石油加工基础知识

石油加工基础知识2目录一、基础知识二、加工工艺三、主要产品介绍四、加工流程优化和价格管理的关系3基础知识一、基础知识（一）石油简介（二）原油分类（三）基本加工原理（四）产品分类4基础知识（一）石油简介石油是由分子大小和化学结构不同的烃类和非烃类组成的复杂混合物，外观是一种流动和半流动的粘稠液体，颜色大部分是暗色的（从褐色至深黑色），密度一般都小于1，大约在0.65—1.016之间。组成石油的元素主要是碳、氢、硫、氮、氧，其中碳含量占83%—87%，氢含量占11—14%，两者合计达96—99%，其余的硫、氮、氧及微量元素总共不过占1—4%，还有氯、氮、砷、硅、钾、钠等、铜等微量非金属和金属元素，这些不是以单质出现的，但对石油加工过程影响很大。5基础知识（二）原油分类按原油相对密度分类轻质原油——密度d420〈0.846中质原油——密度d420=0.846—0.870.87—0.91重质原油——密度d420〉0.91按原油的含硫量分类低硫原油——含硫量＜0.5%含硫原油——含硫量0.5%—2.0%高硫原油——含硫量＞2.0%6基础知识按化学组成分类石蜡基原油——特性因数K＞12.1中间基原油——特性因数K=11.5—12.1环烷基原油——特性因数K=10.5—11.5绝对温度表示的的烃类的沸点（°R）的立方根与其相对密度成直线关系，不同族的烃，其斜率不同，因此定义此斜楞率为特性因数K。它能表示出石油馏分的烃类组成特性。7基础知识（三）基本加工原理通过原油蒸馏方法，可以根据其组分沸点的差异，从原油中提炼出直馏汽油、煤油、轻重柴油及各种润滑油馏分等，这是原油的一次加工过程。然后将这些半成品中的一部分或大部分作为原料，通过催化裂化、催化重整、加氢裂化等向后延伸的炼制过程，提高石油产品的质量和轻质油收率，这是原油的二次加工过程。8（四）产品分类石油经过加工提炼，得到的产品大致可分为六大类1、石油燃料2、润滑油和润滑脂3、蜡4、沥青5、石油焦6、溶剂和石油化工产品基础知识9加工工艺二、加工工艺（一）蒸馏（二）焦化（三）催化裂化（四）催化重整（五）加氢精制（六）加氢裂化（七）润滑油生产工艺（八）沥青生产工艺（九）蜡生产工艺10加工工艺（一）蒸馏原油蒸馏的基本原理及特点蒸馏与精馏蒸馏是液体混合物加热，其中轻组分汽化，将其导出进行冷凝，使其轻重组分得到分离。蒸馏依据原理是混合物中各组分沸点(挥发度)的不同而加以分离。原油常压蒸馏就是原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏。原油经过常压蒸馏可得到沸点范围不同的馏分，如汽油、煤油、柴油等轻质馏分油和常压重油。11常压重油是原油中比较重的部分，沸点一般高于350℃，而各种高沸点馏分，如裂化原料和润滑油馏分等都存在其中。要想分出这些馏分，就需要把温度提到350℃以上，而在这一高温下，原油中的稳定组分和一部分烃类就会发生分解，降低了产品质量和收率。降低压力能使油品的沸点相应下降，上述高沸点馏分就会在较低的温度下汽化，因此，将常压重油在减压条件下蒸馏，避免了高沸点馏分的分解。加工工艺12根据产品的用途不同，原油蒸馏工艺流程可分为以下四种类型（1）、燃料型（2）、燃料-润滑油型（3）、化工型（4）、综合型加工工艺13加工工艺蒸馏装置14减压渣油脱水脱盐初馏塔常压塔减压塔直馏汽油组分常一线常二线常三线减一线减二线减三线减四线原油加工工艺蒸馏工艺流程图15（二）焦化焦炭化过程(简称焦化)是提高原油加工深度，促进重质油轻质化的重要热加工手段。它又是唯一能生产石油焦的工艺过程，焦化在炼油工业中一直占居着重要地位。焦化是以贫氢重质残油(如减压渣油、裂化渣油以及沥青等)为原料，在高温(400℃~500℃)下进行的深度热裂化反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品，由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。加工工艺16目前延迟焦化应用很广泛，是炼油厂提高轻质油收率的手段之一。特点是，原料油在管式加热炉中被急速加热，达到约500℃高温后迅速进入焦炭塔内，停留足够的时间进行深度裂化反应，使得原料的生焦过程不在炉管内而延迟到塔内进行，这样可避免炉管内结焦，延长运转周期，这种焦化方式就叫延迟焦化加工工艺17焦化汽油柴油加热炉焦炭塔分馏塔焦炭气体蜡油原料加工工艺焦化工艺流程图18（三）催化裂化催化裂化是炼油工业中重要的一种二次加工工艺，在炼油工业生产中占有重要的地位。催化裂化的工艺特点催化裂化过程是以减压馏分油、焦化柴油和蜡油等重质馏分油或渣油为原料，在常压和450℃~510℃条件下，在催化剂的存在下，发生一系列化学反应，转化生成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。加工工艺19催化裂化过程具有以下几个特点：⑴轻质油收率高，可达70%~80%；⑵催化裂化汽油的辛烷值高，马达法辛烷值可达78以上，汽油的安定性也较好；⑶催化裂化柴油十六烷值较低，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值，以满足规格要求；⑷催化裂化气体，C3和C4气体占80%左右，其中C3丙烯又占70%左右，C4中各种丁烯可占55%左右，是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。加工工艺20加工工艺催化裂化装置21反应器分馏塔稳定吸收塔气分汽油富气柴油回炼柴油油浆干气丙烯丙烷C4汽油催化原料加工工艺催化裂化工艺流程图22重油催化裂化（RFCC）工艺的产品是市场极需的高辛烷值汽油馏分，轻柴油馏分和石油化学工业需要的气体原料。重油催化裂化产品分布接近一般流化催化裂化工艺。由于重油原料中一般有30%～50%的廉价减压渣油，因此，重油流化催化裂化工艺的经济性明显优于一般流化催化工艺。加工工艺23所谓重油是指常压渣油、减压渣油的脱沥青油以及减压渣油、加氢脱金属或脱硫渣油所组成的混合油。典型的重油是馏程大于350℃的常压渣油或加氢脱硫常压渣油。重油催化裂化原料油存在如下特点：①粘度大，沸点高；②多环芳香性物质含量高；③重金属含量高；④含硫、氮化合物较多。加工工艺24（四）催化重整催化重整是重要的炼油过程之一。“重整”是指烃类分子重新排列成新的分子结构，而不改变分子大小的加工过程。重整过程是在催化剂存在之下进行的。采用铂催化剂的重整过程称铂重整，采用铂铼催化剂的称为铂铼重整，而采用多金属催化剂的重整过程称为多金属重整。催化重整是石油加工过程中重要的二次加工方法，其目的是把原料中的正构烷烃和环烷烃转化为异构烷烃和芳烃，用以生产高辛烷值汽油或化工原料––芳香烃，同时副产大量氢气可作为加氢工艺的氢气来源。加工工艺25加工工艺催化重整装置26加工工艺芳烃溶剂油装置27预加氢反应分馏汽油馏分氢气干气液化气拔头油重整汽油加工工艺催化重整工艺流程图28芳烃抽提溶剂油加氢分馏精制分馏重整汽油己烷6#120#苯甲苯二甲苯重芳烃芳烃溶剂油工艺流程图加工工艺29（五）加氢精制加氢精制主要用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，改善油品的使用性能。由于重整工艺的发展，可提供大量的副产氢气，为发展加氢精制工艺创造了有利条件，因此加氢精制已成为炼油厂中广泛采用的加工过程，也正在取代其它类型的油品精制方法。加工工艺30反应分馏氢气氢气原料汽油柴油加工工艺加氢精制工艺流程图31（六）加氢裂化加氢裂化是重质原料在催化剂和氢气存在下进行的催化加工，生产各种轻质燃料油的工艺过程。实质上是加氢和催化裂化这两种反应的有机结合。因此，它不仅可以防止如催化裂化过程中大量积炭的生成，而且还可以将原油中的氮、氧、硫杂原子有机化合物杂质通过加氢从原料中除去，又可以使反应过程中生成的不饱和烃饱和，所以，加氢裂化可以将低质量的原料油转化成优质的轻质油品。加工工艺32反应器分馏氢气原料干气液态烃汽油组分柴油煤油裂化尾油加工工艺加氢裂化工艺流程图33（七）润滑油生产工艺脱蜡精制:润滑油油料必须除去高凝点点组分（即石蜡和地蜡），以降低油品的凝固点，保证润滑油的低温流动性。例如：酮苯（溶剂）脱蜡溶剂精制利用溶剂对润滑油馏分中所含各种烃类具有不同溶解度的特点，在一定条件下，将润滑油原料中理想与非理想组分分开，以得到较高质量的润滑油组分。例如：糠醛精制润滑油经溶剂精制、脱蜡精制后，仍有些有害物质如角质、环烷酸、酸渣、磺酸、微量溶剂等残留在油中，需要再进行白土或加氢精制，以提升润滑油品质加工工艺34加工工艺酮苯脱蜡装置35结晶系统冷冻系统过滤系统回收系统蜡膏滤液脱蜡油溶剂原料加工工艺脱蜡工艺流程图36（八）沥青生产工艺丙烷脱沥青是为了把减压渣油中所含的沥青质和胶质除去，提供合格的高粘度润滑油加工原料。丙烷脱沥青是利用烃类和沥青、胶质的溶解度不同，将沥青、胶质除去。丙烷脱沥青是为了生产重质润滑油料，丁烷和戊烷脱沥青是为了提供催化或加氢裂化原料。加工工艺37抽提塔沥青液溶剂回收抽余油溶剂回收沥青原料丙烷轻脱油重脱油加工工艺丙烷脱沥青工艺流程图38沥青是高度缩合的含氧、含硫、含氮、多环类的混合物，常温下为无定型固体，呈黑色。环烷基原油的减压渣油含蜡量少，沥青质和胶质含量高，是制取沥青的理想原料；中间基原油的减压渣油含有一定数量的蜡，制成的沥青质量较差；石蜡基原油的减压渣油因蜡含量较高，制成的沥青产品质量最差。生产沥青的工艺主要有调配法和氧化法在沥青中加入某些有益的成分，可以提高沥青的质量生产改性沥青加工工艺39加工工艺氧化沥青装置40氧化塔加热后的原料空气成品沥青氧化沥青工艺流程图加工工艺41调和丙烷脱油沥青减压渣油沥青混合橡胶、塑料等改性沥青调配法生产沥青工艺流程图加工工艺42（九）蜡生产工艺蜡具有良好的绝缘性和化学安定性，广泛使用在国防、电器、化学、医药、纺织和日用工业上。根据蜡的不同用途，石蜡可以分为皂用蜡、黄蜡和白蜡。皂用蜡可以做生产洗衣粉、肥皂的原料；低熔点黄蜡可用于浸润火柴杆等，高熔点黄蜡适用于做蜡烛、蜡纸、和树脂制品软化剂及药品包装用；经深度精制的高熔点白蜡，可以用于电器绝缘材料及医药、食品包装用蜡。地蜡是制造高级蜡纸、绝缘材料和高级凡士林的原料。加工工艺43脱蜡得到的蜡膏，一般要经过脱油、脱色、成型三个步骤。蜡脱油工艺目的是分出蜡膏中所含的油及低熔点蜡。发汗法：将加热熔化的含油蜡送到发汗罐的壳程内，借管程通入冷却水冷却，使蜡结晶，然后再向管程内通热水，慢慢加热、生温，这时油和一些熔点比较低的蜡渐渐熔化成液体，顺着蜡晶体缝隙流出，似出汗一样。溶剂脱油和前面所说的脱蜡工艺一样。加工工艺44蜡精制经过脱油后的蜡还含有少量的油分、胶质、沥青质和机械杂质，蜡的颜色不好，而且安定性差。一般采取白土精制和加氢精制工艺。蜡成型为使用方便，一般是制成板状或粒状定量包装出厂。加工工艺45三、产品介绍（一）汽油（二）石脑油（三）煤油（四）柴油（五）润滑油（六）燃料油（七）石油焦（八）沥青（九）蜡（十）溶剂油（十一）炼厂气产品介绍46（一）汽油汽油是点燃式发动机的燃料，沸点范围在30～205℃。发动机要求汽油：在所有的工况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气；燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象；储存安定性好，生成胶质的倾向小；对发动机没有腐蚀作用；排出的污染物少。车用汽油按辛烷值来划分牌号，辛烷值的测定方法主要有马达法和研究法两种。产品介绍47一般来说，汽油按马达法辛烷值分为70号和85号二个牌号，按研究法辛烷值分为90号、93号、95号和97号车用汽油四个牌号，目前日常生活中大家习惯的汽油牌号就是按研究法辛烷值分类的。车用汽油根据发动机压缩比的高低选用不同牌号的汽油；压缩比较高的，选用较高牌号的汽油；反之，则选用较低牌号的汽油。产品介绍48航空汽油则通常用作活塞式航空发动机燃料，按研究法辛烷值分为75号、95号、100号三个牌号，目前只在小型飞机尤其是军用飞机上使用。高效、节能、环保汽油是大势所趋，是国际潮流。目前提高辛烷值所采取的措施主要是掺入一定量的醚类化合物，如甲基叔丁基醚（MTBE）和叔戊基甲基醚(TAME)。产品介绍49辛烷值：纯正庚烷的辛烷值为0，纯异辛烷的辛烷值为100，按比例配成标准燃料，同条件下测试，抗爆能力相当时，标准燃料中异辛烷的体积百