原油加工方案及流程

第2章原油加工方案及流程本章主要內容第一節(jié)石油的化學組成及石油產(chǎn)品的質量要求第二節(jié)煉油工藝過程簡介第三節(jié)原油的加工方案第四節(jié)世界煉油技術發(fā)展趨勢2第一節(jié)石油的化學組成及石油產(chǎn)品的質量要求

元素組成C、H、S、N、O、微量元素石油的化學組成

烴類組成烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴

非烴類組成含S、N、O化合物

單體烴烴類組成表示方法族組成結構族組成3一、石油中的非烴化合物1、含硫化合物硫在石油中的存在形態(tài)元素硫－－極少酸性硫：H2S、硫醇（RSH）中性硫：硫醚（RSR’）、二硫化物（RSSR’）熱穩(wěn)定性硫：噻吩、苯硫酚41、含硫化合物分布規(guī)律硫在石油餾分中的分布一般是隨著石油餾分沸程的升高而增加，大部分硫均集中在重餾分和渣油中直餾汽油中，以硫醇和硫醚為主，少量二硫化物和噻吩中間餾分中，主要是硫醚和噻吩類高沸點餾分中，主要是硫醚、噻吩及其同系物除上述含硫化合物外，原油中還有相當大一部分硫存在于膠質、瀝青質中；這部分含硫化合物的分子量更大、結構也復雜得多51、含硫化合物含硫化合物對加工過程及產(chǎn)品的危害對石油產(chǎn)品質量影響——催化裂化、焦化產(chǎn)品對加工過程的影響——催化劑污染、加快失活設備腐蝕——硫化氫腐蝕、硫醇腐蝕、元素硫腐蝕對環(huán)境污染——硫氧化物對策：產(chǎn)品精制、氣體脫硫、廢水處理62、含氮化合物氮在石油中的存在形態(tài)含氮化合物非堿性氮：吡咯、吲哚咔唑、卟啉類化合物堿性氮：吡啶、喹啉、氮雜蒽、氮雜菲六員環(huán)五員環(huán)72、含氮化合物分布規(guī)律與硫在原油中的分布一樣，石油中的氮含量也是隨餾分沸程的升高而增加的，但其分布比硫更不均勻石油中的硫約有70%是集中在其減壓渣油中，而石油中的氮則更集中，約有90%集中于其減壓渣油中對多數(shù)原油而言，其堿性氮含量約占總氮含量的1/4~1/3一般來說，在較輕餾分中的氮主要是堿性氮；而在較重的餾分及渣油中的氮則主要是非堿性氮82、含氮化合物含氮化合物的危害導致催化劑中毒催化裂化催化劑油品中的氮易生成膠狀沉淀，影響油品的安定性油品燃燒生成NOX，造成環(huán)境污染93、含氧化合物氧在石油中的存在形態(tài)石油中的氧元素是以有機含氧化合物的形式存在的含氧化合物中性氧化物：酮、醛、酯，含量極少酸性氧化物：環(huán)烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚類，總稱石油酸103、含氧化合合物分布規(guī)律與硫、氮在原原油中的分布布不同特殊：中間餾餾分分布較多多特點石油酸中90%為環(huán)烷酸酸我國只有克拉拉瑪依原油含含酸較多（0.48%））113、含氧化合合物含氧化合物的的影響原油乳化，不不利加工設備腐蝕環(huán)烷酸的利用用是一種高附加加值的產(chǎn)品木材防腐、表表面活性劑、、燃料和潤滑滑油添加劑鈉鹽為植物生生長素、鈣鹽鹽是殺蟲劑需要脫除124、石油中的的微量元素微量元素的分分類變價金屬，如如V、Ni、、Fe、Mo、Co、W、Cr、Cu、Mn、、Pb、Hg等堿金屬和堿土土金屬：如Na、K、Ba、Ca、、Sr、Mg等鹵素和其它元元素：如Cl、Br、Si、Al、、As等134、石油中的的微量元素微量元素的存在形態(tài)一是以乳化狀狀態(tài)分散于原原油的水中所所含的鹽類，，如K、Na、Ca、Mg的氯化物物二是結合于有有機化合物或或絡合物中，，如V、Ni、Fe、Cu等等三是懸浮于原原油中的極細細的礦物質微微粒144、石油中的的微量元素從世界范圍來來看，石油中中含量最高的的微量元素是是釩，最高可達1000ppm以上；；其次是鎳，最高可達100ppm以上微量元素的分分布規(guī)律與S、N相似，，即隨沸點升升高含量增加加，而且主要濃集在渣渣油中154、石油中的的微量元素微量元素的危害從目前來看，，對石油加工工影響最大的的微量元素有有釩(v)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、銅(Cu)，它它們是催化裂裂化催化劑的的毒物，而且且在重油固定定床加氫裂化化過程中也能能造成催化劑劑的失活和床床層的堵塞砷(As)是催催化重整催化化劑的毒物；；鈉(Na)和鉀(K)也會使使催化劑減活活165、渣油中的的膠質和瀝青青質石油中所包含含的膠狀、瀝瀝青狀物質，，是一大類非非烴化合物，，它們在組成成中除含C、、H外，還有有S、N、O及金屬元元素175、渣油中的的膠質和瀝青青質膠質膠質是深棕色色至深褐色的的，極為粘稠稠不易流動的的液體或無定定形固體其相對密度略略小于1.0有很強的著色色能力H/C：1.4～1.5受熱時熔化，，對熱不穩(wěn)定定，能轉化成成瀝青質185、渣油中的的膠質和瀝青青質瀝青質黑色至深褐色色的無定形固固體其相對密度略略大于1.0全部集中在渣渣油中，一般般不揮發(fā)H/C原子比比：1.1～～1.3195、渣油中的的膠質和瀝青青質膠質和瀝青質質存在差別，，但沒有截然然的不同，從從膠質到瀝青青質是一個漸漸變的過程20二、石油產(chǎn)品品基本性質要要求汽油：低硫、、低烯烴、低低芳烴、高辛辛烷值柴油：低硫、、低芳烴、低低凝點、高十十六烷值潤滑油：粘溫溫性能好、低低溫流動性能能好、抗氧化化性能好瀝青：延伸度度好、軟化點點與針入度適適宜固體蠟：滴點點高、含油量量低21原油脫鹽脫水常壓蒸餾常壓餾分：汽汽油（石腦油油）、煤油、、柴油石腦油作為催催化重整、蒸蒸汽裂解原料料AR減壓蒸餾減壓餾分：VGO潤滑油基礎油油、催化裂化化、加氫裂化化的原料焦化、減粘裂裂化、催化裂裂化、加氫轉轉化、溶劑脫脫瀝青、氣化化的原料VR第二節(jié)煉煉油工藝過過程簡介22原油潤滑油溶劑脫瀝青溶劑精制溶劑脫蠟補充精制重油輕質化工藝高辛烷值汽油生產(chǎn)工藝潤滑油老三套工藝油品精制工藝延遲焦化催化裂化加氫裂化加氫精制溶劑精制燃料異構化烷基化醚化齊聚催化重整化工原料催化重整催化裂解蒸汽裂解化工原料生產(chǎn)工藝常減壓蒸餾23煉油工藝過程程原油分離－常常減壓蒸餾一次加工，煉煉廠的龍頭脫鹽、脫水、、脫機械雜質質獲得直餾產(chǎn)品品、二次加工工的原料重油輕質化二次加工、化化學加工催化裂化、加加氫裂化、焦焦化提高輕質油收收率24煉油工藝過程程油品精制二次加工、化化學－物理加加工脫硫氮、提高高辛烷值和十十六烷值生產(chǎn)清潔油品品調和組分高辛烷值汽油油組分的生產(chǎn)產(chǎn)二次加工、化化學加工輕烴異構化，，提高汽油前端組分的辛烷值C4烷基化，，生產(chǎn)高辛烷烷值的汽油調調和組分－理想組分醚化－高ON的含氧化合合物，環(huán)境污污染？美國加加州烯烴疊合－烯烯烴，但是汽汽油標準對烯烯烴含量有限限制25煉油工藝過程程化工原料生產(chǎn)產(chǎn)二次加工、化化學加工催化重整－苯苯、甲苯、二二甲苯催化裂解、蒸蒸汽裂解－乙乙烯、丙烯、、丁烯、丁二二烯潤滑油生產(chǎn)二次加工、物物理加工、化化學加工26煉油工藝過程程常減壓蒸餾：：煉油廠的龍龍頭催化裂化：中中國煉油界的的立足之本加氫精制：中中國煉油界的的未來加氫裂化：中中國煉油界的的未來催化裂解：煉煉油與化工的的橋梁延遲焦化：劣劣質原料加工工的有效途徑徑溶劑脫瀝青：：劣質原料預預處理的方式式27第三節(jié)原原油加工方方案加工方案生產(chǎn)哪些產(chǎn)品品采用何種加工工過程基本類型市場需求經(jīng)濟效益投資力度原油特性原油綜合評價燃料型燃料-潤滑油型燃料-化工型內容因素確定依據(jù)28一、大慶原油油的燃料－潤潤滑油加工方方案1、原油特點點低硫石蠟基原原油含蠟量高、凝凝點高瀝青質含量低低、重金屬含含量低、硫含含量低2、直餾產(chǎn)品品的性質特點點直餾汽油油餾分的的辛烷值值低，僅僅有37，需通通過催化化重整來來提高辛辛烷值直餾航煤煤餾分的的密度較較小，結結晶點高高，只能能符合2號航煤煤的規(guī)格格指標29一、大慶慶原油的的燃料－－潤滑油油加工方方案直餾柴油油的十六六烷值高高，但收收率受凝凝點的限限制減壓餾分分的潤滑滑油潛含含量約占占原油的的15%，而且且粘度指指數(shù)達90～120，，是生產(chǎn)產(chǎn)潤滑油油的良好好原料渣油硫含含量低、、瀝青質質和重金金屬含量量低，飽飽和分含含量高，，可以摻摻入減壓壓餾分油油作催化化裂化原原料，也也可經(jīng)丙丙烷脫瀝瀝青生產(chǎn)產(chǎn)殘渣潤潤滑油原原料渣油含膠膠質和瀝瀝青質少少、蠟含含量高，，難以生生產(chǎn)高質質量的瀝瀝青產(chǎn)品品30一、大慶慶原油的的燃料－－潤滑油油加工方方案原油常減壓蒸蒸餾催化重整整芳烴(BTX)液化氣精制航煤催化裂化化VGOVR汽油柴油溶劑脫瀝瀝青石油瀝青青燃料油芳烴分離離脫蠟、精精制餾分潤滑滑油精制精制脫蠟、精精制殘渣潤滑滑油瀝青氧化化減粘裂化化31二、勝利利原油的的燃料加加工方案案1、原油油特點含硫中間間基原油油硫含量1%2、直餾餾產(chǎn)品的的性質特特點直餾汽油油辛烷值值47，，芳烴潛潛含量高高，是良良好的重重整原料料直餾航煤煤的密度度大，結結晶點低低，符合合1號航航煤的規(guī)規(guī)格指標標，但必必須脫硫硫醇直餾柴油油的柴油油指數(shù)高高，凝點點不高，，可以生生產(chǎn)-20、-10、、0號柴柴油，但但產(chǎn)品需需精制32二、勝利利原油的的燃料加加工方案案減壓餾分分的粘溫溫性能不不好，不不宜生產(chǎn)產(chǎn)潤滑油油，可作作為催化化裂化或或加氫裂裂化的原原料渣油的膠膠質、瀝瀝青質含含量高，，可以生生產(chǎn)瀝青青產(chǎn)品渣油的殘殘?zhí)亢徒鸾饘俸苛扛?，只只能部分分摻入減減壓餾分分油作催催化裂化化原料，，且最好好先經(jīng)加加氫處理理渣油多用用作延遲遲焦化的的原料，，由于硫硫含量高高，石油油焦的品品級不高高33二、勝利利原油的的燃料加加工方案案原油常減壓蒸蒸餾催化重整整汽油液化氣精制航煤柴油加氫裂化化催化裂化化VGO延遲焦化化VR加氫精制制加氫精制制汽油柴油蠟油石油焦加氫處理理瀝青氧化化石油瀝青青燃料油減粘裂化化34三、原油油的燃料料－化工工加工方方案為了合理理利用石石油資源源和提高高經(jīng)濟效效益，許許多煉油油廠的加加工方案案都考慮慮同時生生產(chǎn)化工工產(chǎn)品，，只是其其程度因因原油性性質和其其他具體體條件不不同而異異有的是最最大量地地生產(chǎn)化化工產(chǎn)品品，有的的則只是是予以兼兼顧關于化工工產(chǎn)品的的種類，，多數(shù)煉煉油廠主主要是生生產(chǎn)化工工原料和和聚合物物的單體體，有的的也生產(chǎn)產(chǎn)少量的的化工產(chǎn)產(chǎn)品35三、原油油的燃料料－化工工加工方方案原油常減壓蒸蒸餾催化重整整汽油液化氣裂解原料料催化裂化化VGO延遲焦化化VR加氫精制制加氫精制制汽油柴油蠟油石油焦燃料油芳烴分離離苯甲苯二甲苯AGO乙苯合成成氣體分離干氣乙苯丙烯丁烯LPG加氫精制制裂解原料料減粘裂化化36四、稠油油的加工工方案如何合理理加工稠稠油是煉煉油技術術發(fā)展中中的一個個難題稠油的特特點是密密度和粘粘度大、、膠質及及瀝青質質含量高高、凝點點低，多多數(shù)稠油油的硫含含量較高高，其渣渣油的殘殘?zhí)恐蹈吒?、重金金屬含量量高稠油的輕輕質油含含量很低低，減壓壓渣油一一般占原原油的60%以以上稠油的加加工方案案問題主主要是如如何合理理加工其其渣油的問題37四、稠油油的加工工方案稠油的渣渣油中蠟蠟含量低低、膠質質及瀝青青質含量量高，是是生產(chǎn)優(yōu)質瀝青青的原料例如單家家寺稠油油的減壓壓渣油不不需復雜雜的加工工就可以以生產(chǎn)出出高等級級道路瀝瀝青因此，對對稠油的的加工應應優(yōu)先考慮慮生產(chǎn)優(yōu)優(yōu)質瀝青青由于受瀝瀝青市場場的限制制，除了了生產(chǎn)瀝瀝青外，，還須考考慮渣油油的輕質化問題38四、稠油油的加工工方案稠油渣油油的殘?zhí)刻恐蹈摺?、重金屬屬含量高高，不宜宜直接用用作催化化裂化的的原料較好的辦辦法是先先經(jīng)加氫處理理后再送去去催化裂化化，但是渣渣油加氫氫處理的的投資和和操作費費用高采用溶劑脫瀝瀝青過程可以以抽出渣渣油中的的較輕部部分作為為催化裂裂化的原原料，但但須解決決抽提殘殘渣的加加工利用用問題39四、稠油油的加工工方案采用延遲焦化化過程可以以得到部部分餾分分油，經(jīng)經(jīng)加氫和和催化裂裂化可得得到輕質質油品，，但同時時得到相相當多的的含硫石石油焦稠油的凝點低，在制定定加工方方案時應應考慮如如何利用用這個特特點。例例如，考考慮生產(chǎn)產(chǎn)低凝點點柴油、、對粘溫溫性質要要求不高高的較低低凝點潤潤滑油產(chǎn)產(chǎn)品等40四、稠油油的加工工方案原油常減壓蒸蒸餾催化重整整汽油液化氣精制航煤柴油加氫裂化化催化裂化化VGO延遲焦化化VR加氫精制制加氫精制制汽油柴油蠟油石油焦加氫處理理瀝青氧化化石油瀝青青燃料油溶劑脫瀝瀝青減粘裂化化41第四節(jié)世世界煉油油技術發(fā)發(fā)展趨勢勢一、世界界煉廠裝裝置構成成及加工工趨向加工重質質、含硫硫原油———適應應原料劣劣質化的的趨勢深度加工工，提高高輕質油油收率———提高高資源利利用效率率和經(jīng)濟濟效益采用清潔潔生產(chǎn)工工藝，生生產(chǎn)清潔潔燃料———環(huán)境境保護實現(xiàn)煉油油化工一一體化———為下下游化工工行業(yè)提提供原料料，提高高煉油企企業(yè)經(jīng)濟濟效益42一、世界界煉廠裝裝置構成成趨向21世紀紀的煉油油廠將由由生產(chǎn)常常規(guī)石油油產(chǎn)品的的傳統(tǒng)煉煉油廠轉轉變?yōu)樯a(chǎn)超低排放放/超清清潔燃料料的智能化化無渣油煉油廠這樣的煉煉油廠能能夠加工工高硫、、高金屬屬含量的的重質原原油，生生產(chǎn)符合合更加清潔潔的車用汽汽油和車車用柴油油規(guī)格要要求的油油品，少生產(chǎn)重重燃料油油品這要求未未來煉廠廠的煉油油技術需需要有更更大的靈靈活性43二、新世世紀煉油油廠的潛潛在特點點采用生物技術術降低原油油的硫、、氮、重重金屬含含量，為為下游加加工裝置置提供質質量較好好的原料料對傳統(tǒng)煉煉油技術術進行升級換代代，提高目目的產(chǎn)品品的質量量和收率率采用綠色技術術，改善生生產(chǎn)環(huán)境境，生產(chǎn)產(chǎn)綠色的的油品調調和組分分采用加氫氫裂化－－異構脫脫蠟/加加氫處理理技術，，生產(chǎn)新新一代潤潤滑油基基礎油44二、新世紀紀煉油廠的的潛在特點點采用納米催化劑和納納米添加劑劑技術，提提高催化劑劑的活性、、選擇性、、穩(wěn)定性和和油品的使使用性能采用反應蒸餾和和膜分離/反應技術，降低低裝置的投投資和消耗耗采用氣化聯(lián)合一一體化技術，把渣渣油、瀝青青和石油焦焦全部轉化化為氫氣、、蒸汽、電電力、甲醇醇或羰基合合成醇采用電子/信息息技術對各裝置和和全廠進行行優(yōu)化控制制和管理，，實現(xiàn)效益益最大化45二、新世紀紀煉油廠的的潛在特點點采用天然氣合成成液體烴技技術，以天然氣氣為原料，，生產(chǎn)清潔潔燃料、高高檔潤滑油油基礎油和和專用化工工原料，為為煉油工業(yè)業(yè)的發(fā)展提提供后勁46三、新世紀紀煉油廠的的生產(chǎn)模式式1、清潔燃燃料型燃料的清潔潔化低硫氮、低低烯烴、低低芳香烴、、符合未來來的標準生產(chǎn)清潔的的油品調和和組分對部分調和和組分進行行改質處理理——催化化裂化汽油油降烯烴、、汽柴油的的加氫精制制等生產(chǎn)過程的的清潔化降低生產(chǎn)過過程的潛在在危害———更換強毒毒性、腐蝕蝕性的催化化劑－碳四四烷基化減少污染物物的排放———催化裂裂化再生器器，采用CO助燃劑劑、SOx轉移劑、、降低再生生煙氣NOx助劑47商品汽油的的調和組分分商品汽油直餾汽油催化裂化汽油催化重整汽油加氫裂化汽油焦化汽油異構化汽油烷基化汽油醚化汽油齊聚汽油裂解汽油辛烷值低，硫含量偏高烯烴、硫氮含量高，辛烷值高芳烴、苯含量高，辛烷值高辛烷值不高，硫氮含量很低硫氮含量高，辛烷值不高辛烷值高，烯烴、硫氮含量很低辛烷值高，氧含量高辛烷值高，烯烴含量高芳烴含量高，辛烷值高辛烷值較高，烯烴、硫氮含量很低48生產(chǎn)低硫清清潔汽油的的方案生產(chǎn)低硫清清潔汽油需需要用到的的幾個工藝藝過程：催化重整、輕烴異構化化、烷基化、醚化、齊聚－加氫氫、加氫精制等理想調調和和組組分49商品柴油的的調和組分分商品柴油直餾柴油催化裂化柴油加氫裂化柴油焦化柴油裂解柴油十六烷值高，硫氮含量高芳烴、硫氮含量高，十六烷值低十六烷值高，硫氮含量低十六烷值中等，硫氮含量高芳烴含量高，十六烷值低50生產(chǎn)低硫清清潔柴油的的方案生產(chǎn)低硫清清潔柴油需需要用到的的幾個工藝藝過程：加氫精制－－脫硫、脫脫芳、加氫裂化51清潔燃料型型煉廠加工工流程模式式52三、新世紀紀煉油廠的的生產(chǎn)模式式2、油化結結合型（燃燃料－化工工型）重油轉化為為清潔燃料料多產(chǎn)化工原原料，三烯烯、三苯與現(xiàn)有乙烯烯廠和芳烴烴廠結合53常規(guī)獨立的的煉廠與裂裂解裝置的的示意流程程54煉油－化工工一體化模模式催化重整BTX餾分油加工工與調和航煤柴油BTX常減壓蒸餾芳烴抽提重整生成油油加氫精制催化裂化汽油加工與與調和汽油凝析油分餾原油凝析油蒸汽裂解石腦油催化裂化氣氣體氫氣裂解燃料油油C4抽余油油>C8餾分分芳香基石腦腦油芳香基石腦腦油石蠟基石腦腦油噴氣燃料石蠟基石腦腦油三烯Atofina-BASF公公司的PortArthur煉廠廠55石油化工聯(lián)聯(lián)合裝置的的示意流程程56三、新世紀紀煉油廠的的生產(chǎn)模式式3、化工型型重質原料轉轉化為化工工原料生產(chǎn)乙丙烯烯，聯(lián)產(chǎn)芳芳烴輕烴、石腦腦油－蒸汽汽裂解VGO－催催化裂解VGO－加加氫裂化－－蒸汽裂解解VR－加氫氫處理－催催化裂解VR－焦化化－加氫－－蒸汽/催催化裂解57原油常減壓蒸餾餾催化裂解VGO加氫處理VR加氫精制BTX柴油燃料油AGO氣體分離丙烯丁烯加氫裂化蒸汽裂解乙烯芳烴抽提石腦油柴油石腦油+尾尾油+LPG氣體輕烴裂解汽油汽油汽油燃料氣化工型煉廠廠的生產(chǎn)模模式減粘裂化58三、新世紀紀煉油廠的的生產(chǎn)模式式4、氣電一一體化模式式595種汽電一一體化方案案減渣不加