原油基本知识和炼化工艺

原油原油原油原油基本知识和炼化工艺基本知识和炼化工艺基本知识和炼化工艺基本知识和炼化工艺1．原油理化性质：原油（未经提炼的石油）是一种黑褐色的流动或半流动粘稠液，略轻于水，是一个成分十分复杂的混合物；就其化学元素而言，主要是碳元素和氢元素组成的多种碳氢化合物，统称“烃类”。原油（Crudeoil）、石油(petroleum)的异同：原油是从地下采出的石油，或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩油页岩油页岩油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。（顺便说一句：人造石油有许多非常规石油资源，过去因为成本太高而没有大规模使用，现在也正在变得越来越有利。这里包括油页岩，高凝点石油等，光是油页岩资源，其总量超过常规石油资源。）原油中碳元素占83％一87％，氢元素占11％一14％，其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。其中硫含量的高低是判断原油品质的重要标准。2．原油的分类：按组成分类可分为石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类；按硫含量可分为超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类；含硫量名称备注0.5%～2.0%含硫原油从世界范围来看，目前世界上含硫原油和高硫原油的产量已占世界原油总产量的75%以上，其中含硫量在1%以上的原油占世界原油总产量的55%以上，含硫量在2%以上的原油也占30%以上。一般来说，中东波斯湾地区的为高硫原油，印尼，马来西亚和澳大利亚多数为低硫原油。含硫量在2.0%以上高硫原油含硫量小于2.0%低硫原油含硫量小于0.005%超低硫原油按比重可分为轻质原油、中质原油、重质原油以及特重质原油四类。在常温摄氏20下，原油比重在0.75至1.00之间。原油比重也和其颜色有关，一般比重越大，颜色越深。但这也和它的组成物质之分子量与溶解气多少有关。通常比重较大的原油含高分子，沥青质较多；比重较轻的原油颜色较淡，多为石蜡质，含油质较多，当然，经提炼所得轻质油料的比例也多。国际上多用美国标准API（美国石油学会缩写）来测定比重。141.5API=─────────－131.515.5摄氏度时的比重由上列式子所得API数值和我们通用的比重值正好相反，API值越大，实际上比重则小。目前世界原油中以中东地区原油比重较大，API值较小；东南亚地区原油则比重较小，API值大。比重较大的原油，含硫量通常也较高，在提倡环保的今天，必须先经过脱硫处理的过程，处理费用较高。API比重数值种类代表油种大于39轻质原油穆尔班39.94塔皮斯（tapis）46澳大利亚西北大陆架凝析油53.1WTI40.839-25中质原油阿曼34辛塔（cinta）33.4米纳斯（minas）33.71Brent3625-10重质原油杜里（duri）21小于10特重质原油产于委内瑞拉的奥里油，一种环烷基超重质沥青状原油主要炼主要炼主要炼主要炼化工艺化工艺化工艺化工艺常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程。原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。包括三个工序：原油的脱盐、脱水；常压蒸馏；减压蒸馏。原油的脱盐原油的脱盐原油的脱盐原油的脱盐、、、、脱水脱水脱水脱水又称预处理。从油田送往炼油厂的原油往往含盐（主要是氯化物）、带水（溶于油或呈乳化状态），可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。常用的办法是加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出，而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。催化裂化催化裂化催化裂化催化裂化催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的。是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。原料范主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350~540℃馏分的重质油，催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。有部分油返回反应器继续加工称为回炼油。催化裂化操作条件的改变或原料波动，可使产品组成波动。催化重整催化重整催化重整催化重整催化重整（简称重整）是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。如果以80~180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60~165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃，重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。重整的反应条件是：反应温度为490~525℃，反应压力为1~2兆帕。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。加氢裂化加氢裂化加氢裂化加氢裂化是在高压、氢气存在下进行，需要催化剂，把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。产品收率较高，而且质量好。延迟焦化延迟焦化延迟焦化延迟焦化它是在较长反应时间下，使原料深度裂化，以生产固体石油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油。延迟焦化的主要操作条件是：原料加热后温度约500℃，焦炭塔在稍许正压下操作。改变原料和操作条件可以调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工原油一次加工和二次加工的各生产装置都有气体产出，总称为炼厂气，就组成而言，主要有氢、甲烷、由2个碳原子组成的乙烷和乙烯、由3个碳原子组成的丙烷和丙烯、由4个碳原子组成的丁烷和丁烯等。它们的主要用途是作为生产汽油的原料和石油化工原料以及生产氢气和氨。发展炼油厂气加工的前提是要对炼厂气先分离后利用。炼厂气经分离作化工原料的比重增加，如分出较纯的乙烯可作乙苯；分出较纯的丙烯可作聚丙烯等。l.l.l.l.石油炼制的基本过程石油炼制的基本过程石油炼制的基本过程石油炼制的基本过程以生产燃料和润滑油为目的的炼油厂里,通常是先将原油进行常压、减压蒸馏,依次分离为汽油、煤油、柴油、重柴油，轻质、中质和重质润滑油等各种沸点不同的馏分。上述过程属于物理过程,原油中酌烃类化合物在结构上没有发生变化称为一次加工。以一次加工得到的各种馏分为原料,按产品质量的要求,分别进行加工,可生产不同品种、规格的燃料和润滑油等石油产品。在加工过程中有化学反应发生,且原料中的烃类化合物在结构上也发生变化,称为二次加工。2.2.2.2.石油炼制的基本方法石油炼制的基本方法石油炼制的基本方法石油炼制的基本方法石油炼制属于一次加工的主要是常压与减压蒸馏。属于二次加工中的转化工艺的主要有热裂化、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整与烷基化。属于二次加工中精制工艺的主要有酸碱精制、溶剂精制、加氢精制、润滑油加氢处理、白土补充精制、丙烷脱沥青、脱蜡等。以下分别介绍各种方法。(l)常压蒸馏(2)减压蒸馏(3)热裂化(4)催化裂化(5)加氢裂化(6)延迟焦化(7)催化重整(8)烷基化(9)酸碱精制(10)溶剂精制(ll)加氢精制(12润滑油加氢处理(13)白土精制(14)丙烷脱沥青(15)脱蜡100100100100万吨原油加工的化工原料万吨原油加工的化工原料万吨原油加工的化工原料万吨原油加工的化工原料据资料统计，100万吨原油加工可产出：乙烯15万吨，丙烯9万吨，丁二烯2.5万吨，芳烃8万吨，汽油9万吨，燃料油47.5万吨。炼油厂的分类炼油厂的分类炼油厂的分类炼油厂的分类可分为四种类型。1、燃料油型。生产汽油、煤油、轻重柴油和锅炉燃料。2、燃料润滑油型。除生产各种燃料油外，还生产各种润滑油。3、燃料化工型。以生产燃料油和化工产品为主。4、燃料润滑油化工型。它是综合型炼厂，既生产各种燃料、化工原料或产品同时又生产润滑油。原油评价试验原油评价试验原油评价试验原油评价试验当加工一种原油前，先要测定原油的颜色与气味、沸点与馏程、密度、粘度、凝点、闪点、燃点、自燃点、残炭、含硫量等指标，即是原油评价试验。炼厂的一炼厂的一炼厂的一炼厂的一、、、、二二二二、、、、三次加工装置三次加工装置三次加工装置三次加工装置把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围(即馏分)叫一次加工；将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫二次加工；将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工。一次加工装置；常压蒸馏或常减压蒸馏。二次加工装置：催化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烃基化、加氢精制等。三次加工装置：裂解工艺制取乙烯、芳烃等化工原料。辛烷值辛烷值辛烷值辛烷值辛烷值是表示汽油在汽油机中燃烧时的抗震性指标。常以标准异辛烷值规定为100，正庚烷的辛烷值规定为零，这两种标准燃料以不同的体积比混合起来，可得到各种不同的抗震性等级的混合液，在发动机工作相同条件下，与待测燃料进行对比。抗震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数，即为该样品的辛烷值。汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。十六烷值十六烷值十六烷值十六烷值十六烷值就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。常以纯正十六烷的十六烷值定为100，纯甲基萘的十六烷值定为零，以不同的比例混合起来，可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料，并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。催化裂化主要化学反应催化裂化主要化学反应催化裂化主要化学反应催化裂化主要化学反应1、裂化反应。裂化反应是C-C键断裂反应，反应速度较快。2、异构化反应。它是在分子量大小不变的情况下，烃类分子发生结构和空间位置的变化。3、氢转移反应。即某一烃分子上的氢脱下来，立即加到另一烯烃分子上，使这一烯烃得到饱和的反应。4、芳构化反应。芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反应，反应过程不断放出氢原子，最后生成芳烃。焦化及其产品焦化及其产品焦化及其产品焦化及其产品焦化是使重质油品加热裂解聚合变成轻质油、中间馏分油和焦炭的加工过程。产品有：1气体；2汽油；3柴油；4蜡油；5石油焦。加氢裂化的主要原料及产品加氢裂化的主要原料及产品加氢裂化的主要原料及产品加氢裂化的主要原料及产品加氢裂化的主要原料是重质馏分油，包括催化裂化循环油和焦化馏出油等。它的产品主要是优质轻质油品，特别是生产优质航空煤油和低凝点柴油。催化重整工艺在炼油工业中的重要地位催化重整工艺在炼油工业中的重要地位催化重整工艺在炼油工业中的重要地位催化重整工艺在炼油工业中的重要地位这是因为它有三方面的功能：一是能把辛烷值很低的直馏汽油变成80至90号的高辛烷值汽油。二是能生产大量苯、甲苯和二甲苯，这些都是生产合成塑料、合成纤维和合成橡胶的基本原料。三是可副产大量廉价氢气。溶剂脱沥青在炼厂中的地位溶剂脱沥青在炼厂中的地位溶剂脱沥青在炼厂中的地位溶剂脱沥青在炼厂中的地位溶剂脱沥青装置既是生产重质润滑油的“龙头”装置，又是一个重油加工装置，它在炼厂中占有很重要的地位。减压渣油经溶剂脱沥青装置后，脱除沥青质、胶质和含金属的非烃化合物。脱沥青油既可做重质润滑油原料，又可做催化裂化原料；脱油沥青直接调合成道路沥青或氧化成建筑沥青，重质润滑油料在脱蜡后还可生产地蜡。