏或蒸汽喷出，也会造成人身的烫伤事故。噪声。炼油厂噪声普遍存在于各生产环节之中。机械性噪声主要来自机泵、空压机、大功率风机和压缩机的高速运转。流体动力性噪声来自加热炉燃烧喷嘴、喷射器、混合器往超过国家规定标准，长期在此条件下工作，会引起工人听力损害、心慌、头昏、心率过快、神经衰弱等疾病。预防措施火灾爆炸预防。炼油厂的厂区平面布置，各生产装置及装置内的塔容器、加热炉、泵房、机房和输送物料的管线等，都要符合炼油化工防火设计标准。要坚持主体工程与安全设施、劳动保护设备同时设计、同时施工、同时投产。要承受先进牢靠的生产工艺和完善的自保联锁掌握系统，从工艺、设备、仪表自控等硬件上按本质安全要求进展设计，以保证安全生产和消退职业病危害。对于已经投产的炼油厂，还要不断地完善安全措施，消退各种事故隐患。要做好职工的安全教育和技术培训工作，增加安全意识，提高安全技术素养。特别是从才能上岗，以避开发生重大特大事故。生产及贮运工人要弄清本岗位易燃、易爆物料的性质与危害，把握去除隐患，排解故障和处理事故的技能。在石油炼制过程中，操作人员应严格执行工艺操作规程。对于由装置送往罐区的油品，其温度必需掌握在规定范围之内，避开油温过高进罐后发生突沸或着火事故。掌握火源与防止油品及液化气的泄漏是一项主要措施。炼油厂应对明火进展严格的控制。将生产装置和油品贮罐划分甲类防火区，不准将火种带人防火区内。因生产必需使用明火时，则应办理用火票手续，经对用火部位分析合格，防火措施落实，才可以使用明火。机动车辆制止驶入生产装置与贮油罐区，因运送生产原料、催化剂、化学品必需进入装置与罐区时，必需经过批准，并在汽车排气管安装尾气阻火器。不准用汽油擦拭衣服和设备，不能用油品擦地板。加热炉的燃料油或燃料气发生中断，造成熄火时，要对炉膛进展吹扫置换，在确认炉膛内没有可燃、爆炸气体的状况下，才可以重点火升温，恢复生产。点火时要留意炉子回火伤人。储存液化石油气的球罐区是一个特别的防火防爆区域，一旦发生火灾，除造成财产巨大损失外，还易引发群伤群亡事故。对该罐区的消防设施、监测仪表、设备管道都应严格治理，保持完好。确使用，是保证安全生产的重要手段。对于危急性较大的生产装置，有条件的应加设ESD紧急停车系统，以保证在故障状态下安全平稳停下来。对设备、仪表要常常检查维护，定期校验，防止联锁自保失灵、误动作而打乱系统操作，引起重大事故发生。乐观消退跑、冒、滴、漏，对运行的工艺设备及管道的静密封点要定期检查，觉察泄漏准时消退。依据油品性外，操作人员要特别留意防止机泵震惊、泵抽空和密封损坏而引起漏油自燃起火。备用泵检修时，泵人口阀门必需关严，才能拆泵，以免热油流出引起大火。炼油厂的电气仪表要严格临时电源的拉接使用，防止因临时电源不符合防爆规定引起火花，导致生产装置、油晶罐区发生着火、爆炸事故。容器、塔、罐上安装的安全阀要定期校验，并加铅封。压力容器及管道要按《锅炉和压力容器安全监察条例》定期进展校验，避开消灭焊缝断裂或腐蚀，从而产管网，引至安全牢靠的地方排放，一般应送到火炬系统。蒸馏塔顶的安全阀超压排放的油品与油气，应在装置内设立安全罐集中回收，防止安全阀超压排放而消灭着火、爆炸危急。炼油厂装置大检修具有时间紧、任务重、穿插作业多、多工种协作和用火面广的特点，因此做好装置大检修的安全工作是确保按时、按质、按量完成检修任务的重要条件。检修现装置内物料必需全部倒空，设备、管线必需彻底吹扫置换到达用火条件。严禁用压缩空气直置管线阀门，并加好盲板，做好明显标志。检修用火前要将地面油污清理干净，封闭下水井和地漏。进入塔、罐及容器作业，要办理作业票，必需进展可燃气体、有毒气体和氧含量分析(有机物气体含量应不大于0．2％，氧含量必需大于18％)，防止用火爆炸和窒息事故发生水井作业，要进展毒物含量监测，选配适用的防毒面具、氧气呼吸器等特别防护用品。检修后的压力容器及贮罐等设备，必需按规定进展试压、试漏和气密试验。开工进油后，要做好螺栓的热紧工作，传动设备要进展调试和单机试运，按程序开车。的干粉、泡沫灭火器。易于着火的设备或重要部位，应设水幕或蒸汽幕。消防栓设计要满足需要，保证供水。防雷。工艺设备要有良好的接地设施，油罐区要置于避雷保护区之内。每年雷雨节之前要对避雷器、引出线