炼油工艺学.ppt

1、2020/8/31,炼油工艺学,第一章 绪 论,从本课程中能学到什么? 国内外炼油工业的发展、现状及新世纪面临的挑战 授课内容 希望和要求,2020/8/31,炼油工艺学,一. 从炼油工艺学中能学到什么?,学习(或学完)一门新课时，思考一些问题,我能学到什么?,我有什么收获? 未来的影响,2020/8/31,炼油工艺学,由课程名称知,本课程研究的对象是“石油”,石油是什么？何谓石油炼制？,Petroleum (Oil) 并侧重石油炼制（加工）: petroleum refining or: petroleum processing,2020/8/31,炼油工艺学,石油是什么？,石油（Petro

2、leum）是一种从地下深处开采出来的呈黄色、褐色甚至黑色的可燃性粘稠液体，常与天然气共存（从石油的外观、来源、最基本特性） 石油是由远古海洋或湖泊中的生物在地下经过漫长的地球化学演化而形成的烃类和非烃类的复杂混合物（从地球化学角度） 石油工业经过100多年发展以后，对“石油”才有了比较科学的命名（1983年，第11届世界石油大会）,2020/8/31,炼油工艺学,1983年第11届世界石油大会正式提出对石油、原油、天然气等名词的定义： 石油(Petroleum)：指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然性状 原油(Crude Oil)：指石油的基本类型，常压下呈液态，其中也包括一些液态非烃类组

3、分（天然的液态烃类混合物） 天然气(Natural Gas)：指石油的主要类型，常温常压下呈气态，在地层条件下溶解于原油中,石油是什么？,因此，石油这一概念实际上包括了人们习惯上所说的原油、天然气、伴生气、凝析油等,2020/8/31,炼油工艺学,何谓石油炼制？,石油炼制是我国石油化学工业的组成之一,石油化学工业,石油炼制 以石油为原料生产各种石油产品,石油化工 以乙烯、丙烯为原料生产三大合成材料及基本有机原料,2020/8/31,炼油工艺学,石油炼制工业（炼油工业）,原油,石油产品,一次加工 (原油蒸馏),二次加工 (催化、加氢、重整等),三次加工 (烷基化、异构化、醚化等),油品调合或精制

4、,产品分类,燃料,润滑油及相关产品,蜡,沥青,石油焦,溶剂及化工原料,占80%,2020/8/31,炼油工艺学,课程主要内容,石油、石油馏分及石油产品的化学组成和物理性质 主要石油产品的质量要求及主要使用性能 我国主要原油特性及其加工方向 原油蒸馏过程的基本原理、工艺流程、工艺计算，主要操作因数及其确定方法 催化裂化、催化加氢、催化重整等工艺过程的基本原理、工艺流程、工艺计算，主要影响因数分析以及催化剂和催化作用 烷基化、醚化、异构化（气体加工）等工艺过程的基本原理,2020/8/31,炼油工艺学,“石油加工业”前景如何？,衡量一门工业发展的尺度 评价一个工业前途的标志 ？,在国民经济中的地位

5、作用如何？ 增长速度和发展趋势怎样？ 对人类社会的贡献有多大？,2020/8/31,炼油工艺学,“石油加工业”前景如何？,石油工业是19世纪的产物、20世纪的奇迹、当代经济的“发动机”，石油被人们视为关系到一个国家国计民生及国家安全的特殊商品-即战略物资,石油的开发、加工和利用，在相当程度上改变了世界的政治、经济格局，也改变了人们的生活和工作方式，推动人类社会的发展进程,2020/8/31,炼油工艺学,石油对人类的贡献,被誉为“工业血液”，是重要的能源和优质的化工原料。石油能左右世界经济，对世界经济产生全方位、多层次的重大影响。同时又是不可再生的宝贵资源 石油产品与人们的衣食住行息息相关 石油

6、工业是国家的基础工业(或支柱产业)、举足轻重,中国石油、石化两大集团拥有的资产占全国总资产的十分之一，所缴税款占全国总税收的四分之一,2020/8/31,炼油工艺学,目前石油在我国能源消费结构中约占20%（煤炭占70%）。据国际能源机构预测，未来二十年中国对石油及其产品的需求将呈快速增长趋势。预计到2020年，石油在我国总能源消费结构中的比例将上升至26% ,世界仍将保持目前38%水平 煤炭、石油、天然气资源人均可采储量： 煤炭/吨 石油/吨 天然气/立方米 世界平均 162.5 23.5 24796 美国 876.4 13.1 16843 中国 89.8 2.6 1074,2020/8/31

7、,炼油工艺学,近10年来，我国石油消费年均增长5.77%，而石油供应年均增长仅1.67% 1993年，成为石油产品净进口国，1996年，成为原油净进口国，2002年进口原油、成品油超过7000万吨，今年已经超过10000万吨 据统计，中国对进口石油的依存度已由1995年的6.6%上升为2000年的25%，预计2005年进口原油占国内总需求的比例将提高到33.5%,2020/8/31,炼油工艺学,亿桶,世界石油探明储量(亿桶)图,2020/8/31,炼油工艺学,石油加工前景广阔,直到今天，仍然没有哪一种产品或产业，能像石油那样持久地影响着全球的政治、经济、军事战略和国家安全,石油如何转变成极为有

8、用的石油产品? 正是本课程探讨的主要问题!,2020/8/31,炼油工艺学,第一章 绪 论,从石油加工工程课中学到什么? 国内外炼油工业的发展、现状及新世纪面临的挑战 授课内容及教与学的方法 几点希望和要求,2020/8/31,炼油工艺学,石油作为一个工业的发展始于19世纪中叶(1859年)，在140多年的发展中，石油工业经历了三个时期： 石油主要用作照明的 “灯油”时代-19世纪末 石油主要用作发动机燃料的 “动力燃油”时代-20世纪中叶 石油既作燃料、又作化工原料的 “综合利用”时代，即当今 的石油化工时代-20世纪后半叶开始,二. 国内外炼油工业的发展与现状,2020/8/31,炼油工艺

9、学,世界能源消费结构(%)变化,括号内数据为中国,2020/8/31,炼油工艺学,世界石油消费量情况,石油消费水平现已成为一个国家综合国力和经济发展程度的重要标志，是国家安全、经济繁荣的关键和社会文明的基础 年人均消费量 kg/人： 世界 580 美国 4200 日本 2040 韩国 1500 台湾 1200 中国 159,2020/8/31,炼油工艺学,我国是最早发现和利用石油的国家之一，在古代曾一度处于世界领先地位 北宋科学家沈括在梦溪笔谈中第一次使用“石油”这一名称：“夫（同音字）延境内有石油，生于水际沙石，与泉水相杂，颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓”，并预言“此物后必大行于世” 解放前，

10、由于长期封建、半封建、半殖民地统治，石油的开发及加工生产发展极为缓慢。49年以前，全国石油累计生产67.7万吨，炼油能力只有17万吨,2020/8/31,炼油工艺学,我国石油工业1949年后发展迅速。发现了以大庆、胜利为代表的342个油田(储量1亿吨以上的有26个)，110个气田(储量100亿立方米的有17个)。2002年我国原油产量1.6475亿吨（世界第四） 我国炼油工业1965年后发展突飞猛进。目前两大集团公司共有95个炼油厂，炼油能力已达22641万吨，仅次于美国(82822)、俄罗斯(27177)和日本(23932)，居世界第四 中国现已成为世界产油大国和炼油大国,2020/8/31

11、,炼油工艺学,我国炼油能力增长情况,年 炼油能力/万吨/a 1949 17 1952 99 1965 1423 1984 10750 1994 18100 1997 20000 2002 22641 2010 3.03.5亿吨,2020/8/31,炼油工艺学,炼油企业规模、生产装置规模偏小，经济效益受影响 装置利用率（负荷率或开工率）较低(国外80%，国内80%)，且难以适应原油品种结构变化 炼油装置结构不太合理，导致产品质量、档次低，综合商品率低(90%) ，产品结构与市场的矛盾突出，缺乏市场竞争力 装置生产周期短，物耗、能耗较高，劳动生产率低 轻质油收率较低(66%)，加工损失率较高(1.

12、39%) 市场需要清洁燃料，标准越来越高,我国炼油工业面临的主要问题,2020/8/31,炼油工艺学,炼化企业规模现状（截止2002年）,世界 中国 炼厂个数 732 95 平均规模（万吨/年） 554 238 1000万吨/年 100座 4坐 2000万吨/年 15座 无 最大规模（万吨/年） 4700 1800（镇海） 单套能力（万吨/年） 一般 1000 500 最大 1250 1000,2020/8/31,炼油工艺学,炼油装置结构状况,装置名称 中国 美国 世界 催化裂化 34.5 33.0 16.6 加氢精制 10.2 64.7 45.2 (含加氢处理) 催化重整 5.2 21.8

13、13.9 烷基化 0.61 6.7 2.3 异构化 0 3.8 1.72 醚 化 0.02 0.8 0.3,2020/8/31,炼油工艺学,国内外炼厂技术经济指标对比,国外平均 中石油股份 中石化股份 平均规模/万吨 540 379 480 开工率/% 90 73.65 81.0 综合商品率/% 9293 90.92 91.78 加工损失率/% 0.50 1.05 1.12 轻油收率/% 73 68.53 70.10 单位能耗 10.0 13.90 13.91 千克标油/吨,2020/8/31,炼油工艺学,上述问题也正是我国炼化企业与世界先进水平存在的主要差距。加入WTO后，我国炼油工业将面临

14、来自全球市场前所未有的压力和挑战 目前，我国炼化企业将以结构调整为重点，加大投资力度、加快技术创新和技术改造，以提高市场竞争能力和满足环保要求为目的，加快发展,2020/8/31,炼油工艺学,20世纪被称为工业经济时代，其发展模式是高增长、高投入、高消耗、高排放、高污染。21世纪世界已由工业经济时代跨入知识经济时代，其发展模式是高智力、高效益、高增长、低消耗、低排放、低污染，世界各国都将以可持续发展战略来发展经济，这一大趋势必将对炼油工业产生重大影响,2020/8/31,炼油工艺学,世界炼油工业面临的挑战和机遇,挑 战： 经济全球化、市场国际化、竞争白热化 炼化企业如何提高竞争实力？ 生态环境

15、日益恶化，环保要求日益强劲，生产清洁、超清洁优质石油产品大势所趋 炼油工业如何发展绿色技术，生产绿色产品？ 石油产品需求量持续增长，原油质量逐渐变差（高硫、高金属、高残炭），传统炼油技术已难以适应 炼化企业如何靠改革、技术创新、管理创新提高生存能力？,2020/8/31,炼油工艺学,世界炼油工业面临的挑战和机遇,机遇： 丰富的油砂沥青和天然气资源，为炼油工业提供了巨大的发展空间 高新技术（如膜技术、生物技术、纳米技术等）的快速发展为炼油工业提供了坚实的技术支持,2020/8/31,炼油工艺学,新世纪炼油工业的发展方向,调整企业结构，采取兼并、联合、重组措施，充分发挥规模优势，增强竞争实力 炼油

16、-化工一体化，优化资源配置，提高经济效益 发展深度加工，提高资源利用率 采用清洁技术、生物技术、合成技术，生产清洁和超清洁油品，减少污染、降低成本、满足未来需求,2020/8/31,炼油工艺学,我国石化行业“十五”发展目标,以结构调整为主线，以提高竞争力为核心 全国炼油综合能力达2.7亿吨，其中加工进口原油7500万吨以上 建成89个千万吨级炼油基地 乙烯生产能力超过900万吨，建成上海、杨子2个百万吨级乙烯基地 提升炼油、发展乙烯，实现石化大国走向石化强国的重大转变,2020/8/31,炼油工艺学,第一章 绪 论,从石油加工工程课中学到什么? 国内外炼油工业的发展、现状及新世纪面临的挑战 授

17、课内容及教与学的方法 几点希望和要求,2020/8/31,炼油工艺学,教材：寿德清、山红红主编石油加工概论 参考教材：石油炼制工程，林世雄主编，第三版，石油工业出版社 授课内容： 基础知识：介绍石油和石油产品的性质、组成， 产品质量标准和使用性能、加工方案等，约10学时。 原油的主要加工过程（原油蒸馏、催化裂化、催化重整、催化加氢、热加工等），约20学时 因学时有限，其他章节不单独作课堂讲授,三. 授课内容及教与学的方法,2020/8/31,炼油工艺学,课程特点 化学工程的一个分支，即化学工程理论在炼油工艺技术中的具体应用。综合性、实践性强，发展变化快 教学方法 突出专业课特点 “浅、广、新、

18、精” 多种教学方式并行，主要以课堂讲授为主 自学，知识更新的必由之路，也是学好一门课的关键 课堂测验，检查听课效果和出勤率 现场参观学习，理论联系实际的好办法,三. 教与学的方法,2020/8/31,炼油工艺学,学习方法 重视理论联系实际 学习专业课的重要原则 既要重视实践经验（如经验公式、经验数据）的总 结，也要重视应用所学的专业理论作指导，善于从生 产现象、实验数据或操作数据的分析出发，解决生产 实际问题，培养工程能力 注意前后知识的贯通和联系 学习专业课的基本方法 课程接触专业术语较多，要在理解的基础上学习掌握 不要孤立的学习和记忆,三. 教与学的方法,2020/8/31,炼油工艺学,第一章 绪 论,从石油加工工程课中学到什么? 国内