石油煉制過程和主要工藝簡介

1、石油煉制的主要過程和工藝簡介石油、天然氣是不同烴化合物的混合物，簡單作為燃料是極大的浪費，只 有通過加工處理，煉制出不同的產(chǎn)品，才能充分發(fā)揮其巨大的經(jīng)濟價值。石油 經(jīng)過加工，大體可獲得以下幾大類的產(chǎn)品：汽油類（航空汽油、軍用汽油、溶 劑汽油）；煤油（燈用煤油、動力煤油、航空煤油）；柴油（輕柴油、中柴油、 重柴油）；燃料油；潤滑油；潤滑油脂以及其他石油產(chǎn)品（凡士林、石油蠟、瀝 青、石油焦炭等）。有的油品經(jīng)過深加工，又獲得質(zhì)量更高或新的產(chǎn)品。石油加工，主要是指對原油的加工。世界各國基本上都是通過一次加工、 二次加工以生產(chǎn)燃料油品，三次加工主要生產(chǎn)化工產(chǎn)品。原油在煉廠加工前， 還需經(jīng)過脫鹽、脫水的預(yù)

2、處理，使之進入蒸餾裝置時，其各種鹽類的總含鹽量 低于5mg/L,主要控制其對加工設(shè)備、管線的腐蝕和堵塞。原油一次加工，主要采用常壓、減壓蒸餾的簡單物理方法將原油切割為沸 點范圍不同、密度大小不同的多種石油餾分。各種餾分的分離順序主要取決于 分子大小和沸點高低。在常壓蒸餾過程中，汽油的分子小、沸點低（50200C），首先餾出，隨之是煤油（6050、柴油（2000C）、殘余重油。重油經(jīng)減 壓蒸餾又可獲得一定數(shù)量的潤滑油的基礎(chǔ)油或半成品（蠟油） ，最后剩下渣油（重油）。一次加工獲得的輕質(zhì)油品（汽油、煤油、柴油）還需進一步精制、調(diào) 配，才可做為合格油品投入市場。我國一次加工原油，只獲得 25%40%的

3、直 餾輕質(zhì)油品和 20%左右的蠟油。原油二次加工，主要用化學(xué)方法或化學(xué) -物理方法，將原油餾分進一步加工 轉(zhuǎn)化，以提高某種產(chǎn)品收率，增加產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。進行二次加工的 工藝很多，要根據(jù)油品性質(zhì)和設(shè)計要求進行選擇。主要有催化裂化、催化重整、 焦化、減粘、加氫裂化、溶劑脫瀝青等。如對一次加工獲得的重質(zhì)半成品（蠟 油）進行催化裂化，又可將蠟油的 40%左右轉(zhuǎn)化為高牌號車用汽油， 30%左右 轉(zhuǎn)化為柴油， 20%左右轉(zhuǎn)化為液化氣、氣態(tài)烴和干氣。如以輕汽油（石腦油） 為原料，采用催化重整工藝加工，可生產(chǎn)高辛烷值汽油組分（航空汽油）或化 工原料芳烴（苯、二甲苯等），還可獲得副產(chǎn)品氫氣。石油三次加工

4、是對石油一次、二次加工的中間產(chǎn)品（包括輕油、重油、各 種石油氣、石蠟等），通過化學(xué)過程生產(chǎn)化工產(chǎn)品。如用催化裂化工藝所產(chǎn)干氣 中的丙稀生產(chǎn)丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈綸；用丙稀和苯生產(chǎn)丙苯酚丙酮； 用碳四（C4）餾分生產(chǎn)順酐、順丁橡膠；用苯、甲苯、二甲苯生產(chǎn)苯酐、聚脂、滌綸等產(chǎn)品。最重要并且最大量的是用石腦油、柴油生產(chǎn)乙稀1. 原油的脫鹽、脫水又稱預(yù)處理，從油田送往煉油廠的原油往往含鹽（主要是氯化物）、帶水 （溶于油或呈乳化狀態(tài)），可導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕，在設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢和影響成品油的 組成，需在加工前脫除。常用的辦法是加破乳劑和水，使油中的水集聚，并從 油中分出，而鹽份溶于水中，再加以高壓電場配合，

5、使形成的較大水滴順利除 去。2. 常減壓蒸餾常壓蒸餾和減壓蒸餾習(xí)慣上合稱常減壓蒸餾。常減壓蒸餾基本屬物理過程。 脫鹽、脫水后的原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點范圍不同的油品（稱為 餾分），這些油有的經(jīng)調(diào)合、加添加劑后以產(chǎn)品形式出廠，相當(dāng)大的部分是后續(xù) 加工裝置的原料，因此，常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工經(jīng)過常減壓蒸餾 后，餾分分離如下：原油脫鹽脫水石油常壓蒸餾石油氣（CiC4）汽油（C5Ci2）煤油（Ci2Ci6）柴油（Cl5C佃）潤滑油（Cl6C20）重油（C20以上）減壓分餾重油 凡士林（液態(tài)烴和固態(tài)烴的混合物）石蠟（含C20C30的烴）I瀝青（含C30C40的烴）常減壓蒸餾流程示意圖

6、如下:3.熱裂化熱裂化是在熱的作用下（不用催化劑）使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦?氣（煉廠氣的一種）、汽油、柴油的過程。熱裂化原料通常為原油蒸餾過程得到 的重質(zhì)餾分油或渣油，或其他石油煉制過程副產(chǎn)的重質(zhì)油?；瘜W(xué)反應(yīng)：熱裂化反應(yīng)很復(fù)雜。每當(dāng)重質(zhì)油加熱到 450C以上時，其大分 子分裂為小分子。同時，還有少量疊合（見烯烴疊合）、縮合發(fā)生，使一部分分子 轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的分子，熱裂化是按自由基反應(yīng)機理進行的。在 400600C，大分 子烷烴分裂為小分子的烷烴和烯烴；環(huán)烷烴分裂為小分子或脫氫轉(zhuǎn)化成芳烴， 其側(cè)鏈較易斷裂；芳烴的環(huán)很難分裂，主要發(fā)生側(cè)鏈斷裂。熱裂化氣體的特點是 甲烷、乙烷-乙烯組分較多；而催

7、化裂化氣體中丙烷-丙烯組分、丁烷-丁烯組分 較多。工藝過程：工業(yè)裝置類型主要有雙爐熱裂化和減粘熱裂化兩種。前者的原 料轉(zhuǎn)化率（輕質(zhì)油收率）較高，大于 45%，目的是從各種重質(zhì)油制取汽油、柴 油；后者的轉(zhuǎn)化率較低（20 %25%），目的是降低減壓渣油的粘度和凝點，以 提高燃料油質(zhì)量，雙爐熱裂化汽油的辛烷值和安定性不如催化裂化汽油，目前 已不發(fā)展；減粘熱裂化在石油煉廠中仍有較廣泛的應(yīng)用。雙爐熱裂化：所謂雙爐，是指在流程中設(shè)置兩臺爐子以分別加熱反應(yīng)塔的 輕重進料，操作時原料油直接進入分餾塔下部，與塔進料油氣換熱蒸出原料中 所含少量輕質(zhì)油和反應(yīng)產(chǎn)物中的汽油、柴油后，在塔中部抽出輕循環(huán)油。塔底 為重循環(huán)

8、油。兩者分別送往輕油、重油加熱爐（為避免在爐管中結(jié)焦，故將輕、 重循環(huán)油分別在兩爐中加熱到不同溫度），然后進入反應(yīng)塔進行熱裂化反應(yīng)。反 應(yīng)溫度為485500C,壓力1.82.0MPa；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸塔分出裂化渣油后， 進入分餾塔分餾。汽油和柴油總產(chǎn)率約為 60%65%。所得柴油凝點-20C以 至30C、十六烷值（見柴油）約60（比催化裂化柴油高約20個單位）；汽油辛 烷值較低（馬達法辛烷值約 55 60）且安定性差 , 熱裂化渣油是生產(chǎn)針狀焦 （見石 油焦） 的良好原料。雙爐熱裂化的能耗約 1900MJ/t 原料（為催化裂化的 65%70%）。減粘熱裂化：是一種淺度裂化過程，用以降低渣油的凝點

9、和粘度以生產(chǎn)燃 料油，從而可以減少燃料油中摻和輕質(zhì)油的比例。同時，還生產(chǎn)裂化汽油和柴 油。減粘熱裂化流程有加熱爐式和反應(yīng)塔式兩種類型，主要差別是前者不設(shè)反 應(yīng)塔，熱裂化反應(yīng)在爐管中進行，加熱溫度高（約450510C）、停留時間短 （決定于溫度）；后者在加熱爐后設(shè)反應(yīng)塔，主要熱裂化反應(yīng)在反應(yīng)塔內(nèi)進行 , 加熱溫度低（約445455C）停留時間長（1020min）。兩者產(chǎn)品產(chǎn)率基本相 同，輕質(zhì)油產(chǎn)率約為 18%20%。反應(yīng)塔式減粘熱裂化的操作周期較長、能耗 較低，是近年來應(yīng)用較多的一種工藝。4.催化裂化催化裂化是在熱裂化工藝上發(fā)展起來的。是提高原油加工深度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 汽油、柴油最重要的工藝操作。原

10、料主要是原油蒸餾或其他煉油裝置的 350540C餾分的重質(zhì)油。催化裂化工藝由三部分組成：原料油催化裂化、催 化劑再生、產(chǎn)物分離。催化裂化所得的產(chǎn)物經(jīng)分餾后可得到氣體、汽油、柴油 和重質(zhì)餾分油。 有部分油返回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱為回?zé)捰?。催化裂化操作條件 的改變或原料波動，可使產(chǎn)品組成波動。催化裂化主要化學(xué)反應(yīng)：1. 裂化反應(yīng)：裂化反應(yīng)是C-C鍵斷裂反應(yīng)，反應(yīng)速度較快。2. 異構(gòu)化反應(yīng)：它是在分子量大小不變的情況下，烴類分子發(fā)生結(jié)構(gòu)和空間位置的變化。3. 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)：即某一烴分子上的氫脫下來，立即加到另一烯烴分子上， 使這一烯烴得到飽和的反應(yīng)。4. 芳構(gòu)化反應(yīng)：芳構(gòu)化反應(yīng)是烷烴、烯烴環(huán)化后進一步氫轉(zhuǎn)

11、移反應(yīng)，反應(yīng) 過程不斷放出氫原子，最后生成芳烴。5. 催化重整催化重整（簡稱重整），是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸餾所得的輕汽 油轉(zhuǎn)化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以 80180C餾分為原料，產(chǎn)品 為高辛烷值汽油；如果以60165C餾分為原料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二 甲苯等芳烴，重整過程副產(chǎn)氫氣，可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反應(yīng)條件是：反應(yīng)溫度為490525C，反應(yīng)壓力為12兆帕。重整的工藝過程可 分為原料預(yù)處理和重整兩部分。他化董整流程簡圈6芳烴提取這個過程，也稱芳烴萃取，用萃取劑從烴類混合物中分離芳烴的液液萃取過程。主要用于從催化重整和烴類裂解汽油中回收輕質(zhì)芳烴（苯、甲苯、各

12、種二甲苯），有時也用于從催化裂化柴油回收萘，抽出芳烴以后的非芳烴剩余物稱抽 余油。輕質(zhì)芳烴與相近碳原子數(shù)的非芳烴沸點相差很?。ㄈ绫?80.1 r，環(huán)己烷 80.74 C ,2,2,3 -三甲基丁烷80.88 C）,有時還形成共沸物，因此實際上不能用 精餾方法分離。利用芳烴在某些溶劑中溶解度比非芳烴大的特點，采用液液萃 取方法可以回收純度很高的芳烴。常用萃取劑有二乙二醇醚（二甘醇）、三乙二醇醚（三甘醇）、四乙二醇醚（四甘醇）、環(huán)丁砜等，也用二甲基亞砜、N-甲基 吡咯烷酮、N-甲酰基嗎啉等。芳烴在重整汽油中含量高，不含烯烴、硫化物等雜質(zhì)，處理較易。裂解汽 油中含較多的二烯烴、烯烴、苯乙烯及少量的含

13、硫、氮、氧的有機物，二烯烴 很易聚合，硫化物很難從芳烴中除去。因此，從裂解汽油中抽提芳烴之前，必 須進行二段加氫處理，以除去上述雜質(zhì)。工藝流程：以二乙二醇醚處理催化重整汽油為例。原料在抽提塔中與溶劑 逆流接觸進行萃取，溫度125140C，溶劑對原料比約15:1。抽提塔底物含溶 解在溶劑中的芳烴，將后者送入汽提塔（見解吸）與溶劑分離，塔底的溶劑循 環(huán)去抽提塔，塔頂產(chǎn)物送入芳烴水洗塔洗去殘余溶劑后即為純芳烴混合物。抽 提塔頂?shù)姆欠紵N，送水洗塔洗除殘余溶劑。兩個水洗塔底均為水與溶劑,去溶劑回收塔,蒸出水后，塔底溶劑去抽提塔循環(huán)使用。去理乙烷.兩烷、丁烷評一守壬列直柏 河 r甲菲龍煙罐7.焦化焦化是使

14、重質(zhì)油品加熱裂解聚合變成輕質(zhì)油、中間餾分油和焦炭的加工過 程。產(chǎn)品有：氣體、汽油、柴油、蠟油、石油焦。8.延遲焦化它是在較長反應(yīng)時間下，使原料深度裂化，以生產(chǎn)固體石油焦炭為主要目 的，同時獲得氣體和液體產(chǎn)物。延遲焦化用的原料主要是高沸點的渣油。延遲 焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約 500C,焦炭塔在稍許正壓下操作。 改變原料和操作條件可以調(diào)整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。9. 加氫裂化是在高壓、氫氣存在下進行,加入催化劑,把重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成汽油、煤油、 柴油和潤滑油。加氫裂化由于有氫存在,原料轉(zhuǎn)化的焦炭少,可除去有害的含 硫、氮、氧的化合物,操作靈活,可按產(chǎn)品需求調(diào)整。產(chǎn)品收率較高

15、,而且質(zhì) 量好。10. 煉廠氣加工原油一次加工和二次加工的各生產(chǎn)裝置都有氣體產(chǎn)出,總稱為煉廠氣,就 組成而言,主要有氫、甲烷、由 2 個碳原子組成的乙烷和乙烯、由 3 個碳原子 組成的丙烷和丙烯、由 4 個碳原子組成的丁烷和丁烯等。它們的主要用途是作 為生產(chǎn)汽油的原料和石油化工原料以及生產(chǎn)氫氣和氨。發(fā)展煉油廠氣加工的前 提是要對煉廠氣先分離后利用。煉廠氣經(jīng)分離作化工原料的比重增加,如分出 較純的乙烯可作乙苯； 分出較純的丙烯可作聚丙烯等。11. 石油產(chǎn)品精制前述各裝置生產(chǎn)的油品一般還不能直接作為商品,為滿足商品要求,除需 進行調(diào)和、添加添加劑外,往往還需要進一步精制,除去雜質(zhì),改善性能以滿 足

16、實際要求。常見的雜質(zhì)有含硫、氮、氧的化合物,以及混在油中的蠟和膠質(zhì) 等不理想成分。它們可使油品有臭味,色澤深,腐蝕機械設(shè)備,不易保存。除 去雜質(zhì)常用的方法有酸堿精制、脫臭、加氫、溶劑精制、白土精制、脫蠟等。 酸精制是用硫酸處理油品,可除去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。堿精 制是用燒堿水溶液處理油品,如汽油、柴油、潤滑油,可除去含氧化合物和硫 化物,并可除去酸精制時殘留的 硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用,故稱酸堿 精制。脫臭是針對含硫高的原油制成的汽、煤、柴油,因含硫醇而產(chǎn)生惡臭。 硫醇含量高時會引起油品生膠質(zhì),不易保存?？刹捎么呋瘎┐嬖谙?先用堿液 處理，再用空氣氧化。加氫是在催化劑存在下

17、，于 300425C,1.5兆帕壓力下加氫,可除去含硫、氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì),改進油品的 儲存性能和腐 蝕性、燃燒性，可用于各種油品。脫蠟主要用于精制航空煤油、柴油等。油中 含蠟，在低溫下形成蠟的結(jié)晶，影響流動性能，并易于堵塞管道。脫蠟對航空用油十分重要。脫蠟可用分子篩吸附。潤滑油的精制常采用溶劑精制脫除不理想成分，以改善組成和顏色。有時需要脫蠟。白土精制一般放在精制工序的最 后，用白土（主要由二氧化硅和三氧化二鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。酸精制：是用硫酸處理油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。堿精制：是用燒堿水溶液處理油品，如汽油、柴油、潤滑油，可除去含氧 化合物和硫化物，并可除去

18、酸精制時殘留的硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用， 故稱酸堿精制。 脫臭：是針對含硫高的原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而產(chǎn)生惡臭， 硫醇含量高時會引起油品生膠質(zhì)，不易保存。可采用催化劑存在下， 先用堿液處理，再用空氣氧化。加氫：是在催化劑存在下于300425C,1.5兆帕壓力下加氫，可除去含硫、氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì)，改進油品的 儲存性能和腐蝕性、燃燒 性，可用于各種油品。脫蠟：主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蠟，在低溫下形成蠟的結(jié) 晶，影響流動性能，并易于堵塞管道。脫蠟對航空用油十分重要。 脫蠟可用分子篩吸附。潤滑油的 精制常采用溶劑精制脫除不理想成 分，以改善組成和顏色。有時需要脫蠟。白土精制：一般放在精制工序的最后，用白土（主要由二氧化硅和三氧化 二鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。12.潤滑油煉制：原料主要來自原油的蒸餾，潤滑油最主要的性能是粘度、安定