石油煉化工藝流程及其設(shè)備

1、石油煉化常用工藝流程及其設(shè)備從原油到石油的基本途徑一般為： 將原油先按不同產(chǎn)品的沸點(diǎn)要求，分割成不同的直餾餾分油，然后按照產(chǎn)品的質(zhì) 量標(biāo)準(zhǔn)要求，除去這些餾分油中的非理想組分； 通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化，生成所需要的組分，進(jìn)而得到一系列合格的石油產(chǎn)品。 石油煉化常用的工藝流程為常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、溶劑脫瀝青、加氫精制、催化重整。（一）常減壓蒸餾1、基本概念： 常減壓蒸餾是常壓蒸餾和減壓蒸餾的合稱，基本屬物理過程：原料油在蒸餾塔里按 蒸發(fā)能力分成沸點(diǎn)范圍不同的油品（稱為餾分） ，這些油有的經(jīng)調(diào)合、加添加劑后以產(chǎn)品 形式出廠，相當(dāng)大的部分是后續(xù)加工裝置的原料。常減壓蒸餾是煉油廠石油加工

2、的第一道工序， 稱為原油的一次加工， 包括三個(gè)工序：a. 原油的脫鹽、脫水；b.常壓蒸餾；c.減壓蒸餾。2、生產(chǎn)工藝： 原油一般是帶有鹽份和水，能導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕，因此原油在進(jìn)入常減壓之前首先進(jìn) 行脫鹽脫水預(yù)處理，通常是加入破乳劑和水。原油經(jīng)過流量計(jì)、 換熱部分、 沏餾塔形成兩部分， 一部分形成塔頂油， 經(jīng)過冷卻器、 流量計(jì)，最后進(jìn)入罐區(qū)，這一部分是化工輕油（即所謂的石腦油） ；一部分形成塔底油， 再經(jīng)過換熱部分，進(jìn)入常壓爐、常壓塔，形成三部分，一部分柴油，一部分蠟油，一部 分塔底油；剩余的塔底油在經(jīng)過減壓爐，減壓塔，進(jìn)一步加工，生成減一線、蠟油、渣油和瀝 青。各自的收率：石腦油（輕汽油或化工輕

3、油）占 1%左右，柴油占 20%左右，蠟油占 30% 左右，渣油和瀝青約占 42%左右，減一線約占 5%左右。常減壓工序是不生產(chǎn)汽油產(chǎn)品的，其中蠟油和渣油進(jìn)入催化裂化環(huán)節(jié)，生產(chǎn)汽油、 柴油、煤油等成品油；石腦油直接出售由其他小企業(yè)生產(chǎn)溶劑油或者進(jìn)入下一步的深加 工，一般是催化重整生產(chǎn)溶劑油或提取萃類化合物；減一線可以直接進(jìn)行調(diào)劑潤滑油；3、生產(chǎn)設(shè)備：常減壓裝置是對(duì)原油進(jìn)行一次加工的蒸餾裝置， 即將原油分餾成汽油、 煤油、柴油、 蠟油、渣油等組分的加工裝置。原油蒸餾一般包括常壓蒸餾和減壓蒸餾兩個(gè)部分。a. 常壓蒸餾塔所謂原油的常壓蒸餾，即為原油在常壓 （ 或稍高于常壓 ） 下進(jìn)行的蒸餾，所用的蒸

4、餾 設(shè)備叫做原油常壓精餾塔 （或稱常壓塔 ） 。常壓蒸餾剩下的重油組分分子量大、沸點(diǎn)高，且在高溫下易分解，使餾出的產(chǎn)品變 質(zhì)并生產(chǎn)焦炭，破壞正常生產(chǎn)。因此，為了提取更多的輕質(zhì)組分，往往通過降低蒸餾壓 力，使被蒸餾的原料油沸點(diǎn)范圍降低。這一在減壓下進(jìn)行的蒸餾過程叫做減壓蒸餾。b. 減壓蒸餾塔減壓蒸餾是在壓力低于lOOKPa的負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行的蒸餾過程。減壓蒸餾的核心設(shè)備 是減壓塔和它的抽真空系統(tǒng)。減壓塔的抽真空設(shè)備常用的是蒸汽噴射器 （也稱蒸汽吸射泵 ）或機(jī)械真空泵。其中機(jī) 械真空泵只在一些干式減壓蒸餾塔和小煉油廠的減壓塔中采用，而廣泛應(yīng)用的是蒸汽噴 射器。（二）催化裂化一般原油經(jīng)過常減壓蒸餾后可

5、得到的汽油，煤油及柴油等輕質(zhì)油品僅有1040% ,其余的是重質(zhì)餾分油和殘?jiān)?。如果想得到更多輕質(zhì)油品，就必須對(duì)重質(zhì)餾分和殘?jiān)?進(jìn)行二次加工。1 、基本概念：催化裂化是在有催化劑存在的條件下， 將重質(zhì)油（例如渣油）加工成輕質(zhì)油（汽油、 煤油、柴油）的主要工藝，是煉油過程主要的二次加工手段。屬于化學(xué)加工過程。2、生產(chǎn)工藝：常渣和臘油經(jīng)過原料油緩沖罐進(jìn)入提升管、 沉降器、再生器形成油氣， 進(jìn)入分餾塔， 一部分油氣進(jìn)入粗汽油塔、吸收塔、空壓機(jī)進(jìn)入凝縮油罐，經(jīng)過再吸收塔、穩(wěn)定塔、最 后進(jìn)行汽油精制，生產(chǎn)出汽油。一部分油氣經(jīng)過分餾塔進(jìn)入柴油汽提塔，然后進(jìn)行柴油 精制，生產(chǎn)出柴油。一部分油氣經(jīng)過分餾塔進(jìn)入

6、油漿循環(huán)，最后生產(chǎn)出油漿。一部分油 氣經(jīng)分餾塔進(jìn)入液態(tài)烴緩沖罐，經(jīng)過脫硫吸附罐、砂濾塔、水洗罐、脫硫醇抽提塔、預(yù) 堿洗罐、胺液回收器、脫硫抽提塔、緩沖塔，最后進(jìn)入液態(tài)烴罐，形成液化氣。一部分 油氣經(jīng)過液態(tài)烴緩沖罐進(jìn)入脫丙烷塔、回流塔、脫乙烷塔、精丙稀塔、回流罐，最后進(jìn) 入丙稀區(qū)球罐，形成液體丙稀。液體丙稀再經(jīng)過聚丙稀車間的進(jìn)一步加工生產(chǎn)出聚丙稀。3生產(chǎn)設(shè)備：a. 再生器再生器的主要作用是燒去結(jié)焦催化劑上的焦炭以恢復(fù)催化劑的活性，同時(shí)也提供裂 化所需的熱量。再生器由殼體、旋風(fēng)分離器、空氣分布器、輔組燃燒室和取熱器組成b. 提升管反應(yīng)器直管式：多用于高低并列式反再系統(tǒng)，特點(diǎn)是從沉降器底部直接插入，

7、結(jié)構(gòu)簡單， 壓降小。折疊式：多用于同軸式式反再系統(tǒng)。c. 沉降器沉降器的作用是使來自提升管的反應(yīng)油氣和催化劑分離，油氣經(jīng)旋風(fēng)分離器分出夾 帶催化劑后經(jīng)集氣室去分餾系統(tǒng)；由快速分離器出來的催化劑靠重力在沉降器中向下沉 降，落入氣體段。d. 三機(jī)主風(fēng)機(jī)：供給再生器燒焦用空氣。 氣壓機(jī)：用于給分餾系統(tǒng)來的富氣升壓，然后送往吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。增壓機(jī)：供給W型反應(yīng)再生裝置密相提升管調(diào)節(jié)催化劑循環(huán)量。e. 三閥單動(dòng)滑閥：在W型催化裂化裝置中，正常操作時(shí)全開，緊急情況下關(guān)閉，切斷兩器 聯(lián)系，防止催化劑倒流；在提升管催化裂化裝置中調(diào)節(jié)兩器催化劑循環(huán)量。雙動(dòng)滑閥：安裝在再生器出口和放空煙囪之間，調(diào)節(jié)再生器的壓力，保

8、持兩器壓力 平衡。塞閥：在同軸式催化裂化裝置中調(diào)節(jié)催化劑的循環(huán)量。（三）延遲焦化焦炭化 （簡稱焦化）是深度熱裂化過程，也是處理渣油的手段之一。它又是唯一能生 產(chǎn)石油焦的工藝過程，是任何其他過程所無法代替的。尤其是某些行業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)石油焦的 特殊需求，致使焦化過程在煉油工業(yè)中一直占據(jù)著重要地位。1. 基本概念焦化是以貧氫重質(zhì)殘油（如減壓渣油、裂化渣油以及瀝青等）為原料，在高溫（400 500C ）下進(jìn)行深度熱裂化反應(yīng)。通過裂解反應(yīng)，使渣油的一部分轉(zhuǎn)化為氣體烴和輕質(zhì)油 品；由于縮合反應(yīng)，使渣油的另一部分轉(zhuǎn)化為焦炭。一方面由于原料重，含相當(dāng)數(shù)量的 芳烴，另一方面焦化的反應(yīng)條件更加苛刻，因此縮合反應(yīng)占很大

9、比重，生成焦炭多。2. 生產(chǎn)工藝 延遲焦化裝置的生產(chǎn)工藝分為焦化和除焦兩部分，焦化為連續(xù)操作，除焦為間隙操 作。由于工業(yè)裝置一般設(shè)有兩個(gè)或四個(gè)焦炭塔，所以整個(gè)生產(chǎn)過程仍為連續(xù)操作。a原油預(yù)熱，焦化原料（減壓渣油）先進(jìn)入原料緩沖罐，再用泵送入加熱爐對(duì)流段升 溫至340350 C 左右。b 經(jīng)預(yù)熱后的原油進(jìn)入分餾塔底，與焦炭塔產(chǎn)出的油氣在分餾塔內(nèi)（塔底溫度不超 過400C）換熱。c. 原料油和循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵打進(jìn)加熱爐輻射段，加熱到焦化 反應(yīng)所需的溫度（500 C左右），再通過四通閥由下部進(jìn)入焦炭塔，進(jìn)行焦化反應(yīng)。d. 原料在焦炭塔內(nèi)反應(yīng)生成焦炭聚積在焦炭塔內(nèi)， 油氣從焦炭塔頂出

10、來進(jìn)入分餾塔， 與原料油換熱后，經(jīng)過分餾得到氣體、汽油、柴油和蠟油。塔底循環(huán)油和原料一起再進(jìn) 行焦化反應(yīng)。3. 生產(chǎn)設(shè)備a. 焦炭塔 焦炭塔是用厚鍋爐鋼板制成的空筒，是進(jìn)行焦化反應(yīng)的場所。b. 水力除焦設(shè)備 焦炭塔是輪換使用的，即當(dāng)一個(gè)塔內(nèi)焦炭聚結(jié)到一定高度時(shí)，通過四通閥將原料切換到另一個(gè)焦炭塔.聚結(jié)焦炭的焦炭塔先用蒸汽冷卻，然后進(jìn)行水力除焦。c. 無焰燃燒爐焦化加熱爐是本裝置的核心設(shè)備，其作用是將爐內(nèi)迅速流動(dòng)的渣油加熱至 500C左右 的高溫。因此，要求爐內(nèi)有較高的傳熱速率以保證在短時(shí)間內(nèi)給油提供足夠的熱量，同 時(shí)要求提供均勻的熱場， 防止局部過熱引起爐管結(jié)焦。 為此，延遲焦化通常采用無焰爐

11、。（四）加氫裂化重油輕質(zhì)化基本原理是改變油品的相對(duì)分子質(zhì)量和氫碳比，而改變相對(duì)分子質(zhì)量和 氫碳比往往是同時(shí)進(jìn)行的。改變油品的氫碳比有兩條途徑，一是脫碳，二是加氫。1. 基本概念 加氫裂化屬于石油加工過程的加氫路線，是在催化劑存在下從外界補(bǔ)入氫氣以提高 油品的氫碳比。加氫裂化實(shí)質(zhì)上是加氫和催化裂化過程的有機(jī)結(jié)合，一方面能使重質(zhì)油品通過裂化 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)油品，另一方面又可防止像催化裂化那樣生成大量 焦炭，而且還可將原料中的硫、氯、氧化合物雜質(zhì)通過加氫除去，使烯烴飽和。2. 生產(chǎn)流程 按反應(yīng)器中催化劑所處的狀態(tài)不同，可分為固定床、沸騰床和懸浮床等幾種型式。（1）固定床加氫裂化 固

12、定床是指將顆粒狀的催化劑放置在反應(yīng)器內(nèi)，形成靜態(tài)催化劑床層。原料油和氫 氣經(jīng)升溫、升壓達(dá)到反應(yīng)條件后進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，先進(jìn)行加氫精制以除去硫、氮、氧雜質(zhì) 和二烯烴，再進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)降溫、分離、降壓和分餾后，目的產(chǎn)品送 出裝置，分離出含氫較高 （80， 90）的氣體，作為循環(huán)氫使用。未轉(zhuǎn)化油 （稱尾油）可以部分循環(huán)、全部循環(huán)或不循環(huán)一次通過。（2）沸騰床加氫裂化沸騰床 （ 又稱膨脹床 ） 工藝是借助于流體流速帶動(dòng)具有一定顆粒度的催化劑運(yùn)動(dòng)，形 成氣、液、固三相床層，從而使氫氣、原料油和催化劑充分接觸而完成加氫反應(yīng)過程。沸騰床工藝可以處理金屬含量和殘?zhí)恐递^高的原料 （如減壓渣油 ） 并可

13、使重油深度 轉(zhuǎn)化；但反應(yīng)溫度較高，一般在 400450C范圍內(nèi)。此種工藝比較復(fù)雜，國內(nèi)尚未工業(yè)化。（3）懸浮床 （漿液床 ）加氫工藝 懸浮床工藝是為了適應(yīng)非常劣質(zhì)的原料而重新得到重視的一種加氫工藝。其原理與 沸騰床相類似，其基本流程是以細(xì)粉狀催化劑與原料預(yù)先混合，再與氫氣一向進(jìn)入反應(yīng) 器自下而上流動(dòng)，催化劑懸浮于液相中，進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，催化劑隨著反應(yīng)產(chǎn)物一起 從反應(yīng)器頂部流出。該裝置能加工各種重質(zhì)原油和普通原油渣油，但裝置投資大。該工藝目前在國內(nèi)尚 屬研究開發(fā)階段。3. 生產(chǎn)設(shè)備 加氫工藝生產(chǎn)裝置的主要設(shè)備是在高溫、高壓及有氫氣和硫化氫存在的條件下運(yùn)行 的，故其設(shè)計(jì)、制造和材料的選用等要求都

14、很高，對(duì)生產(chǎn)操作的控制也極嚴(yán)格。高壓加氫反應(yīng)器是裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，工作條件苛刻，制造困難，價(jià)格昂貴。 根據(jù)介質(zhì)是否直接接觸金屬器壁，分為冷壁反應(yīng)器和熱壁反應(yīng)器兩種結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器 由筒體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩部分組成。a. 加氫反應(yīng)器筒體反應(yīng)器筒體分為冷壁筒和熱壁筒兩種。b. 加氫反應(yīng)器內(nèi)件加氫反應(yīng)是在高溫高壓及有腐蝕介質(zhì)（H2、H2S）的條件下操作，除了在材質(zhì)上要注 意防止氫腐蝕及其他介質(zhì)的腐蝕以外，加氫反應(yīng)器還應(yīng)保證：反應(yīng)物（油氣和氫）在反應(yīng)器中分布均勻，保證反應(yīng)物與催化劑有良好的接觸；及時(shí)排除反應(yīng)熱，避免反應(yīng)溫度過 高和催化劑過熱 以保證最佳反應(yīng)條件和延長催化劑壽命； 在反應(yīng)物均勻分布的前提下， 反應(yīng)

15、器內(nèi)部的壓力降不致過大，以減少循環(huán)壓縮機(jī)的負(fù)荷，節(jié)省能源。為此，反應(yīng)器內(nèi)部需設(shè)置必要的內(nèi)部構(gòu)件，以達(dá)到氣液均勻分布為主要目標(biāo)。典型 的反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件包括：入口擴(kuò)散器、氣液分配盤、去垢籃筐、催化劑支持盤、急冷氫箱 及再分配盤、出口集合器等。（五）溶劑脫瀝青溶劑脫瀝青是一個(gè)劣質(zhì)渣油的預(yù)處理過程。1. 基本概念 溶劑脫瀝青是加工重質(zhì)油的一種石油煉制工藝，其過程是以減壓渣油等重質(zhì)油為原 料，利用丙烷、丁烷等烴類作為溶劑進(jìn)行萃取，萃取物即脫瀝青油可做重質(zhì)潤滑油原料 或裂化原料，萃余物脫油瀝青可做道路瀝青或其他用途。2. 生產(chǎn)流程 包括萃取和溶劑回收。萃取部分一般采取一段萃取流程，也可采取二段萃取流程。 瀝

16、青與重脫瀝青油溶液中含丙烷少， 采用一次蒸發(fā)及汽提回收丙烷， 輕脫瀝青油溶液 中含丙烷較多，采用多效蒸發(fā)及汽提或臨界回收及汽提回收丙烷，以減少能耗。臨界回收過程，是利用丙烷在接近臨界溫度和稍高于臨界壓力（ 丙烷的臨界溫度96.8 C、臨界壓力的條件下，對(duì)油的溶解度接近于最小以及其密度也接近于最小的性質(zhì)， 使輕脫瀝青油與大部分丙烷在臨界塔內(nèi)沉降、分離，從而避免了丙烷的蒸發(fā)冷凝過程， 因而可較多地減少能耗。國內(nèi)的溶劑脫瀝青工藝流程主要有沉降法二段脫瀝青工藝、臨界回收脫瀝青工藝、超臨界抽提溶劑脫瀝青工藝(1) 沉降法二段脫瀝青工藝 沉降法兩段脫瀝青是在常規(guī)一段脫瀝青基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在研究大慶減壓渣

17、油的 特有性質(zhì)的基礎(chǔ)上，注意到常規(guī)的丙烷脫瀝青不能充分利用好該資源，而開發(fā)出的一種 新脫瀝青工藝(2) 臨界回收脫瀝青工藝 溶劑對(duì)油的溶解能力隨溫度的升高而降低，當(dāng)溫度和壓力接近到臨界條件時(shí)，溶劑 對(duì)油的溶解能力已降到很低，這時(shí)，該丙烷溶劑經(jīng)冷卻后可直接循環(huán)使用，不必經(jīng)過蒸 發(fā)回收(3) 超臨界抽提溶劑脫瀝青工藝 超臨界流體抽提是利用抽提體系在臨界區(qū)附近具有反常的相平衡特性及異常的熱力 學(xué)性質(zhì)，通過改變溫度、壓力等參數(shù)，使體系內(nèi)組分間的相互溶解度發(fā)生劇烈變化，從 而實(shí)現(xiàn)組分分離的技術(shù)3. 生產(chǎn)設(shè)備a. 抽提塔抽提塔的作用有：在渣油進(jìn)口和主溶劑進(jìn)口之間為抽提區(qū)，渣油進(jìn)口以上部分為分 餾區(qū)，主溶劑

18、進(jìn)口以下為瀝青沉降區(qū)。b. 溶劑臨界 / 超臨界回收塔 脫瀝青油溶液分離器又稱為超臨界塔或臨界塔，它實(shí)際上是一個(gè)可在溶劑臨界壓力 以上操作的液液分離器，用以回收脫瀝青油溶液中的溶劑。c. 增壓泵 脫瀝青油溶液增壓泵是實(shí)現(xiàn)超臨界溶劑回收工藝的關(guān)鍵設(shè)備， 它需要具有 以上的揚(yáng) 程，入口能承受高的壓力和溫度，泵的作用是能保證實(shí)現(xiàn)溶劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。(六) 加氫精制加氫精制一般是指對(duì)某些不能滿足使用要求的石油產(chǎn)品通過加氫工藝進(jìn)行再加工， 使之達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)1. 基本概念 加氫精制工藝是各種油品在氫壓力下進(jìn)行催化改質(zhì)的一個(gè)統(tǒng)稱。它是指在一定的溫 度和壓力、有催化劑和氫氣存在的條件下，使油品中的各類非烴

19、化合物發(fā)生氫解反應(yīng)，進(jìn)而從油品中脫除，以達(dá)到精制油品的目的。 加氫精制主要用于油品的精制，其主要目的是通過精制來改善油品的使用性能。2. 生產(chǎn)流程 加氫精制的工藝流程一般包括反應(yīng)系統(tǒng)、生成油換熱、冷卻、分離系統(tǒng)和循環(huán)氫系 統(tǒng)三部分。a. 反應(yīng)系統(tǒng)原料油與新氫、 循環(huán)氫混合， 并與反應(yīng)產(chǎn)物換熱后， 以氣液混相狀態(tài)進(jìn)入加熱爐 （這 種方式稱爐前混氫），加熱至反應(yīng)溫度進(jìn)入反應(yīng)器。反應(yīng)器進(jìn)料可以是氣相 （精制汽油時(shí) ） ，也可以是氣液混相 （精制柴油或比柴油更重的 油品時(shí)） 。反應(yīng)器內(nèi)的催化劑一般是分層填裝，以利于注冷氫來控制反應(yīng)溫度。循環(huán)氫與 油料混合物通過每段催化劑床層進(jìn)行加氫反應(yīng)。b. 生成油換

20、熱、冷卻、分離系統(tǒng) 反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器的底部出來，經(jīng)過換熱、冷卻后，進(jìn)入高壓分離器。 在冷卻器前要向產(chǎn)物中注入高壓洗滌水，以溶解反應(yīng)生成的氨和部分硫化氫。 反應(yīng)產(chǎn)物在高壓分離器中進(jìn)行油氣分離，分出的氣體是循環(huán)氫，其中除了主要成分 氫外，還有少量的氣態(tài)烴 （不凝氣）和未溶于水的硫化氫； 分出的液體產(chǎn)物是加氫生成油， 其中也溶解有少量的氣態(tài)烴和硫化氫；生成油經(jīng)過減壓再進(jìn)入低壓分離器進(jìn)一步分離出氣態(tài)烴等組分，產(chǎn)品去分餾系統(tǒng)分 離成合格產(chǎn)品。c. 循環(huán)氫系統(tǒng)從高壓分離器分出的循環(huán)氫經(jīng)儲(chǔ)罐及循環(huán)氫壓縮機(jī)后，小部分 （約 30）直接進(jìn)入反 應(yīng)器作冷氫，其余大部分送去與原料油混合，在裝置中循環(huán)使用。為了保證循環(huán)氫的純 度，避免硫化氫在系統(tǒng)中積累，常用硫化氫回收系統(tǒng)。一般用乙醇胺吸收除去硫化氫， 富液（ 吸收液）再生循環(huán)使用，解吸出來的硫化氫送到制硫裝置回收硫磺，凈化后的氫氣 循環(huán)使用。3. 生產(chǎn)設(shè)備a.加熱爐 原料油與新氫、循環(huán)氫混合，并與反應(yīng)產(chǎn)物換熱后，以氣液混相狀態(tài)進(jìn)入加熱爐加 熱至反應(yīng)溫度進(jìn)入反應(yīng)器。b.反應(yīng)器換熱、爐后混氫進(jìn)入反應(yīng)器。 在反應(yīng)器催化劑床層