炼化工艺及相关工艺介绍.ppt

炼化生产工艺及相关知识简介 2009年3月 炼油生产工艺及相关知识简介 化工生产工艺及相关知识简介 中石油炼化业务与中石化比较 炼化业务的发展趋势 石油在国民经济中占有举足轻重的重要地位 目前中国全年原油消耗量约3 6亿吨左右 从2003年起就成为全世界第二大石油消费国 其中从国外进口量2007年已占总消费量的46 中国所有能源消耗中 石油及天然气产品约占23 2 石油及石油产品与我们的日常生活息息相关 如吃 穿 住 行方面 我们已很难设想 如果现在离开了石油 社会生活将是什么状况 前言 前言 石油化工行业是一个技术密集型 资金密集型 生产密集型的行业 同时其大部分生产介质还具有易燃 易爆 剧毒的特点 涉及的专业主要有炼油化工工艺 机械 仪表 化验分析 供排水 热工 环保 计算机 自控等等 一个较大型的石油化工企业的投资动辄几十亿甚至几百亿元人民币 石油化工生产装置绝大部分是连续化运行的 上下游关系非常密切 每一个装置运行不正常时 都可能对全局生产造成影响 炼油部分的主要内容 一 石油的基本物性及加工工艺 原油 石油 基本物性原油外观是一种褐色 黑色或黄色的流动或半流动的粘稠的液体 其密度一般在800 980千克 m3原油从化学组成上讲 主要由碳 氢元素组成 还有少量硫 氮和氧组成 大部分原油的碳 氢的含量占95 以上 原油是一个极其复杂的烃类混合物 至今为止地球上的原油是如何形成的 还没有一个确定的值得信服的科学解释 炼油厂类型 炼油厂一般分为四类燃料型 如长庆石化燃料 润滑油型 如玉门炼厂燃料 化工型 如吉林石化炼油厂燃料 润滑油型 化工型 如兰州石化炼油厂 大庆石化 独山子石化炼油厂 炼油生产装置分类 原油分离装置 常减压装置重质油轻质化装置 催化裂化 加氢裂化 延迟焦化油品改质及油品精制装置 催化重整 加氢精制 溶剂精制 溶剂脱蜡油品调和装置 气体加工装置 气体分离 脱硫 烷基化 MTBE等 主要炼油装置介绍 常减压装置 常减压蒸馏装置 常减压 原油 初顶石脑油 常顶石脑油 煤油组分 柴油组分 蜡油 减一线 减二线 减三线 减压渣油 减四线 乙烯装置 连续重整 灯煤 航煤 乙烯 柴油 乙烯 催化裂化 润滑油 延迟焦化催化裂化沥青装置 催化裂化加氢裂化 连续重整装置 连续重整装置 石脑油 重整预分馏 连续重整 芳烃抽提 返回 催化裂化装置 催化裂化装置 蜡油 催化裂化 液态烃 干气 汽油 调汽油 渣油 柴油 加氢后调柴油 油浆 烧焦 精制后去气分 气体分馏装置 气体分馏及气体加工装置 精制液态烃 气体分馏 丙烷 液化气 乙烯料 干气 丙烯 生产聚丙烯 轻碳四 重碳四 甲乙酮原料 MTBE 甲醇 尾气 MTBE 烷基化 异辛烷 调汽油 尾气 重化物 返回 润滑油系统 溶剂精制 抽出油 进重催或焦化 精制油 溶剂脱蜡 脱蜡油 精制后得到基础油 蜡膏 产石蜡或进重催 减二线 减三线 减四线 轻脱沥青油 减一线 返回 加氢裂化装置 蜡油 加氢裂化 液态烃 干气 石脑油 乙烯原料 航空煤油 轻柴油 调柴油 加氢尾油 乙烯原料 润滑油料 精制后去气分 延迟焦化装置 延迟焦化装置 减压渣油 延迟焦化 干气 焦化柴油 焦化液态烃 去气分 焦化汽油 焦化蜡油 去重催 焦化石油焦 乙烯重油 催化油浆 脱油沥青 抽出油 焦化汽柴油加氢 柴油 调柴油 石脑油 乙烯料 二 石油主要产品的牌号含义 1 汽油汽油的牌号是以其研究法辛烷值来区分的 比如93 汽油 要求其辛烷值不小于93 辛烷值越高 表明在汽油发动机中燃烧时的抗爆震性能越好 汽油的利用效率也越高 汽车用什么牌号的汽油 取决于其发动机设计 不是越高越好 催化汽油 汽油 97 汽油 90 汽油 93 汽油 异辛烷 MTBE 重整 化工抽余油 重整生成油 二 石油主要产品的牌号含义 汽油调和 少量直馏汽油和碳五抽余油也参与汽油调和 直馏柴油 柴油 20 柴油 0 柴油 10 柴油 常减压煤油组分 加氢精制柴油 重芳烃 二 石油主要产品的牌号含义 兰州石化公司柴油调和现状 二 石油主要产品的牌号含义 2 柴油柴油的牌号是以其凝固点划分的 此划分原则是为了保证在不同环境温度下确保其流动性能 如 10 柴油 其含义是其凝点不高于 10 衡量柴油品质即其在发动机中的燃烧性能的指标是十六烷值 十六烷值也不是越高越好 取决于发动机的转速 直馏柴油 柴油 20 柴油 0 柴油 10 柴油 常减压煤油组分 加氢精制柴油 重芳烃 二 石油主要产品的牌号含义 柴油调和现状 直馏柴油 柴油 20 柴油 0 柴油 10 柴油 常减压煤油组分 加氢精制柴油 重芳烃 二 石油主要产品的牌号含义 柴油调和 二 石油主要产品的牌号含义 3 喷气机燃料 航空煤油 航空煤油的牌号是以其馏分的轻重程度来划分的 分1 2 和3 现基本以3 为主 万米高空飞行的飞机都用3 4 润滑油润滑油在炼油产品中属于精细化产品 生产流程长 牌号很多 同时在调和时需要加入不同要求的添加剂 不同类别的润滑油大都是以黏度分牌号的 二 石油主要产品的牌号含义 5 沥青沥青分道路沥青和建筑沥青两大类 其牌号的分类方法是按25 时的针入度来划分的 针入度越小 表明沥青的稠硬度越高 比如130 重交通道路沥青 其针入度指标范围的平均值为130 10mm 6 重油重油一般分为减压渣油类和催化油浆类 国内没有统一的标准 其密度一般在970 1100千克 m3 有些地方把燃料油专指重油 二 石油主要产品的牌号含义 7 石蜡石蜡是以熔点分牌号 如54 石蜡是指其熔 54 小于56 石蜡是C17 C35的正构烷烃组成 我们所见到的为固态 石蜡也有液体石蜡 8 石油液化气它是我们常见的生活日用品 对蒸发性能 蒸发后残留物 硫含量 腐蚀等指标有严格要求 三 石油产品加工过程的成本核算 炼油产品核算生产成本时基本都采取系数法进行测算 但在炼油过程中 大部分装置一种进料有两种以上的产品产出 其中某一产品的成本到底是多少是难以界定清楚的 我们采取系数法是人为地把成本分摊到各个产品上了 这时 我们往往采用比较成本法来测算某些产品的成本 在进行方案优化时 采用总的投入产出法进行比较的 炼油生产工艺及相关知识简介 化工生产工艺及相关知识简介 中石油炼化业务与中石化比较 炼化业务的发展趋势 一 乙烯在石油化工中的地位和作用 石化工业中大多数中间产品 有机化工原料 和最终产品 三大合成材料 均以烯烃和芳烃为原料 乙烯装置在生产乙烯的同时 副产大量的丙烯 丁二烯 三苯 苯 甲苯 二甲苯 是石油化工基础原料的主要来源 世界上约70 的丙烯 90 的丁二烯 30 的三苯均来自乙烯装置 国际上常常以乙烯生产作为衡量一个国家和地区石油化工生产水平的标志 因此乙烯装置在石化工业中成为关系全局的核心 一 乙烯在石油化工中的地位和作用 乙烯 丙烯 丁烯等烯烃的分子中有双键存在 化学性质活拨 能与许多物质发生加成反应生产一系列重要产物 并易氧化和聚合 生成各种有机化工产品和高分子聚合物 由于自然界中几乎没有烯烃的存在 20世纪30年代有人对石油烃高温裂解生产乙烯进行研究 1941年第一台管式裂解炉生产乙烯工业装置在美国投产 目前单台裂解炉可达15万吨 年乙烯的规模 二 乙烯装置工艺简介 以石脑油 油田和炼厂饱和轻烃 轻柴油 加氢裂化装置尾油等为原料 根据原料性质不同 在850 900 裂解温度下使原料进行裂解 脱氢 缩聚等化学反应 生产出裂解气 裂解气按照轻重 挥发度 不同由重到轻分离出重油 裂解汽油 碳四 丙烷 丙烯 乙烯 甲烷 氢气 轻组分分离采用深度冷冻分离 最低分离温度达 160 左右 二 乙烯装置工艺简介 乙烯装置 甲烷氢 氢气 乙烯 丙烯 碳四 裂解汽油 裂解重油 汽油加氢 柴油加氢 石脑油 炼厂轻烃 油田轻烃 丙丁烷 轻柴油 加氢裂化尾油 天然气 燃料气管网 高密度聚乙烯 高压聚乙烯 线性聚乙烯 全密度聚乙烯 苯乙烯 丙烯腈 丁二烯抽提 汽油加氢 芳烃抽提 延迟焦化 聚丙烯 PP 汽油加氢 芳烃抽提装置 乙烯裂解汽油 汽油加氢 芳烃抽提 返回 加氢汽油 碳五 碳九 苯 甲苯 混合二甲苯 抽余油 乙烯装置 三 乙烯装置生产的主要化工单体介绍 乙烯C2H4丙烯C3H6丁二烯C4H6苯C6H6 三 乙烯装置生产的主要化工单体介绍 甲苯C7H8对二甲苯C8H10临二甲苯C8H10间二甲苯C8H10 四 主要化工单体的应用 乙烯 乙烯 乙烯 聚乙烯 PE 乙烯 苯苯乙烯 重要的化工单体 乙烯乙醇 重要的化工单体 聚乙烯生产是乙烯的最大用途 牌号不同的PE用途和加工性能不同 聚乙烯按密度分为低密度LDPE 0 914 0 940g cm3 和高密度HDPE 0 941 0 97g cm3 生产每吨聚乙烯消耗乙烯及共聚单体1018kg左右 聚乙烯主要用于生产薄膜 吹塑注塑容器 管材 绝缘材料等 PE的一个最主要的质量指标是熔体流动速率 熔指 聚合 脱氢 氧化 20万吨 年高压聚乙烯装置 高压聚乙烯装置 高压聚乙烯装置设计压力达360MPa 操作压力310MPa 相当于一枚一分钱硬币的面积要承受 吨以上的压力 管式反应器正常生产时的内部压力和火炮发射瞬间产生的压力相差不多 反应器 管线 部分设备都需要特种耐压钢材制成 采取特殊装配方式和安全措施 在这种条件下 反应中不需要加入带有金属成分的催化剂 因此产品要比其他塑料具有更好的绝缘性 是理想的高附加值绝缘材料 广泛用于电器绝缘材料 食品包装膜 包装袋 农膜衬里 建筑用膜和工业型材 管材等 返回 全密度聚乙烯装置 四 主要化工单体的应用 丙烯 丙烯 丙烯 聚丙烯 PP n丙烯 m乙烯乙丙橡胶丙烯 CO H2丁醇辛醇丙烯 合成氨丙烯腈PP生产依然是丙烯的最大消耗者 PP的耐热性能 强度 耐磨性等方面优于PE 广泛用于强度和温度要求较高的吹膜 吹塑 注塑制品 也在不断替代工程塑料用于电脑 家电和汽车的零部件 而且在熔融状态下拉伸后切成窄带或细丝用作织物和绳索材料 PP通过熔融状态喷丝来生产丙纶 烟膜也是PP膜 聚合 共聚 氧化 30万吨 年聚丙烯装置 四 主要化工单体的应用 丁二烯 丁二烯 丁二烯 顺丁橡胶 BR n丁二烯 m苯乙烯丁苯橡胶 SBR n丁二烯 m丙烯腈丁腈橡胶 NBR n丁二烯 m丙烯腈 p苯乙烯ABS树脂丁苯 顺丁橡胶橡胶约70 用于生产各种车辆和飞机轮胎 30 用于鞋底 胶管 胶墊等制品 丁腈橡胶以其耐油和密封性优越著称 ABS是一种品质优良的工程塑料 广泛用于电脑 电视 冰箱 洗衣机外壳以及家电和汽车的零部件 聚合 聚合 聚合 聚合 丁苯橡胶 SBR 介绍 丁苯橡胶是合成橡胶中产量最大的品种 丁苯软胶SBR1500 呈浅褐色或棕红色的弹性体 有较好的介电性能 在耐老化性 耐热性 耐油性 气密性 耐磨性等方面优于天然橡胶 纯炭黑补强后的硫化胶其强度与天然橡胶不相上下 适用于制造轮胎以及要求耐磨好 强度和弹性大 耐热和耐自然老化性好的橡胶制品 如各种胶管 胶带及胶底鞋等 通过聚合和凝聚配方的改变 可以制得耐水性 介电性能良好的绝缘橡胶 用于电缆行业中 丁苯充油胶SBR1712 呈深绿色或黑色的弹性体 颜色的深浅与含胶量多少及填充油含量呈正比 其负荷发热量低 防滑性能好 适用于制造载重量小而转速高的轿车轮胎 低压力管 人力车胎 自行车车胎及胶鞋鞋底 丁苯非污染性软胶SBR1502 丁苯非污染性充油胶SBR1778 主要用于浅色橡胶制品 返回 丁腈橡胶 NBR 介绍 丁腈橡胶以耐油著称 它对汽油和脂肪烃油类等非极性或低极性溶剂有较高的稳定性 它的耐磨性 耐热性及对化学药品的稳定性均优于天然橡胶 氯丁橡胶和丁苯橡胶 具有良好的物理机械性能和超强的耐油性 应用于汽车 航空 航天 密封垫圈 电线电缆 胶布等领域 可广泛用于汽车部件及其他工业产品 密封材料 胶辊 胶管 胶带 鞋类 耐油膜 传送带 海绵制品等 还可作为极性塑料改性剂 乙烯及下游生产流程 丁苯橡胶 丁二烯 丁腈橡胶 ABS树脂 SAN树脂 苯乙烯 丙烯腈 合成氨及下游生产流程 CO2 合成氨 浓硝酸 尿素 丙烯腈 天然气 氮气 尿素介绍 尿素最大的用途是农用化肥 它属中性速效肥料 长期使用不会使土壤劣化 尿素可用作饲料添加剂 仅限于反刍动物 同时也是塑料 树脂 涂料 医药等工业部门的重要的原料 可用于石油炼制过程中的脱蜡剂 作为纤维素产品中的软化剂 炸药工业中的稳定剂 返回 浓硝酸介绍 浓硝酸是合成氨氧化成氮氧化物后与水反应生成的产物 为一种强氧化剂 性质很活泼 易和其它物质起化学反应 它广泛用于苯胺生产 炸药生产 医药 化学纤维 染料 炼钢 照相器材等工业部门 是重要的军工 化工原料 炼油生产工艺及相关知识简介 化工生产工艺及相关知识简介 中石油炼化业务与中石化比较 炼化业务的发展趋势 随着国民经济的发展要求 中国的石油化工业务在近15年是全世界增速最快的国家 原油加工能力已达3 7亿吨 年 世界第二 乙烯产能1040万吨 年 世界第二 其中中国石油08年产能为253万吨 年 合成树脂产量世界第二 化肥产量世界第一 据统计 GDP每增加1 能源需求增加0 5 十二五期间 中国石油石化还将较快增长 中国的炼油技术与国际先进水平接近 但乙烯 聚烯烃 大化肥工艺包和关键机组 关键设备还需从国外引进 中石油炼化业务与中石化比较 中石油炼化业务与中石化比较 中国石油炼化业务近两年来在技术经济指标方面与中国石化差距很小 各有优劣 原油加工损失率 原油综合能耗方面中国石油略差于中石化 炼油综合商品收率 乙烯的双烯收率高于中石化 在以下方面还有明显差距 1 在规模方面1 1在炼油规模上及含硫原油加工方面 单位 万吨 08年加工原油含硫原油含硫油比例中石中石油12443249020 2008年 全国共有13个千万吨级炼厂 中石油4个 中石化9个 中石油单个炼厂平均加工能力也低于中石化 两大公司炼厂平均规模455万吨 年 2005年 低硫原油与含硫原油价差为5 1美元 桶 当年布伦特原油平均价为52美元 桶 而加工含硫原油费用比低硫原油高约1 2美元 桶 因此 原油价差不仅可弥补加工费的差别 还可给企业带来效益 据统计 原油酸度每增加1 0mgKOH g 油价降低2 5美元 桶 中石化并继续进行加工含硫和高硫原油技术改造 以不断提高加工劣质原油的能力和加工效益 中石油炼化业务与中石化比较 1 2在乙烯规模方面2008年乙烯产量中石化657万吨中石油267 6万吨中石油正在建设的四川 独山子 抚顺 大庆四套乙烯工程 2012年乙烯产能将达537万吨 2012年中国石化的乙烯产能将达到1070万吨 年 中石油炼化业务与中石化比较 在技术研发方面在炼化技术方面尤其是炼油技术上中石化明显比中石油有优势 比如在双提升管催化裂化技术 催化裂化装置增产丙烯技术 炼油催化剂技术 炼化工艺研发方面都有独到的核心技术 乙烯及后加工工艺技术 国内都是引进国际上几家公司的 双方没有多少差别 但中国石化有与国外合作技术 中石油炼化业务与中石化比较 3 在可控成本方面2008年 中石油炼油吨油修理费33 17元 吨 同比上升5 67元 与中石化差距扩大了10 43元 2008年 中石油炼化业务人工成本增幅超过了预期 员工总量降下来了 但上市部分帐面的人工成本同比增幅达到了20 与中石化吨油人工成本差距扩大了3 62元 4 产品在距离目标市场距离上与中石化比存在差距 压缩了我们的盈利空间 中石油炼化业务与中石化比较 炼油生产工艺及相关知识简介 化工生产工艺及相关知识简介 中石油炼化业务与中石化比较 炼油化工的发展趋势 炼化化工的发展趋势 1 规模化据国外研究 炼厂规模从600万吨 年提高到1200万吨 年 单位投资节省23 25 生产费用降低12 15 劳动生产率提高15 27 同时在规模化中还要求提高加工含硫和高硫高酸油的能力 在国外 以石脑油为原料的乙烯裂解装置规模已达110万吨 年 以乙烷为原料的乙烯裂解装置规模已达135万吨 年 中东规划建设150万吨 年乙烯装置 中石化所属乙烯装置平均规模已达46 23万吨 年 但单套装置规模的增加 对炼化工艺 装备制造 施工作业 运输环境也提出了更高要求 炼化化工的发展趋势 2 炼化一体化炼化一体化发展模式已经成为21世纪石化工业发展和提高盈利能力的重要方式 通过资源的优化配置 实现炼油和化工的协调发展 实现生产集约化 投资高效化 风险分散化 从而保证产品的生产成本具有较强的市场竞争力 再加之有效的市场营销和技术开发 可以最大限度地提高企业的盈利能力 国外大型石油石化公司非常注重炼化一体化协调发展 以获得增值效益和协同效益 如ExxonMobil BP及Shell等公司的原油炼制能力一般高于原油产量 而乙烯能力和炼制能力之比一般在3 左右 炼油化工的发展趋势 3 清洁化环保要求越来越严格 对汽柴油硫含量 汽油的烯烃 芳烃含量限制严格 要求我必须加快改造配套力度 炼油化工的发展趋势 4 差别化在中东以乙烷为原料生产的乙烯及衍生物产品低成本的巨大压力下 世界主要石化公司利用技术优势 积极调整产品结构 采取大宗基础石化产品差异化发展战略 实现与中东石化产品差异化发展 一是提升品质 扩大产品应用范围 避免与中东同类产品直接竞争 如诺瓦化学重点发展苯乙烯功能聚合物业务 这些产品的盈利能力是普通苯乙烯类产品的1 7 2 0倍 二是加快向以丙烯和苯乙烯系列产品为主的业务结构转变 如BASF的12个重点业务领域中专门设有苯乙烯系业务 日本三井化学已实现了大阪工厂从乙烯中心向丙烯生产中心的转变 三是发展高附加值业务 保持持续发展动力 世界主要石化公司利用自身在资金 技术 装备 管理 市场等方面优势 发展特种工程塑料 膜材料 高性能纤维 功能高分子材料 医用高分子材料 专用化工材料和高性能聚合物 由于此类产品经济效益好 进入壁垒高 行业周期性不明显等优势 构成了跨国公司持续发展的动力之一 关于预算工作的建议 1 地区公司预算控制的重点 对炼化生产型地区公司而言 预算控制的重点在于装置的安稳长满优运行