(完整版)石油炼制工艺
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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“烃类”。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(直链排列的烷烃含量占50%以上)
环烷基原油(环烷烃和芳香烃含量较大)
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“馏分”:石油炼制的基本手段之一,就是利用各组分的不同
沸点,通过加热蒸馏,将其“切割”成若干不同沸点范围的“馏分”,“馏分”
就是指馏出的组分,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.原油的蒸馏:原油进行炼制加工的第一步,是石油炼制过程的龙头。炼
油厂一般以原油蒸馏的处理能力作为该厂的生产规模。通
过常减压蒸馏把原油中不同沸点范围的组分分离成各种
馏分,获得直馏的汽油、煤油、柴油等轻质馏分和重质油
馏分及渣油。常减压蒸馏基本属物理过程,包括三个工序:
原油的脱盐、脱水;常压蒸馏;减压蒸馏
2.二次加工:从原油中直接得到的轻馏分是有限的,大量的重馏分和渣油
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,可选用常减压蒸馏—催化裂化—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烃含量较高,其重馏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—催化裂化—加氢裂化—焦化工艺流程。这两种工艺流程的示意图如下:
(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,严重时会引起蒸馏塔超压或出
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,而且盐在蒸馏时大都残留在重馏分油或渣油
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110—140度配合,使形成
的较大水滴顺利除去。
2.常压蒸馏:常压蒸馏是指将脱盐脱水后的原油在常压下进行蒸馏。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
点范围的馏分,达到使原油和其他液体混合物连续分馏成
各种馏分的目的。
3.减压蒸馏:减压蒸馏也称真空蒸馏,是接近真空(残压1—8千帕)状态
下进行蒸馏的过程。为什么要在接近真空状态下进行蒸馏
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,把在常压下难于蒸馏的常压重油在抽真空的条件
下降低其沸点进行蒸馏,可以把沸点高达500度以上的馏
分深拨出来。以下是常、减压工艺流程图:
常、减压装置的收率,以大庆原油为列,产品收率一般是:直馏汽油(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
油蒸馏或其他炼油装置的350 ~ 540℃馏分的重质油,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馏后可得到气体、汽
油、柴油和重质馏分油。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:
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: