煉油廠化工工藝簡(jiǎn)介

1煉油廠化工工藝簡(jiǎn)介2目錄 一、前言 二、分離工藝 三、轉(zhuǎn)化工藝 四、精制和改質(zhì)工藝 五、煉廠氣加工工藝 六、潤(rùn)滑油生產(chǎn)工藝3一、前言煉油工藝一般是指將原油加工成各種燃料（汽油、煤油、柴油）、潤(rùn)滑油、石蠟、瀝青等石油產(chǎn)品或石油化工原料（如正構(gòu)烷烴、苯、甲苯、二甲苯等）的工藝過程。石油煉制一般的過程是先將原油切割成各種不同沸程的餾分，然后將這些餾分或者按照產(chǎn)品規(guī)格要求，除去其中的非理想組分和有害雜質(zhì)，或者經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化形成所需要的組分，進(jìn)而加工成產(chǎn)品。4一、前言石油煉制的主要工藝過程大致可分為五類：分離過程——電脫鹽、常減壓蒸餾轉(zhuǎn)化過程——催化裂化、加氫裂化、渣油加氫處理、延遲焦化、減粘裂化等精制和改質(zhì)過程——加氫精制、催化重整等煉廠氣加工過程——烷基化、醚化等潤(rùn)滑油生產(chǎn)過程5煉油－化工型煉廠流程6二、分離工藝原油分離工藝一般包括原油脫鹽脫水和原油蒸餾兩個(gè)過程原油脫鹽脫水從油藏中采出的原油都含有水和鹽，原油中的鹽一般為Na、Ca、Mg的氯化物或鹽酸鹽。原油雖然在油田經(jīng)過脫鹽脫水，但不能滿足煉廠加工的要求，需要在煉廠進(jìn)一步脫除。7二、分離工藝目前煉廠原油脫鹽脫水幾乎多采用二級(jí)電脫鹽法9、要學(xué)生做的事，教職員躬親共做；要學(xué)生學(xué)的知識(shí)，教職員躬親共學(xué)；要學(xué)生守的規(guī)則，教職員躬親共守。10月-2310月-23Monday,October30,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:22:2310:22:2310:2210/30/202310:22:23AM11、一個(gè)好的教師，是一個(gè)懂得心理學(xué)和教育學(xué)的人。10月-2310:22:2310:22Oct-2330-Oct-2312、要記住，你不僅是教課的教師，也是學(xué)生的教育者，生活的導(dǎo)師和道德的引路人。10:22:2310:22:2310:22Monday,October30,202313、Hewhoseizetherightmoment,istherightman.誰把握機(jī)遇，誰就心想事成。10月-2310月-2310:22:2310:22:23October30,202314、誰要是自己還沒有發(fā)展培養(yǎng)和教育好，他就不能發(fā)展培養(yǎng)和教育別人。30十月202310:22:23上午10:22:2310月-2315、一年之計(jì)，莫如樹谷；十年之計(jì)，莫如樹木；終身之計(jì)，莫如樹人。十月2310:22上午10月-2310:22October30,202316、提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)更重要。因?yàn)榻鉀Q問題也許僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想像力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。2023/10/3010:22:2310:22:2330October202317、兒童是中心，教育的措施便圍繞他們而組織起來。10:22:23上午10:22上午10:22:2310月-232、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命運(yùn)給予我們的不是失望之酒，而是機(jī)會(huì)之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果實(shí)是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.20214、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都應(yīng)盡力而為，半途而廢永遠(yuǎn)不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:195、Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必須相信自己，這是成功的秘訣。-Thursday,June17,2021June21Thursday,June17,20216/17/2021

9二、分離工藝在原油中加入一定量的水和破乳劑并經(jīng)混合設(shè)施充分混合后進(jìn)入脫鹽罐，在高壓電場(chǎng)作用下，使小水滴聚合成大水滴，然后借助重力作用沉降分離。進(jìn)入脫鹽罐的原油需先加熱至90~130℃，以降低原油黏度，脫鹽罐要保持一定壓力以防止原油汽化。10二、分離工藝原油蒸餾

蒸餾是石油煉制必須的第一道工序。借助于蒸餾過程將原油按煉廠所要求的產(chǎn)品方案切割成各種餾分，然后再去加工成各種石油產(chǎn)品。蒸餾裝置設(shè)計(jì)和操作的好壞，對(duì)整個(gè)煉廠有著十分重要的影響。原油蒸餾一般采用三級(jí)蒸餾（初餾塔或蒸發(fā)塔、常壓塔、減壓塔），輕餾分少的原油也可只用二級(jí)蒸餾（常壓塔、減壓塔）。11二、分離工藝三段汽化常減壓蒸餾工藝流程12二、分離工藝初餾塔一般分出原油的汽油組分，以減少換熱系統(tǒng)和加熱爐壓降。常壓塔一般將原油中沸點(diǎn)＜360℃餾分切割成汽油（或石腦油）、煤油（噴氣燃料或燈用煤油）、柴油餾分。減壓塔則將沸點(diǎn)＞360℃的常壓重油切割成制取各種潤(rùn)滑油和石蠟的原料，或作為催化裂化、加氫裂化原料的減壓餾分油和減壓渣油。常減壓蒸餾主要操作條件常壓塔溫度：原油經(jīng)換熱后達(dá)到300℃左右，進(jìn)入常壓加熱爐（atmosphericheater)，原油被加熱到360～380℃進(jìn)入常壓塔進(jìn)行蒸餾。塔頂100～130℃，常一線（煤油）200℃左右，常二線（柴油）280℃左右，常三線（重柴油）340℃左右。壓力：塔頂在0.1～0.16MPa下操作。減壓塔溫度：常壓塔底油350℃左右進(jìn)入減壓加熱爐（vacuumheater)，被加熱到380～400℃進(jìn)入減壓塔進(jìn)行蒸餾。壓力：減壓塔頂殘壓一般在20～60mmHg。二、常減壓工藝換熱裝備從常減壓裝置出來的產(chǎn)品都具有較高的溫度需冷卻至安全溫度才能出裝置,同時(shí)從罐區(qū)出來的原油需加熱才能進(jìn)入塔和加熱爐,這些過程就需要換熱裝備.常減壓蒸餾裝置的換熱器是煉油廠所有裝置上最多的,一般有四五十臺(tái),最多的可達(dá)七八十臺(tái),對(duì)于合理的換熱流程設(shè)計(jì)能達(dá)到300℃以上的換熱終溫就是比較好的設(shè)計(jì).該工藝點(diǎn)常見換熱設(shè)備：(1)浮頭式換熱(2)U型管式換熱器(3)其它換熱裝備,空冷器、冷卻水槽、蒸氣發(fā)生器.為了提高換熱效率，我國也開發(fā)了多種高效換熱器，如螺紋管換熱器、內(nèi)波紋外螺紋換熱器、雙殼層換熱器等。常減塔實(shí)圖--天津千萬噸煉油工程17三、轉(zhuǎn)化工藝從原油蒸餾得到的直餾輕餾分，由于數(shù)量有限遠(yuǎn)不能滿足對(duì)輕質(zhì)燃料的要求，轉(zhuǎn)化工藝的作用就是將重質(zhì)餾分或渣油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)產(chǎn)品。煉廠的轉(zhuǎn)化工藝分熱轉(zhuǎn)化和催化轉(zhuǎn)化兩類：重質(zhì)餾分油的催化轉(zhuǎn)化（催化裂化、加氫裂化）渣油的轉(zhuǎn)化則熱轉(zhuǎn)化（焦化、減粘裂化）與催化轉(zhuǎn)化（渣油加氫）并存。處理金屬含量和殘?zhí)几叩脑停壳斑€是以熱轉(zhuǎn)化為主18三、轉(zhuǎn)化工藝催化裂化 催化裂化是重質(zhì)油在酸性催化劑存在下，在500℃左右、1×105~3×105Pa下發(fā)生裂解，生成輕質(zhì)油、氣體和焦炭的過程。催化裂化是目前石油煉制工業(yè)中最重要的二次加工過程，也是重油輕質(zhì)化的核心工藝。催化裂化原料：重質(zhì)餾分油(減壓餾分油、焦化餾分油)、常壓重油、減渣、脫瀝青油2、催化裂化的發(fā)展過程催化裂化反應(yīng)分解等反應(yīng)生成氣體、汽油等小分子產(chǎn)物

縮合反應(yīng)生成焦炭

焦炭沉積在催化劑的表面上，使催化劑的活性下降。因此，經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)后，必須燒去催化劑上的焦炭以恢復(fù)催化劑的活性。這種用空氣燒去積炭的過程稱做“再生”。由此可見，一個(gè)工業(yè)催化裂化裝置必須包括反應(yīng)和再生兩個(gè)部分。三、轉(zhuǎn)化工藝反應(yīng)器和再生器的布置 美孚石油開發(fā)公司IV型凱洛格正流F型催化裂化裝置的組成單元

按照工藝流程，整個(gè)裝置可以分為四個(gè)單元(1)反應(yīng)-再生系統(tǒng)：包括原料油的裂化反應(yīng)和催化劑的再生兩個(gè)工藝過程。(2)分餾系統(tǒng)：根據(jù)裂化產(chǎn)品的沸程不同，將其分割成氣體、汽油、柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。(3)吸收穩(wěn)定系統(tǒng)：（用穩(wěn)定汽油將裂化氣體中的C3和C4組分(液化石油氣主要成分)吸收下來，把乙烷及其以下的輕組分汽提出去。(4)能量回收系統(tǒng)：回收催化劑再生時(shí)產(chǎn)生的煙氣熱能。200～300

℃600～750

℃490～510

℃2

～3s分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)流程圖圖1分餾系統(tǒng)典型流程示意圖催化裂化裝置主要設(shè)備表：

主要工藝設(shè)備臺(tái)數(shù)臺(tái)（套）2991反應(yīng)器臺(tái)（套）52塔類個(gè)123容器類個(gè)254換熱類臺(tái)（套）665空冷類臺(tái)（套）376機(jī)泵類臺(tái)（套）1447壓縮機(jī)類臺(tái)（套）68加熱爐類臺(tái)（套）4

催化裂化工藝換熱裝備設(shè)備名稱介質(zhì)名稱操

作

條

件溫度℃壓力MPa(g)原料油－輕循環(huán)油換熱器輕循環(huán)油208-1830.881原料油161-1831.25輕柴油冷卻器中壓蒸汽104-1546.882輕柴油201-1240.978重循環(huán)油蒸汽發(fā)生器重循環(huán)油304-2740.392脫氧水104-2534.114輕循環(huán)油--熱水換熱器熱水75-1101.0輕柴油205-1100.479貧吸收油－富吸收油換熱器輕柴油163-930.76富吸收油54-1210.4922、加氫裂化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。因此，加氫裂化具有輕質(zhì)油收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的突出優(yōu)點(diǎn)。三、轉(zhuǎn)化工藝28一段加氫裂化工藝流程示意圖29三、轉(zhuǎn)化工藝加氫裂化的主要操作參數(shù)有：反應(yīng)壓力——原料越重所需反應(yīng)壓力越高，提高反應(yīng)壓力，有利于轉(zhuǎn)化率的提高，也有利于減緩催化劑表面積炭速度，延長(zhǎng)催化劑壽命，但投資增加，常用的反應(yīng)壓力為10～20MPa。反應(yīng)溫度——反應(yīng)溫度是加氫裂化工藝需要嚴(yán)格控制的操作參數(shù)。因?yàn)榧託淞鸦^程是強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度增加，則反應(yīng)速度加快，放出的熱量也相應(yīng)增加。如不及時(shí)從系統(tǒng)是將熱量取出，勢(shì)必引起床層溫度驟升，導(dǎo)致催化劑超溫升活，因此在各床層間要注入冷氫進(jìn)行控制，常用的反應(yīng)溫度為370～440℃。30三、轉(zhuǎn)化工藝高壓換熱器：加氫裝置都設(shè)有高壓換熱器，用于反應(yīng)器出料與原料油及循環(huán)氫換熱。現(xiàn)在的高壓換熱器多為U型管式雙殼程換熱器，該種換熱器可以實(shí)現(xiàn)純逆流換熱，提高換熱效率，減小高壓換熱器的面積。管箱多用螺紋鎖緊式端蓋，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、密封性好、便于拆裝。

高壓換熱器的操作條件為高溫、高壓、臨氫，靜密封點(diǎn)較多，易出現(xiàn)泄漏，是加氫裝置的重要設(shè)備。高壓空冷：高壓空冷的操作條件為高壓、臨氫，是加氫裝置的重要設(shè)備，31三、轉(zhuǎn)化工藝延遲焦化 焦化是以貧氫的渣油為原料，在高溫下進(jìn)行深度熱裂化和縮合反應(yīng)的熱轉(zhuǎn)化過程，其目的是為了提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油焦。 延遲焦化操作的關(guān)鍵是要控制原料油在加熱爐管中基本上不發(fā)生結(jié)焦反應(yīng)，而延緩至專設(shè)的焦炭塔中進(jìn)行裂化、縮合反應(yīng)。為了做到這一點(diǎn)，加熱爐的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。32常規(guī)延遲焦化流程示意圖340~350℃500℃左右33三、轉(zhuǎn)化工藝影響延遲焦化操作的主要工藝參數(shù)有：反應(yīng)溫度——一般是指加熱爐出口溫度，反應(yīng)溫度常限制在495～505℃。反應(yīng)壓力——一般指焦炭塔頂壓力，反應(yīng)壓力對(duì)焦化的產(chǎn)品分布有一定影響，壓力高，氣體和焦炭產(chǎn)率增加，液收下降,焦炭的揮發(fā)分也會(huì)增加，因此在壓力足以克服后部系統(tǒng)壓力的前提下，盡量采用低的壓力，通常為0.16～0.17MPa（表），但在生產(chǎn)針狀焦時(shí)，反應(yīng)壓力要適當(dāng)提高一些。延遲焦化裝置的主要矛盾在于：使用的原料為重質(zhì)油，容易結(jié)焦，但希望它在焦炭塔中結(jié)焦，而不希望它在加熱爐、轉(zhuǎn)油線、焦炭塔餾出線和分餾塔底等處結(jié)焦。這個(gè)矛盾解決了，就可以操作平穩(wěn)，延長(zhǎng)開工周期。為了解決這個(gè)矛盾，在流程設(shè)計(jì)上就要考慮采取措施。如：在原料油進(jìn)加熱爐輻射管之前，注入蒸汽或軟化水，以加大原料油在爐管中的流速；在分餾塔底設(shè)循環(huán)油泵，并在泵入口加過濾器，濾掉焦炭塔油氣帶來的粉焦。35三、轉(zhuǎn)化工藝減粘裂化減粘裂化的目的是最大限度地降低渣油粘度，以節(jié)省燃料油調(diào)合時(shí)所需摻入的輕質(zhì)油品，從而增加煉廠的輕質(zhì)油收率。減粘裂化是一種輕度熱裂化的熱轉(zhuǎn)化工藝，早期的減粘裂化工藝流程與熱裂化相似，反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)由上向下流動(dòng)，反應(yīng)溫度高，停留時(shí)間長(zhǎng)，開工周期短。36減粘裂化工藝流程示意圖37加氫精制（加氫處理）加氫精制能有效地使原料中的硫、氮、氧等非烴化合物氫解，使烯烴、芳烴選擇性加氫飽和，并能脫除金屬和瀝青等雜質(zhì)，具有處理原料范圍廣、液體收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，是煉廠中最普遍使用的精制工藝。由于含硫原油加工量愈來愈大，需要對(duì)從含硫原油得到的催化裂化原料加氫處理，以改善裂化產(chǎn)品的分布和減少SO2向大氣排放。四、精制和改質(zhì)工藝38加氫精制的主要反應(yīng)如下：加氫脫硫 如RSH＋H2→RH＋H2S加氫脫氮 如R－CH2－NH2＋H2→R－CH3＋NH3加氫脫氧 如－OH→＋H2O烯烴加氫飽和 如R―CH＝CH2＋H2→R－CH2－CH3芳烴加氫飽和 如＋4H2→

在上述反應(yīng)中，脫硫反應(yīng)比脫氮、脫氧反應(yīng)比較容易進(jìn)行，烯烴飽和容易進(jìn)行，而芳烴飽和相對(duì)較難。四、精制和改質(zhì)工藝39四、精制和改質(zhì)工藝加氫精制的操作參數(shù)主要有：反應(yīng)壓力——提高反應(yīng)壓力，對(duì)輕質(zhì)油加氫精制來說，有利于提高反應(yīng)速度，但對(duì)重質(zhì)油加氫精制來說，增加了催化劑表面液膜對(duì)反應(yīng)物的擴(kuò)散阻力，從而降低了反應(yīng)速度。 加氫精制壓力（氫分壓）一般為：直餾石腦油 1.5～2.5MPa直餾柴油 2.5～3.5MPa二次加工汽油 2.5～3.5MPa二次加工柴油 3.5～6.5MPa減壓餾分油 6.5～8.0MPa40四、精制和改質(zhì)工藝反應(yīng)溫度——硫、氮化合物的氫解反應(yīng)，反應(yīng)速度隨溫度增加而增加，不受熱力學(xué)平衡控制。而對(duì)硫、氮的雜環(huán)化合物以及芳烴的加氫飽和，為可逆反應(yīng)，反應(yīng)受平衡控制，因此有一極限溫度，常用的加氫精制溫度范圍為250～420℃。41加氫精制工藝流程示意圖42四、精制和改質(zhì)工藝催化重整催化重整是以C6~C11石腦油餾分為原料，在一定操作條件和催化劑的作用下，使烴分子發(fā)生重新排列，使環(huán)烷和烷烴轉(zhuǎn)化成芳烴和異構(gòu)烷烴并副產(chǎn)氫氣的工藝過程，也可以說是一個(gè)石腦油改質(zhì)的過程。催化重整是煉油廠生產(chǎn)高辛烷值汽油，芳烴和氫氣的主要工藝過程，在煉廠中占有十分重要的地位，對(duì)清潔汽油的生產(chǎn)，具有無法替代的作用。43UOP連續(xù)重整催化劑再生流程示意圖44四、精制和改質(zhì)工藝催化重整的主要操作參數(shù)有：反應(yīng)壓力——反應(yīng)壓力低，液收，芳烴和氫產(chǎn)率都增加。自出現(xiàn)連續(xù)重整后，操作壓力已降至3.5kg/cm2，但壓力降低，會(huì)使催化劑失活加快。因此，半再生式重整的操作壓力不能過低。反應(yīng)溫度——重整反應(yīng)總的熱效應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此高溫有利于提高反應(yīng)速率，但高溫也會(huì)使催化劑積炭速率加快，因此對(duì)反應(yīng)溫度的選擇要全面衡量，一般反應(yīng)溫度控制在480～520℃。45五、煉廠氣體加工工藝烷基化工藝異丁烷和烯烴（C3=、C4=

、C5=

）在酸催化劑作用下生成的烷基化油。烷基化工藝采用酸強(qiáng)度高，酸中心多的硫酸或氫氟酸作催化劑。硫酸法烷基化與氫氟酸法烷基化在裝置投資，操作費(fèi)用，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品收率等方面都十分接近，因此兩種方法能長(zhǎng)期共存，都被廣泛采用。但這兩種方法都有其獨(dú)特的缺點(diǎn)，硫酸法烷基化存在稀硫酸難以處理，而氫氟酸則有劇毒的危險(xiǎn)。酸耗在烷基化的操作成本中占的很大比重。原料中的水和二烯烴都會(huì)使酸耗增加。因此原須經(jīng)過脫水和選擇加氫性。46五、煉廠氣體加工工藝烷基化的主要工藝參數(shù)有：反應(yīng)溫度——烷其化反應(yīng)是放熱反應(yīng)低溫有利于反應(yīng)的進(jìn)行，但溫度過低，酸的粘度上升，影響