工艺流程_石油炼制工艺流程讲解

目录 一 石油天然气概述二 原油的分类及组成三 原油评价四 石油炼制过程五 石油产品 石油天然气概述 石油 炼厂气 汽油 煤油 润滑油 柴油 石油化工过程 合成纤维合成橡胶塑料农药化肥炸药医药染料油漆合成洗涤剂 石油天然气概述 1 石油与天然气的基本概况石油是有机物质在古地质年代沉积而成的 以碳氢化合物为主要成分 主要由碳 氢 硫 氮 氧等元素组成 常常以液态 气态或液气混合形态存在 大多数油藏处于地下150 7600米深的天然岩石中 故又称岩石油 石油的原始形态称为原油 或称天然石油 为复杂的烃类化合物 一般不宜直接使用 人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物 天然气是指蕴藏在地层内的可燃性气体 主要是低分子烷烃的混合物 可分为干气天然气和湿天然气两种 干气成分主要是甲烷 湿天然气除含大量甲烷外 还含有较多的乙烷 丙烷和丁烷等 石油天然气概述 2 石油与天然气的成因无机成因学说石油的形成目前有两种主要理论有机成因学说生成石油必须具备的地质条件 地层沉积 盆地下沉 缺氧的 还原环境 有机质 干酪根 石油 石油天然气概述 天然气和石油虽然在组成上都是以碳氢化合物为主要成分的 但是天然气的生成条件要比石油更为多样化 就生成阶段来说 石油要达到一定深度才能大量生成 而天然气则从浅到深都能生成 就物质来源来说 生成石油主要以水中浮游的动 植物或称腐泥型有机质为主 而生成天然气 除此以外还可以有高等植物或称腐植型的有机质 就成因来说 有有机成因的 也有无机成因的 石油天然气概述 3 石油与天然气的储量和分布石油资源主要集中在北半球 主要的含油带又集中在北纬20 48度之间 中东和前苏联是石油资源最集中的地区和国家 据美国 油气杂志 报道 到2003年底 全世界剩余探明石油储量为1733 99亿吨 其中亚太地区52 41亿吨 西欧24 99亿吨 东欧和前苏联108 69亿吨 中东995 67亿吨 非洲119 24亿吨 美洲433 00亿吨 其中欧佩克成员国总共1191 12亿吨 石油天然气概述 中国石油资源分布 石油天然气概述 油田和气田按最终可采储量值可分成4种 特大油 气 田 石油最终可采储量大于7亿吨 50亿桶 的油田 大型油 气 田 石油最终可采储量0 7 7亿吨 5 50亿桶 的油 气 田 中型油 气 田 石油最终可采储量710 7100万吨 0 5 5亿桶 的油 气 田 小型油 气 田 石油最终可采储量小于710万吨 5000万桶 的油 气 田 注 天然气可按1137立方米气等于1吨原油折算 原油的分类 1 特性因数分类法特性因数K值与油品的化学组成有关 是油品的平均沸点和相对密度的函数 当沸点相近时 烷烃的K值最大 环烷烃的次之 芳香烃的最小特性因数K为 12 1石蜡基原油特性因数K为11 5 12 1中间基原油特性因数K为10 5 11 5环烷基原油K通常由运动粘度和API 比重指数 查图求定 特性因数分类法的缺陷 1 不能分别表明原油低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分布规律 2 由于原油组成复杂 粘度测定不够准确 求定的特性因数K不能完全符合原油的实际情况 原油的分类 2 关键馏分特性分类法第一关键馏分 常压蒸馏250 275 的馏分 第二关键馏分 残油在40mmHg下减压蒸馏 切取275 300 馏分 常压下395 425 测定关键馏分的密度 对照分类表 确定关键馏分的属性和原油类型 原油的分类 原油的分类 3 商品分类法a 按密度分类 b 按硫含量分类 c 按蜡含量分类1 按密度分类 原油的分类 4 按硫含量的原油分类方法原油的硫含量 0 5低硫原油 0 5 原油的硫含量 2 0含硫原油 原油的硫含量 2 0高硫原油 5 按蜡含量的原油分类方法原油的蜡含量 2 5低蜡原油 2 5 原油的蜡硫含量 10 0含蜡原油 原油的蜡硫含量 10 0高蜡原油 原油的组成 1 原油的元素组成石油的性质因产地而异 密度为0 8 1 0克 厘米3 粘度范围很宽 凝固点差别很大 30 60 C 沸点范围为常温到500 C以上 可容于多种有机溶剂 不溶于水 但可与水形成乳状液 组成石油的化学元素主要是碳 83 87 氢 11 14 其余为硫 0 06 0 8 氮 0 02 1 7 氧 0 08 1 82 及微量金属元素 镍 钒 铁等 由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分 约占95 99 氢碳原子比为1 65 1 95 含硫 氧 氮的化合物对石油产品有害 在石油加工中应尽量除去 不同产地的石油中 各种烃类的结构和所占比例相差很大 但主要属于烷烃 环烷烃 芳香烃三类 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油 以环烷烃 芳香烃为主的称环烃基石油 介于二者之间的称中间基石油 原油的组成 2 原油的烃类组成从化学组成来看 石油中主要含有烃类和非烃类这两大类 其中烃类主要是烷烃 环烷烃和芳香烃 烃类和非烃类存在于石油的各个馏分中 但因石油的产地及种类不同 烃类和非烃类的相对含量差别很大 轻质石油的烃类含量高达90 以上 但是重质石油的烃类含量相对较低 有的甚至低于50 在同一原油中 随着馏分沸程的升高 烃类含量在逐渐降低 而非烃类含量在渐渐增加 在轻油馏分中 烃类占绝大部分 非烃类的含量很少 相反 在高沸点的石油馏分中 尤其是在减压渣油中 非烃类的含量明显增多 原油的组成 2 不同烃类对各种石油产品性质的影响各不相同 l 烷烃烷烃的密度最小 粘温性最好 是燃料与润滑油的良好组分 异构烷烃较碳原子数相同的正构烷烃沸点要低 且异构化愈甚则沸点降低愈显著 另外 异构烷烃比正构烷烃粘度大 粘温性差 正构烷烃因其碳原子呈直链排列 易产生氧化反应 即发火性能好 它是压燃式内燃机燃料的良好组分 但正构烷烃的含量也不能过多 否则凝点高 低温流动性差 异构烷由于结构较紧凑 性质安定 虽然发火性能差 但燃烧时不易产生过氧化物 即不易引起混合气爆燃 它是点燃式内燃机的良好组分 2 环烷烃环烷烃具有良好的化学安定性 与烷烃近似但不如芳香烃 其密度较大 自燃点较高 辛烷值居中 它的燃烧性较好 凝点低 润滑性好 故也是汽油 润滑油的良好组分 环烷烃有单环烷烃与多环烷烃之分 润滑油中含单环烷烃多则粘温性能好 含多环烷烃多则粘温性能差 原油的组成 3 芳香烃芳香烃化学安定性良好 与烷烃 环烷烃相比 其密度最大 自燃点最高 辛烷值也最高 故其为汽油的良好组分 但由于其发火性差 十六烷值低 故对于柴油而言则是不良组分 润滑油中若含有多环芳香烃则会使其粘温性显著变坏 故应尽量去除 此外 芳香烃对有机物具有良好的溶解力 故某些溶剂油中需有适当含量但因其毒性较大 含量应予控制 4 不饱和烃不饱和烃在原油中含量极少 主要是在二次加工过程中产生的 热裂化产品中含有较多的不饱和烃 主要是烯烃 也有少量二烯烃 但没有炔烃 烯烃的化学安定性差 易氧化生成胶质 但辛烷值较高 凝点较低 故有时也将热裂化馏分 含有烯烃 二烯烃 掺入汽油中以提高其辛烷值 掺入柴油中以降低其凝点 但因烯烃安定性差 这类掺合产品均不宜长期储存 掺有热裂化馏分的汽油还应加入抗氧防胶剂 原油的组成 3 原油中的非烃化合物石油中的非烃化合物主要包括含硫 含氮 含氧化合物和胶状沥青状物质 1 石油中的含硫化合物 活性硫化物 元素硫 硫化氢以及硫醇等 对金属设备具有较强腐蚀作用 非活性硫化物 硫醚 二硫化物和噻吩等 对金属设备无腐蚀作用 注 一些非活性硫化物受热分解后会变成活性硫化物 2 石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低 通常在0 05 0 5 之间 仅有少部分原油的氮含量超过0 6 石油中的氮分布也是随着馏分沸点的升高 其氮含量迅速增加 约有80 的氮集中在400 以上的重油中 我国原油的氮含量偏高 且大多数原油的减压渣油中浓集了约90 的氮 原油的组成 3 石油中的含氧化合物石油中的氧含量一般为千分之几 个别石油可高达2 3 在石油中 氧元素都是以有机含氧化合物的形式存在的 主要分为酸性含氧化合物和中性含氧化合物两大类 酸性含氧化合物 环烷酸 芳香酸 脂肪酸和酚类等中性含氧化合物 醇 酯 醛及苯并呋喃等石油中酸性含氧化合物的含量一般用酸值 酸度 来表示 酸性含氧化合物的含量越高 则其酸值就越大 原油的酸值一般不是随着其沸点的升高而逐渐增大 而是呈现出若干个峰值 原油不同 其峰值也不同 但是大多数原油在300 450 馏分左右存在一个酸值最高峰 石油中的含氧化合物主要以酸性含氧化合物为主 其中主要是环烷酸 占石油酸性含氧化合物的90 左右 经受环烷酸腐蚀的一般光滑无垢 低流速部位仅留下尖锐的孔洞 高流速部位则顺着流向出现沟槽 处于环烷酸腐蚀条件下 碳钢腐蚀率可为7 9毫米 年 高环烷酸含量及某些特殊部位达到20毫米 年 原油评价 原油评价是就是在实验室条件下 通过各种实验 分析 对原油进行一系列的分析 蒸馏等试验 以了解原油的性质 组成及类别 并估计直馏产品的产率及品质 取得对原油性质的全面认识 为选择合理的石油炼制过程 确定炼油厂的生产方案提供基础数据 原油评价也是制定原油加工方案的依据 原油评价 原油评价方法 原油一般性质的测定 首先测定水分 含盐量 如水分大于0 5 需进行脱水 然后再测定密度 粘度 凝点 蜡含量 残炭 硫含量 氮含量 胶质含量 微量金属 铁 镍 钒 铜 含量等项目 用未经处理的原油 以气相色谱法测定C1 C8的轻烃含量 实沸点蒸馏 用实沸点精馏装置 具有15个理论板 蒸馏出400 450 C前的窄馏分或宽馏分 再用另外的减压蒸馏装置蒸出高沸点馏分 测定窄馏分及重质油的性质 绘制实沸点曲线及性质曲线 原油评价 由宽馏分配制直馏产品 测定汽油 喷气燃料 灯用煤油 柴油 裂化原料油的性质 以气相色谱法或质谱法分析馏分油的单体烃组成或烃族组成 以折射率 密度 分子量计算的方法测定结构族组成 烷烃 环烷烃 芳烃的碳数百分比和环烷烃 芳烃的平均环数 以溶剂脱蜡 吸附分离方法测定润滑油的潜含量 最大含量 及性质 测定重质油的饱和烃 芳烃 胶质 沥青质含量 惠州炼油项目的渤海2号原油评价 原油评价 石油炼制过程 原油通过原油蒸馏得到直馏产品 轻质馏分油 沸点 370 粗汽油粗煤油粗柴油 重质馏分油 沸点 370 540 重柴油润滑油馏分裂化原料 渣油 轻质油汽油煤油柴油 重整汽油苯 甲苯二甲苯 直馏汽油直馏柴油润滑油 乙烯 芳烃等化工原料 热裂化催化裂化 加氢裂化 催化重整 产品精制 裂解工艺 一次加工过程 二次加工过程 三次加工过程 产量低质量差 产量高质量好 石油炼制过程 石油炼制工业中采用的各种加工过程 这些加工过程的各种组合构成不同类型石油炼厂的主体部分 分类习惯上将石油炼制过程不很严格地分为一次加工 二次加工 三次加工三类过程 1 一次加工过程 把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围 即馏分 叫一次加工 一次加工装置 常压蒸馏或常减压蒸馏 是将原油用蒸馏的方法分离成轻重不同馏分的过程 常称为原油蒸馏 它包括原油预处理 常压蒸馏和减压蒸馏 一次加工产品可以粗略地分为 轻质馏分油 见轻质油 指沸点在约370 以下的馏出油 如粗汽油 粗煤油 粗柴油等 重质馏分油 见重质油 指沸点在370 540 左右的重质馏出油 如重柴油 各种润滑油馏分 裂化原料等 渣油 又称残油 习惯上将原油经常压蒸馏所得的塔底油称为重油 也称常压渣油 半残油 拔头油等 石油炼制过程 2 二次加工过程 将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫二次加工 二次加工装置 催化 加氢裂化 延迟焦化 催化重整 烃基化 加氢精制等 一次加工过程产物的再加工 主要是指将重质馏分油和渣油经过各种裂化生产轻质油的过程 包括催化裂化 热裂化 石油焦化 加氢裂化等 其中石油焦化本质上也是热裂化 但它是一种完全转化的热裂化 产品除轻质油外还有石油焦 二次加工过程有时还包括催化重整和石油产品精制 前者是使汽油分子结构发生改变 用于提高汽油辛烷值或制取轻质芳烃 苯 甲苯 二甲苯 后者是对各种汽油 柴油等轻质油品进行精制 或从重质馏分油制取馏分润滑油 或从渣油制取残渣润滑油等 3 三次加工过程 将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工 三次加工装置 裂解工艺制取乙烯 芳烃等化工原料 石油炼制过程 主要指将二次加工产生的各种气体进一步加工 即炼厂气加工 以生产高辛烷值汽油组分和各种化学品的过程 包括石油烃烷基化 烯烃叠合 石油烃异构化等 原油加工流程是各种加工过程的组合 也称为炼油厂总流程 按原油性质和市场需求不同 组成炼油厂的加工过程有不同形式 可以很复杂 也可能很简单 如西欧各国加工的原油含轻组分多 而煤的资源不多 重质燃料不足 有时只采用原油常压蒸馏和催化重整两种过程 得到高辛烷值汽油和重质油 常压渣油 后者作为燃料油 这种加工流程称为浅度加工 为了充分利用原油资源和加工重质原油 各国有向深度加工方向发展的趋势 即采用催化裂化 加氢裂化 石油焦化等过程 以从原油得到更多的轻质油品 各种不同加工过程在生产上还组成了生产不同类型产品的流程 包括燃料 燃料 润滑油和燃料 化工等类产品的典型流程 惠州炼油项目的总工艺流程 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 1常减压蒸馏原理常减压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同 利用加热炉 分馏塔等设备将原油进行多次的部分汽化和部分冷凝 使汽液两相进行充分的热量交换和质量交换 以达到分离的目的 从而制得汽油 煤油 柴油等馏分 经过脱水 脱盐的石油主要是烃类的混合物 因此没有固定的沸点 在烃分子里 一般是含碳原子数越少的 沸点越低 含碳原子数越多的 沸点越高 原油经加热后 低沸点的烃先气化 经过冷凝先分离出来 随着温度升高 较高沸点的烃再气化 经过冷凝也分离出来 这样继续加热和冷凝 就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物 1 2常减压蒸馏装置的组成 对于不同炼厂 常减压装置组成也不一样 一个完整的常减压装置一般由以下几部分组成 电脱盐部分 脱盐脱水 闪蒸罐或初馏塔 拔出轻组分 降低换热系统阻力 常压炉 加热升温 提供汽化热量 常压塔 原料分离 减压炉 加热升温 提供汽化热量 减压塔 原料分离 减顶抽真空系统 产生12mmHg的压力 以利于汽化 换热网络及能量利用系统 回收热量 机泵系统 提供物流动力 轻烃回收系统和产品精制系统 回收汽油组分和保证产品合格 三注系统 降低装置腐蚀 控制系统 保证工艺设备参数正常 石油炼制过程 常减压蒸馏 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 3常减压蒸馏工艺原油经过换热 温度达到80 120 左右进行脱盐 脱水 一般要求含盐小于10mg L 含水小于0 5 再经过换热至210 250 此时较轻的组分已经气化 气液混合物一同进入闪蒸塔 气相组分从塔顶馏出进入分馏塔 塔底为拔头原油 拔头原油经过常压炉加热至360 370 油气混合物一同进入常压塔进行精馏 从塔顶分出汽油馏分或重整馏分 从侧线引出煤油 轻柴油和重柴油馏分 塔底是沸点高于350 的常压渣油 常压蒸馏的主要作用是从原油中分离出沸点小于350 的轻质馏分油 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 3常减压蒸馏工艺常压渣油经过减压炉加热至390 400 后进入减压塔 塔顶压力一般为1 5Kpa 减压塔顶一般不出产品或者出少量产品 减顶油 各减压馏分油从侧线抽出 塔底是常压沸点高于500 的减压渣油 集中了原油中绝大部分的胶质和沥青质 减压蒸馏的主要作用是从常压渣油中分理出沸点低于500 的重质馏分油和减压渣油 石油炼制过程 常减压蒸馏 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 4常减压装置工艺技术介绍1 4 1减压蒸馏塔的工艺特征1 降低从汽化段到塔顶的流动压降主要依靠减少塔板数和降低汽相通过每层塔板的压降 减压下操作 各组分之间的相对挥发度大为提高 比较容易分离 而且减压馏分之间的分馏精确度要求低 因此有可能采用较少的理论板数而达到分馏要求 如3 5块塔板 为了降低每层塔板的压降 惠炼减压塔内采用压降较小的高效填料 2 减压炉出口采用低速转油线以降低转油线压降 降低加热炉出口压力 保证加热炉出口的汽化率 石油炼制过程 常减压蒸馏 3 缩短渣油在减压塔底的停留时间减压渣油在高温下停留时间过长 则分解 缩合反应加剧 一方面会生成更多的不凝气使减压塔真空度降低 另一方面会造成塔内结焦 减压塔底部的直径常常缩小以缩短渣油在减压塔底的停留时间 4 减压塔直径大在减压下 油气 水蒸气和不凝气的比容大 虽然减压塔内空塔线速是常压塔的两倍 但减压塔直径还是很大 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 4 2常减压装置的节能原油蒸馏装置由于处理量大 加工能耗约占整个炼厂总能耗的1 4 1 3 提高装置的热回收率是原油蒸馏装置节能的关键 1 分馏塔取热的合理分配 常压塔和减压塔有大量过剩热量需靠回流带走 在保证产品收率和质量的前提下 应尽量在高温部位取走塔内过剩热量 使其与原油充分换热来提高原油进炉温度 2 充分利用中 低温位热源 各侧线物流的热量除了可与原油换热之外 中 低温位热源还有剩余 可以用于发生低压蒸汽 以满足装置内汽提蒸汽的需要 装置规模较大的还可以发生中压蒸汽 以满足装置内抽真空用的动力蒸汽和燃烧油雾化用蒸汽的需要 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 4 2常减压装置的节能3 优化换热流程 使用电算程序优化所有与原油换热的热流利用 安排换热顺序 使整个换热系统达到平均温差合理 优选换热器类型和规格 提高传热系数 并采用合理的压降 国内原油蒸馏装置的原油换后温度可达300 310 加工能耗达460MJ 502MJ 惠炼原油换后温度可达311 加工能耗达364 6MJ4 提高加热炉效率 具体措施是尽量降低排烟温度和控制过剩空气系数 利用空气预热器回收烟气余热 此外 还可以利用烟气热量通过余热锅炉发生低压或中压蒸汽 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 4 3常减压蒸馏装置的主要腐蚀种类常减压蒸馏装置是原油加工的第一道工序 原油中的腐蚀性介质会首次强烈地作用于蒸馏设备和管线 被分馏出的作为二次加工装置的原料中腐蚀介质浓度会相对减少 腐蚀性能会减弱 因此蒸馏装置是炼厂防腐工作的重中之重 常减压蒸馏设备的腐蚀可分为两种类型 一种是低温轻油部位的腐蚀 主要腐蚀介质是有水存在时的氯化氢和硫化氢 简称为HCl H2S H2O型腐蚀 一种是高温重油部位的腐蚀 主要腐蚀介质是元素硫 硫化氢和环烷酸 简称为H2S S RCOOH型腐蚀 此外还有少许腐蚀介质在低温及高温中也发生作用 如O2 CO2 H2SxO6和硫的氧化物Sox 如烟气对热管的露点腐蚀等 从发生腐蚀作用的温度分布来看 主要腐蚀介质是120 以下的无机氯盐 230 420 的环烷酸和120 480 的含硫化合物 这些腐蚀介质不仅其作用温度多相交错 且其腐蚀作用也常互相促进 石油炼制过程 常减压蒸馏 1 4 3惠炼常减压蒸馏装置的防腐 1 低温部位的防腐工作重点放在工艺防腐确保电脱盐指标达标 采用中和缓蚀剂 脱金属剂 三塔顶切水PH值控制在6 0 7 0 铁离子浓度控制小于1PPm 冷却器管束做防腐处理 如果资金容许使用双相钢或钛管是最好的选择 但18 8 316 316L等应尽量避免在低温下使用 2 高温部位的防腐工作重点放在材料选择存在高温环烷酸腐蚀的部位 加热炉系统 高温工艺管线 常压塔 减压塔 优先选用316 317等钼含量更高的合金系列钢材 慎用Cr5Mo 渗铝钢 18 8等材料 工艺防腐采用高温缓蚀剂 渣油阻垢剂且在开工初期尽早投注 使其在管线 设备表面形成缓蚀阻垢膜 以防止腐蚀 结焦聚集增大的可能 3 应用最新腐蚀监测技术 建立腐蚀监测局域网或数据库 石油炼制过程 催化裂化 2 1催化裂化简介在催化剂存在下进行的石油裂化过程叫催化裂化 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 原料主要是350 540 馏分的重质油 一般以减压馏分油和焦化蜡油为原料 但是随着原油的日趋变重的趋势和市场对轻质油品的大量需求 部分炼厂开始掺炼减压渣油 甚至直接以常压渣油为裂化原料 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 催化裂化汽油性质稳定 辛烷值高 故用作航空汽油和高辛烷值汽油的基本组分 石油炼制过程 催化裂化 2 2国内催化裂化工艺技术 2 3催化裂化装置的组成 一套完整的催化裂化装置一般由以下几部分组成 反再系统 催化剂流化再生 原料反应生成产品 分馏系统 将油气分割成不同馏分的产品 吸收稳定系统 富气分离 处理粗汽油 产品精制系统 脱硫 保证产品质量 主凤机与烟气能量回收系统 提供烧焦用风 利用烟气能量 富气压缩机系统 提升富气压力 余热回收系统 回收烟气热量 机泵系统 提供物流动力 控制系统 保证工艺设备参数正常 自保联锁系统 事故状态保证装置安全 石油炼制过程 催化裂化 石油炼制过程 催化裂化 2 4催化裂化工艺催化裂化工艺由三部分组成 原料油催化裂化 催化剂再生 产物分离新鲜原料油经过换热后与回炼油混合 进入提升管反应器下部的喷嘴 用蒸汽雾化后喷入提升管 与来自再生器的高温催化剂接触 随即气化并进行反应 反应后的油气经过旋分分离器后进入集气室 通过沉降器顶部出口进入分馏系统 积有焦炭的再生催化剂 待生催化剂 由沉降器进入下面的汽提段 用过热水蒸汽进行汽提 脱除吸附在待生催化剂表面的少量油气 然后经过待生斜管进入再生器 与来自再生器底部的空气接触反应 恢复催化剂的活性 同时放出大量的热量 反应油气经分馏系统初步分离后 得到部分产品和半成品 半成品进入吸收 稳定系统 在此将富气中C2以下组分与C3以上组分分离以便分别利用 同时将混入汽油中的少量气体烃分出 得到合格汽油 石油炼制过程 催化裂化 石油炼制过程 催化裂化 2 5惠炼催化裂化技术特点 采用串联提升管反应器 优化一次反应和二次反应 减少干气和焦炭产率 设计两个反应区 第一反应区以裂化反应为主 第二反应区以氢转移和异构化反应为主 适度二次裂化反应 相对于MIP工艺 MIP CGP的第一反应区温度更高 反应时间更长 第二反应区反应温度略高 主要以增加反应时间来促进二次反应 在二次裂化和氢转移反应双重作用下 汽油中烯烃转化为丙烯和异构烷烃 汽油中烯烃大幅度下降 同时汽油辛烷值保持基本不变或略有增加 催化剂具有强化不同反应区的功能 调变催化剂的裂化和氢转移活性 以增加液化气的产率和液化气中丙烯产率 总之 原料油在第一反应区内一次裂化反应深度增加 生成更多的富含烯烃汽油和富含丙烯液化气 在第二反应区汽油烯烃发生氢转移 异构化和适度的二次裂化反应 从而降低汽油烯烃和增加液化气产率及丙烯产率 石油产品可分为 石油燃料 石油溶剂与化工原料 润滑剂 石蜡 石油沥青 石油焦等6类 其中 各种燃料产量最大 约占总产量的90 各种润滑剂品种最多 产量约占5 各国都制定了产品标准 以适应生产和使用的需要 一 汽油汽油是消耗量最大的品种 汽油的沸点范围 又称馏程 为30 205 C 密度为0 70 0 78克 厘米3 商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分 标记为辛烷值70 80 85 90 93 97 98等 号越大 抗爆性能越好 汽油主要用作汽车 摩托车 快艇 直升飞机 农林用飞机的燃料 过去商品汽油中添加有含铅添加剂 如抗爆剂四乙基铅 以改善使用和储存性能 受环保要求 今后将限制芳烃和铅的含量 石油产品 汽油 汽油的辛烷值 辛烷值 是人们用来衡量汽油质量的一种重要指标 它表示了汽油爆震程度的大小 什么是汽油的爆震呢 汽油发动机吸气时 将汽油和空气的混合物吸入汽缸中 通过压缩使气体混合物温度升高 达到一定程度后经点火便会燃烧 但是一部分汽油不等点火就超前发生了爆炸式燃烧 这种不能控制的燃烧过程 通过汽油发动机的响声或震动表现出来 这种现象叫做爆震 汽油的爆震既损失能量 浪费燃料 又损坏汽缸 爆震现象与汽油的化学组成有关 汽油中直链烷烃在燃烧时发生的爆震程度比较大 芳香烃和带有支链的烷烃则不易发生爆震 经过比较发现 汽油中以正庚烷的爆震程度最大 而异辛烷 2 2 4 三甲基戊烷 的爆震程度最小 人们把衡量爆震程度大小的标准叫做辛烷值 把正庚烷的辛烷值定为0 异辛烷的辛烷值定为100 这两种标准燃料以不同的体积比混合起来 可得到各种不同的抗震性等级的混合液 在发动机工作相同条件下 与待测燃料进行对比 抗震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数 即为该样品的辛烷值 辛烷值越高 汽油的抗爆震性能越好 石油产品 汽油 需要注意的是 辛烷值只表示汽油的爆震程度 并不表示汽油中异辛烷的真正含量 我国目前使用的车用汽油的牌号就是按照汽油辛烷值的大小划分的 牌号有70号 90号 93号 97号 98号等 牌号数值就相应表示这种汽油的辛烷值大小 辛烷值越高 表示汽油的抗爆震性能越好 直馏汽油的辛烷值只有40到50 为达到国家规定的要求 还需掺入催化裂化 催化重整的汽油 一般合格的汽油是无色透明的 为了提高汽油的辛烷值 过去广泛采用的一种方法是在汽油中添加抗爆震剂四乙基铅 四乙基铅是一种带水果味 具有毒性的油状液体 它可以通过呼吸道 食道或皮肤进入人体 而且很难排泄出去 当人体内的含铅量积累到一定量时 就会发生铅中毒 加入了四乙基铅 并使汽油带粉红色或兰色是提醒人们使用时要加小心 千万不要用嘴吸取汽油 目前世界上许多国家都已限制汽油中铅的加入量 逐步实行低铅化和无铅化 美国早在1988年就实现了车用汽油的无铅化 2000年1月1日 全国停止生产含铅汽油 2000年7月1日停止使用含铅汽油 全国实现了车用汽油的无铅化 石油产品 汽油 实现汽油无铅化 提高汽油辛烷值 目前主要是通过三种途径 一是选择良好的原料和改进加工工艺 改进炼油技术 发展能生产高辛烷值汽油组分的炼油新工艺 例如采用催化裂化 重整等二次加工工艺二是向产品中调入抗爆性优良的高辛烷值成分 例如异辛烷 异丙苯 烷基苯等 三是加入抗爆剂 研究和开发新的提高汽油辛烷值的调合剂 代替四乙基铅作为汽油的抗爆剂 在实际工作中 可根据具体情况采用其中一种或同时采用几种方法 以获得高辛烷值的汽油 人们在实践中认识到在汽油中加入少量高效率的抗爆剂可以大大提高低辛烷值汽油的抗爆性 也是取得高辛烷汽油的最经济的方法 尤其是当单纯采用加工和调和方法难于取得理想效果时 加抗爆剂也就成为调整汽油辛烷值的有效办法 石油产品 汽油 无铅汽油中的抗爆剂多年来 在人们实验过的许多金属和非金属抗爆剂中 锰基有机化合物是品质最好的抗爆剂之一 简称MMT MMT可以在无铅汽油中有效地提高辛烷值 并且还有减轻发动机磨损的作用 但其最大的缺点是成本高 大约是铅抗爆剂的四倍 而且它还有破坏汽车尾气净化的作用 使得它在使用中存在争议 金属有机物抗爆剂虽然效果好 但金属氧化物系固体 不易排出气缸 即使利用导出剂 长期使用也势必造成金属积累引起的火花塞失灵 排气门寿命缩短和燃烧室积碳增加的问题 所以人们又在研究使用纯有机化合物作为抗爆剂 我国使用较多的是一种简称MTBE methyltert butylether 的有机抗爆剂 这种抗爆剂在世界上应用得比较广泛 MTBE加入汽油中对汽油的理化性质及密度都影响不大 而且具有良好的抗爆怀 它的缺点是使汽油比较容易吸收水份 在使用 储运中应中以控制 MTBE在汽油中的加入量各国规定不一 美国规定11 欧共体允许15 目前要找到一种完全满足全部条件和要求的添加剂还是不现实的 这就需要加入类型的添加剂以平衡达到不同的目的 石油产品 汽油 清洁汽油清洁汽油是一种新配方汽油 清洁车用无铅汽油新标准 所用辛烷值改进剂主要是MTBE 清洁汽油的优点使用清洁汽油的好处很多 在车辆方面 对汽油发动机 尤其是电喷发动机的汽车具有以下几点好处 1 减少污染 使用清洁汽油的汽车 尾气排放中的碳氢化合物 HC 一氧化碳 CO 氮氧化物 NOx 将大大减少 对每个人都有好处 2 清洁汽车部件 使用清洁汽油的汽车能够保持发动机燃油系统清洁 如化油器或喷嘴 进排气阀 火花塞 燃烧室 活塞等 燃油系统不会产生积碳 减少机械磨损 延长汽车使用寿命 3 省油 燃油系统清洁 油品的雾化程度提高 混合气完全燃烧 功率达到最大化 4 改善行驶性能 发动机容易启动 转速平稳 加速性能好 5 乘车感舒适 石油产品 汽油 乙醇汽油目前我国正重点推广车用乙醇汽油 这将为我国积极 稳妥地推广使用车用汽油 规范产品混配 起到保证作用 乙醇汽油技术在国外已十分成熟 目前 国外使用车用乙醇汽油的国家主要是美国和巴西 欧盟国家也使用车用乙醇汽油 目前 我国汽油年消耗量约为3600万吨 即使全部使用乙醇汽油 生产乙醇所需玉米 仅占我国玉米产量的8 左右 因此 不会对粮食供应产生冲击 而且有利于环境改善 用乙醇替代等量汽油 可降低汽车尾气有害物质排放 而且使用燃料乙醇汽油对汽车行驶性能也没有什么影响 据悉 乙醇汽油价格将与目前同等标号的无铅汽油相同 它基本随国内汽油价格浮动 因此使用乙醇汽油不会增加消费者负担 石油产品 汽油 三 煤油 kerosene 沸点范围为180 310 为水白色透明液体 安定性好 质量稳定 点灯时亮度足 火焰稳定 不冒黑烟 含硫少 无臭味 系天然石油经常减压蒸馏 常压切割的直馏馏分 经气提 电化学精制而制得 主要供照明 生活炊事用 要求火焰平稳 光亮而不冒黑烟 煤油除了点灯照明外 还在工业上被用作航空煤油和洗涤剂 在农业上用作杀虫药的溶剂等 目前产量不大 石油产品 煤油 二 喷气燃料喷气燃料主要供喷气式飞机使用 沸点范围为60 280 俗称航空汽油 或150 315 俗称航空煤油 航空煤油的主要指标是它的发热值 密度和低温性能 此外 还对它的馏程范围和粘度也有一定的要求 航空煤油主要用于喷气式战斗机的燃料 这种飞机要求飞行高度高 续航里程远 飞行速度快 这就要求航空煤油有较高的发热值和较大的密度 喷气式飞机的飞行高度在一万米以上 这时高空气温低达 55 60 这就要求航空煤油在这样的低温下不能凝固 具体要求航空煤油的冰点指标不得高于 55 60 以便确保飞机在高空能正常飞行 航空煤油的馏程范围会影响发动机的启动性能和是否能完全燃烧 同时馏程情况与煤油本身的密度 低温性能有直接关系 航空煤油的粘度大小会影响发动机喷油嘴的工作情况和燃烧的质量 粘度太大 喷进发动机的油滴大 造成燃烧不完全 降低发动机的出力 粘度过小 使喷出的油雾角度大 射程近 会引起内部过热 由于对航空煤油要求严格 所以在炼油中主要采用加氢裂化的办法来生产 为适应高空低温高速飞行需要 这类油要求发热量大 在 50 不出现固体结晶 石油产品 煤油 四 柴油沸点范围有180 370 和350 410 两类 对石油及其加工产品 习惯上对沸点或沸点范围低的称为轻 相反成为重 故上述前者称为轻柴油 后者称为重柴油 随着我国农业机械化程度的不断提高 柴油的需要量也越来越大 农村的拖拉机 农用排灌机械 大型载重汽车等压燃式发动机都要用柴油做燃料 现代小汽车发展也以柴油车为主 柴油分为用在高速柴油机的轻柴油和用在低速度柴油机的重柴油两种 对重柴油的使用要求不严格 对轻柴油有较严格的判断轻柴油的主要指标是 燃烧性能 抗爆性能 凝固点和粘度 轻柴油含有过重的馏份 燃烧性能就不好 若含有过多的轻馏份 从经济上说就不合算了 所以一般规定轻柴油恩氏蒸馏的50 点的温度不高于300 90 点温度不高于350 355 石油产品 柴油 轻柴油的抗爆性能用 十六烷值 来衡量 十六烷值越高 抗爆性能越好 由于不同地区或季节的温度不同 要求使用轻柴油时应该经济合理的选择不凝固的轻柴油 所以轻柴油的牌号就以凝固点的高低来规定 分别有10号 0号 10号 20号和 35号五种牌号 柴油牌号的意义 就是表明该种轻柴油的凝固点温度 选用柴油的依据是使用时的温度 柴油汽车主要选用后5个牌号的柴油 温度在4 以上时选用0 柴油 温度在4 5 时选用 10 柴油 温度在 5 14 时选用 20 柴油 温度在 14 29 时选用 35 柴油 温度在 29 44 时选用 50 柴油 选用柴油的牌号如果低于上述温度 发动机中的燃油系统就可能结蜡 堵塞油路 影响发动机的正常工作 柴油广泛用于大型车辆 船舰 由于高速柴油机 汽车用 比汽油机省油 柴油需求量增长速度大于汽油 一些小型汽车也改用柴油 对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好 燃烧性能用十六烷值表示愈高愈好 大庆原油制成的柴油十六烷值可达68 高速柴油机用的轻柴油十六烷值为42 55 低速的在35以下 石油产品 柴油 十六烷值十六烷值就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标 常以纯正十六烷的十六烷值定为100 纯 甲基萘的十六烷值定为零 以不同的比例混合起来 可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料 并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比 柴油的正确选用柴油的燃烧性能主要是以十六烷值来表示的 十六烷值越高 柴油的燃烧性能越好 但是其凝点也较高 凝点表示柴油的低温流动性 是指油料遇冷开始凝固而失去流动性的最高温度 是柴油的重要指标之一 使用柴油发动机的汽车要注意根据使用地的环境温度来选择适当标号的油品 柴油在使用前应充分沉淀 过滤 以排除杂质 一般不应少于48小时 这是因为高速柴油机的高压泵和喷油嘴都是十分精密的部件 稍有机械杂质进入 就会遭到严重磨损 另外 柴油在低温条件下使用时 应进行预热 不同标号的柴油 由于它的质量指标除凝点外基本相同 所以可以适合季节用油的情况下混用 石油产品 柴油 五 燃料油我国燃料油消费的主要方式是以燃烧加热为主 少量用于制气原料 具有较强的节约和替代潜力 燃料油主要用作锅炉 轮船及工业炉的燃料 商品燃料油用粘度大小区分不同牌号 燃料油为黑褐色粘稠状可燃液体 主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的 其特点是粘度大 含非烃化合物 胶质 沥青质较多 是成品油中的一种 炼油工艺过程中最后一种产品 根据国家统计局统计 我国燃料油消费主要是用作烧油 主要集中在发电 交通运输 冶金 化工 轻工等行业 其中电力行业的用量最大 占消费总量的32 其次是石化行业 主要用于化肥原料和石化企业的燃料 占消费总量的25 第三是交通运输行业 主要是船舶燃料 占消费总量的22 近年来需求增加最多的是建材和轻工行业 包括平板玻璃 玻璃器皿 建筑及生活陶瓷等制造企业 占消费总量的14 钢铁部门的燃料油消费占全部消费量的比例为7 左右 石油产品 燃料油 燃料油按SH T0356 1996分为1号 2号 3号 4号轻 4号 5号轻 5号重 6号和7号8个牌号 具有不同的质量标准 根据燃料油运动粘度和含硫量进行分类 主要牌号 180CST高硫燃料油 180CST低硫燃料油 380CST高硫燃料油 380CST低硫燃料油 石油产品 燃料油 六 润滑油润滑油从石油制得的 润滑油约占总润滑剂产量的95 以上 润滑油为什么能起润滑作用呢 人们都会有体会 当行走在一般的路上和冰面上 脚下的感觉就大不一样 原因是路面和冰面分别对鞋底产生的摩擦力不一样的结果 若在两个物体的接触面之间加上润滑油 就便它们之间形成了一层油膜 这样也就改变了接触表面的摩擦力 这种摩擦 即变成油膜分子间的相互摩擦 摩擦阻力是很小的 所以 润滑油能使得机器运转灵活 减轻摩损 而且还节省了动力能源的消耗 石油产品 润滑油 润滑油除了起润滑作用外 还有以下几个重要作用 冷却作用 我们都知道 两个手掌之间互相摩擦就会产生热量 两个机器部件在作相反方向运动的接触面之间 也同样会产生热量 加入润滑油后 不仅可以降低摩擦阻力而减少了热量的产生 而且润滑油还可以带走热量 起到冷却接触部位的作用 冲洗作用 润滑油在二个摩擦面之间滑动 可将金属碎屑 灰尘 砂粒等杂质从摩擦面间冲洗出来 密封作用 某些机器在有些地方需要高度的密封 单靠机械加工也难达到精密的要求 如在往复泵的汽缸套和活塞环之间 只有充填润滑油 形成油封 才能防止蒸汽漏出 保护作用 例如 商店卖的新菜刀或剪刀 表面上就有一层油膜 这层油膜就可以防止空气和金属表面接触 使金属表面不容易生锈 起到保护作用 润滑油还有减振 传递力等作用 石油产品 润滑油 由于机械设备种类很多 起的作用也各不相同 所以 要求润滑油的品种也是很多的 最常用的 有代表性的润滑油有 第一类是汽油机油和柴油机油 汽油机油用于各种汽油汽车 汽油发动机 柴油机油用于柴油汽车 拖拉机 柴油机车等 这类润滑油的主要作用是润滑与冷却 第二类是机械油 包括高速机械油 机械油和重型机械用油 主要用于纺织 缝纫机及备种车床等 它的主要功能也是起润滑作用 第三类是压缩机油 汽轮机油 冷冻机油和汽缸油 它们分别用于压缩机 汽轮机 冷冻机 而汽缸油用于蒸汽机车的和直接与蒸汽接触的汽缸内 主要起密封作用 第四类是齿轮油 它又分工业齿轮油与汽车 拖拉机转动齿轮油 工业齿轮油主要用于各类工业机械 如旋转炉 轧钢机等齿轮传动机构 汽车 拖拉机齿轮油用于它们的变速箱 减速箱等部件和高级轿车 越野汽车的双曲线齿轮传动装置 对这类润滑油的主要质量要求是润滑性和抗磨性 同时为了保证汽车 拖拉机在低温下起动 还应有较低的凝固点 石油产品 润滑油 第五类是液压油 主要用作各类液压机械的传动介质 如汽车的变速机构 矿山机械等都需要用液压油 第六类是电器用油 包括变压器油 电缆油等 主要用于备种电工设备 对这类油并不要求润滑性能 但要求电气性能 由于这类油的原料和生产工艺和其它各类润滑油相似 所以通常把它们包括在润滑油这个类别中 由此可以看出 多种不同的润滑油 每一种都有专门的用途和特殊要求 因此 一般都不能互换使用 润滑油产量最大的是内燃机油 占40 其余为齿轮油 液压油 汽轮机油 电器绝缘油 压缩机油 合计占40 商品润滑油按粘度分级 负荷大 速度低的机械用高粘度油 否则用低粘度油 炼油装置生产的是采取各种精制工艺制成的基础油 再加多种添加剂 因此具有专用功能 附加产值高 石油产品 润滑油 七 润滑脂俗称黄油 是润滑剂加稠化剂制成的固体或半流体 用于不宜使用润滑油的轴承 齿轮部位 润滑脂为半固体物质 借增稠剂分散于液态润滑油 基础油 配制而成 并可加入其它成份 不易挤离 故效果尤胜于使用润滑油 此外 润滑脂又可用来封闭机器待润滑部份