石油化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)認(rèn)識講座2

大型煉油廠整體流程常減壓蒸餾聯(lián)合裝置催化裂化聯(lián)合裝置模型催化重整聯(lián)合裝置模型合成氨工段整體布置圖合成氨生產(chǎn)聯(lián)合裝置化工單元根底實訓(xùn)室——實際操作拆卸組裝動手操作——數(shù)據(jù)記錄化工單元仿真操作實訓(xùn)室主要內(nèi)容1.石油化工概述2.石油化工產(chǎn)品3.石油煉制4.石油化工開展前景5.石油化工專業(yè)介紹1.石油化工概述我們用原油、油田氣、天然氣為原料，來生產(chǎn)有機化工原料、合成塑料、合成纖維、合成橡膠、合成氨及其它有機化工產(chǎn)品，這類工業(yè)部門，稱為石油化學(xué)工業(yè)。近幾十年中，石油化工開展極其迅速。石油化學(xué)工業(yè)簡稱石油化工，是化學(xué)工業(yè)的重要組成局部，在國民經(jīng)濟的開展中有重要作用，是我國的支柱產(chǎn)業(yè)部門之一。石油化工指以石油和天然氣為原料，生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石油化工產(chǎn)品的加工工業(yè)。石油產(chǎn)品又稱油品，主要包括各種燃料油〔汽油、煤油、柴油等〕和潤滑油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產(chǎn)這些產(chǎn)品的加工過程常被稱為石油煉制，簡稱煉油。1.1、石油化學(xué)工業(yè)的含義

石油化工產(chǎn)品以煉油過程提供的原料油進一步化學(xué)加工獲得。生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的第一步是對原料油和氣〔如丙烷、汽油、柴油等〕進行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的根本化工原料。第二步是以根本化工原料生產(chǎn)多種有機化工原料〔約200種〕及合成材料〔塑料、合成纖維、合成橡膠〕。這兩步產(chǎn)品的生產(chǎn)屬于石油化工的范圍。有機化工原料繼續(xù)加工可制得更多品種的化工產(chǎn)品，習(xí)慣上不屬于石油化工的范圍。1.2、石油化工的開展1.世界石油化工的開展石油化工的開展與石油煉制工業(yè)、以煤為根本原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品和三大合成材料的開展有關(guān)。可分為如下幾個階段：〔1〕起源于19世紀(jì)20年代；〔2〕20世紀(jì)20年代汽車工業(yè)飛速開展，帶動了汽油生產(chǎn),以生產(chǎn)汽油為目的熱裂化工藝開發(fā)成功。此時，開始以石油煉制副產(chǎn)品的氣體丙烯生產(chǎn)異丙醇，這被認(rèn)為是第一個石油化工產(chǎn)品〔3〕40年代催化裂化工藝開發(fā)成功，加上其他加工工藝的開發(fā)，形成了現(xiàn)代石油煉制工藝。

2.我國石油化工的開展我國石油化工起始于50年代，70年代以后開展較快，建立了一系列大型石油化工廠及一批大型氮肥廠等，乙烯及三大合成材料有了較大增長。80年代，為適應(yīng)原料價格波動，石油化工企業(yè)正在采取多種措施。90年代，我國石油化工開展更加迅速，97年乙烯產(chǎn)量已達358．6×104t，塑料產(chǎn)量是685．76×104t，合成纖維是428．46×104t合成橡膠是64．23×104t。２００３年以來，我國石油和化學(xué)工業(yè)進入新一輪快速開展階段，主要產(chǎn)品產(chǎn)量、現(xiàn)價工業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)增加值、銷售收入、利潤總額以及進出口貿(mào)易等主要經(jīng)濟指標(biāo)都連續(xù)大幅度增長，創(chuàng)下歷史最好水平。1.3石油化工在國民經(jīng)濟中的作用1．石油化工是能源的主要供給者石油煉制生產(chǎn)的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當(dāng)前主要能源的主要供給者。2.石油化工是材料工業(yè)的支柱之一金屬、無機非金屬材料和高分子合成材料，被稱為三大材料。都是以石化產(chǎn)品為原料的。3．石油化工促進了農(nóng)業(yè)的開展氮肥、農(nóng)藥的應(yīng)用，農(nóng)用塑料薄膜的推廣，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)量不斷提高！2.石油化工產(chǎn)品

以石油或石油氣為原料生產(chǎn)出的產(chǎn)品稱之為石油化工產(chǎn)品。一般采用各種物理或化學(xué)的方法，使石油按沸點分成不同的餾分，再經(jīng)過精制除去含硫、氧、氮等非烴類雜質(zhì)，最后經(jīng)過調(diào)合制成不同的產(chǎn)品。由石油得到的主要產(chǎn)品大致上可以分成以下四類：1．液體燃料它是發(fā)動機的動力來源，大約占石油產(chǎn)品產(chǎn)量的90％以上。液體燃料根據(jù)用途又可分為內(nèi)燃機燃料〔它包括用作飛機、汽車的汽油發(fā)動機燃料，用作載重汽車、內(nèi)燃機車的柴油發(fā)動機燃料，以及噴氣發(fā)動機燃料〕、鍋爐燃料及燈用煤油。2.1．主要產(chǎn)品2．潤滑油及潤滑脂潤滑油及潤滑脂是原油蒸出汽油、煤油、柴油以后的重油。它們的產(chǎn)量不大，大約占石油產(chǎn)品產(chǎn)量的1．5％以下。3．其它產(chǎn)品主要是蠟、瀝青、油焦、凡士林及溶劑等，它們的產(chǎn)量也不多。4．石油化工產(chǎn)品包括塑料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、染料、炸藥、洗滌劑、合成皮革等，是近年來開展很快的一類石油產(chǎn)品。(1)汽油是消耗量最大的品種。汽油的沸點范圍〔又稱餾程〕為30～205°C，密度為0.70～0.78克/厘米3，商品汽油按該油在汽缸中燃燒時抗爆震燃燒性能的優(yōu)劣區(qū)分，標(biāo)記為辛烷值70、80、90或更高。號俞大，性能俞好，汽油主要用作汽車、摩托車、快艇、直升飛機、農(nóng)林用飛機的燃料。商品汽油中添有添加劑〔如抗爆劑四乙基鉛〕以改善使用和儲存性能。受環(huán)保要求，今后將限制芳烴和鉛的含量。(4)柴油沸點范圍有180~370℃和350~410℃兩類。對石油及其加工產(chǎn)品，習(xí)慣上對沸點或沸點范圍低的稱為輕，相反成為重。故上述前者稱為輕柴油，后者稱為重柴油。廣泛用于大型車輛、船艦。由于高速柴油機〔汽車用〕比汽油機省油，柴油需求量增長速度大于汽油，一些小型汽車也改用柴油。對柴油質(zhì)量要求是燃燒性能和流動性好。燃燒性能用十六烷值表示愈高愈好，大慶原油制成的柴油十六烷值可達68。高速柴油機用的輕柴油十六烷值為42~55，低速的在35以下。(5)燃料油用作鍋爐、輪船及工業(yè)爐的燃料。商品燃料油用粘度大小區(qū)分不同牌號。(6)石油溶劑用于香精、油脂、試劑、橡膠加工、涂料工業(yè)做溶劑，或清洗儀器、儀表、機械零件。(7)潤滑油從石油制得的潤滑油約占總潤滑劑產(chǎn)量的95%以上。除潤滑性能外，還具有冷卻、密封、防腐、絕緣、清洗、傳遞能量的作用。產(chǎn)量最大的是內(nèi)燃機油〔占40%〕，其余為齒輪油、液壓油、汽輪機油、電器絕緣油、壓縮機油，合計占40%。商品潤滑油按粘度分級，負(fù)荷大，速度低的機械用高粘度油，否那么用低粘度油。煉油裝置生產(chǎn)的是采取各種精制工藝制成的根底油，再加多種添加劑，因此具有專用功能，附加產(chǎn)值高。(8)潤滑脂俗稱黃油，是潤滑劑加稠化劑制成的固體或半流體，用于不宜使用潤滑油的軸承、齒輪部位。(9)石蠟油包括石蠟〔占總消耗量的10%〕、地蠟、石油脂等。石蠟主要做包裝材料、化裝品原料及蠟制品，也可做為化工原料產(chǎn)脂肪酸〔肥皂原料〕。(10)石油瀝青主要供道路、建筑用。(11)石油焦用于冶金〔鋼、鋁〕、化工〔電石〕行業(yè)做電極。除上述石油產(chǎn)品外，各個煉油裝置還得到一些在常溫下是氣體的產(chǎn)物，總稱煉廠氣，可直接做燃料或加壓液化分出液化石油氣，可做原料或化工原料。各種油、煉廠氣都可按不同生產(chǎn)目的、生產(chǎn)工藝選用。常壓下的氣態(tài)原料主要制乙烯、丙烯、合成氨、氫氣、乙炔、碳黑。液態(tài)原料〔液化石油氣、輕汽油、輕柴油、重柴油〕經(jīng)裂解可制成開展石油化工所需的絕大局部根底原料〔乙炔除外〕，是開展石油化工的根底。此外，煉油廠還是苯、甲苯、二甲苯等重要芳烴的提供者。2.2生產(chǎn)工藝1.石油煉制以石油為原料，采用物理別離和化學(xué)反響的方法，得到各種石油產(chǎn)品和化工原料的過程。常見石油煉制廠中的加工過程有：(1)常壓分餾，生產(chǎn)汽油、煤油、輕柴油、重柴油。(2)減壓分餾，以常壓蒸餾所得的重油〔塔底油〕為原料生產(chǎn)多種潤滑油，如錠子油、機器油、氣缸油，并在精制和處理過程中出產(chǎn)凡士林和石油蠟。(3)延遲焦化，使減壓渣油發(fā)生深度裂化反響，以生產(chǎn)焦化汽油、焦化柴油、石油焦，并經(jīng)脫瀝青工序獲得瀝青?！?〕催化裂化，把常壓分餾的一局部重餾分和減壓渣油中的重餾分經(jīng)化學(xué)裂化生產(chǎn)汽油、柴油等；從裂化氣中可別離出甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等煉廠氣，且可經(jīng)“疊合〞使小分子烴變大，生產(chǎn)疊合汽油等。〔5〕催化重整，使分餾出的汽油在鉑、錸等催化劑作用下發(fā)生異構(gòu)化、脫氫、芳香化。2.裂解裂解就是以石油分餾產(chǎn)品為原料，采用比裂化更高的溫度，使具有長鏈分子的烴斷裂為各種短鏈氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴的石油加工方法。石油裂解的過程中發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化。裂解是更深度的裂化。裂解產(chǎn)品中主要是乙烯等不飽和烴。因此常把乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工開展水平的標(biāo)志。

3.石油煉制3.1石油的組成與性質(zhì)石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。石油是由多種元素組成的多種化合物的混合物。其中主要化合物是由碳〔83%~87%〕、氫〔11%~14%〕兩種元素構(gòu)成的，其它還有少量的硫〔0.06%~0.8%〕、氧〔0.08%~1.82%〕、氮〔0.02%~1.7%〕以及微量的磷、釩、鉀、鎳、硅、鈣、鐵、鎂等元素。碳元素和氫元素結(jié)合所生成的有機化合物叫做碳?xì)浠衔?，化學(xué)上通常簡稱為“烴〞。石油中的烴類主要有三大類：一類是烷烴。它的分子式通式是CnH2n+2。在常溫常壓下，含1～4個碳原子的烷烴是氣體，含5～15個碳原子的是液體，含16個碳原子以上的為固體。二類是環(huán)烷烴。它的分子式通式是CnH2n。它的分子中的碳原子相互連接成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)和烷烴相似。通常情況下，石油成分中的主要局部是環(huán)烷烴。三類是芳香烴。它的分子式通式是CnH2n-6。芳香烴包括苯、甲苯、二甲苯等。它在石油中含量一般較少。在有機化合物中由于普遍存在著同分異構(gòu)現(xiàn)象，因此，石油中的烷烴、環(huán)烷烴及芳香烴有數(shù)百種之多。有些石油中還含有烯烴等少量不飽和碳?xì)浠衔?。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，但由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成局部，約占95%~99%，含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，應(yīng)盡量除去。不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。我國主要原油的特點是含蠟較多，硫含量低，鎳、氮含量中等，釩含量極少。組成不同類的石油，加工方法有差異，產(chǎn)品的性能也不同，應(yīng)當(dāng)物盡其用。大慶原油的主要特點是含蠟量高，凝點高，硫含量低，屬低硫石蠟基原油。3.２主要煉油工藝簡介

從油田里開采出來沒有經(jīng)過加工處理的石油叫原油。原油成分很復(fù)雜，還含有水和氯化鈣、氯化鎂等鹽類。含水多，在煉制時要浪費燃料，含鹽多會腐蝕設(shè)備。所以，原油要先經(jīng)過脫水、脫鹽等處理過程，才能進行煉制。石油的煉制一般包括石油的分餾、石油的裂化和石油的催化重整。3.1常壓蒸餾和減壓蒸餾常壓蒸餾和減壓蒸餾習(xí)慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾根本屬物理過程。原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點范圍不同的油品〔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)大的局部是后續(xù)加工裝置的原料，因此，常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工。包括三個工序：原油的脫鹽、脫水；常壓蒸餾；減壓蒸餾。(1)原油的脫鹽、脫水又稱預(yù)處理，原油預(yù)處理。從油田送往煉油廠的原油往往含鹽〔主要是氯化物〕、帶水〔溶于油或呈乳化狀態(tài)〕，可導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕，在設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢和影響成品油的組成，需在加工前脫除。即應(yīng)用電化學(xué)別離或加熱沉降方法脫除原油所含水、鹽和固體雜質(zhì)的過程。加破乳劑和水，使油中的水集聚，并從油中分出，而鹽份溶于水中，再加以高壓電場配合，使形成的較大水滴順利除去。主要目的是防止鹽類〔鈉、鈣、鎂的氯化物〕離解產(chǎn)生氯化氫而腐蝕設(shè)備和鹽垢在管式爐爐管內(nèi)沉積。(2)常壓蒸餾石油是由相對分子質(zhì)量不同、沸點不同的烴組成的粘稠狀混和物，它沒有固定的沸點。利用石油各成分的沸點不同，通過加熱，將它們別離開來的方法，就叫石油的分餾。分餾出來的各種成分叫做餾分。常壓分餾也稱常壓蒸餾；在接近常壓下蒸餾出汽油、煤油〔或噴氣燃料〕、柴油等餾分，塔底剩余為常壓渣油〔即重油〕?！?〕減壓蒸餾以常壓蒸餾所得的重油〔塔底油〕為原料生產(chǎn)多種潤滑油，如錠子油、機器油、氣缸油，并在精制和處理過程中出產(chǎn)凡士林和石油蠟。2)催化裂化直接從石油中分餾出汽油，產(chǎn)量不高，僅占石油總質(zhì)量的25%左右。為了提高汽油的產(chǎn)量，而采用裂化的方法將分子量大、沸點高的烴斷裂成分子量小，沸點低的烴。為了克服熱裂化的溫度過高會結(jié)焦以及產(chǎn)量不高的缺點，在使用催化劑的情況下，進行的裂化叫做催化裂化。

催化裂化工藝流程催化裂化工藝現(xiàn)場圖石油重質(zhì)餾分經(jīng)過催化裂化可得質(zhì)量比較高的汽油。假設(shè)將石油分餾產(chǎn)品采用更高的溫度〔＞700℃〕進行深度裂化，可使烴分子中的碳鏈斷裂成各種氣態(tài)烴〔如乙烯、丙烯、丁二烯、甲烷、乙烷等〕和少量液態(tài)烴，這種深度裂化稱為裂解?！傲鸦暫汀傲呀猕曤m屬同一種反響，但在石油工業(yè)中具有不同的意義。裂化是為了提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量，副產(chǎn)品是裂化氣。裂解是將裂解氣進行別離得到各種低級烯烴；成為合成纖維、合成塑料、合成橡膠的原料，副產(chǎn)品是液態(tài)烴。3)催化重整催化重整〔簡稱重整〕是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸餾所得的輕汽油轉(zhuǎn)化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以80~180℃餾分為原料，產(chǎn)品為高辛烷值汽油；如果以60~165℃餾分為原料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴，重整過程副產(chǎn)氫氣，可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反響條件是：反響溫度為490~525℃，反響壓力為1~2兆帕。重整的工藝過程可分為原料預(yù)處理和重整兩局部4)加氫裂化

是在高壓、氫氣存在下進行，需要催化劑，把重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成汽油、煤油、柴油和潤滑油。加氫裂化由于有氫存在，原料轉(zhuǎn)化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作靈活，可按產(chǎn)品需求調(diào)整。產(chǎn)品收率較高，而且質(zhì)量好。5)延遲焦化它是在較長反響時間下，使原料深度裂化，以生產(chǎn)固體石油焦炭為主要目的，同時獲得氣體和液體產(chǎn)物。延遲焦化用的原料主要是高沸點的渣油。延遲焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約500℃，焦炭塔在稍許正壓下操作。改變原料和操作條件可以調(diào)整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。6)煉廠氣加工原油一次加工和二次加工的各生產(chǎn)裝置都有氣體產(chǎn)出，總稱為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由2個碳原子組成的乙烷和乙烯、由3個碳原子組成的丙烷和丙烯、由4個碳原子組成的丁烷和丁烯等。它們的主要用途是作為生產(chǎn)汽油的原料和石油化工原料以及生產(chǎn)氫氣和氨。7)石油產(chǎn)品精制前述各裝置生產(chǎn)的油品一般還不能直接作為商品，為滿足商品要求，除需進行調(diào)合、添加添加劑外，往往還需要進一步精制，除去雜質(zhì)，改善性能以滿足實際要求。常見的雜質(zhì)有含硫、氮、氧的化合物，以及混在油中的蠟和膠質(zhì)等不理想成分。它們可使油品有臭味，色澤深，腐蝕機械設(shè)備，不易保存。除去雜質(zhì)常用的方法有酸堿精制、脫臭、加氫、溶劑精制、白土精制、脫蠟等。4.近代的開展方向3．重視環(huán)境保護，開發(fā)無公害工藝污染控制和環(huán)境保護是近來世界各國十分關(guān)注和致力解決的重大問題之一。石油化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)中不斷排放出有毒的廢氣、廢水及廢渣，這是一種巨大的污染源。國外現(xiàn)在采取了一系列措施：如制定某些污染限制法，對違犯限制法的企業(yè)實行監(jiān)視、罰款以至勒令停產(chǎn)等。與此同時，增加鏟除三廢的研究費用，開發(fā)無公害工藝的研究，現(xiàn)在有不少產(chǎn)品的生產(chǎn)已采用全新的工藝來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污染十分嚴(yán)重的方法。5.石油化工專業(yè)石油化工專業(yè)是伴隨著中國的石油化工的開展同時產(chǎn)生的化工學(xué)習(xí)專業(yè)課程，目的是培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，認(rèn)同石油化工企業(yè)文化，具有良好的綜合素質(zhì)、較強的專業(yè)技能、較寬的開展空間，能從事石油化工生產(chǎn)一線，效勞于石油化工總控操作、石油化工工藝操作、油品分析檢驗和石油化工設(shè)備儀表的維護保養(yǎng)等崗位群的高素質(zhì)技能型專門人才。課程體系職業(yè)基礎(chǔ)課程思想政治理論、高等數(shù)學(xué)、英語、體育、計算機基礎(chǔ)、就業(yè)指導(dǎo)、軍事訓(xùn)練等專業(yè)學(xué)習(xí)課程四大化學(xué)、化工識圖及制圖、化工單元操作技術(shù)、化工設(shè)備操作及維護、化工儀表及自動化、石油煉制工藝、儀器分析、化學(xué)工藝等素質(zhì)拓展課程人文選修課程、素質(zhì)拓展訓(xùn)練、專業(yè)選修課程等專業(yè)基礎(chǔ)課模塊無機化學(xué)機械制圖石油化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)必需的化學(xué)基本知識，是后期學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。有機化學(xué)物理化學(xué)分析化學(xué)分析檢驗技術(shù)知識。是培養(yǎng)學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)、分析、選擇合適的分析方法的能力。培養(yǎng)學(xué)生正確閱讀、繪制零件圖和安裝的能力。獲得初級技能圖4專業(yè)基礎(chǔ)課模塊分析圖專業(yè)技術(shù)課模塊化工單元操作技術(shù)化工設(shè)備操作及維護化工儀表及自動化石油化工煉制工藝離心泵的操作、使用、維護及故障