炼油厂主要工艺过程

炼油厂主要工艺过程,Tel炼油厂的构成和工艺过程,炼油厂主要由两大部分组成，即：炼油生产过程和辅助过程及设备。从原油生产出各种石油产品一般需经过多个物理的及化学的炼制过程。通常，每个炼油过程相对独立地组成一个炼油生产装置。,一、炼油生产装置按生产目的分为以下几类：原油分离装置(龙头装置、加工能力）原油加工的第一步是把原油分离为多个馏分油和残渣油，因此，每个炼油厂都有原油常压蒸馏装置或原油常减压蒸馏装置。在此装置中，还设有原油脱盐脱水和初馏塔设施。重油轻质化装置为了提高轻质油收率，需将部分或全部减压馏分油和渣油转化为轻质油，这一任务主要由裂化反应过程来完成，如催化裂化装置、加氢裂化装置、延迟焦化装置等。,UniversityofPetroleum,UniversityofPetroleum,催化裂化装置,催化裂化装置是炼油厂燃料油加工的重要装置，其特点是处理量大，经济效益显著。其原料包括常减压蜡油、渣油，焦化蜡油等。主要产物是高辛烷值汽油、轻柴油和液态烃（主要包含重要化工原料丙烯，也是民用液化气重要来源）。催化裂化装置由反应器、再生器及分离装置等组成，催化剂是粒径约60微米的处于流化状态的微球。再生器内把沉积在催化剂上的焦炭烧掉，其热量提供给裂化反应所需要的反应热。产物经分馏塔、吸收塔、脱吸塔、再吸收塔和稳定塔进行分离。,典型高低并列式催化裂化装置,（图中没有包括烟机及分离装置）,催化裂化装置（续）,催化裂化装置除了两器、五塔（主分馏塔、吸收塔、脱吸塔、再吸收塔、稳定塔）之外，还包括有三机：主风机、气压机、烟机，主风机为催化剂再生提供压缩空气；气压机将气相产物进行压缩，便于分离；烟机是利用再生烟气压力能推动主风机，并可对外提供发电。所以催化裂化装置的自控系统相对比较复杂。,催化裂化装置（续）,催化裂化装置的重要操作参数是反应温度，它决定反应的转化深度，对于以生产柴油为主的催化裂化装置，控制转化深度相对不太高，因此反应温度相对较低；对于以生产气体烯烃如丙烯为主的装置，反应温度则相对较高，特别有DCC装置，就是以生产丙烯为主，反应温度在摄氏540度以上。一般生产汽、柴油为主的装置反应温度在摄氏500度左右。反应温度是通过催化剂的循环量进行控制，催化剂循环量大，则反应温度提高。再生温度对反应温度的控制也有一定影响，因为它决定再生催化剂的温度，该温度一般接近700摄氏度，再生器过高时，可通过外取热器降低再生温度。,催化裂化装置（续）,催化剂循环量通过再生滑阀开度进行调节。反应过后沉积有焦炭的待生催化剂通过待生滑阀自动根据压力平衡实现催化剂在两器之间运送。原料油经水蒸气雾化后，由提升管底部喷入。原料预热温度对反应温度控制也有一定影响。反应后的产物和未完全裂化的原料与催化剂一同进入沉降器，经旋风分离器将催化剂分出，流入主分馏塔。回炼油和部分（或全部）油浆进行回炼，主要由主风机裕量决定，油浆回炼量对焦炭产率有较大影响。再生温度、原料预热温度、反应器压力的波动都对反应温度的控制有很大的干扰。,催化裂化装置（续）,从以上的介绍可以看到，反应过程、再生过程、分离过程中，物流、热量、压力都是紧密耦合，互相关联，特别是反应温度波动，会马上引起压力波动。最优化控制要注意兼顾对其他过程的影响。比如降低某个中段回流量，甚至要考虑对某个再沸器热源供给是否有影响。油浆回炼量对生焦有较大影响，提高油浆回炼量就要考虑主风量是不是有足够裕量。,催化裂化主分馏塔,主分馏塔的功能是将柴油、回炼油、油浆以及汽油和气相轻烃分开。塔顶馏出物为汽油和气相轻烃，塔底是油浆，轻、重柴油由侧线抽出，分别有两个中段回流控制切割点。塔底油浆热量除了为原料油加热之外，还可以发生蒸汽供装置使用。中段回流的热量可分别提供给脱吸塔和稳定塔的塔底再沸器。,催化裂化主分馏塔,关于主分馏塔的控制,主分馏塔的控制对提高产品产率十分重要，卡边切割可提高高价值产品的收率，减低回炼比，提高装置处理量。对产品质量也很重要，汽油干点、轻柴油凝固点都是关键的质量指标。还可以通过适当调节切割点，增加其柴油产率。,吸收脱吸塔流程,吸收-稳定系统流程示意图,关于吸收、稳定塔的控制,吸收、稳定系统的控制主要是保证丙烯的收率，干气中尽量少带丙烯。其次是尽量减少能耗，减少补充吸收剂是减低能耗的重要手段之一。较大的吸收剂量被反复加热冷却，会大量消耗能量。,关于裂化催化剂,裂化催化剂是平均粒径约60微米的微球，内部充满孔穴。通常分析项目包括粒度分布，微反活性，再生剂含碳等。如果粒度偏大，会影响流化和催化剂循环，可能是由于催化剂细粉流失。需找出流失原因，并适当补充新鲜催化剂。炼油厂通常还分析催化剂充气密度、堆积密度等。,几种不同形式的催化裂化装置,催化裂化主要有以下几种结构形式1）高低比并列式2）同轴式3）IV型FCC,典型高低并列式催化裂化装置,（图中没有包括烟机及分离装置）,IV型（U型管输送催化剂）FCC,装置特点：美国ESOO（EXXON）工程公司开发，是他们的第四代催化裂化装置，比较成熟的一代。我国第一代催化裂化装置就是仿照该类型装置设计建造的，技术来自古巴哈瓦那炼油厂。由U型管输送催化剂。,带有管式反应器的催化裂化装置,Kellogg公司正流A型装置,（最早的同轴式催化裂化装置反应器在上面）,Kellogg公司正流B型装置,（后改为再生器在上面的同轴式催化裂化装置-正流B型）,Kellogg公司正流C型FCC装置,（正流C型是世界上建造最多的、规模最大的同轴式催化裂化装置，反应器又改回在上面，再生压力高于反应压力。）,双器再生的催化裂化装置,（洛阳石化工程公司设计）,Kellogg公司正流F型FCC装置,（具有提升管的正流型催化裂化装置，是Kellogg公司第一代提升管装置。）,（超正流催化裂化装置，是Kellogg公司得意之作。）,第一代DCC装置,装置特点：提升管上端带有流化床反应器；再生器下部带有烧焦罐,MIP装置,提升管上部附有快速流化床反应器以最大限度生产异构烷烃为目的，提高汽油辛烷值。后来通过改变催化剂降低汽油烯烃含量。,加氢裂化装置,加氢裂化装置和催化裂化装置一样都是将重质原料加工成轻质油品。加氢裂化装置需要补充外来氢气在高温、高压下将重质油裂解。由于操作压力高，所以设备投资很大，操作费用也比较高。加氢裂化的主要目的产物是高品质轻柴油。,加氢裂化装置（续）,加氢裂化装置属固定床反应器，相对比较简单，加压后的氢气以气相形态从反应器底部进入反应器，重质原料油在高压下以液相形态从反应器顶部进入。所以加氢反应器也称为“滴流床”。反应后的产物和未反应完的氢气先后进入高压分离器和低压分离器，将氢气分出，循环使用。分出的油品经分馏塔进行产品切割。,加氢裂化装置（续）,加氢催化剂是毫米级的小球，经过一段时间反应，催化剂上沉积少量焦炭，使活性降低。须经再生烧掉焦炭恢复催化剂活性。原料越重，所需反应压力越高，不同的催化剂品种，操作压力也不同。人们正在不断努力改进催化剂，以便降低反应压力。,延迟焦化装置,延迟焦化属于热加工装置，其原料是含沥青质、胶质特别高的减压渣油。通常所说的焦炭塔，实际是一个空塔。减压渣油和水蒸气以较高的流速经加热炉炉管。加入水蒸气的目的是提高流速，降低油分压。高速的目的是防止在管道内结焦。油气由底部进入焦炭塔，突然速度降下来，在塔壁上开始结焦，直至结满整个焦炭塔。焦炭的料面是被实时检测的，到一定程度就自动将原料切换到另一座空塔。即所谓一炉双塔。,延迟焦化装置（续）,结满焦炭的焦炭塔被切换后进行除焦，清除焦炭之后该它作为备用，两塔交替使用。反应后的产物和未转化的原料，经分馏塔分离和产品切割。气体同催化裂化的气体一样，经气压机压缩分离，分出液化气、烯烃、干气等。,延迟焦化装置（续）,延迟焦化未转化的原料经分馏塔分出后，可以将油浆外甩，也可以回炼。总进料量对新鲜原料的比值称为循环比。采用大循环比操作产品产率高，但产量低；采用小循环比操作，处理量大，但产率低。操作最优化就是在循环比和处理量之间寻找最佳经济效益，包括能耗在内。也可以把节能作为约束条件寻优。,分馏塔的控制,加氢裂化分馏塔和延迟焦化分馏塔的功能、控制与催化裂化主分馏塔基本相同。延迟焦化的气体分离与催化裂化气体分离的功能、控制也基本相同。,常减压蒸馏装置,常减压蒸馏装置通常分为燃料油型和润滑油型；常减压蒸馏装置即原油蒸馏装置，它将原油切割成不同的馏分，包括石脑油、汽油、溶剂油、煤油、轻柴油、重柴油以及各种润滑油基础油。常减压蒸馏装置通常包括初馏塔、常压塔、减压塔。初馏塔的功能是将轻烃蒸出，目的是减小常压塔的直径。这部分轻烃分子量很小。常压塔未蒸出的馏分称为常压渣油，可直接作为催化裂化原料油，也可经减压炉加热后进入减压塔，继续蒸出减压蜡油或各种润滑油的基础油，未蒸出的馏分称为常压渣油。,其他炼油生产装置,油品改质及油品精制装置此类装置的作用是提高油品的质量以达到质量指标要求，如催化重整、加氢精制、电化学精制、溶剂精制、氧化沥青等。加氢处理、减粘裂化等也归入此类。油品调合装置对于燃料油、润滑油、润滑脂，为了达到产品质量要求，通常需要将调和组分进行调合，并且加入各种提高油品性能的添加剂。油品调合方案的优化对提高现代炼厂的效益也能起到重要作用。气体加工装置如气体分离、气体脱硫、烷基化、C5/C6异构化、合成甲基叔丁基醚（MTBE)等。,催化重整装置,催化重整装置有两种类型，一种是生产芳烃（苯、甲苯、二甲苯）为主，另一种是以生产高辛烷值汽油为主要产品。前者经芳烃抽提装置将各种苯类分开，作为重要化工原料。有固定床反应器、移动床反应器两种，目前以大处理量的移动床反应器为多。可以是宽馏分重整，窄馏分抽提，既生产芳烃又生产高辛烷值汽油。芳烃抽提的溶剂包括环丁砜、二甲亚砜、三甘醇等，抽提后面的装置包括溶剂回收装置和油品分离装置，特别是将苯、甲苯、乙苯、二甲苯等分开。,催化重整流程图,催化重整装置（续）,催化重整反应器通常时局有四个不同功能的串联反应器。由于反应属于强吸热反应，因此油气进入每个反应器入口前都需要加热炉加热。反应苛刻度有反应温度和反应空速（单位催化剂通过的油气量）决定。控制反应苛刻度，主要是控制反应温度。空速由催化剂装载量和处理量决定。连续再生重整反应压