炼油基础知识

炼油基础知识一、概述二、石油化学基础知识三、炼油装置主要设备四、炼油厂构成五、主要炼油工艺介绍一、概述1、炼油技术的发展阶段最早的炼油工业主要是生产家用煤油，加工手段是简单蒸馏。20世纪初，汽车工业的发展和第一次世界大战对汽油的需求猛增，从石油蒸馏直接取得的汽油在数量上已不能满足需要，从较重的馏分油或重油生产汽油的热裂化技术应运而生。20世纪30年代末、40年代，催化裂化技术出现并且发展迅速，逐渐成为生产汽油的主要加工过程。与此同时，润滑油生产技术也有较大的发展。50年代，为满足对汽油抗爆性的要求，出现了铂重整技术，促进了催化重整技术的大发展。由于催化重整产出廉价的副产氢气，也促进了加氢技术的发展。60年代，分子筛催化剂的出现并首先在催化裂化过程中大规模地使用，使催化裂化技术发生了革命性的变革。70年代，由中东石油禁运引起的石油危机促进了节能技术的发展。同时，石油来源受限和石油价格上涨促进了重质油轻质化技术的发展。进入80年代，从世界范围来看，炼油工业的规模和基本技术构成相对比较稳定。一、概述2、中国炼油工业发展简史中国炼油工业是从建国以后开始建立的；在此之前仅有几个很小的炼油厂，而且工艺技术落后，设备简陋，大部分石油产品依靠进口。1958年，在兰州建成了中国第一座现代化炼油厂；1960年，大庆油田的开发，为我国炼油工业的发展奠定了基础；1963年，实现了石油产品基本自给；1960年代初，开始我国能自行设计，先后建成常减压蒸馏、催化裂化、催化重整等炼油生产装置，基本掌握了当时世界上的一些主要的炼油工艺技术。1978年后，由于先进技术的引进，使我国的炼油工艺技术基本或接近世界炼油技术水平。一、概述3、中国炼油技术水平目前我国总体炼油技术水平已经达到或基本达到世界先进水平。1）工艺水平最有代表性的是催化裂化及家族工艺技术（MGG、DCCI、DCCII、干气制乙苯、还有正在开发的HCC等）已达到世界先进水平。其它炼油工艺技术基本达到或接近世界先进水平。2）设计水平炼油装置基本能自行设计、制造、安装和运行，3）自动控制水平已经达到了先进控制水平，一般炼油厂均采用DCS控制系统。4）节能炼油生产装置能耗较低，但与世界先进水平还有一定的差距。5）环保一般水平，主要是重视程度不够，三废处理不够。6）产品质量优质成品油较少，产品质量相对较差。一、概述4、世界炼油技术发展趋势1）实现规模化和一体化经营，提高综合经济效益有关研究表明，一套能力为600万t／a的蒸馏装置与2套300万t／a的装置相比，可节约投资32％，节省金属消耗47％，减少用地46％，降低操作费用25％。因此，实现炼油企业的规模化经营和装置的大型化一直是世界炼油工业努力的目标。目前世界上最大炼厂是委内瑞拉帕拉古亚纳炼制中心的卡杜恩（4700万吨/年），最大单套蒸馏装置的能力已达1650万t／a（美国的PARMotiva)。实现原油生产／炼油的一体化、炼油／发电一体化、炼油／石油化工一体化或其复合，可以实现原料互供。节省工厂用地和公用辅助工程设施，提高能量利用率，降低成本，提高效益。因此，这已成为世界炼油工业的主要发展趋向。一、概述4、世界炼油技术发展趋势2）为适应市场的需求，炼油企业要不断提高产品质量和调整产品结构随着环保要求日趋严格，世界各国不断提高汽、柴油质量指标，燃料油品的质量将从目前的常规车用燃料向低排放／清洁燃料、超低排放／超清洁燃料的方向发展。3）优化石油资源利用，炼油厂应灵活多产清洁油品和石化原料石油是不可再生资源，将主要用来生产其他能源难以替代的轻质运输燃料。石化工业的发展，也将越来越依靠炼油厂提供廉价优质原料。今后石油重质化和劣质化的趋势将加快，炼油技术要适应加工高含硫、高金属、高残碳原油的需要。炼油厂应灵活多产清洁油品和石化原料，这就要求炼油厂必须走深加工之路，不断发展新型重油加工工艺。一、概述4、世界炼油技术发展趋势4）用天然气、煤炭通过合成液化技术几乎可以生产任何清洁油品和石油化工原料。随着技术的不断进步，生产成本的不断降低，用天然气、煤炭为原料生产车用燃料将快速发展。传统的炼油技术和信息技术、生物技术、纳米技术、膜技术、合成技术等高新技术的结合将更紧密，高新技术将推动炼油技术进步。5）广泛应用现代信息技术，炼油厂逐步智能化炼油企业要在普及DCS集中控制的基础上，发展管控一体化系统。应用信息技术进行原油资源的选择和分配，生产过程的优化控制，油品的在线调合，按照供应链管理搞好现代物流配送，使炼油企业进一步智能化。管控一体化将改变炼油厂的管理模式，大大提高生产过程的控制和管理水平。二、石油化学基础知识1、石油1）外观性质石油又称原油，是从地下深处开采的一种流动或半流动状的粘稠液体。世界各地所产的石油在外观性质上有不同程度的差别。从颜色看，大部分石油是黑色，也有暗绿或暗褐色，少数显赤褐、浅黄色，甚至无色。相对密度一般都小于1，绝大多数石油的相对密度在0.80—0.98之间，但也有个别的高达1.02和低到0.71。我国主要油田的原油相对密度都在0.85以上。二、石油化学基础知识1、石油2）石油组成元素组成石油主要由碳(C)和氢(H)两种元素组成，其中碳含量为83％~87％，氢含量为11％~14％，两者合计为95％~99％。此外，石油中还含有硫(S)、氮(N)、氧(O)元素。石油中除含有碳、氢、硫、氮、氧五种主要元素外，还含有许多微量的金属元素和其他非金属元素，如镍、钒、铁、铜、钙、砷、氯、磷、硅等，它们的含量非常少，常以百万分之几计。以上各种元素并非以单质出现，而是相互以不同形式结合成烃类和非烃类化合物存在于石油中。所以，石油的组成是极为复杂的。二、石油化学基础知识1、石油2）石油组成烃类组成由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物称为烃。石油主要是由各种不同的烃类组成的。石油中究竟有多少种烃，至今尚无法说明。但已确定石油中的烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种烃类构成。天然石油中一般不含烯烃、炔烃等不饱和烃，只有在石油的二次加工产物中和利用油页岩制得的页岩油中含有不同数量的烯烃。二、石油化学基础知识1、石油2）石油组成馏分组成石油是一个多组分的复杂混合物，每个组分有其各自不同的沸点。石油加工的第一工序——蒸馏(分馏)，就是根据各组分沸点的不同，用蒸馏的方法把石油“分割”成几个部分，每一部分称为馏分。通常把沸点小于200℃的馏分称为汽油馏分或低沸点馏分，200~350℃的称为煤、柴油馏分或中间馏分，350~500℃的称为减压馏分或润滑油馏分或高沸点馏分，大于500℃的称为渣油。必须注意，石油馏分不是石油产品，石油产品必须满足油品规格的要求。通常馏分油要经过进一步的加工才能变成石油产品。二、石油化学基础知识1、石油2）石油组成非烃组成石油中的非烃化合物主要指含硫、氮、氧的化合物。这些元素的含量虽仅约1％～5％，但非烃化合物的含量都相当高，可高达20％以上。非烃化合物在石油各馏分中的分布是不均匀的，大部分集中在重质馏分和残渣油中。非烃化合物的存在对石油加工和石油产品使用性能影响很大，石油加工中绝大多数精制过程都是为了除去这类非烃化合物。二、石油化学基础知识2、原油分类为了选择合理的原油加工方案，预测产品的种类、产率和质量，有必要对各种原油进行分类。原油的组成十分复杂，对原油的确切分类是极其困难的，至今还没有一种公认的标准分类方法。通常可以从工业、地质、物理和化学等不同角度对原油进行分类，但应用较广泛的是工业分类法和化学分类法。二、石油化学基础知识2、原油分类工业分类法按密度分类（20℃密度）•轻质原油0.852•中质原油0.852~0.930•重质原油0.930~0.998•特稠原油0.998按硫含量分类（m%）•低硫原油0.5•含硫原油0.5~2.0•高硫原油2.0二、石油化学基础知识2、原油分类化学分类法按特性因数分类特性因数(K)是反映石油或石油馏分化学组成特性的一种特性数据，定义为：K=1.216T1/3／d15.615.6T——石油馏分的立方平均沸点，K;d15.615.6——15.6℃油品密度与15.6℃水的密度之比。•石蜡基原油K12.1•中间基原油11.5K12.1•环烷基原油10.5K11.5石蜡基原油的特点是：烷烃含量一般在50％以上，密度较小，含蜡量较高，凝点高，含硫、含氮、含胶质量较低。环烷基原油的特点是：环烷和芳香烃的含量较多，密度较大，凝点较低，一般含硫、含胶质、含沥青质较多，所以又叫沥青基原油。中间基原油的性质介于上述两者之间。二、石油化学基础知识2、原油分类化学分类法按关键馏分分类把原油放在特定的简易蒸馏设备中，按着规定的条件进行蒸馏，取250~275℃和395~425℃两个馏分分别作为第一关键馏分和第二关键馏分，根据密度对这两个馏分进行分类，最终确定原油的类别。序号第一关键馏分的类别第二关键馏分的类别原油类别1石蜡石蜡石蜡2石蜡中间石蜡一中间3中间石蜡中间一石蜡4中间中间中间5中间环烷中间一环烷6环烷中间环烷一中间7环烷环烷环烷二、石油化学基础知识3、汽油主要牌号：以辛烷值不同划分为90#93#97#三个牌号(GB17930-2006)用途：主要用于轻型汽车，机具，也可用于活塞式发动机飞机及快艇等二、石油化学基础知识3、汽油主要性能要求•抗爆性：辛烷值•蒸发性：馏程•安定性•腐蚀性•低温性•有害物质含量控制•含氧化合物二、石油化学基础知识3、汽油蒸发性汽油在发动机气缸内，必须要迅速汽化并与空气形成均匀的可燃混合气，这主要是由汽油的本身蒸发性所决定。当汽油具有良好的蒸发性时，它就较容易与空气形成均匀的可燃混合气，进入气缸后燃烧也较安全，使发动机能正常运转。如果汽油的蒸发性太差，它就不能在气缸中完全气化，使汽油机功率降低，还会造成起动和加速（尤其是冬季）的困难。反之，如果汽油的蒸发性太强，则汽油易在导油管中因气化而形成气阻，最终造成供油不足，在夏季尤其容易发生。反映汽油蒸发性能的指标是其馏程和饱和蒸气压。二、石油化学基础知识3、汽油安定性汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性。安定性不好的汽油，在储存和输送过程中容易发生氧化反应，生成胶质，使汽油的颜色变深，甚至会产生沉淀。例如，在油箱、滤网、汽化器中形成粘稠的胶状物，严重时会影响供油；沉积在火花塞上的胶质在高温下会形成积炭而引起短路；沉积在进、排气阀门上会结焦，导致阀门关闭不严；沉积在气缸盖和活塞上将形成积炭，造成气缸散热不良、温度升高，以致增大爆震燃烧的倾向。由此可见，汽油的安定性不好会严重影响发动机的正常工作。评定汽油安定性的指标：碘值、实际胶质、诱导期二、石油化学基础知识3、汽油抗爆性汽油在发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈震动的情况，并发出金属敲击声，同时，发动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时导致机件的损坏。这种现象便是爆震燃烧，也叫敲缸。究其发生的原因有两个方面，一则是与发动机的结构和工作条件有关，二则取决于所用燃料的质量。衡量燃料是否易于发生爆震的性质称为抗爆性。汽油抗爆性的表示方法—辛烷值车用汽油辛烷值的测定方法主要有两种，即马达法与研究法，所测得辛烷值的英文略语相应为MON及RON。汽油的抗爆性取决于其化学组成。对于同族烃类，其辛烷值随相对分子质量的增大而降低。当相对分子质量相近时，各族烃类抗爆性优劣的大致顺序如下：芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃及环烷烃正构烷烃二、石油化学基础知识3、汽油腐蚀性汽油在使用和储运过程中均与金属相接触，为此要求控制汽油及其燃烧产物对金属的腐蚀性。汽油中会引起腐蚀的物质主要有硫及含硫化合物、有机酸和水溶性酸或碱等。评定汽油腐蚀性的指标：硫含量、酸度、硫醇硫及铜片腐蚀、水溶性酸或碱二、石油化学基础知识4、柴油适用：是压燃式发动机燃料。可用于柴油汽车、大型机械设备、机车、轮船发动机等。牌号：车用柴油标准按凝点划分为5#、0#、-10#、-20#、-35#、-50#等6个牌号二、石油化学基础知识4、柴油柴油机燃料的使用要求①