炼油厂的构成与工艺流程(第六章)

第六章炼油厂的构成和工艺流程炼油厂主要由两大部分组成，即：炼油过程和辅助设备。从原油生产出各种石油产品一般需经过多个物理的及化学的炼油过程。通常，每个炼油过程相对独立的组成一个炼油生产装置。一、炼油生产装置按生产目的分为以下几类：原油分离装置(龙头装置、加工能力）原油加工的第一步是把原油分离为多个馏分油和残渣油，因此，每个炼油厂都有原油常压蒸馏装置或原油常减压蒸馏装置。在此装置中，还设有原油脱盐脱水设施。重油轻质化装置为了提高轻质油收率，需将部分或全部减压馏分油和渣油转化为轻质油，这一任务主要由裂化反应过程来完成，如催化裂化、加氢裂化、焦化等。油品改质及油品精制装置此类装置的作用是提高油品的质量已达到质量指标要求，如催化重整、加氢精制、电化学精致、溶剂精致、氧化沥青等。加氢处理、减粘裂化等也归入此类。油品调合装置为了达到产品质量要求，通常需要进行馏分油直接的调合，并且加入各种提高油品性能的添加剂。油品调合方案的优化对提高现代炼厂的效益也能起到重要作用。气体加工装置如气体分离、气体脱硫、烷基化、C5/C6异构化、合成甲基叔丁基醚（MTBE)等。制氢装置在现代炼厂，由于加氢过程的耗氢量大，催化重整装置的副产氢气不敷使用，有必要建立专门的制氢装置。化工产品生产装置如芳烃分离、含H2S气体制硫、某些聚合物单体的合成等。产品分析中心为了保证产品的出厂质量。由于生产方案不同，炼厂中所包含的炼油过程的种类和多少，或者说复杂程度都有所不同。一般来说，规模大的炼厂其复杂程度会高些，但也有一些大规模的炼厂的复杂程度并不高。二、辅助设施辅助设施是维持炼厂正常运转生产所必需的，主要的辅助设施有：供电系统供水系统供水蒸气系统原油和产品储运系统三废处理系统第二节炼油装置工艺流程一个炼厂或一个炼油装置的构成和生产程序是用工艺流程图来描述的。炼油生产是自动化程度较高的连续生产过程，正确设计的工艺流程不仅对保障日常生产，而且对提高效益具有重要的作用。根据使用目的和描述范围的不同，炼厂的工艺流程大体上可以分为以下三类：1．全厂生产工艺流程图此图反映了炼厂的生产方案、各生产装置之间的关系。2．生产装置工艺原理流程图此图反映了一个炼油生产装置所采用的技术方案、装置内各主要设备之间的关系和物流之间的关系。3．炼油装置工艺管线—自动控制流程图此图的作用主要是作为绘制工艺管线及仪表安装的依据。在此图中绘出了装置内的所有管线和仪表。工艺流程图是炼厂和炼油装置的最基本的技术文件，无论是欲了解一个炼厂或炼油装置，或是进行设计或技术改造，都必须首先考虑此技术文件。第三节炼油过程的结构分析1.原油加工能力指原油常减压蒸馏装置的处理能力2.重油轻质化能力指将减压馏分油和渣油转化成轻质油的能力。通常以催化裂化、加氢裂化和焦化三种过程的处理能力之和与原油加工能力之比来表示此能力，也成为转化指数C.I.(ConversionIndex)。中国属于深度加工型的国家，其转化指数较高。3．生产汽油的能力此能力包括生产汽油的数量和质量水平。除了直馏汽油以外，催化裂化是最主要的生产汽油的过程。因此，催化裂化的处理能力在很大程度上反映了在数量上生产汽油的能力。催化重整、烷基化、异构化、含氧化合物合成等过程是提高汽油辛烷值的主要过程，同时也可改善汽油的其他性能，这些过程的生产能力反映了在质量上的生产汽油的能力。在中国催化裂化处理量对原油的处理量比例较大，这主要是由于中国的原油偏重，需要通过催化裂化来生产更多的汽油和柴油，但我国在催化重整提高汽油质量方面明显偏低，只占上述四类过程的4.9%。4．加工含硫原油的能力国际石油市场上中东原油占有很大比例，而中东原油的含硫量较高。加工含硫原油的主要问题是设备腐蚀和产品质量，近年来由于环保要求日益严格，对汽油、柴油等的含硫量限制更苛刻，是加工含硫原油的问题更显突出。加工含硫原油的主要手段是加氢过程，包括加氢裂化、加氢精制、加氢处理等过程。因此，加氢过程处理能力与原油处理能力的比值可以反映加工含硫原油的能力。我国的加氢能力比值只有11.6%，明显偏低。这一方面是由于我国原有多数含硫较低，另一方面，更主要的是受资金和技术的限制。实际上，加氢过程能力的大小除了反映加工含硫原油的能力以外，还反映了对市场需要的适应能力和提高产品质量的能力、炼油厂技术的先进性。5．润滑油的生产能力润滑油的产量对原油处理量的比例并不大，全世界平均比值只有1.2%，但润滑油的品种很多，在国民经济中的作用也很重要。上述分析只是定性的，在分析时还需要具体结合国情或厂情。W.L.Nelson提出了一“复杂程度(Complexity)”来定量的表示炼厂生产各种产品的能力，至今在国外尚有应用。炼厂的复杂程度的计算方法如下：规定原油常压蒸馏装置的复杂程度为1.0，按以下公式计算炼油装置的复杂程度：资原油常压油常压蒸馏装理量的百分数本装置处装置处理量占本装置的投资炼油装置的复杂程度世界主要国家炼油能力万t/a截止2003-01-01国家名称原油蒸馏焦化催化裂化催化重整加氢裂化加氢精制加氢处理美国1338311612342295221510367429俄罗斯42271774681720333311407.3日本34238354974511315624247.1中国9522641168346386752530.2韩国6128011048749936033意大利1711504248159712227696.1德国1711336585178817089817.5法国1395170193711655197.3加拿大219917219257215005493.7英国118943358227814166228.8全球总计72244093.8822825.773816.748099.2226694