原油加工工藝

煉油生產安全中國是世界上最早覺察、利用石油資源的國家之一。我國石油產品品種較為齊全，除能391。表1 我國39類煉油生產裝置名稱生產出不同類型的產品特性，煉油廠可分為五種類型：①燃料型；②燃料—潤滑油型；③燃單純的生產燃料或燃料—潤滑油石油制品的企業(yè)已逐步轉為以煉油為龍頭向深度加工轉化，同時還生產化肥、根本化工原料和各類化工產品，以充分利用資源取得最正確效益。主要煉油生產裝置：隨著科學技術進展，煉油廠的生產規(guī)模越來越大，一般都有十幾套或幾十套裝置組成。煉油生產主要裝置介紹如下。常減壓蒸餾。它是每個煉油廠必需有的煉油加工的第一道工序，也是最根本的石油成品，得到各種燃料和潤滑油餾分，有的可直接作為產品調和出廠，但大部是為下一道工序供給原料。該裝置通常由電脫鹽，初餾、常壓和減壓蒸餾等工序組成。圖1 常減壓蒸餾工藝方框流程圖首先將原油換熱至90～130℃參加精制水和破乳劑，經混合后進入電脫鹽脫水器，在高壓溝通電場作用下使混懸在原油中的微小液滴逐步擴大成較大液滴，借助重力合并成水層，將水及溶解在水中的鹽、雜質等脫除。經脫鹽脫水后的原油換熱至220～250℃，進入初餾塔，塔頂拔出輕汽油，塔底拔頂原油經換熱和常壓爐加熱到360～370℃進入常壓分餾塔，分出汽油、煤油、輕柴油、重柴油餾分，經電化學精制后作成品出廠。常壓塔底重油經減壓爐加熱至380～400℃進入減壓分餾塔，在殘壓為2～8kPa下，分餾出各種減壓餾分，作催化或潤滑油原料。減壓渣油經換熱冷卻后作燃料油或經換熱后作焦化、催化裂化，氧化瀝青原料。催化裂化。催化裂化是重質油輕質化的最重要的二次加工生產裝置。它以常壓重油或減壓餾分油摻入減壓渣油為原料，與再生催化劑接觸在480～500℃的條件下進展裂化、異構化、芳構化等反響，生產出優(yōu)質汽油、輕柴油、液化石油氣及干氣(作煉油廠自用燃料)。使用催化劑的主要成分是硅酸鋁，現(xiàn)大都為高活性的分子篩催化劑。反響后的催化劑經700℃2。圖2 重油催化裂化生產工藝方框流程圖加氫裂化。加氫裂化是重質油輕質化的一種工藝方法。以減壓餾分油為原料，與氫氣混合在溫度400℃左右，壓力約17MPa和催化劑作用下進展裂化反響，生產出干氣、液化石油氣、輕石腦油、重石腦油、航空煤油、輕柴油等產品。其生產方案敏捷性大，產品質量穩(wěn)定性好，但由于該裝置對設備要求高，工藝條件苛刻，投資高，因而加氫裂化總加工量遠不如催化裂扮裝置。加氫裂化生產工藝方框流程見圖3。圖3 加氫裂化生產工藝方框流程圖60～180280～340℃進展預加氫，以去除硫、氮、氧等雜質，再與氫氣混合加熱至490～510℃進入重整反響器，在鉑催化劑的作用下，進展脫氫芳構化反響和其他反響生成含芳烴量較高的高辛烷值汽油(重整汽油)，可直接用作汽油的調和組分，也可經芳烴抽提，分別提取苯，甲苯、二甲苯等化工產品。副產品有4。延遲焦化。以減壓渣油為原料，經加熱至500℃左右，進入焦炭塔底部，在塔內進展較長時間的深度分解和縮合等反響。反響后的油氣自焦炭塔頂逸出，經分餾得到氣體、汽油、柴油、蠟油、重質餾分油等產品。焦化反響生成的焦炭則聚攏在焦炭塔內，經大量吹入蒸汽和水冷后，用高壓水(13～15MPa140m3/h)進展水力切割，變?yōu)閴K狀石油焦成品。焦化所產汽油、柴油很不穩(wěn)定，含膠質高、顏色易變深并且含雜質多，必需進一步精制生產的原料。延遲焦化生產工藝方框流程見圖5。b)圖4 催化重整一加氫生產工藝方框流程圖催化重整 b)加氫精制圖5 延遲焦化生產工藝方框流程圖氣體分餾。以脫硫后的液化石油氣為原料，用精餾的方法分別制取丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等組分，為石油化工生產供給原料的生產過程。其工藝大都承受五塔流程。精餾塔1～2．2MPa6。圖6 氣體分餾生產工藝方框流程圖烷基化。從氣體分餾送來的異丁烷－丁烯混合碳四為原料，經吸附枯燥進入反響系統(tǒng)，在催化劑氫氟酸或硫酸作用下，通過烷基化加成反響，生成高辛烷值烷基化汽油，是生產航空汽油和高標號車用汽油的抱負調和組分。烷基化生產(氫氟酸法)生產工藝方框流程見7。圖7 烷基化(HF法)生產工藝方框流程圖2。表2 各類石油產品的精制方法液化氣和輕質油精制。原油蒸餾的直餾輕烴、輕質油品(汽油、煤油、輕柴油)和二次加工生成的輕質油品及液化石油氣通過堿洗、脫硫醇、加氫精制等除去硫化氫、烷基酚、環(huán)潤滑油精制。常減壓蒸餾生產出的潤滑油料必需精制才能得到合格的潤滑油產品。目前，廣泛承受糠醛、酚或NMP等三種不同的溶劑精制工藝(選其一種)，以脫除油料中的多環(huán)短鏈烴類，以及硫、氮、氧的化合物和少量膠質、瀝青質等。經溶劑精制的潤滑油，還有少量有膠質、溶劑等雜質，需用白土進展吸附精制，使?jié)櫥皖伾兒?，抗氧化安定性增加低溫性能。常承受丙酮、苯、甲苯或丁酮、甲苯等混合溶劑脫去油料中的石蠟，以降低潤滑油的凝固點，并得到副產品石蠟。潤滑油經溶劑脫蠟后，再用加氫精制或白土精制的方法除去油品中所含的溶劑、烯烴、有機酸、膠質等，進一步改善潤滑油質量。對于生產高黏度的殘渣潤滑油料，必需先經溶劑脫瀝青(一般用丙烷作溶劑)，得到脫瀝青油，然后再進展溶劑精制、溶劑脫蠟和加氫精制。石油蠟精制。由溶劑脫蠟和其他過程生產的石蠟原料一般含油較多并有稠環(huán)芳烴、烯烴、硫、氮、氧的化合物等雜質，必需進展精制。目前大多承受溶劑蠟脫油和石蠟加氫精制的方法。燃料油精制。含硫原油生產的減壓渣油通常含硫較高，假設作燃料使用會污染環(huán)境氫脫硫工藝生產低硫優(yōu)質燃料油。職業(yè)危害煉油廠生產所用物料大都具有易燃、易爆、有毒、有害、易腐蝕的特點。其工藝過程具有高溫、高壓、自動化程度高、生產連續(xù)性強的特點。火災、爆炸、中毒、灼傷種常見石油產品的爆炸極限見表3。表3 常見石油產品的爆炸極限火災爆炸。生產裝置由于誤操作或外界影響(如原料含水過高、閥門失靈等)，有時互竄，發(fā)生設備損壞或爆炸等重大事故。減壓蒸餾系統(tǒng)假設密封性能不好，空氣進入減壓塔內也會引起爆炸燃燒。煉油裝置的熱交換器的浮頭、連接法蘭的墊片損壞或操作壓力上升而漏油著火也很常亦易引發(fā)火災。加熱爐因具有明火，易引燃在其四周泄漏出的油品或烴類氣體。加熱爐本體常消滅爐管裂開、回彎頭漏油引起火災。加熱爐熄火、未準時關閥門、大量燃料油或瓦斯噴轉常會消滅泵密封突然故障漏油，或管線腐蝕、磨損減薄穿孔，或法蘭墊片嗤開會馬上自燃起火，發(fā)生大的火災事故。煉油裝置的地溝，油泵區(qū)的冷卻水排放明溝，以及含油污水井，儀表電纜溝等由于聚攏隔油池中不但在污水上層積存著污油，而且油氣布滿池內空間，如遇明火，會馬上爆燃。油產生靜電火花或雷擊，都能引起油罐火災事故的發(fā)生。催化重整和加氫精制裝置都有大量的氫氣，氫氣的爆炸下限低，而且爆炸范圍寬(4．0％～74．4％)，是最簡潔引起爆炸的氣體之一。其高、低壓分別設備，如液面過低或安全閥、掌握儀表失靈，會造成高壓竄低壓，引起設備爆炸事故。加熱爐使用的燃料氣，裂化和重整裝置生產的石油氣、氣體加工裝置的產品、溶劑脫蠟、脫瀝青所用丙烷、丙酮、苯等溶劑，這些物質分布廣、易揮發(fā)，如稍有泄漏，就會與空氣混合形成爆炸性氣體。液化氣石油氣外泄，因液化氣的比重比空氣大，泄漏后會沿地面快速集中集中，遇明火將會發(fā)生惡性爆炸事故。有毒有害物質。煉油生產過程是在各類設備內部完成的，承受密閉的管道進展輸送，通常不會危害人的安康。但在設備狀況不好，消滅泄漏，或勞動防護措施不完善時，有毒有害化學物質會對人體安康帶來危害。硫化氯，是原油和原油加工過程中產生的有毒氣體。無色，帶有臭雞蛋味，低濃度時對眼、呼吸道有刺激作用。當?shù)竭_200mg／m3時，可引起窒息、中樞神經抑制和麻痹；到達760mg／m3時，可引起肺水腫、支氣管炎和肺炎；到達1000～1400mg／m3時，嗅覺疲乏，昏迷及呼吸中樞麻痹，往往會消滅閃電式的中毒死亡。硫化氫的毒害性，隨著近年來加工含程度已居其他有害氣體之首。石油苯是液體有機化合物，催化重整生產過程中可以得到苯、甲苯和二甲苯。潤滑油脫蠟用苯作為溶劑。苯具有特別的無刺激性的芳香氣味，屬中等毒類。長時間接觸肯定濃度的苯可引起慢性中毒，消滅精神萎靡，食欲不振，對造血系統(tǒng)帶來影響。在高濃度苯蒸氣環(huán)境下作業(yè)，通風不良，又無良好的個人防護措施，或發(fā)生意外爆炸事故引起苯大量泄漏，易發(fā)生急性苯中毒。急性中毒主要影響中樞神經系統(tǒng)，其表現(xiàn)為麻醉作用，并伴有震顫與痙攣。甲苯和二甲苯屬低毒類。甲苯對神經系統(tǒng)有麻痹作用，對黏膜有刺激作用。二甲苯對中樞神經和植物神經都有麻痹和刺激作用。煉油廠使用含鎳、鈷、銻等金屬催化劑，在適當?shù)臏囟群蛪毫ο?，會生成有毒化合物。到稀釋的氫氟酸溶液或低濃度蒸氣會引起灼傷，眼或黏膜會發(fā)生嚴峻燒灼。吸入其蒸氣后，會引起肺水腫。生產或調和過程中還添加鈍化劑、抗氧化劑等助劑亦具有肯定毒害性。一氧化碳是無色無味、窒息性的毒氣。煉油過程中，碳和含碳物質在氧氣缺乏狀況下燃燒，都能產生一氧化碳。催化裂扮裝置檢修時，裝有平衡催化劑的貯罐內布滿高濃度的一氧化碳，操作人員誤人其內會馬上中毒，很快死亡。氮容器之中，會使人窒息，甚至發(fā)生死亡。濕部位水分作用生成高濃度氨水，可導致皮膚的堿性灼傷，濺入眼內腐蝕眼球、角膜，嚴峻時可導致失明。汽油為麻醉性油品。接觸瀝青也會引起皮炎。灼燙。汽油、煉廠氣精制及硬水軟化使用的氫氧化鈉腐蝕性很強，操作不當，設備泄漏，簡潔發(fā)生堿灼傷。煉油廠熱油泄漏或蒸汽噴出，也會造成人身的燙傷事故。噪聲。煉油廠噪聲普遍存在于各生產環(huán)節(jié)之中。機械性噪聲主要來自機泵、空壓機、大功率風機和壓縮機的高速運轉。流體動力性噪聲來自加熱爐燃燒噴嘴、噴射器、混合器往超過國家規(guī)定標準，長期在此條件下工作，會引起工人聽力損害、心慌、頭昏、心率過快、神經衰弱等疾病。預防措施火災爆炸預防。煉油廠的廠區(qū)平面布置，各生產裝置及裝置內的塔容器、加熱爐、泵房、機房和輸送物料的管線等，都要符合煉油化工防火設計標準。要堅持主體工程與安全設施、勞動保護設備同時設計、同時施工、同時投產。要承受先進牢靠的生產工藝和完善的自保聯(lián)鎖掌握系統(tǒng)，從工藝、設備、儀表自控等硬件上按本質安全要求進展設計，以保證安全生產和消退職業(yè)病危害。對于已經投產的煉油廠，還要不斷地完善安全措施，消退各種事故隱患。要做好職工的安全教育和技術培訓工作，增加安全意識，提高安全技術素養(yǎng)。特別是從才能上崗，以避開發(fā)生重大特大事故。生產及貯運工人要弄清本崗位易燃、易爆物料的性質與危害，把握去除隱患，排解故障和處理事故的技能。在石油煉制過程中，操作人員應嚴格執(zhí)行工藝操作規(guī)程。對于由裝置送往罐區(qū)的油品，其溫度必需掌握在規(guī)定范圍之內，避開油溫過高進罐后發(fā)生突沸或著火事故。掌握火源與防止油品及液化氣的泄漏是一項主要措施。煉油廠應對明火進展嚴格的控制。將生產裝置和油品貯罐劃分甲類防火區(qū)，不準將火種帶人防火區(qū)內。因生產必需使用明火時，則應辦理用火票手續(xù)，經對用火部位分析合格，防火措施落實，才可以使用明火。機動車輛制止駛入生產裝置與貯油罐區(qū)，因運送生產原料、催化劑、化學品必需進入裝置與罐區(qū)時，必需經過批準，并在汽車排氣管安裝尾氣阻火器。不準用汽油擦拭衣服和設備，不能用油品擦地板。加熱爐的燃料油或燃料氣發(fā)生中斷，造成熄火時，要對爐膛進展吹掃置換，在確認爐膛內沒有可燃、爆炸氣體的狀況下，才可以重點火升溫，恢復生產。點火時要留意爐子回火傷人。儲存液化石油氣的球罐區(qū)是一個特別的防火防爆區(qū)域，一旦發(fā)生火災，除造成財產巨大損失外，還易引發(fā)群傷群亡事故。對該罐區(qū)的消防設施、監(jiān)測儀表、設備管道都應嚴格治理，保持完好。確使用，是保證安全生產的重要手段。對于危急性較大的生產裝置，有條件的應加設ESD緊急停車系統(tǒng)，以保證在故障狀態(tài)下安全平穩(wěn)停下來。對設備、儀表要常常檢查維護，定期校驗，防止聯(lián)鎖自保失靈、誤動作而打亂系統(tǒng)操作，引起重大事故發(fā)生。樂觀消退跑、冒、滴、漏，對運行的工藝設備及管道的靜密封點要定期檢查，覺察泄漏準時消退。依據(jù)油品性外，操作人員要特別留意防止機泵震驚、泵抽空和密封損壞而引起漏油自燃起火。備用泵檢修時，泵人口閥門必需關嚴，才能拆泵，以免熱油流出引起大火。煉油廠的電氣儀表要嚴格臨時電源的拉接使用，防止因臨時電源不符合防爆規(guī)定引起火花，導致生產裝置、油晶罐區(qū)發(fā)生著火、爆炸事故。容器、塔、罐上安裝的安全閥要定期校驗，并加鉛封。壓力容器及管道要按《鍋爐和壓力容器安全監(jiān)察條例》定期進展校驗，避開消滅焊縫斷裂或腐蝕，從而產管網，引至安全牢靠的地方排放，一般應送到火炬系統(tǒng)。蒸餾塔頂?shù)陌踩y超壓排放的油品與油氣，應在裝置內設立安全罐集中回收，防止安全閥超壓排放而消滅著火、爆炸危急。煉油廠裝置大檢修具有時間緊、任務重、穿插作業(yè)多、多工種協(xié)作和用火面廣的特點，因此做好裝置大檢修的安全工作是確保按時、按質、按量完成檢修任務的重要條件。檢修現(xiàn)裝置內物料必需全部倒空，設備、管線必需徹底吹掃置換到達用火條件。嚴禁用壓縮空氣直置管線閥門，并加好盲板，做好明顯標志。檢修用火前要將地面油污清理干凈，封閉下水井和地漏。進入塔、罐及容器作業(yè)，要辦理作業(yè)票，必需進展可燃氣體、有毒氣體和氧含量分析(有機物氣體含量應不大于0．2％，氧含量必需大于18％)，防止用火爆炸和窒息事故發(fā)生水井作業(yè)，要進展毒物含量監(jiān)測，選配適用的防毒面具、氧氣呼吸器等特別防護用品。檢修后的壓力容器及貯罐等設備，必需按規(guī)定進展試壓、試漏和氣密試驗。開工進油后，要做好螺栓的熱緊工作，傳動設備要進展調試和單機試運，按程序開車。的干粉、泡沫滅火器。易于著火的設備或重要部位，應設水幕或蒸汽幕。消防栓設計要滿足需要，保證供水。防雷。工藝設備要有良好的接地設施，油罐區(qū)要置于避雷保護區(qū)之內。每年雷雨節(jié)之前要對避雷器、引出線