石油炼制工艺流程讲解PPT

1目录一、石油天然气概述二、原油的分类及组成三、原油评价四、石油炼制过程五、石油产品2石油天然气概述石油炼厂气汽油煤油润滑油柴油石油化工过程合成纤维合成橡胶塑料农药化肥炸药医药染料油漆合成洗涤剂3石油天然气概述1.石油与天然气的基本概况石油是有机物质在古地质年代沉积而成的，以碳氢化合物为主要成分，主要由碳、氢、硫、氮、氧等元素组成，常常以液态、气态或液气混合形态存在。大多数油藏处于地下150～7600米深的天然岩石中，故又称岩石油。石油的原始形态称为原油，或称天然石油，为复杂的烃类化合物，一般不宜直接使用。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。天然气是指蕴藏在地层内的可燃性气体，主要是低分子烷烃的混合物，可分为干气天然气和湿天然气两种。干气成分主要是甲烷，湿天然气除含大量甲烷外，还含有较多的乙烷、丙烷和丁烷等。4石油天然气概述2.石油与天然气的成因无机成因学说石油的形成目前有两种主要理论有机成因学说生成石油必须具备的地质条件①地层沉积②盆地下沉③缺氧的“还原环境”有机质干酪根石油5石油天然气概述天然气和石油虽然在组成上都是以碳氢化合物为主要成分的，但是天然气的生成条件要比石油更为多样化。就生成阶段来说，石油要达到一定深度才能大量生成，而天然气则从浅到深都能生成；就物质来源来说，生成石油主要以水中浮游的动、植物或称腐泥型有机质为主，而生成天然气，除此以外还可以有高等植物或称腐植型的有机质；就成因来说，有有机成因的，也有无机成因的。6石油天然气概述3.石油与天然气的储量和分布石油资源主要集中在北半球，主要的含油带又集中在北纬20～48度之间，中东和前苏联是石油资源最集中的地区和国家。据美国《油气杂志》报道，到2003年底，全世界剩余探明石油储量为1733.99亿吨，其中亚太地区52.41亿吨、西欧24.99亿吨、东欧和前苏联108.69亿吨、中东995.67亿吨、非洲119.24亿吨、美洲433.00亿吨，其中欧佩克成员国总共1191.12亿吨。7石油天然气概述中国石油资源分布8石油天然气概述油田和气田按最终可采储量值可分成4种：特大油(气)田：石油最终可采储量大于7亿吨（50亿桶）的油田；大型油(气)田：石油最终可采储量0.7～7亿吨（5～50亿桶）的油(气)田；中型油(气)田：石油最终可采储量710～7100万吨(0.5～5亿桶)的油(气)田;小型油(气)田：石油最终可采储量小于710万吨（5000万桶）的油(气)田。［注］天然气可按1137立方米气等于1吨原油折算9原油的分类1、特性因数分类法特性因数K值与油品的化学组成有关，是油品的平均沸点和相对密度的函数。当沸点相近时，烷烃的K值最大，环烷烃的次之，芳香烃的最小特性因数K为12.1石蜡基原油特性因数K为11.5～12.1中间基原油特性因数K为10.5～11.5环烷基原油K通常由运动粘度和API（比重指数）查图求定。特性因数分类法的缺陷：（1）不能分别表明原油低沸点馏分和高沸点馏分中烃类的分布规律（2）由于原油组成复杂，粘度测定不够准确，求定的特性因数K不能完全符合原油的实际情况。10原油的分类2、关键馏分特性分类法第一关键馏分：常压蒸馏250～275℃的馏分；第二关键馏分：残油在40mmHg下减压蒸馏，切取275～300℃馏分（常压下395～425℃）测定关键馏分的密度，对照分类表，确定关键馏分的属性和原油类型。关键馏分石蜡基中间基环烷基第一关键馏分0.8210比重指数40(K11.9)=0.8210~0.8562比重指数=33~40(K=11.5~11.9)0.8562比重指数33(K11.5)第二关键馏分0.8723比重指数30(K12.2)=0.8723~0.9305比重指数=20~30(K=11.5~12.2)0.9305比重指数20(K11.5)11原油的分类编号轻油部分类别（250～275℃馏分）重油部分类别（395～425℃馏分）原油类别1石蜡石蜡石蜡（P）2石蜡中间石蜡中间（P－I）3中间石蜡中间石蜡（I－P）4中间中间中间（I）5中间环烷中间环烷（I－N）6环烷中间环烷中间（N－I）7环烷环烷环烷（N）12原油的分类3、商品分类法a.按密度分类；b.按硫含量分类；c.按蜡含量分类1、按密度分类原油类型API20℃密度轻质原油390.830中质原油39~250.830~0.904重质原油25~150.904~0.966特稠原油150.96613原油的分类4、按硫含量的原油分类方法原油的硫含量≤0.5低硫原油；0.5＜原油的硫含量＜2.0含硫原油；原油的硫含量≥2.0高硫原油；5、按蜡含量的原油分类方法原油的蜡含量≤2.5低蜡原油；2.5＜原油的蜡硫含量＜10.0含蜡原油；原油的蜡硫含量≥10.0高蜡原油；14原油的组成1、原油的元素组成石油的性质因产地而异，密度为0.8~1.0克/厘米3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30~-60°C），沸点范围为常温到500°C以上，可容于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。组成石油的化学元素主要是碳（83%~87%）、氢（11%~14%），其余为硫（0.06%~0.8%）、氮（0.02%~1.7%）、氧（0.08%~1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95%~99%，氢碳原子比为1.65—1.95。含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油；以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油；介于二者之间的称中间基石油。15原油的组成2、原油的烃类组成从化学组成来看，石油中主要含有烃类和非烃类这两大类，其中烃类主要是烷烃、环烷烃和芳香烃。烃类和非烃类存在于石油的各个馏分中，但因石油的产地及种类不同，烃类和非烃类的相对含量差别很大。轻质石油的烃类含量高达90%以上，但是重质石油的烃类含量相对较低，有的甚至低于50%。在同一原油中，随着馏分沸程的升高，烃类含量在逐渐降低，而非烃类含量在渐渐增加。在轻油馏分中，烃类占绝大部分，非烃类的含量很少；相反，在高沸点的石油馏分中，尤其是在减压渣油中，非烃类的含量明显增多。16原油的组成2、不同烃类对各种石油产品性质的影响各不相同。l.）烷烃烷烃的密度最小,粘温性最好,是燃料与润滑油的良好组分。异构烷烃较碳原子数相同的正构烷烃沸点要低,且异构化愈甚则沸点降低愈显著。另外,异构烷烃比正构烷烃粘度大,粘温性差。正构烷烃因其碳原子呈直链排列,易产生氧化反应.,即发火性能好,它是压燃式内燃机燃料的良好组分。但正构烷烃的含量也不能过多,否则凝点高,低温流动性差。异构烷由于结构较紧凑,性质安定,虽然发火性能差,但燃烧时不易产生过氧化物,即不易引起混合气爆燃,它是点燃式内燃机的良好组分。2）环烷烃环烷烃具有良好的化学安定性,与烷烃近似但不如芳香烃。其密度较大,自燃点较高,辛烷值居中。它的燃烧性较好、凝点低、润滑性好,故也是汽油、润滑油的良好组分。环烷烃有单环烷烃与多环烷烃之分。润滑油中含单环烷烃多则粘温性能好,含多环烷烃多则粘温性能差。17原油的组成3）芳香烃芳香烃化学安定性良好,与烷烃、环烷烃相比,其密度最大.自燃点最高,辛烷值也最高,故其为汽油的良好组分。但由于其发火性差,十六烷值低,故对于柴油而言则是不良组分。润滑油中若含有多环芳香烃则会使其粘温性显著变坏,故应尽量去除。此外,芳香烃对有机物具有良好的溶解力,故某些溶剂油中需有适当含量但因其毒性较大,含量应予控制。4）不饱和烃不饱和烃在原油中含量极少,主要是在二次加工过程中产生的。热裂化产品中含有较多的不饱和烃,主要是烯烃,也有少量二烯烃,但没有炔烃。烯烃的化学安定性差,易氧化生成胶质,但辛烷值较高，凝点较低。故有时也将热裂化馏分(含有烯烃、二烯烃)掺入汽油中以提高其辛烷值;掺入柴油中以降低其凝点。但因烯烃安定性差，这类掺合产品均不宜长期储存,掺有热裂化馏分的汽油还应加入抗氧防胶剂。18原油的组成3、原油中的非烃化合物石油中的非烃化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物和胶状沥青状物质。(1)石油中的含硫化合物①活性硫化物：元素硫、硫化氢以及硫醇等，对金属设备具有较强腐蚀作用；②非活性硫化物：硫醚、二硫化物和噻吩等，对金属设备无腐蚀作用［注］一些非活性硫化物受热分解后会变成活性硫化物(2)石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低，通常在0.05～0.5%之间，仅有少部分原油的氮含量超过0.6%。石油中的氮分布也是随着馏分沸点的升高，其氮含量迅速增加，约有80%的氮集中在400℃以上的重油中。我国原油的氮含量偏高，且大多数原油的减压渣油中浓集了约90%的氮。19原油的组成(3)石油中的含氧化合物石油中的氧含量一般为千分之几，个别石油可高达2～3%。在石油中，氧元素都是以有机含氧化合物的形式存在的，主要分为酸性含氧化合物和中性含氧化合物两大类。酸性含氧化合物：环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类等中性含氧化合物：醇、酯、醛及苯并呋喃等石油中酸性含氧化合物的含量一般用酸值（酸度）来表示，酸性含氧化合物的含量越高，则其酸值就越大。原油的酸值一般不是随着其沸点的升高而逐渐增大，而是呈现出若干个峰值，原油不同，其峰值也不同，但是大多数原油在300～450℃馏分左右存在一个酸值最高峰。石油中的含氧化合物主要以酸性含氧化合物为主，其中主要是环烷酸，占石油酸性含氧化合物的90%左右。经受环烷酸腐蚀的一般光滑无垢，低流速部位仅留下尖锐的孔洞，高流速部位则顺着流向出现沟槽。处于环烷酸腐蚀条件下，碳钢腐蚀率可为7～9毫米／年，高环烷酸含量及某些特殊部位达到20毫米／年。20原油评价原油评价是就是在实验室条件下，通过各种实验、分析，对原油进行一系列的分析、蒸馏等试验，以了解原油的性质、组成及类别，并估计直馏产品的产率及品质，取得对原油性质的全面认识，为选择合理的石油炼制过程、确定炼油厂的生产方案提供基础数据。原油评价也是制定原油加工方案的依据。21原油评价原油评价方法①原油一般性质的测定：首先测定水分、含盐量。如水分大于0.5％，需进行脱水。然后再测定密度、粘度、凝点、蜡含量、残炭、硫含量、氮含量、胶质含量、微量金属(铁、镍、钒、铜)含量等项目。②用未经处理的原油，以气相色谱法测定C1～C8的轻烃含量。③实沸点蒸馏：用实沸点精馏装置(具有15个理论板)蒸馏出400～450°C前的窄馏分或宽馏分，再用另外的减压蒸馏装置蒸出高沸点馏分。④测定窄馏分及重质油的性质，绘制实沸点曲线及性质曲线。22原油评价⑤由宽馏分配制直馏产品，测定汽油、喷气燃料、灯用煤油、柴油、裂化原料油的性质。⑥以气相色谱法或质谱法分析馏分油的单体烃组成或烃族组成，以折射率、密度、分子量计算的方法测定结构族组成（烷烃、环烷烃、芳烃的碳数百分比和环烷烃、芳烃的平均环数）。⑦以溶剂脱蜡，吸附分离方法测定润滑油的潜含量（最大含量）及性质。⑧测定重质油的饱和烃、芳烃、胶质、沥青质含量。惠州炼油项目的渤海2号原油评价23原油评价原油脱水脱水原油一般性质分析实沸点蒸馏平衡蒸发1.窄馏分性质测定2.不同深度的重油、渣油性质测定1.直馏产品的性质分析2.二次加工原料的性质分析3.沥青性质分析汽油、柴油和重馏分油的烃组成分析润滑油、石蜡和地蜡的潜含量测定24石油炼制过程原油通过原油蒸馏得到直馏产品轻质馏分油(沸点＜370)粗汽油粗煤油粗柴油重质馏分油(沸点：370～540)重柴油润滑油馏分裂化原料渣油轻质油汽油煤油柴油重整汽油苯、甲苯二甲苯直馏汽油直馏柴油润滑油乙烯、芳烃等化工原料热裂化催化裂化加氢裂化催化重整产品精制裂解工艺一次加工过程二次加工过程三次加工过程产量低质量差产量高质量好25石油炼制过程石油炼制工业中采用的各种加工过程。这些加工过程的各种组合构成不同类型石油炼厂的主体部分。分类习惯上将石油炼制过程不很严格地分为一次加工、二次加工、三次加工三类过程。（1）一次加工过