石油炼化简介工艺流程完全版本

石油炼化简介 目录 第一章石油简介 第二章原油炼化工艺流程 第三章饱和蒸汽压 第一章石油简介 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 第一章石油简介 1 1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 密度为0 70 0 78g cm3 馏程 10 馏出温度是为了保证汽油具有良好的启动性能 我国车用汽油10 馏出温度 70 50 馏出温度表示汽油的平均蒸发性能 是为了保证汽油馏分的组成分布均匀 使发动机具有良好的加速性和平稳性 保证其最大功率和爬坡能力 我国车用汽油的50 馏出温度 120 90 馏出温度和终馏点 干点 表示汽油蒸发的完全程度 我国车用汽油90 馏出温度 190 终馏点 205 第一章石油简介 1 2柴油柴油沸点范围有200 380 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 相反称为重 故上述前者称为轻柴油 后者称为重柴油 种类 轻柴油 1000r min的高速发动机 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 重柴油 中速 低速 500r min 发动机 按粘度分级 馏程中要求柴油的50 流出温度不高于300 我国轻柴油的馏程范围一般在200 380 第一章石油简介 1 3沥青沥青是主要的石油产品之一 可由合适的原油经减压蒸馏直接制得 也可将减压渣油经浅度氧化 或经丙烷脱沥青工艺所得的沥青作为调和组分 沥青根据用途不同分为道路沥青 建筑沥青 专用沥青和乳化沥青 其中道路沥青的需求和产量最大 沥青最主要的质量要求是软化点 针入点和延度 道路沥青都是以针入度作为商品牌号 软化点表示沥青的耐热性能 用环球法测定 软化点越高 耐热性能越好 针入度反映沥青的软硬程度 针入度越大 沥青越软 道路沥青要求高的针入度 以便于砂石粘结紧密 延度表示沥青的抗张性和塑性 道路沥青对延度的要求最高 第一章石油简介 1 4石油焦石油焦是一种黑色或暗灰色的固体焦炭 是各种渣油 沥青或重油在高温下 490 550 分解 缩合 焦化后而制得的 它是焦化过程所特有的产品 石油焦的组分别是沥青质 含碳90 97 含氢1 5 8 同时还含有少量的氮 氯 硫及重金属化合物 目前国际上普遍采用以硫含量为基础的分类方法 对石油焦进行分类 高硫焦 硫含量 4 主要用作燃料 中硫焦 硫含量2 4 主要用作制作铝电极 低硫焦 硫含量 2 主要用作制作高级焦 第一章石油简介 1 5液化气随着石油化学工业的发展 液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料 已愈来愈受到人们的重视 在化工生产方面 液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品 催化裂解气的主要成份如下 氢气5 6 甲烷10 乙烷3 5 乙烯3 丙烷16 20 丙烯6 11 丁烷42 46 丁烯5 6 含5个碳原子以上烃类5 12 用来生产合成塑料 合成橡胶 合成纤维及生产医药 炸药 染料等产品 用液化石油气作燃料 由于其热值高 无烟尘 无炭渣 操作使用方便 已广泛地进入人们的生活领域 此外 液化石油气还用于切割金属 用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等 第一章石油简介 1 6蜡油工业上的蜡油主要包含常压蜡油 焦化蜡油 常压蜡油指从常减压产出可以作为焦化 催化装置的原料 焦化蜡油指从焦化装置产出用作燃料 船舶 的塔底油 也可以和其他催化料一块进催化掺炼 第二章原油炼化工艺流程 第二章原油炼化工艺流程 3 1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 一次加工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 第二章原油炼化工艺流程 图示 第二章原油炼化工艺流程 原油分馏 第二章原油炼化工艺流程 原油二次加工 裂化 重整 精制和裂解 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 第二章原油炼化工艺流程 裂化一是热裂化就是完全依靠加热进行裂化 主要原料是减压塔生产中得到的含蜡油 通过热裂化 又可取得汽油 煤油 柴油等轻质油 但是 热裂化所得到的产品 其质量不够好二是催化裂化就是在裂化时不仅加热而且加入催化剂 由于催化剂就像人们蒸制馒头时加入酵母一样 能大大加快反应速度 所以 催化裂化比热裂化获得的轻质油多 汽油产率可达60 左右 而且产品的质量也比较好三是加氢催化就是在加入氢气的情况下进行催化裂化 这种方法的优点是使所得到的轻质油收率更高 质量更好 而且原料没有严格的要求 原油以至渣油都可以用 缺点是设备要用特种钢来制造 投资大 第二章原油炼化工艺流程 重整重整 也就是将直链烃类重新整顿成为带侧链的烃类或环状的烃类 经过重整的汽油 质量就能大大地提高 而且从重整油的芳香烃中还可获取苯 甲苯及二甲苯等重要化工原料 苯抽提芳烃抽提是用抽提的方法从烃类混合物中分离出芳烃的一种过程 抽提也可以说是以一种选定的溶剂处理液体混合物 使所希望的一个或几个组份优先溶于此溶剂 从而使溶液混合物中的各组份得以分离 第二章原油炼化工艺流程 裂解裂解是石油化工生产过程中 以比裂化更高的温度 使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯 丙烯等短链烃的加工过程 可见 裂解是一种深度的裂化 石油裂解的化学过程比较复杂 生成的裂解气是成分复杂的混合气体 除主要产品乙烯外 还有丙烯 异丁烯及甲烷 乙烷 丁烷 炔烃 硫化氢和碳的氧化物等 裂解气经净化和分离 就可以得到所需纯度的乙烯 丙烯等基本有机化工原料 目前 石油裂解已成为生产乙烯的主要方法 精制精制就是清除常减压所得产物中的有害东西 以便提高产品质量 这在炼厂就叫精制 如 直馏汽油 柴油等油品 由于含有硫化物 会产生腐蚀性 必须经过精制才能使用 另外 从减压塔得到的各种润滑油 也只是半成品 同样必须通过精制才能成为合格产品 第二章原油炼化工艺流程 催化裂化1 催化裂化加工过程是重油轻质化的重要手段 它是使原料油在适宜的温度 压力和催化剂存在的条件下 进行分解 异构化 氢转移 芳构化 缩合等一系列化学反应 原料油转化成气体 汽油 柴油等主要产品及油浆 焦炭的生产过程 催化裂化的原料油来源广泛 主要是常减压的馏分油 常压渣油 减压渣油等 随着石油资源的短缺和原油的日趋变重 重油催化裂化有了较快的发展 处理的原料可以是全常渣甚至是全减渣 在硫含量较高时 则需用加氢脱硫装置进行处理 提供催化原料 催化裂化过程具有轻质油收率高 汽油辛烷值较高 气体产品中烯烃含量高等特点 第二章原油炼化工艺流程 1 反应再生部分其主要任务是完成原料油的转化 原料油通过反应器与催化剂接触并反应 不断输出反应产物 催化剂则在反应器和再生器之间不断循环 在再生器中通入空气烧去催化剂上的积炭 恢复催化剂的活性 使催化剂能够循环使用 烧焦放出的热量又以催化剂为载体 不断带回反应器 供给反应所需的热量 过剩热量由专门的取热设施取出加以利用 第二章原油炼化工艺流程 第二章原油炼化工艺流程 2 分馏部分主要任务是根据反应油气中各组分沸点的不同 将它们分离成富气 粗汽油 轻柴油 回炼油 油浆 并保证汽油干点 轻柴油凝固点和闪点合格 第二章原油炼化工艺流程 3 吸收稳定部分利用各组分之间在液体中溶解度不同把富气和粗汽油分离成干气 液化气 稳定汽油 控制好干气中的 3 含量和 3 含量 液化气中的 2 和 5 含量 稳定汽油的10 点 第二章原油炼化工艺流程 4 产品精制部分该装置的主要任务是对汽油进行脱硫化氢及脱硫醇处理 保证铜片腐蚀不大于1级 硫醇含量不大于10ppm 对干气进行脱硫化氢处理 保证干气的硫化氢含量小于20mg m3 对液化气进行脱硫化氢及脱硫醇 使硫化氢 硫醇含量小于20ppm 第二章原油炼化工艺流程 脱硫部分 H2S CO2被胺液吸收 从而达到净化干气 液化气的目采用的是MDEA胺法脱硫 本装置干气 液化气中脱去H2S CO2的方法 即以胺液为吸收剂 分别在干气 液化气脱硫塔内与干气和胺液逆向接触 使干气中的H2S C02被胺液吸收 从而达到净化干气 液化气的目的 第二章原油炼化工艺流程 脱硫醇部分 采取预碱洗 碱液抽提工艺 首先将液化气通入预碱洗罐中 与碱液发生反应 脱出H2S和小分子硫醇 然后进入抽提部分 抽提部分主要使用的是有机金属催化剂 它能够使油品更快的氧化成二硫化物 以达到除去臭味的目的 抽提脱硫醇就是在抽提塔内让油品中的硫醇充分溶解在含催化剂的碱溶液中 然后在进行氧化 第二章原油炼化工艺流程 加氢裂化加氢裂化技术具有产品灵活的特点 采用不同催化剂和操作方案 用不同原料可以有选择的生产液化石油气 石脑油 喷气燃料以及轻柴油等多种优质产品 其尾油又可作为生产优质润滑油原料和生产乙烯用的裂解原料 此外 加氢裂化的原料范围宽 操作方案多 炼厂可以应用加氢裂化组合出不同的加工流程 既可提高全厂生产的灵活性又可提高经济效益 同时 随着石油产品消费结构的变化和原油重质化的趋势日益明显 以及环境保护对石油产品质量提出的苛刻要求 各国对加氢裂化也日趋重视 特别是为了生产中馏分油产品 相继建设了新的加氢裂化装置 第二章原油炼化工艺流程 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 三次加工主要是烷基化 异构化 醚化 第三章饱和蒸汽压 定义 在密闭条件中 在一定温度下 与固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压强称为蒸气压 同一物质在不同温度下有不同的蒸气压 并随着温度的升高而增大 不同液体饱和蒸气压不同 溶质难溶时 纯溶剂的饱和蒸气压大于溶液的饱和蒸气压 对于同一物质 固态的饱和蒸气压小于液态的饱和蒸气压 第三章饱和蒸汽压 水的表面就有水蒸汽压 当水的蒸汽压达到水面上的气体总压的时候 水就沸腾 我们通常看到水烧开 就是在100摄氏度时水的蒸汽压等于一个大气压 蒸汽压随温度变化而变化 温度越高 蒸汽压越大 当然还和液体种类有关 在一定的温度下 与同种物质的液态 或固态 处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压 它随温度升高而增加 如 放在杯子里的水 会因不断蒸发变得愈来愈少 如果把纯水放在