炼油工艺简介

炼油工艺流程简介,2,石化企业核心业务,3,物料逻辑移动模型根据装置投入产出的物料及其来源去向，组成虚拟管道，建立装置投入产出模型；根据罐区内存储的油品建立虚拟逻辑罐；基于装置投入产出模型、虚拟逻辑罐、进出厂点等基本对象，根据实际物流的走向，通过虚拟的逻辑管道组织基本对象之问的互连，形成全厂物料平衡模型。,4,5,物料平衡,生产装置的物理结构比较复杂，1个装置可能包括1个或多个物料的进口和多个出口(称为“侧线”)。在炼油企业，物料主要包括原材料、中间品和产品。工厂按照一定工艺流程和加工路线，将原油经过一系列物理化学加工过程，生成目标产品。通过物料平衡，能够清楚地了解全厂物流的走向和产率，有利于及时地调整生产计划和方案，优化生产。物料平衡层级关系炼油企业的物料平衡一般是分级进行的，包括应用于调度部门的生产平衡和应用于统计部门的统计平衡。生产平衡为炼化企业的生产运行监控和管理业务提供数据支撑，对全厂物料库存及装置生产数据进行校正，实现装置平衡、油品储运平衡和全厂的每日生产平衡，为生产管理提供及时、准确、一致的生产数据。统计平衡为企业的生产统计及财务核算提供生产数据支撑，从原料投入、综合商品量、企业自用、加工损失、库存增减等方面，分析企业投入产出、进出厂、库存和消耗状况，为企业经营决策提供依据。炼油企业的物料平衡,总体上包括装置、油品和调度平衡。业务数据来源是关键节点（装置侧线，罐区，进出厂点等等）之间的物料流动关系和节点计量数据，获取物料在各装置的流动信息和灌区库存信息。,6,炼油物料平衡指炼油生产由原料（原料油及外购原料油）投入，各装置加工、精制、调合到产品交库的整个过程中，原料投入到产品产出之间的平衡关系。分阶段物料平衡：根据炼油产品生产顺序进行的，包括炼油装置物料平衡、炼油产成品、半成品物料平衡。总平衡：炼油企业内部总的物料平衡，即炼油企业物料分析。物料平衡.产品或物料实际产量或实际用量及收集到的损耗之和与理论产量或理论用量之间的比较，并考虑可允许的偏差范围。,7,物料衡算是化工计算中最基本、也是最重要的内容之一，它是能量衡算的基础。理论依据：质量守恒定律物料衡算式首先确定衡算的体系.对反应物作衡算时，由反应而消耗的量，应取减号；对生成物作衡算时，由反应而生成的量，应取加号。.物料平衡指质量平衡，不是体积或物质的量平衡。物料衡算关系式：,8,炼油生产装置物料平衡原料投入=产品产出+加工损失加工损失包括：加工过程的自然损耗；在精度范围内的计量误差；加工过程的非自然损耗，如跑、冒、滴、漏等无法计量部分。炼油产成品、半成品物料平衡全部炼油产成品、在制品、半成品为核算对象，按不同品种分别核算收、支平衡。期初库存+本期收入=本期支出+本期损失+期末库存本期收入：指装置生产量和其它产品转入量合计；本期支出：指产品转出量、装置消耗量和成品交库量的合计；本期损失：指半成品的输转损失。炼油企业物料分析在装置物料平衡与半成品物料平衡基础上对企业有关指标重新进行归类组合，从原料投入、综合商品量、企业自用、加工损失、库存增减等方面，分析企业投入产出比例、物料损失状况。炼油企业物料分析基本平衡关系式,9,炼油企业物料分析原油加工量-直接进入常减压装置和二次加工装置加工的原油量。外购原料油（气）加工量-除原油外的其他原料投入量；购入的进入常减压装置或深度加工装置加工的原料油。；购入的直接加入半成品中的调合组分，如MTBE、芳烃等。；购入的用于生产氢气、MTBE或其他调合剂原料；从本企业内部化工板块转入炼油板块的原料量。综合商品量-报告期内生产的可供销售的石油制品资源总和;报告期内生产的除燃料油（气）之外的所有石油制品产量;炼油装置产出的化工产品的商品量。如丙烯、硫磺、苯等。石油综合自用量-供所有炼油装置作燃料的燃料油、燃料气和做溶剂用的产品。催化裂化装置的烧焦量。企业自备电站、锅炉用的燃料油、燃料气。原油加工损失指炼油厂在原油加工过程中的全部损失量。,10,瓦斯跑损。指气态物质在生产中的排放或跑损数量。主要是火炬排放损失，装置的烃类气体排放到火炬，是由于操作不正常、泄漏、维持装置平稳操作放空引起的。污水含油损失。指对生产系统排放的污水经隔油、浮选、生化等处理后，达到污水排放环保标准的污水含油数量。生产装置加工损失。指各装置的损失之和。主要包括装置泄漏、脱水损失、设备检修损失和酸性水带油等。半成品输调损失。指输转、调合、储存等过程的损失。炼油产品多为挥发性产品，在油品倒罐、调合过程中，由于油品挥发造成油品损失，尤其是轻质油品在储罐储存过程中挥发损失较大。酸碱渣和白土渣带油及其他损失。指在生产过程中产生的酸渣、碱渣、白土渣带油及其他损失。主要是指在汽油脱硫、润滑油白土精制、石蜡白土精制过程中酸渣、碱渣、废白土中携带一定量的油品，且这部分油品无法回收，造成油品损失。,半成品及原料库存增减指半成品、原料油的期末、期初库存差额。-半成品。指调合成汽、煤、柴、润之前的相应组分油。-原料油。指炼油企业自产的作为进一步加工的原料油，如蜡油、渣油等其他损失指在原油加工过程中因自然灾害、事故跑冒、清罐等造成的半成品及原料损失。,11,物料衡算有关概念,化学转化率X=已转化的原料的量/原料的总量*100%选择率S的定义：已经转化掉的反应物的物质的量中，转化为目的的产物的摩尔分数。化学反应中，选择率S=生成目的产物所消耗的关键组分量（mol）/已转化的关键组分量（mol）其中选择率S与收率Y的关系为Y=Sx（x反应的转化率）收率Y，一般用于化学及工业生产，是指在化学反应或相关的化学工业生产中，投入单位数量原料获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值。收率Y=转化率X*选择性S转化率即参加反应的物料量占进入反应体系总原料量的百分数。这个概念常指平衡转化率，平衡转化率:某一化学反应达到化学平衡状态时,转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数全程转化率(总转化率):以包括循环系统在内的反应器、分离设备的反应体系为研究对象，参加反应的物料量占进入反应体系总原料量的百分数。以最后一个单元的出料为准，计算参加反应的物料量占进入反应体系总原料量的百分数,12,一般反应过程的物料衡算（）直接求解法。有些化学反应过程的物料衡算，有时只含一个未知量或组成，这类问题比较简单，通常可根据化学反应式直接求解，不必列出衡算式。（）元素衡算法元素衡算是物料衡算的一种重要形式。在作这类衡算时，并不需要考虑具体的化学反应，而是按照元素种类被转化及重新组合的概念表示为“输入(某种元素)输出(同种元素)”。对反应过程中化学反应很复杂，无法用一、两个反应式表示的物料衡算题，可以列出元素衡算式，用代数法求解。（）用联系组分作衡算。“联系组分”是指随物料输入体系，但完全不参加反应，又随物料从体系输出的组分，在整个反应过程中，它的数量不变。如果体系中存在联系组分，那么输入物料和输出物料之间就可以根据联系组分的含量进行关联。用联系组分作衡算，尤其是对含未知量较多的物料衡算，可以使计算简化。,一般反应过程的物料衡算方法,13,（）具有循环、排放即旁路过程的物料衡算。这类过程的物料衡算与以上介绍的方法相类似，只是需要先根据已知的条件及所求的未知量选择合适的衡算体系，列出物料衡算式再求解。如果存在联系组分，则可以利用联系组分计算。（5）任何炼油加工装置的产品或多或少都会有损失。液体产品的泄漏、挥发，气体产物的外溢，随着装置排弃物如污水的流失等，都应该计入损失。然而损失无法计量，也无法从计算得出，因此，只能取一个大家都能接受的合理数据，也就是假设。在实际标定过程中，液体油品和液化石油气可以通过油罐检尺计量，干气则只能通过流量计计量，又有装置排不凝气，火炬阀泄漏等干扰。所以，通常是把干气和损失一起估测，然后分别损失水平高低取值在0.2%1.0%范围。,14,一般常用的业务术语,汽油辛烷值-汽油在稀混合气情况下抗爆性的表示单位，在数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。十六烷值-表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。常以纯正十六烷的十六烷值定为100，纯甲基萘的十六烷值定为零，以不同的比例混合起来，可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料，并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。流体的流量和流速，可分为质量流量、质量流速与体积流量、体积流速两种。质量流量是，单位时间内流过管道或设备的任一截面上的流体质量。质量流量通常用符号G表示，单位为kg/s。体积流量是，单位时间内流过管道或设备的任一截面上的流体体积。体积流量通常用符号V表示，单位为m3/s。质量流速是，单位时间内，管道或设备的单位截面上流过的流体质量。通常用符号WG表示，单位为kg/sm2。体积流速是，单位时间内，管道或设备的单位截面流过的流体体积。体积流速通常用符号WV表示，单位为m3/sm2或m/s。催化剂-在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒）检尺：对特定时间点罐状态的确认。,15,16,常减压产品：燃料起进瓦斯系统，直馏汽油，直馏柴油，蜡油去蜡催，重油去重催，减二、三、四线去加氢裂化，渣油去焦化。催化裂化原料：常减压重油；产品：干气，LPG，催化汽油，催化柴油，渣油重整芳烃原料：直馏石脑油，加氢石脑油；产品：干气，LPG，重整汽油或三苯（联合装置）加氢裂化原料：减压重油；产品：加氢汽油（或石脑油去乙烯，重整），加氢柴油，加氢尾油（去乙烯）.加氢精制对汽、柴脱硫焦化原料：减压渣油，催化裂化渣油；产品：干气，LPG，焦化汽油，焦化柴油，焦化蜡油,催化重整装置的原料是直馏汽油（石脑油），加氢过的焦化汽油、催化裂化汽油。主要产品：高辛烷值汽油，芳烃（苯、甲苯、二甲苯），氢.,17,加氢分类（按目的分类）：加氢精制：产品是汽油、柴油、煤油；加氢裂化：馏分油、渣油裂化；其它：加氢处理、临氢降凝，润滑油加氢、渣油加氢（渣油预处理）悬浮床、煤焦油加氢加氢精制的原料有重整原料、汽油、煤油、各种中间馏分油、重油以及渣油。目前我国建设的加氢精制装置主要是处理焦化和催化裂化柴油。加氢裂化的原料是馏分油（减压蜡油、焦化蜡油、裂化循环油、脱沥青油）和渣油。产品是高质量的轻质油品，优质低冰点航空煤油以及低凝点柴油。加氢裂化原料一般分为轻原料油和重原料油。减压馏分油、蜡油及脱沥青油均属重质原料油，这种油含硫、含氮较高，加工比较困难，需要采用较苛刻的操作条件。轻原料油主要是指汽油和轻柴油。催化裂化原料的来源很广，包括原油经过蒸馏分离出的350550的直馏馏分油、常压渣油和减压渣油，也有二次加工的馏分油，如焦化蜡油、脱沥青油、润滑油脱蜡腊膏和蜡下油及抽出油等。催化裂化产品包括干气、液态烃、汽油和轻柴油（LCO）、油浆（澄清油DO），其中间产品是重循环油（HCO）。,18,常减压装置详细流程图,19,炼油生产主要装置介绍,常减压蒸馏装置。每个炼油厂必须有的炼油加工的第一道工序，也是最基本的石油炼制过程。它采用蒸馏的方法反复地通过冷凝与汽化将原油分割成不同沸点范围的油品或半成品，得到各种燃料和润滑油馏分，有的可直接作为产品调和出厂，但大部是为下一道工序提供原料。该装置通常由电脱盐，初馏、常压和减压蒸馏等工序组成。,20,常减压装置工艺流程简图,常减压蒸馏主要产品：常压系统：石脑油、重整原料、煤油、柴油等产品减压系统：润滑油馏分、催化裂化原料、加氢裂化原料、焦化原料、沥青原料、燃料油等,21,常减压装置工艺简介,首先将原油换热至90130加入精制水和破乳剂，经混合后进入电脱盐脱水器，在高压交流电场作用下使混悬在原油中的微小液滴逐步扩大成较大液滴，借助重力合并成水层，将水及溶解在水中的盐、杂质等脱除。经脱盐脱水后的原油换热至220250，进入初馏塔，塔顶拔出轻汽油，塔底拔顶原油经换热和常压炉加热到360370进入常压分馏塔，分出汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分，这些轻质油进罐区经电化学精制和催化柴汽、焦化柴汽、加氢柴汽后调和后作成品出厂。常压塔底重油经减压炉加热至380400进入减压分馏塔，在残压为28kPa下，分馏出各种减压馏分，作催化或润滑油原料。减压渣油经换热冷却后作燃料油或经换热后作焦化、催化裂化，氧化沥青原料。,22,催化裂化装置详细流程,23,催化裂化装置,催化裂化装置是炼油厂重要的二次加工装置之一，绝大多数的炼油厂都具有催化裂化装置。催化裂化装置以常减压蒸馏装置的一次加工重油产品或某些二次加工装置的重组分产品为原料，通过在高温下与催化剂的接触作用，裂化为轻质油品组分。催化裂化装置是燃料油型炼油厂生产汽、柴油的重要装置。催化裂化装置一般分为反应再生部分、分馏部分及吸收稳定部分，反应部分是将重质油品组分通过高温及催化剂作用裂化为轻质油气混合物的过程，并实现催化剂的再生与高温能量的回收。分馏部分是将高温油气组分为分离为气体、汽油、柴油及重质油浆的分离过程，吸收稳定部分将气体及粗汽油进一步分离精制生产干气、液化气、稳定汽油的过程。,24,催化裂化装置,主要原料来自于常减压装置，根据加工方案不同，可加工常减压装置的常压渣油、蜡油及减压渣油。其中：渣油全部来自于常减压装置.混合蜡油包括焦化蜡油；减五线油；减四线油；减三线油；减一线油及蜡下油等,目前蜡油中实际只有减五线油和减四线油，且都是经过减压深拔以后的油，原料越来越重，影响到装置的轻油收率和生焦。有的炼油厂也加工其他二次加工装置的重质油品，如延迟焦化及其它热加工装置装置的重油产品、脱沥青装置的脱沥青油，润滑油石蜡装置的抽出油、蜡下油等。根据加工原料不同，可分为蜡油催化裂化装置与重油催化裂化装置，蜡油催化裂化装置原料质量好、产分布好、加工成本低，而重油催化装置由于原料质量差，加工难度大，产品分布较差，加工成本及各项消耗也高于蜡油催化裂化装置。催化裂化装置的产品一般可分为干气、液化气、汽油、柴油、油浆以及焦碳。根据加工方案也有出重柴油的。,25,催化裂化装置,近年来，随着催化裂化工艺技术的发展，出现了许多新型的催化裂化工艺技术，其产品质量及产品分布均有较大的变化。特别是近年来，出现了以生产乙烯、丙烯等化工原料目的催化裂化工艺技术，其产品类别虽然同常规的催化裂化装置相似，但分布变化较大，轻质气体组分增加，而柴油、油浆等产品量下降。,26,催化裂化装置工艺流程简图,27,加氢裂化装置详细流程,28,加氢裂化装置,加氢裂化是重质油轻质化的一种工艺方法。以减压馏分油为原料，与氢气混合在温度400左右，压力约17MPa和催化剂作用下进行裂化反应，生产出干气、液化石油气、轻石脑油、重石脑油、航空煤油、轻柴油等产品。其生产方案灵活性大，产品质量稳定性好，但由于该装置对设备要求高，工艺条件苛刻，投资高，因而加氢裂化总加工量远不如催化裂化装置。,29,加氢裂化装置也是炼油厂重要的二次加工装置之一，加氢裂化装置是以常压蜡油或相近组分油品为原料，在高压与氢气的存在下，通过催化剂作用实现加氢精制与裂化过程的生产装置。加氢裂化装置工艺过程：首先原料及氢气通过换热及加热炉的加热，达到一定的温度，进入精制反应器，进行精制后再进入裂化反应器发生裂化反应，反应产物经过冷却进入分离过程，分离出气体及各种产品。加氢裂化装置根据加工方案的不同，其产品分布及相关工艺差别比较大，一般燃料型的加氢裂化装置，以生产喷气燃料及柴油为主，以化工型的加氢裂化装置，其产品以重整原料及乙烯裂解原料为主。另外，还有生产润滑油料为目的生产装置。加氢裂化实质上是催化加氢与催化裂化这两种反应的有机结合。轻质油品收率高，灵活性大，用各种原料，不同的操作条件，根据生产需要和市场行情调节生产方案，生产柴油航空煤油，汽油甚至液化气。,30,加氢裂化装置工艺流程简图,加氢裂化的原料是馏分油（减压蜡油、焦化蜡油、裂化循环油、脱沥青油）和渣油。产品是高质量的轻质油品，优质低冰点航空煤油以及低凝点柴油。加氢裂化原料一般分为轻原料油和重原料油。减压馏分油、蜡油及脱沥青油均属重质原料油，这种油含硫、含氮较高，加工比较困难，需要采用较苛刻的操作条件。轻原料油主要是指汽油和轻柴油。不管采用那种原料，通过加氢裂化都可以得到优质利高收率的产品。,31,32,催化重整装置,催化重整装置由常减压蒸馏初馏塔、常压塔顶来的直馏轻汽油馏分，经预分馏切出肋以前的馏分，将60180轻烃组分与氢气混合后，加热至280340进行预加氢，以去除硫、氮、氧等杂质，再与氢气混合加热至490510进入重整反应器，在铂催化剂的作用下，进行脱氢芳构化反应和其他反应生成含芳烃量较高的高辛烷值汽油(重整汽油)，可直接用作汽油的调和组分，也可经芳烃抽提，分离提取苯，甲苯、二甲苯等化工产品。副产品有液化石油气和氢气。氢气可作为加氢精制和氢裂化装置用氢的主要来源。因而加氢精制往往与重整组成联合生产装置催化重整加氢精制。,33,催化重整装置,催化重整装置也是炼油厂常见的二次加工装置之一；催化重整装置是以石脑油或相近组分为原料，生产高辛烷值汽油或芳烃类化工原料的生产装置，同时，其副产物氢气也是炼油厂重要的氢气来源。一般催化重整装置先要经过预处过程，以切取合适的组分及除去有害杂质。预处理后的油品进入重整单元，在催化剂的作用下进行重整反应，反应后的油品经过分离，生成重整油可做为高标号汽油的调合组分，副产品氢气是炼油厂的重要氢气来源。做为化工型的重整装置，以生产芳烃类化工产品为主，在分离后还有进一步的抽提过程，分离出芳烃组分，经过进一步分离芳烃组分，生产苯、甲苯、二甲苯等化工产品，有的装置还配备了歧化、异构化等装置，将低价值的芳烃产品转化为高价值的芳烃产品，这类装置的芳烃产品可细分为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯等，以进一步提高高价值产品产量，增加销售收入。,34,催化重整装置工艺流程简图,35,加氢精制装置工艺流程简图,36,加氢精制装置,加氢精制装置加氢精制装置是通过在高压下原料油与氢气混合，在一定的温度下，在催化剂作用下，达到脱除原料中杂质、改善油品性质的过程。加氢精制装置根据加工的原料不同，其工艺特点也有所不同，国内较为常见的加氢精制装置有柴油加氢精制、汽油加氢精制、蜡油加氢精制等，近年来出现了渣油加氢精制装置。加氢精制的作用主要是脱除原料中的硫、氮、金属组分，并使一定的烯烃或芳烃饱和，使产品达到质量标准要求，对于蜡油及渣油的精制，主要是改善催化裂化等二次加工