《炼油化工基本知识》PPT课件.ppt

管理人员三年轮训课程 炼油化工基本知识 课程内容简介 一 炼油部份 一 炼油概述 二 炼油工艺基本组成单元 三 典型工艺装置简介1 常减压装置2 催化裂化装置3 加氢裂化装置4 加氢精制装置5 催化重整装置6 延迟焦化装置 二 石油化工部分1 乙烯裂解简介2 乙烯及其后加工应用 聚乙烯 乙烯衍生物及其应用3 丙烯及其后加工应用 聚丙烯 丙烯衍生物及应用4 丁烯系列 丁二烯及其应用 异丁烯和正丁烯5 碳5系列简介三 新时期下对茂名石化的展望 课程内容简介 炼油部分 一 炼油工艺概况至2008年统计我国炼油能力已达4 4亿吨 年 实际加工量超过3 27亿吨 年 位居世界第二位 单厂炼量超过1000万吨 年的炼厂已有镇海 大连西太平洋 茂名等12座 预计2010年前还有福建 天津等5 6个炼厂能力超过1000万吨的投产 全国炼油能力将超过5亿吨 年 二 基本组成单元1 燃料型炼厂 常减压蒸馏 或仅常压蒸馏 催化重整 可不设芳烃抽提 加氢裂化或催化裂化 延迟焦化 加氢精制 成品调合等装置组成 不设芳烃抽提 目的是产汽 煤 柴油等燃料 典型的有镇海 巴陵 湛江 东兴等厂 2 燃料 化工型炼厂常减压蒸馏 可不设初馏塔 催化重整 带芳烃抽提 催化裂化 含重油催化 加氢裂化 或重油加氢裂化 延迟焦化 汽柴油加氢精制 成品调合 目的是多产燃料油外 还着重生产化工用轻油及芳烃 典型的有上海石化 扬子 金陵 齐鲁等厂 3 燃料 化工 润滑油型常减压蒸馏 催化重整 含芳烃提抽 加氢裂化 渣油加氢精制 催化裂化 重油催化 延迟焦化一汽 柴油加氢精制 成品调合糠醛精制 酮苯脱蜡 加氢精制 炼油部分 炼油部分 常减压蒸馏 图一 常减压原理流程图 催化裂化装置 含重油催化裂化 催化裂化是炼油厂中提高原油加工深度 生产较高辛烷值汽油 柴油和液化气的最重要的一种将重质油转化成轻质油的工艺过程 催化裂化反应机理相当复杂 在催化剂的作用下 它包含了裂化断链 异构化 环化 氢转移 缩合等众多副反应 催化裂化所用催化剂主要为 小球硅酸铝 在控制催化反应时 我们必须注意原料的构成 作好原料的选择 控制好反应温度 压力和反应时间 炼油部分 催化裂化 炼油部分 催化裂化 图二 催化反应再生原理流程图 炼油部分 加氢裂化 加氢裂化装置 加氢裂化优点是工艺比较灵活 产品安定性好 在采用不同原料不同催化剂时 可生产不同方案的产品 如液化气 石脑油 喷气燃料轻柴油等 其裂化尾油又是优质润滑油料或乙烯裂解进料 加氢裂化催化剂采用无定型硅酸铝或沸石作载体 加上钨 钼 镍等金属组成 是一种具有双功能的催化剂 加氢裂化反应过程中烷烃主要发生断链和异构化同时在反应中生成的烯烃会被加氢成饱和烃 而进料中的环烷烃和芳烃主要是侧链断裂 异构化和加氢反应等 在整个反应过程中 最重要的反应就是烷烃的断链和异构化反应 因此在选择原料时 应尽量选用以烷烃为主的原料 并注意严格控制重金属的含量 炼油部分 加氢裂化 加氢裂化反应特点 加氢裂化产品非烃组分基本上完全转化 烯烃也基本全部饱和 使产品有更好的安定性 加氢裂化操作影响因素 主要有加氢压力 温度 空速 氢油比以及原料的特性等几项 炼油部分 加氢裂化 图三 加氢裂化流程图 炼油部分 加氢精制 加氢精制装置 加氢精制主要是改善汽 柴油 润滑油 重油品质的手段之一 加氢精制能有效地脱除原料油中的硫 氮 氧等非烃化物 也能使烯烃 芳烃选择加氢饱和 并能脱除金属和沥青质等杂质 具有处理范围广 液体收率高 产品质量好等优点 在精制过程中 除了烯烃 芳烃加氢饱和外 其余的少量硫 氧 氮化合物经过加氢脱硫 可将硫醇 RSH 硫醚 R S R 硫化物 RS 2 噻吩等 经过反应使硫变成气态硫化氢除去 对氮化物如烷基胺 吲哚 吡啶等转化成氨逸出 对那些酚类 酸类等含氧化合物 经过加氢成水份去掉 炼油部分 加氢精制 图四 柴油加氢流程图 炼油部分 催化重整 催化重整装置 催化重整工艺是炼油厂生产高辛烷值汽油和芳烃的主要工艺 也是副产氢气的主要来源 催化重整是以C6 C11石脑油组分为原料 在一定的操作条件和催化剂的作用下 烃分子发生重新排列 使环烷烃和烷烃转化成芳烃或异构烷烃 同时产生氢气的过程 重整反应深度决定于原料油的性质 催化剂的性能和操作的苛刻度 重整催化剂是一种双金属催化剂主要成份为铂 铼等贵金属组成 1 原料质量 常用原料中芳烃潜含量的多少来衡量原料的优劣 所谓的芳烃潜含量实际系指原料中环烷烃加芳烃在原料中的百分比 芳烃潜含量越高 芳烃收率 汽油的辛烷值越高 2 反应温度 重整总的反应热效应是吸热反应 进料温度在500 左右 3 反应压力 一般不高于2Mpa 4 氢油比 影响重整的主要因素 炼油部分 催化重整 图五 典型的半再生重整流程图 炼油部分 延迟焦化 延迟焦化装置 延迟焦化是将渣油经深度热裂化转化为气体 轻 中质馏分油及焦炭的加工过程 是炼油厂提高轻质油收率和生产石油焦的主要手段 和前述的催化裂化 加氢裂化相比较 延迟焦化投资较低 且可生产较多的中间馏分油 可高达78 以上 其中以柴油组分居多 柴汽比可达2 3左右 产出的馏分油可作为催化或加氢裂化原料进一步生产 轻质油 但该工艺所得液体产品含不饱和烃多 胶质多 安定性差 所得汽油辛烷值也较低 必须通过加氢精制才能作为合格产品调合出厂 在焦化反应中必须严格控制温度 温度太低 焦化反应不足 焦炭成熟不够 挥发分高 除焦困难 温度太高 反应深度过高 使所生成汽 柴油继续裂化而降低收率 焦化操作中主要控制好加热炉出口温度和线速 必须做到高温 500 左右 高线速 短停留时间避免油品在炉管内结焦 确保主要的焦化反应在焦炭塔内完成 延迟焦化反应控制要点 炼油部分 延迟焦化 炼油部分 延迟焦化 图六 延迟焦化反应流程图 石油化工工艺部分 石油化工工艺是指以石油和其产品为原料生产的各类产品的工艺 最典型的是以石脑油或轻烃经过裂解产出乙烯 丙烯 丁烯 芳烃等基本产物 进而生产出我们通常所指的塑料 橡胶 化纤 化肥 医药 农药及各类化学品等 1 截止至2007年底我国乙烯生产能力已达998 5万吨 年实际产量1028万吨列世界第二位 2 中石化以550万吨 年能力列世界十大公司的第5位 3 合成树脂能力 合成橡胶能力均居世界第二位 分别为3300万吨 年和165 8万吨 年 4 合成纤维能力2674万吨 年更高居世界第一位 5 2010年前后我国尚有福建 镇海 独山子 天津 武汉等多套80 100万吨 年的乙烯投入生产 总能力将超过1600万吨 现况 石油化工工艺部分 乙烯裂解 乙烯裂解装置 乙烯裂解实际上是烃类在水蒸汽稀释情况下的一种高温热裂解 它主要的反应还是C C C H键的断裂 生成低分子量烯烃 同时还伴生脱氢 异构化 环化 叠合 缩合等二次反应 裂解最终产物是组分众多 复杂的烃类混合物 石油化工工艺部分 乙烯裂解 影响裂解的主要因素 1 原料选择 原料油中有烷烃 环烷烃 芳烃 从多产乙烯 丙烯和不易生焦角度考虑 原料优劣顺序为烷烃 环烷烃 芳烃 2 裂解温度控制 当以乙烯收率为主 裂解温度一般控制在820 830 当以丙烯和芳烃为主 裂解温度一般控制在810 820 3 反应停留时间 一般的反应时间为0 2 0 4秒 总之 裂解深度控制原则依据原料性质 产品方案不同而有所区别 但 高温 低分压 短停留时间 的原则是不变的 石油化工工艺部分 乙烯裂解 100万吨 年乙烯原料和产品方案 仅供参考 产量未作100 平衡 单位 万吨 年 乙烯裂解产品方案 以茂名100万吨乙烯为例 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 乙烯是石油化工的主要代表产品 乙烯的结构式为H2C CH2 分子中含有不饱和双键结构 化学性质活泼 乙烯不仅仅和氮 硫 铝 硼等反应 更多的是和烃 醇 醛 酸等有机物反应 但最重要的是它的聚合 氧化 烷基化 卤化 水合 羰基化等化学反应 这里重点介绍它的主要产品聚乙烯树脂 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 聚乙烯装置 聚乙烯装置有高压聚乙烯 LDPE也称低密度聚乙烯 低压聚乙烯 HDPE也称高密度聚乙烯 LLDPE也称线性低密度聚乙烯 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 衡量聚乙烯质量的重要指标 1 密度D 2 熔体指数MI 3 分子量分布 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 聚乙烯生产工艺 1 高压聚乙烯 釜式法 管式法等 2 低压聚乙烯 溶液法 淤浆法 气相法等 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 图七 高压聚乙烯原理流程图 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 图八 高密度聚乙烯原理流程图 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 图九 线性低密度原理流程图 聚乙烯的应用 石油化工工艺部分 乙烯及其后加工应用 石油化工工艺部分 乙烯的其他应用 1 乙烯还可与氯气反应生产氯乙烯 再经聚合生成聚氯乙烯 2 与苯在催化剂的作用于下生成乙苯 再经脱H2反应可生成苯乙烯 3 乙烯在精细化工中最主要的应用是氧化后生成环氧乙烷CH2 CH2 环氧乙烷与水反应生成乙二醇 与氨反应则生成乙醇胺 与醇类反应可生成各类醇醚 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 乙烯裂解产物中的丙烯 也是非常重要的化工基本原料 以它为原料生产的产品主要有聚丙烯 丙烯腈 环氧丙烷 苯酚 丙烯酸等 其中 用得最多 最广泛的首推聚丙烯 本文将重点介绍聚丙烯及其应用 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 聚丙烯的特征 按链结构分有 1 等规 具有晶体的特征2 间规 介于等规和无规之间3 无规 无定形等规度越大 其结晶度也高 则产品的屈服极限 刚度 硬度 密度都增加 但冲击强度则相应下降 人们也常利用聚丙烯具有的结晶特性 在加工时通过拉伸等成型条件的改变 以及热处理或冷淬等方式 或者加入易于形成核的化合物来控制其结晶速率 结晶大小等得到特定性能的制品 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 聚丙烯的生产工艺 聚丙烯的生产工艺比较多 常见的有本体法 溶液法 液体本体法和气相法等 目前基本集中在液体本体法和气相法的联合工艺上 1 品种多 牌号多 品种有均聚 共聚 牌号可多达100多个 2 采用高效催化剂 以氯化镁为载体的氯化钛组成 配以三乙基铝等助催化剂 3 在环管式反应器中 60 70 3 0 3 5MPa条件下 进行丙烯的液相本体聚合 4 共聚反应丙烯和乙烯在70 1 1 1 3MPa的压力下反应 产物经脱气干燥后 即可形成共聚级聚丙烯 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 聚丙烯的工艺特点 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 图十 液相本体 气相共聚聚丙烯工艺流程图 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 图十一 本体聚合聚丙烯工艺流程图 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 聚丙烯的应用和产品改性 1 密度较低 是所有树脂中最低的 做出的产品都很轻 2 有高度的结晶性 有很高的刚性和硬度 有很好的耐龟裂性和热稳定性 3 熔点较高 164 170 其制品能承受更高的温度 4 化学稳定性和电性能亦好 5 具有成纤性 可以生产丙纶 无纺布等织物 聚丙烯的优点 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 聚丙烯的应用和产品改性 1 耐寒性差 尤其是抗低温冲击差 2 透明度差 3 易燃 聚丙烯的缺点 石油化工工艺部分 聚丙烯及其应用 聚丙烯的改性 针对上述缺点 有以下改性方法 通过共聚方法 加入乙烯 丙烯酸等单体共聚 改进其耐寒耐候性 易燃性 提高其拉伸 抗冲击强度 也可以采用共混 填充 增强等手段 将聚丙烯与其他树脂 橡胶或填充入碳酸钙 石墨 碳黑等改善其冲击性 拉伸强度 弯曲性能 石油化工工艺部分 丙烯的其他应用 丙烯腈 丙烯和氨在催化剂存在下 与氧产生氧化反应生成丙烯腈 CH2 CHCN 丙烯腈主要用于生产腈纶纤维 生产ABS塑料 丙烯腈 苯乙烯 丁二烯三元聚合物 少量用于生产丁腈橡胶 耐油胶 石油化工工艺部分 丙烯的其他应用 丙烯酸 丙烯酸是一种不饱和脂肪酸CHCOOR 主要用丙烯先氧化成丙烯醛 再进一步氧化成丙烯酸 在氧化过程中使用钼钴类的催化剂 丙烯酸的用途是生产丙烯酸甲酯 乙酯 丁酯等 其酯主要用于涂料 粘合剂 高吸水树脂等 石油化工工艺部分 丙烯的其他应用 苯酚 丙酮 丙烯与苯在三氯化铝催化剂的作用下 反应生成异丙苯 异丙苯再经空气氧化酸化 最后生成苯酚 联产丙酮 苯酚是重要的有机合成原料 主要用于生产酚醛树脂 己内酰胺 农药 染料 医药等 丙酮则是重要的溶剂 石油化工工艺部分 丁烯系列 丁二烯 丁二烯是生产聚丁二烯橡胶 顺丁橡胶 丁苯橡胶 丁腈橡胶以及弹性性SBS的主要原料 丁二烯只存在于乙烯裂解的碳四组分中 1 顺丁橡胶 顺丁橡胶是丁二烯在镍系催化剂作用下合成 具有非常好的弹性 耐磨性 耐热耐老化性 是我国发展最快 产量最大的合成胶种 但该胶抗湿滑性较差 只宜于生产载重胎 在较低的车速 较差的公路上行驶 2 丁苯橡胶 丁苯橡胶是用量与顺丁橡胶并驾齐驱的品种 其主要用途也是轮胎 胶管 胶鞋 胶带等 它是用丁二烯 苯乙烯在锂系催化剂作用下共聚而成 丁苯胶由于苯乙烯基的引入使其比顺丁胶具有更好的抗湿滑性 轮胎生热少 滚动阻力减少 节能 适合于高速行驶的轿车 是子午线轮胎的主选 但耐磨性较差 易于磨损 3 SBS 丁二烯还是热塑性弹性体SBS的重要单体 所谓热塑性弹性体是指一类在常温下显示橡胶特性 高温下又能塑化成型的合成材料 兼具橡胶和热塑性塑料的特点 其最大用量是鞋底用材 其优点是轻 软 柔顺性好 耐磨 不打滑 可以生产彩色或透明的鞋底 SBS也大量用于沥青改性 异丁烯 石油化工工艺部分 丁烯系列 异丁烯是生产MTBE的主要原料 它采用催化 蒸馏 甲醇醚化工艺 使异丁烯组分全部转化成MTBE MTBE本身辛烷值较高 超过100以上 主要用于炼厂作汽油抗爆剂 异丁烯除生产MTBE外 其应用也很广 它与异戊二烯共聚可生成丁基橡胶 丁基橡胶的特点是气密性好 是生产内胎的主要胶种 也是无内胎轮胎的内衬组分 异丁烯也是有机玻璃 MMA 全称甲基丙烯酸甲酯 生产的原料 它有很好的透明性 强度和耐候性 在塑料 涂料等行业应用很广 裂解C5 石油化工工艺部分 裂解C5的应用 裂解C5馏分是乙烯裂解过程中生产的副产物 组分非常复杂 其中最宝