石油冶炼技术.doc

对炼油技术现状及发展前景的几点思考杨艳慧呼伦贝尔学院 021008摘要：经过150年的研究，石油炼制技术逐渐得到完善和发展，各种新型的石油提炼技术相继被开发出来，极大地提高了石油产品的质量和产量。原油必须经过各种物理及化学加工才能应用于工业生产，而石油提炼技术理所当然成为重中之重，被大家广泛应用。关键词： 炼油技术；产品质量；催化裂化；石油冶炼我国是一个石油需求量较大的国家，因此对我国而言，石油开发是一项十分重要的发展战略，同时也是提高我国国民经济的一条重要途径1。目前，我国石油资源的发展现状就是有超过六成的原油所占的比例较大，轻质油的含量十分之低，那么这就促使我国的石油冶炼企业的冶炼工艺朝着石油深加工的方向而发展。近年来随着我国科学技术的快速发展，使得石油冶炼工艺也在发生根本性的变化，催化裂化技术也在实际过程之中得到了进一步地提升。本文就是着重阐述了石油冶炼过程之中的催化裂化技术的实际应用，旨在为石油冶炼提供一定的工艺基础，为石油冶炼提供一定的参考方法和技术基础。一、世界炼油技术的发展历程20 世纪是全球石油石化工业的转折期，20 世纪以前，石油加工只是最初停留在常压蒸馏，产品也只是用来照明的煤油，而20 世纪以后，汽油代替煤油成了主要的石油产品2，石油加工工艺从热加工发展到催化加工，进而拓展到深度加工，20 世纪成为全球石油石化工业的大规模形成和发展时期，已经形成一个结构复杂、规模庞大的石油加工工艺技术体系。二、 世界炼油技术的发展可以分为四个时期2.1 初级阶段（18611911 年）：美国是最先兴起使用炼油工艺技术的，当时煤油是唯一的产品，世界上第一座炼厂在美国宾夕法尼亚州建成，当时安排了这样一个设计，将一个直径约7ft 的密封铸铁罐，放入密封的铸铁罐，从顶部释放出的蒸汽通过1 圈浸在流水中的管子冷凝获得产品，这个实验安排于1861 年。2.2 发生阶段（19111950 年）：1914 年出现热裂化工艺，随着裂化工艺技术的发明与应用，汽油被大量的生产。汽车工业快速发展，对汽油的需求迅速增加，更加促进了热裂化工艺的进步，1930 年标准石油公司发明了延迟焦化工艺，1942 年出现了世界上第一套FCC 工艺装置。1948 年又出现了催化剂喷雾干燥技术。这种技术主要采用FCC、临氢重整、铂重整等一次和二次加工手段，生产出汽油产品。2.3 发展阶段（19501990 年）：到了20 世纪6070 年代，炼油技术实现了跳跃式发展，主要炼油国家从美、欧、日等发达国家和地区扩展到广大的发展中国家。出现了双金属和多金属重整催化剂，此时的炼油工业发展进入了一个新的时期。2.4 完善阶段（1990 年至今）：从20 世纪90 年代以后，炼油技术没有什么重大的发展，炼油工业主要是在炼厂规模和炼油装置的大型化方向取得了一些进步，在提高原油加工深度和增加原油加工的灵活性方面有了一些创新，同时，还在石油产品收量和质量方面得到了相应的提高。三、石油冶炼过程之中的催化裂化技术概述由目前我国石油催化裂化技术的实际发展来看，降低成品油3-4（主要包括汽油和柴油）中烯烃以及硫的含量是当前时期下石油催化裂化工艺的发展方向，也是发展的必然趋势。例如，国外石油工艺较我国的发达和先进，那么这就使得我国成品油中的烯烃含量出现非常高的水平，这就更一步导致了石油产品使用效率的大大降低，浪费了资源，不利于国民经济的快速发展。因此，发展石油催化裂化技术已经成为了现代石油冶炼工艺的一条重要的战略决策。下面就是着重阐述了石油冶炼过程之中的催化裂化技术。3.1 两段提升管催化裂化技术两段提升管技术是由石油大学(华东地区)开发的，其主要特点是分段反应、催化剂接力且反应时间短。两段提升管催化裂化技术，主要针对提升管的反应器部分进行改造，在原来的催化裂化设备中增加一段及二段的提升管反应器，在提升管的出口留有粗旋，同时采取密封式的旋流快分系统(即V Q S)2：在反应进料部分，采用的是I脱I v型号的高效雾化喷嘴，在提升管的底部则选用新型高效的预提升专利技术。经过改造的两段提升管催化裂化，在一段提升管中分别设置了上下两组喷嘴，其间距为6m，下喷嘴与提升管口的距离为26m，设计反应的时间是217s；在二段提升管中，设置的回炼汽油喷嘴，与提升管出口的距离是225m，其反应时间为18s。3.2 MGD催化裂化技术M G D石油催化裂化技术在近年来得到了较为快速的发展5，其是由美国引进而来的，经过我国石油化工科学研究院的进一步改装设计，通常的原料为常压重油，或者运用减压馏分油的掺炼部分来减压渣油，并配备专门性的催化剂。通过M G D技术，可以确保液化汽油以及柴油产量的不断增加。在实际操作过程之中，它的上面部分有一个喷嘴，其馏分油的进料量在20t左右，这个时候其他馏分油及其渣油就会很快地进入至下面的喷嘴粗汽油的回炼量在15t左右，此时当粗油回炼逐渐增强之后，那么它的反应深度也随之而大；回炼油罐的液面就会降低，而气体的生成量就会增大，这个时候该装置的反映温度就会降低至490左右。M G D催化裂化技术在操作时，总进料的催化剂与原油比为640，相对空白标定时下降了013：而下进料的催化剂与原油比为967，粗汽油短的剂油比则为5677，各段的比值均在技术规定范围内。四、石油冶炼过程之中的催化技术的实际应用为了满足市场需求，有效降低催化裂化汽油中的烯烃含量，使丙烯量增加，以提高柴油、汽油的质量与数量，我国催化裂化的技术不断提高，并应用在原油深加工中发挥重要作用，提高了企业的经济效益。基于如上关于石油催化裂化技术的概况可以得知，石油冶炼过程之中的催化技术的实际应用主要包括如下几个方面。4.1 提高催化裂化技术，不断地促使汽油以及柴油产量的增加我们都知道，我国的经济取得了较为快速的进步与发展，这就使得对汽油以及柴油的社会需求量的增长速度急剧上升，而且石油的价格也在飙升。所以，在实际过程之中，应该将石油冶炼过程之中的柴油以及汽油的产量尽可能地提升，在这个过程中，运用M G D6-7技术就能够实现这一目标，因此这也成为了提高石油冶炼过程中提高柴油及汽油产量的最为有效的途径。我国有很多油田就使用了M G D技术，在实际的石油冶炼过程中大大地提高了柴油以及汽油的产量，例如我国的大庆油田曾经就运用了M G D技术，大大地提高了该油田的产油量。根据相关的数据显示，大庆油田在运用了M G D技术之后，生产柴油以及汽油的产量也提高了5%左右，而且石油冶炼之中所含的烯烃含量也由原来的40%下降至30%左右。很多企业看到了大庆油田的成功，都去效仿之，通过实践，证明了M G D技术的确能够提高油田企业的柴油与汽油的产量，从而大大地取得了非常好的经济效益以及社会效益。4.2 降低石油产品中烯烃的含量，这样就可以采用两段提升管催化裂化法在石油冶炼过程中，运用两段提升管催化裂化法能够非常有效地缩短反应时间，这就在极大程度上减少了石油冶炼过程中烯烃的含量。例如，辽河石油冶炼公司，在实际过程中采用了三套石油催化裂化设备是建国初期的苏联设计制造的，设备的老化以及安全与产量，尤其是在最近些年代我国对石油冶炼过程中的需求量在逐渐的增大，原来的设备就根本达不到根本的要求，即使在技术上进行了创新与改革，然而其新的烯烃标准制定之后，还是达不到冶炼成为成品油的根本标准，所以这也在很大程度上严重地阻碍了石油公司的长期而又稳定的发展。自从进入新的发展时期，这个公司引进了两段提升管催化裂化技术，对于原来石油冶炼过程之中所使用的石油冶炼设备，在后来的改造报告之中我们可以清晰地看出，原来的八十万吨的炼油已经增加至120万吨，在冶炼过程中所使用的催化剂的量也大大地减少，仅为500克，那么这就在很大程度上减少了产品油之中烯烃的含量，这就大大地提高了该公司的效率，从而也提高了该公司的经济和社会效益。总之，近年来我国在石油冶炼这个领域使用了全新的工艺，这在很大程度上提高了成品油的使用效率和质量，大大地降低了成品油中烯烃以及硫化物等的含量，这也在较大程度上提高了成品油的质量。那么，这也在某一个侧面大大地促进了国民经济的快速发展。五、 世界石油炼制技术的未来发展趋势当前，随着世界经济的快速发展，世界对石油资源的需求的日益增长。根据对炼油技术的发展的几个阶段的分析，我们可以得出以下的结论，炼油技术的发展一方面受当时经济发展水平制约，另一方面又受当时的科技发展水平的制约。因此，在当今世界经济的快速发展的趋势下，石油资源的快速消耗必然导致新技术的应运而生，当今世界炼油技术发展的焦点集中在重质/劣质原油的加工和改造上，因为好多的原油供应做不到位，原油供应出现日益重质化和劣质化的现象，这些问题使我们目前急于解决的。从第16 届世界石油大会、2000 年以及2001 年美国石油化工炼制工作者年会上发表的有关石油炼制的论文来看，未来十年世界炼油技术朝着重视清洁燃料的生产与创新、以及综合管理几个方面发展。目的是为了适应未来炼油事业的发展。5.1 清洁燃料的生产技术 汽车尾气中的污染物（CH、CO、CO2、NOX 等）是造成大气污染的主要物源之一。生产清洁燃料成为当前推动炼油创新技术的主流。它可以降低汽车污染物的排放，减少大气污染，按照国家规定，未来车用汽、柴油都必须采用“超低硫”,最终都趋于归向“无硫”，这是历史发展的必然趋势，因此，炼油工业要大力开发加氢技术和高辛烷值汽油组分生产技术。以保证环保环保染料的供应充足。汽油脱硫技术：汽油中90%99%的硫来自FCC 汽油，FCC 原料预加氢虽可脱除90%95%的硫，但要达到FCC 汽油硫质量分数3010-6 则有困难。因此脱硫重点在于FCC 汽油脱硫或FCC 过程脱硫。加氢精制是最有用的降低催化裂化汽油硫含量的方法，但采用常规加氢脱硫必然伴随烯烃饱和，会造成汽油辛烷值损失。选择性加氢脱硫技术通过选择性加氢催化剂的作用，在加氢脱硫的同时减少烯烃的加氢饱和，从而减少辛烷值损失。主要措施是FCC 进料加氢处理或FCC 汽油进行选择性加氢或非选择性加氢脱硫。柴油超深度脱硫技术是一个以高硫直馏柴油为原料w（S）1.5%生产超低硫柴油w（S）5010-6 或w（S）1010-6的加氢脱硫技术，所生产的柴油产品颜色接近于水。此技术使用高脱硫和高加氢性能的非贵金属加氢催化剂，根据脱硫反应特点将柴油馏分的超深度脱硫放在两个反应区完成。与传统的加氢精制工艺相比，该技术空速高、产品质量好。5.2 升级换代与创新技术炼油工艺技术的发展当数重油加工技术最为重要，把廉价的重油转化成高附加值的轻质产品,这是炼油的生命线。其主要做法如下：天然气合成液体烃技术。进入21世纪后，原油价格偏低的时代已一去不复返。近将天然气、煤炭合成为液体烃或其它石油产品将有利可图。汽-电联产和氢-汽-电联产技术。采用加氢脱硫-催化裂化/加氢裂化工艺处理劣质渣油要比采用延迟焦化、减粘裂化、溶剂脱沥青要好得多，但技术并不成熟，经济也不合算。反应蒸馏技术。反应蒸馏可将过程集成，节省投资和操作费用。纳米技术。纳米技术将主要应用在炼油的催化剂和添加剂上。六、 结论现有炼油技术多数都已有数十年的历史，虽已达到很高水平，但仍有发展的余地。为了适应原料油性质的变化，各种技术一直在不断改进和提高，以适应社会的不断发展。经过改造或扩建的炼油装置一定要与工艺和催化剂技术同步进行，同时，还应朝着炼油化工一体化方向发展，只有增强炼油装置的原油适应性，使炼油装置得到优化，才能够带动产品结构化，从而提高高附加值产品的收率，降低消耗和能耗，提高经济效益。在管理方面，我们还要努力实现应用信息技术管控一体化，使各项技术指标达到国际先进水平，以达到稳定优化运行的目标。参考文献1姚国欣，刘伯华.21 世纪的