原油及原油加工流程简介

1、,原油加工及流程简介,1,2,主要内容,石油的化学组成及石油产品的质量要求 炼油工艺过程简介 原油的加工方案 原油的燃料化工加工方案 世界炼油技术发展趋势,3,第一节 石油的化学组成及石油产品的质量要求,4,石油中的非烃化合物,1、含硫化合物 硫在石油中的存在形态 元素硫极少 酸性硫：H2S、硫醇（RSH） 中性硫：硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR） 热稳定性硫：噻吩、苯硫酚,5,含硫化合物,分布规律 硫在石油馏分中的分布一般是随着石油馏分沸程的升高而增加，大部分硫均集中在重馏分和渣油中 直馏汽油中，以硫醇和硫醚为主，少量二硫化物和噻吩 中间馏分中，主要是硫醚和噻吩类 高沸点馏分中，主要是硫

2、醚、噻吩及其同系物 除上述含硫化合物外，原油中还有相当大一部分硫存在于胶质、沥青质中；这部分含硫化合物的分子量更大、结构也复杂得多,6,含硫化合物对加工过程及产品的危害,对石油产品质量影响催化裂化、焦化产品 对加工过程的影响催化剂污染、加快失活 设备腐蚀硫化氢腐蚀、硫醇腐蚀、元素硫腐蚀 对环境污染硫氧化物,对策：产品精制、气体脱硫、废水处理,7,含氮化合物,氮在石油中的存在形态,六员环,五员环,8,含氮化合物分布规律,与硫在原油中的分布一样，石油中的氮含量也是随馏分沸程的升高而增加的，但其分布比硫更不均匀 石油中的硫约有70%是集中在其减压渣油中，而石油中的氮则更集中，约有90%集中于其减压渣

3、油中 对多数原油而言，其碱性氮含量约占总氮含量的1/41/3 一般来说，在较轻馏分中的氮主要是碱性氮；而在较重的馏分及渣油中的氮则主要是非碱性氮,9,含氮化合物,含氮化合物的危害 导致催化剂中毒 催化裂化催化剂 油品中的氮易生成胶状沉淀，影响油品的安定性 油品燃烧生成NOX，造成环境污染,10,含氧化合物,氧在石油中的存在形态 石油中的氧元素是以有机含氧化合物的形式存在的,11,含氧化合物,分布规律 与硫、氮在原油中的分布不同 特殊：中间馏分分布较多 特点 石油酸中90%为环烷酸 我国只有克拉玛依原油含酸较多（0.48%）,12,含氧化合物,含氧化合物的影响 原油乳化，不利加工 设备腐蚀 环烷

4、酸的利用 是一种高附加值的产品 木材防腐、表面活性剂、燃料和润滑油添加剂 钠盐为植物生长素、钙盐是杀虫剂,需要脱除,13,石油中的微量元素,微量元素的分类 变价金属，如V、Ni、Fe、Mo、Co、W、Cr、Cu、Mn、Pb、Hg等 碱金属和碱土金属：如Na、K、Ba、Ca、Sr、Mg等 卤素和其它元素：如Cl、Br、Si、Al、As等,14,石油中的微量元素,微量元素的存在形态 一是以乳化状态分散于原油的水中所含的盐类，如K、Na、Ca、Mg的氯化物 二是结合于有机化合物或络合物中， 如V、Ni、Fe、Cu等 三是悬浮于原油中的极细的矿物质微粒,15,石油中的微量元素,从世界范围来看，石油中含

5、量最高的微量元素是钒，最高可达1000 ppm以上；其次是镍，最高可达100 ppm以上 微量元素的分布规律与S、N相似，即随沸点升高含量增加，而且主要浓集在渣油中,16,石油中微量元素的危害,微量元素的危害 从目前来看，对石油加工影响最大的微量元素有钒(v)、镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)，它们是催化裂化催化剂的毒物，而且在重油固定床加氢裂化过程中也能造成催化剂的失活和床层的堵塞 砷(As)是催化重整催化剂的毒物；钠(Na)和钾(K)也会使催化剂减活,17,渣油中的胶质和沥青质,石油中所包含的胶状、沥青状物质，是一大类非烃化合物，它们在组成中除含C、H外，还有S、N、 O及金属元素,18

6、,渣油中的胶质和沥青质,胶质 胶质是深棕色至深褐色的，极为粘稠不易流动的液体或无定形固体 其相对密度略小于1.0 有很强的着色能力 H/C：1.41.5 受热时熔化，对热不稳定，能转化成沥青质,19,渣油中的胶质和沥青质,沥青质 黑色至深褐色的无定形固体 其相对密度略大于1.0 全部集中在渣油中，一般不挥发 H/C原子比：1.11.3,20,渣油中的胶质和沥青质,胶质和沥青质存在差别，但没有截然的不同，从胶质到沥青质是一个渐变的过程,21,石油产品基本性质要求,汽油：低硫、低烯烃、低芳烃、高辛烷值 柴油：低硫、低芳烃、低凝点、高十六烷值 润滑油：粘温性能好、低温流动性能好、抗氧化性能好 沥青：

7、延伸度好、软化点与针入度适宜 固体蜡：滴点高、含油量低,22,原油,脱盐脱水,常压蒸馏,常压馏分：汽油（石脑油）、煤油、柴油 石脑油作为催化重整、蒸汽裂解原料,AR,减压蒸馏,减压馏分：VGO(减压瓦斯油Vacuum Gas Oil) 润滑油基础油、催化裂化、加氢裂化的原料,焦化、减粘裂化、催化裂化、加氢转化、溶剂脱沥青、气化的原料 AR:常压渣油 VR:减压渣油,VR,第二节 炼油工艺过程简介,简介,23,原 油,24,炼油工艺过程,原油分离常减压蒸馏 一次加工，炼厂的龙头 脱盐、脱水、脱机械杂质 获得直馏产品、二次加工的原料 重油轻质化 二次加工、化学加工 催化裂化、加氢裂化、焦化 提高轻

8、质油收率,25,炼油工艺过程,油品精制 二次加工、化学物理加工 脱硫氮、提高辛烷值和十六烷值 生产清洁油品调和组分 高辛烷值汽油组分的生产 二次加工、化学加工 轻烃异构化，提高汽油前端组分的辛烷值 C4烷基化，生产高辛烷值的汽油调和组分理想组分 醚化高ON的含氧化合物，环境污染？美国加州 烯烃叠合烯烃，但是汽油标准对烯烃含量有限制,26,第三节 原油加工方案,加工方案,生产哪些产品 采用何种加工过程,基本类型,内容,因素,确定依据,27,(非燃料油)化工原料生产 二次加工、化学加工 催化重整苯、甲苯、二甲苯 催化裂解、蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯 润滑油生产 二次加工、物理加工、化学加工,

9、28,常减压蒸馏：炼油厂的龙头 催化裂化：中国炼油界的立足之本 加氢精制：中国炼油界的未来 加氢裂化：中国炼油界的未来 催化裂解：炼油与化工的桥梁 延迟焦化：劣质原料加工的有效途径 溶剂脱沥青：劣质原料预处理的方式,29,第四节 原油的燃料化工加工方案,原油,常减压蒸馏,催化重整,汽油,液化气,裂解原料,催化裂化,VGO,延迟焦化,VR,加氢精制,加氢精制,汽油,柴油,蜡油,石油焦,燃料油,芳烃分离,苯,甲苯,二甲苯,AGO,乙苯合成,气体 分离,干气,乙苯,丙烯,丁烯,LPG,加氢精制,裂解原料,减粘裂化,30,稠油的加工方案,如何合理加工稠油是炼油技术发展中的一个难题 稠油的特点是密度和粘

10、度大、胶质及沥青质含量高、凝点低，多数稠油的硫含量较高，其渣油的残炭值高、重金属含量高 稠油的轻质油含量很低，减压渣油一般占原油的60%以上 稠油的加工方案问题主要是如何合理加工其渣油的问题,31,稠油的加工方案,稠油的渣油中蜡含量低、胶质及沥青质含量高，是生产优质沥青的原料 例如单家寺稠油的减压渣油不需复杂的加工就可以生产出高等级道路沥青 因此，对稠油的加工应优先考虑生产优质沥青 由于受沥青市场的限制，除了生产沥青外，还须考虑渣油的轻质化问题,32,稠油的加工方案,稠油渣油的残炭值高、重金属含量高，不宜直接用作催化裂化的原料 较好的办法是先经加氢处理后再送去催化裂化，但是渣油加氢处理的投资和

11、操作费用高 采用溶剂脱沥青过程可以抽出渣油中的较轻部分作为催化裂化的原料，但须解决抽提残渣的加工利用问题,33,稠油的加工方案,采用延迟焦化过程可以得到部分馏分油，经加氢和催化裂化可得到轻质油品，但同时得到相当多的含硫石油焦 稠油的凝点低，在制定加工方案时应考虑如何利用这个特点。例如，考虑生产低凝点柴油、对粘温性质要求不高的较低凝点润滑油产品等,34,稠油的加工方案,原油,常减压蒸馏,催化重整,汽油,液化气,精制,航煤,柴油,加氢裂化,催化裂化,VGO,延迟焦化,VR,加氢精制,加氢精制,汽油,柴油,蜡油,石油焦,加氢处理,沥青氧化,石油沥青,燃料油,溶剂脱沥青,减粘裂化,35,第五节 世界炼

12、油技术发展趋势,一、世界炼厂装置构成及加工趋向 加工重质、含硫原油适应原料劣质化的趋势 深度加工，提高轻质油收率提高资源利用效率和经济效益 采用清洁生产工艺，生产清洁燃料环境保护 实现炼油化工一体化为下游化工行业提供原料，提高炼油企业经济效益,36,世界炼厂装置构成趋向,21世纪的炼油厂将由生产常规石油产品的传统炼油厂转变为生产超低排放/超清洁燃料的智能化无渣油炼油厂 这样的炼油厂能够加工高硫、高金属含量的重质原油，生产符合更加清洁的车用汽油和车用柴油规格要求的油品，少生产重燃料油品 这要求未来炼厂的炼油技术需要有更大的灵活性,37,新世纪炼油厂的潜在特点,采用生物技术降低原油的硫、氮、重金属

13、含量，为下游加工装置提供质量较好的原料 对传统炼油技术进行升级换代，提高目的产品的质量和收率 采用绿色技术，改善生产环境，生产绿色的油品调和组分 采用加氢裂化异构脱蜡/加氢处理技术，生产新一代润滑油基础油,38,采用纳米催化剂和纳米添加剂技术，提高催化剂的活性、选择性、稳定性和油品的使用性能 采用反应蒸馏和膜分离/反应技术，降低装置的投资和消耗 采用气化联合一体化技术，把渣油、沥青和石油焦全部转化为氢气、蒸汽、电力、甲醇或羰基合成醇 采用电子/信息技术对各装置和全厂进行优化控制和管理，实现效益最大化,39,新世纪炼油厂的潜在特点,采用天然气合成液体烃技术，以天然气为原料，生产清洁燃料、高档润滑

14、油基础油和专用化工原料，为炼油工业的发展提供后劲,40,新世纪炼油厂的生产模式,1、清洁燃料型 燃料的清洁化 低硫氮、低烯烃、低芳香烃、符合未来的标准 生产清洁的油品调和组分 对部分调和组分进行改质处理催化裂化汽油降烯烃、汽柴油的加氢精制等 生产过程的清洁化 降低生产过程的潜在危害更换强毒性、腐蚀性的催化剂碳四烷基化 减少污染物的排放催化裂化再生器，采用CO助燃剂、SOx转移剂、降低再生烟气NOx助剂,41,商品汽油的调和组分,商品汽油,42,生产低硫清洁汽油的方案,生产低硫清洁汽油需要用到的几个工艺过程： 催化重整、轻烃异构化、烷基化、醚化、齐聚加氢、加氢精制等,理 想 调 和 组 分,43

15、,商品柴油的调和组分,商品柴油,44,生产低硫清洁柴油的方案,生产低硫清洁柴油需要用到的几个工艺过程： 加氢精制脱硫、脱芳、加氢裂化,45,清洁燃料型炼厂加工流程模式,46,新世纪炼油厂的生产模式,2、油化结合型（燃料化工型） 重油转化为清洁燃料 多产化工原料，三烯、三苯 与现有乙烯厂和芳烃厂结合,47,常规独立的炼厂与裂解装置的示意流程,48,炼油化工一体化模式,催化重整,BTX,馏分油加工与调和,航煤,柴油,BTX,常减压 蒸馏,芳烃抽提,重整生成油,加氢精制,催化裂化,汽油加工与调和,汽油,凝析油 分馏,原油,凝析油,蒸汽 裂解,石脑油,催化裂化气体,氢气,裂解燃料油,C4抽余油,C8馏

16、分,芳香基石脑油,芳香基石脑油,石蜡基石脑油,喷气燃料,石蜡基石脑油,三烯,Atofina-BASF公司的Port Arthur 炼厂,49,石油化工联合装置的示意流程,50,三、新世纪炼油厂的生产模式,3、化工型 重质原料转化为化工原料 生产乙丙烯，联产芳烃 轻烃、石脑油蒸汽裂解 VGO催化裂解 VGO加氢裂化蒸汽裂解 VR加氢处理催化裂解 VR焦化加氢蒸汽/催化裂解,51,原油,常减压蒸馏,催化裂解,VGO,加氢处理,VR,加氢精制,BTX,柴油,燃料油,AGO,气体 分离,丙烯,丁烯,加氢裂化,蒸汽裂解,乙烯,芳烃抽提,石脑油,柴油,石脑油+尾油+LPG,气体,轻烃,裂解汽油,汽油,汽油,燃料气,化工型炼厂的生产模式,减粘裂化,52,新世纪炼油厂的生产模式,4、气电一体化模式,53,5种汽电一体化方案,减渣不加工，直接用作燃料油 减渣全部气化