石油炼制过程和主要工艺简介

石油炼制的主要过程和工艺简介
石油、天然气是不同烃化合物的混合物,简单作为燃料是极大的浪费,只有通过加工处理,炼制出不同的产品,才能充分发挥其巨大的经济价值。石油经过加工,大体可获得以下几大类的产品:汽油类(航空汽油、军用汽油、溶剂汽油);煤油(灯用煤油、动力煤油、航空煤油);柴油(轻柴油、中柴油、重柴油);燃料油;润滑油;润滑油脂以及其他石油产品(凡士林、石油蜡、沥青、石油焦炭等)。有的油品经过深加工,又获得质量更高或新的产品。
石油加工,主要是指对原油的加工。世界各国基本上都是通过一次加工、二次加工以生产燃料油品,三次加工主要生产化工产品。原油在炼厂加工前,还需经过脱盐、脱水的预处理,使之进入蒸馏装置时,其各种盐类的总含盐量低于5mg/L,主要控制其对加工设备、管线的腐蚀和堵塞。
原油一次加工,主要采用常压、减压蒸馏的简单物理方法将原油切割为沸点范围不同、密度大小不同的多种石油馏分。各种馏分的分离顺序主要取决于分子大小和沸点高低。在常压蒸馏过程中,汽油的分子小、沸点低(50~200℃),首先馏出,随之是煤油(60~5℃)、柴油(200~0℃)、残余重油。重油经减压蒸馏又可获得一定数量的润滑油的基础油或半成品(蜡油),最后剩下渣油(重油)。一次加工获得的轻质油品(汽油、煤油、柴油)还需进一步精制、调配,才可做为合格油品投入市场。我国一次加工原油,只获得25%~40%的直馏轻质油品和20%左右的蜡油。
原油二次加工,主要用化学方法或化学-物理方法,将原油馏分进一步加工转化,以提高某种产品收率,增加产品品种,提高产品质量。进行二次加工的工艺很多,要根据油品性质和设计要求进行选择。主要有催化裂化、催化重整、焦化、减粘、加氢裂化、溶剂脱沥青等。如对一次加工获得的重质半成品(蜡油)进行催化裂化,又可将蜡油的40%左右转化为高牌号车用汽油,30%左右转化为柴油,20%左右转化为液化气、气态烃和干气。如以轻汽油(石脑油)为原料,采用催化重整工艺加工,可生产高辛烷值汽油组分(航空汽油)或化工原料芳烃(苯、二甲苯等),还可获得副产品氢气。
石油三次加工是对石油一次、二次加工的中间产品(包括轻油、重油、各种石油气、石蜡等),通过化学过程生产化工产品。如用催化裂化工艺所产干气中的丙稀生产丙醇、丁醇、辛醇、丙稀腈、腈纶;用丙稀和苯生产丙苯酚丙酮;用碳四(C4)馏分生产顺酐、顺丁橡胶;用苯、甲苯、二甲苯生产苯酐、聚脂、
涤纶等产品。最重要并且最大量的是用石脑油、柴油生产乙稀。
1.原油的脱盐、脱水
又称预处理,从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氯化物)、带水(溶于油或呈乳化状态),可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。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,再加以高压电场配合,使形成的较大水滴顺利除去。
2.常减压蒸馏
常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏。常减压蒸馏基本属物理过程。脱盐、脱水后的原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续加工装置的原料,因此,常减压蒸馏又被称为原油的一次加工经过常减压蒸馏后,馏分分离如下:
常减压蒸馏流程示意图如下:石油气(C1~C4)
汽油(C5~C12)
权术论煤油(C12~C16)柴油(C15~C18)
重油(C20以上)润滑油(C16~C20)
重油
减压分馏
3.热裂化
热裂化是在热的作用下(不用催化剂)使重质油发生裂化反应,转变为裂化气(炼厂气的一种)、汽油、柴油的过程。热裂化原料通常为原油蒸馏过程得到的重质馏分油或渣油,或其他石油炼制过程副产的重质油。
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化学反应:热裂化反应很复杂。每当重质油加热到450℃以上时,其大分子分裂为小分子。同时,还有少量叠合(见烯烃叠合)、缩合发生,使一部分分子转变为较大的分子,热裂化是按自由基反应机理进行的。在400~600℃,大分子烷烃分裂为小分子的烷烃和烯烃;环烷烃分裂为小分子或脱氢转化成芳烃,其侧链较易断裂;芳烃的环很难分裂,主要发生侧链断裂。热裂化气体的特点是甲烷、乙烷-乙烯组分较多;而催化裂化气体中丙烷-丙烯组分、丁烷-丁烯组分较多。
工艺过程:工业装置类型主要有双炉热裂化和减粘热裂化两种。前者的原料转化率(轻质油收率)较高,大于45%,目的是从各种重质油制取汽油、柴油;后者的转化率较低(20%~25%),目的是降低减压渣油的粘度和凝点,以提高燃料油质量,双炉热裂化汽油的辛烷值和性不如催化裂化汽油,目前已不发展;减粘热裂化在石油炼厂中仍有较广泛的应用。
双炉热裂化:所谓双炉,是指在流程中设置两台炉子以分别加热反应塔的轻
重进料,操作时原料油直接进入分馏塔下部,与塔进料油气换热蒸出原料中所含少量轻质油和反应产物中的汽油、柴油后,在塔中部抽出轻循环油。塔底为重循环油。两者分别送往轻油、重油加热炉(为避免在炉管中结焦,故将轻、重循环油分别在两炉中加热到不同温度),然后进入反应塔进行热裂化反应。反应温度为485~500℃,压力1.8~2.0MPa;反应产物经闪蒸塔分出裂化渣油后,进入分馏塔分馏。汽油和柴油总产率约为60%~65%。所得柴油凝点-20℃以至-30℃、十六烷值(见柴油)约
60(比催化裂化柴油高约20个单位);汽油辛烷值较低(马达法辛烷值约55~60)且性差,热裂化渣油是生产针状焦(见石油焦)的良好原料。双炉热裂化的能耗约1900MJ/t原料(为催化裂化的65%~70%)。
减粘热裂化:是一种浅度裂化过程,用以降低渣油的凝点和粘度以生产燃料油,从而可以减少燃料油中掺和轻质油的比例。同时,还生产裂化汽油和柴油。减粘热裂化流程有加热炉式和反应塔式两种类型,主要差别是前者不设反应塔,热裂化反应在炉管中进行,加热温度高(约450~510℃)、停留时间短(决定于温度);后者在加热炉后设反应塔,主要热裂化反应在反应塔内进行,加热温度低(约445~455℃)、停留时间长(10~20min)。两者产品产率基本相同,轻质油产率约为18%~20%。反应塔式减粘热裂化的操作周期较长、能耗较低,是近年来应用较多的一种工艺。
4.催化裂化
qq空间电影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。
催化裂化主要化学反应:
1.裂化反应:裂化反应是C-C键断裂反应,反应速度较快。
2.异构化反应:它是在分子量大小不变的情况下,烃类分子发生结构和空间
位置的变化。
3.氢转移反应:即某一烃分子上的氢脱下来,立即加到另一烯烃分子上,使
这一烯烃得到饱和的反应。
新华手机报4.芳构化反应:芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反应,反应过
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程不断放出氢原子,最后生成芳烃。
5.催化重整
催化重整(简称重整),是在催化剂和氢气存在下,将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。如果以80~180℃馏分为原料,产品为高辛烷值汽油;如果以60~165℃馏分为原料油,产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃,重整过程副产氢气,可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整八路足球
的反应条件是:反应温度为490~525℃,反应压力为1~2兆帕。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。
6.芳烃提取
这个过程,也称芳烃萃取,用萃取剂从烃类混合物中分离芳烃的液液萃取过程。主要用于从催化重整和烃类裂解汽油中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯),有时也用于从催化裂化柴油回收萘,抽出
芳烃以后的非芳烃剩余物称抽余油。轻质芳烃与相近碳原子数的非芳烃沸点相差很小(如苯80.1℃,环己烷80.74℃,2,2,3-三甲基丁烷80.88℃),有时还形成共沸物,因此实际上不能用精馏方法分离。利用芳烃在某些溶剂中溶解度比非芳烃大的特点,采用液液萃取方法可以回收纯度很高的芳烃。常用萃取剂有二乙二醇醚(二甘醇)、三乙二醇醚(三甘醇)、四乙二醇醚(四甘醇)、环丁砜等,也用二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉等。
芳烃在重整汽油中含量高,不含烯烃、硫化物等杂质,处理较易。裂解汽

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