炼油知识介绍教材课件

2016.42016.4炼油知识介绍介绍内容 石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质1 1石油产品质量要求石油产品质量要求2石油炼制概述石油炼制概述3 3一次加工一次加工-常减压装置常减压装置4 4二次加工二次加工-催化裂化、延迟焦化等装置催化裂化、延迟焦化等装置5三次加工三次加工-加氢精制、催化重整等装置加氢精制、催化重整等装置6 炼厂气加工炼厂气加工7石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质石油的外观性质 颜色及密度 u石油通常是黑色、褐色或黄色u石油都有不同程度的臭味u多数原油的密度集中在800980kg/m3之间u呈流动或半流动的粘稠液体石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质 石油的元素组成:n 原油中的主要元素是C、Hn S、N、O元素n 原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As、Ca、Cl、P、Si等石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质 石油的烃类组成:石油中主要含有：烃类和非烃类烃类中主要是：烷烃、环烷烃和芳香烃。非烃化合物主要：含硫、含氮、含氧化合物 和胶状沥青状物质。石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质原油的分类:类 别 API 20相对密度 轻质原油中质原油重质原油特重原油 31.1 31.122.3 22.310 10 0.9968 石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质特性因数分类:特性因数，K 12.1 11.512.1 10.511.5 原油类别 石蜡基原油中间基原油环烷基原油石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质关键馏分特性分类:大庆 伊朗重质油 沙特阿拉伯轻杰诺低硫-石蜡基高硫-中间基含硫-中间基低硫-中间基注：原油用简易精馏装置切取250275和395425两个轻重关 键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。石油化学组成和物理性质石油化学组成和物理性质原油评价：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。石油产品质量要求石油产品质量要求汽油主要质量要求：p蒸发性：馏程、蒸汽压 p抗爆性：辛烷值、抗爆指数 p安定性：诱导期、胶质 p抗腐蚀性 铜片腐蚀石油产品质量要求石油产品质量要求项目组成研究法辛烷值（RON）马达法辛烷值（MON）直馏汽油正构烷烃多70-804060催化裂化汽油异构烷烃、烯烃和芳烃较多88-9280催化重整汽油芳烃、异构烷烃98-1028390烷基化汽油大量异构烷烃10090100石油产品质量要求石油产品质量要求喷气燃料主要质量要求：u 挥发性：馏程、闪点u 流动性：粘度、冰点u 燃烧性：烟点、热值u 安定性：热安定性u 腐蚀性：铜片腐蚀u 润滑性：磨痕直径u 水分离性：水分离指数、水反应石油产品质量要求石油产品质量要求柴油主要质量要求：l着火性：十六烷值l流动性：凝点、粘度l雾化和挥发性能：馏程、闪点l安定性：氧化安定性l腐蚀性：铜片腐蚀l洁净度：色度、灰分石油产品质量要求石油产品质量要求沥青主要质量要求：l 软化点l 针入度 l 延伸度沥青是主要的石油产品之一，可有合适的原油经减压蒸馏直接制得，也可将减压渣油经浅度氧化，或经溶剂脱沥青工艺所得的沥青作为调和组分制得。道路沥青是以针入度作为商品牌号。石油产品质量要求石油产品质量要求石油焦主要质量要求：硫含量 挥发分 灰分 热值 水分石油焦是一种黑色或暗灰色的固体焦炭，是各种渣油、沥青或重油在高温下(490550)分解、缩合、焦化后而制得的，它是焦化过程所特有的产品。石油炼制概述石油炼制概述石油炼制概述石油炼制概述石油炼制概述石油炼制概述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。一次加工过程：把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围(即馏分)叫一次加工。一次加工装置：常压蒸馏或常减压蒸馏。二次加工过程：将一次加工得到的馏分再加工成中间料或商品油，叫二次加工。二次加工装置：催化裂化、加氢裂化、延迟焦化、溶剂脱沥青等。主要是指将重质馏分油和渣油经过各种裂化生产轻质油的过程，包括催化裂化、热裂化、石油焦化、加氢裂化等。三次加工过程：将二次加工得到的中间料制取基本符合要求的燃料油或有机化工原料的工艺叫三次加工。三次加工装置：加氢精制、S-zorb、液化气利用、芳烃抽提等。石油炼制概述石油炼制概述常减压重整焦化加氢裂化催化加氢精制汽油汽油柴油柴油原油原油石油炼制概述石油炼制概述 根据生产目的不同，炼油方式主要有以下几种类型：u 燃料型 这类加工方案的产品基本上都是燃料，如汽油、喷气燃料、柴油和重油等，还可以生产燃料气、芳烃和石油焦等。u 燃料-化工型具有燃料型炼厂的各种工艺及装置，同时还包括一些化工装置。原油先经过一次加工，重质馏分通过二次加工转化为轻质油。轻质馏分一部分用作燃料，一部分通过催化重整、裂解工艺制取芳香烃和烯烃，作为有机合成的原料。利用芳香烃和烯烃为基础原料，通过化工装置还可基本有机原料和化工产品。石油炼制概述石油炼制概述一次加工一次加工-常减压装置常减压装置原油加工的第一道工序将原油进行初步的处理、分离，为二次加工装置提供合格的原料常减压蒸馏装置的构成：l电脱盐l常压蒸馏l减压蒸馏有些装置还有：轻烃回收、初馏塔等部分一次加工一次加工-常减压装置常减压装置初馏塔常压塔减渣减渣(催化、焦化催化、焦化)减压塔煤油煤油柴油柴油加氢裂化加氢裂化催化裂化催化裂化原油原油加加热热炉炉加加热热炉炉根据原油中各组份的沸根据原油中各组份的沸点不同，将混合物切割点不同，将混合物切割成不同沸点的成不同沸点的“馏份馏份”。根据压力越低油品沸点就根据压力越低油品沸点就越低的特性，采用抽真空越低的特性，采用抽真空的方法，使加热后的常压的方法，使加热后的常压重油在负压条件下进行分重油在负压条件下进行分馏。馏。二次加工二次加工-催化裂化装置催化裂化装置催化裂化装置：催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，催化裂化过程投资少、操作费用较低、原料适应性强，轻质产品收率高，技术成熟，是炼油厂利润的主要来源。催化剂物理性质：密度、孔隙率、比表面积、孔径催化性质：活性、稳定性、选择性。催化剂的中毒和污染碱、硫、氮都可使催化剂永久中毒。焦炭可使催化剂中毒，但可烧焦后恢复。催化剂的重金属污染主要是由镍等在催化剂表面沉积引起，降低了催化剂选择性，对其活性影响不大。二次加工二次加工-催化裂化装置催化裂化装置烟机烟机反应器分馏系统稳定系统取热器液化气液化气汽油汽油柴油去加氢精制柴油去加氢精制油浆油浆(焦化焦化)原料原料主风主风在催化剂的作用下，大分子在催化剂的作用下，大分子变成小分子，一部分缩合成变成小分子，一部分缩合成焦炭。催化剂上的焦炭经烧焦炭。催化剂上的焦炭经烧焦恢复活性，在系统内循环焦恢复活性，在系统内循环使用。使用。再生器二次加工二次加工-延迟焦化装置延迟焦化装置延迟焦化装置：延迟焦化是一个成熟的减压渣油加工工艺，多年来一直作为一种重油深加工手段。近年来随着原油性质变差（指含硫量增加）、重质燃料油消费的减少和轻质油品需求的增加，焦化能力增加的趋势很快。处理原料油的康氏残炭为3.8%45%或以上，比重指数（API）为220。二次加工二次加工-延迟焦化装置延迟焦化装置原料原料缓冲罐缓冲罐汽油（去精制）汽油（去精制）柴油（去精制）柴油（去精制）蜡油（去加氢裂化）蜡油（去加氢裂化）分馏塔焦炭塔加加热热炉炉渣油渣油石油焦石油焦原料油加热到一定温度后可原料油加热到一定温度后可进行裂解和缩合反应，生成进行裂解和缩合反应，生成气体、汽油、柴油、蜡油和气体、汽油、柴油、蜡油和循环油等，反应生成的固体循环油等，反应生成的固体产品石油焦沉积在焦炭塔底产品石油焦沉积在焦炭塔底部。部。三次加工三次加工-加氢精制和加氢处理装置加氢精制和加氢处理装置加氢精制和加氢处理装置：加氢工艺技术通常涉及加氢精制、加氢处理和加氢裂化三个概念。加氢精制一般是指对某些不能满足使用要求的石油产品通过加氢工艺进行再加工，使之达到规定的性能指标；加氢处理是指对于那些劣质的重油或渣油利用加氢技术进行预处理，主要为了得到易于进行其他二次加工过程的原料，同时获得部分较高质量的轻质油品。三次加工三次加工-加氢精制和加氢处理装置加氢精制和加氢处理装置换热系统反应器煤油煤油柴油柴油原料原料低分高分分馏塔氢气氢气汽油去重整汽油去重整尾油尾油加加热热炉炉加氢裂化原理：在催化剂作用下，烃类和非加氢裂化原理：在催化剂作用下，烃类和非烃化合物加氢转化。烷烃、烯烃进行裂化、烃化合物加氢转化。烷烃、烯烃进行裂化、异构化和少量环化反应；多环化物最终转化异构化和少量环化反应；多环化物最终转化为单环化物。为单环化物。加氢精制原理：对馏份油进行脱硫、脱氮、脱氧、加氢精制原理：对馏份油进行脱硫、脱氮、脱氧、脱金属和沥青等杂质及对烯烃、芳烃的加氢饱和，脱金属和沥青等杂质及对烯烃、芳烃的加氢饱和，从而来改善油品的气味、颜色和安定性，提高油从而来改善油品的气味、颜色和安定性，提高油品的质量。品的质量。三次加工三次加工-加氢裂化装置加氢裂化装置加氢裂化装置：加氢裂化是指各种大分子烃类在一定氢压、较高温度和适宜催化剂的作用下，产生以加氢和裂化为主的一系列平行顺序反应，转化成优质轻质油品的加工工艺过程，是重要而灵活的石油深度加工工艺。它具有加工原料广泛、产品方案灵活、产品收率高、质量好和对环境污染少等优点。加氢裂化是极其复杂的一系列平行顺序反应过程。两个主要的反应加氢和裂解。还有：异构化、氢解、环化、甲基化、脱氢和叠合等二次反应产生。加氢裂化目的：普通裂化后大分子变为小分子,轻质油产率不高，重要原因是元素H不够。所以，加H裂化可使部分裂解物变成轻烃类，提高轻油产率。三次加工三次加工-加氢裂化装置加氢裂化装置脱汽塔反一低分高分反二分馏蜡油蜡油加加热热炉炉原料油在一定的温度、压力和有催化剂存在的条件下，进行原料油在一定的温度、压力和有催化剂存在的条件下，进行烯烃加氢饱和脱硫、脱氮、脱氧及芳烃转化反应等，使石蜡烯烃加氢饱和脱硫、脱氮、脱氧及芳烃转化反应等，使石蜡中的非烃类物质转化为相应的化合物除去，稠环芳烃则转化中的非烃类物质转化为相应的化合物除去，稠环芳烃则转化为氢化芳烃，达到精制目的。为氢化芳烃，达到精制目的。煤煤油油柴柴油油尾尾油油三次加工三次加工-催化重整装置催化重整装置催化重整装置：催化重整用以生产高辛烷值汽油或化工原料芳香烃，同时副产大量氢气作为加氢工艺的氢气来源。“重整”系指对烃类分子结构的重新排列，使之变为另外一种分子结构的烃类。原料油中的正构烷烃和环烷烃在催化剂作用下，经“重整”转化为异构烷烃和芳烃，从而提高汽油的辛烷值或生产芳烃产品。三次加工三次加工-催化重整装置催化重整装置催化重整装置：催化重整装置提供高辛烷值汽油或轻芳烃，同时也生产相当数量的副产氢气。催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组分。在发达国家的车用汽油组分中，催化重整汽油约占25%-30%。全世界所需BTX有一半以上是来自催化重整，重整副产氢气是廉价的氢气来源。催化重整的原料主要是直馏汽油馏分，生产中也称石脑油。在生产高辛烷值汽油时，一般用80-180馏分。三次加工三次加工-催化重整装置催化重整装置催化重整装置：催化重整的化学反应在催化重整中发生的化学反应主要有：六员环烷烃脱氢生成芳烃；五员环烷烃脱氢异构生成芳烃；烷烃脱氢环化生成芳烃；烷烃的异构化，各种烃类的加氢裂化以及积炭反应。前三种生成芳香烃的反应统称为芳构化反应。生产上通常用“芳烃潜含量”来表征重整原料的的反应性能。三次加工三次加工-催化重整装置催化重整装置预分馏塔预脱砷预加氢分离器脱水塔一二反应器三四反应器稳定塔初顶汽油初顶汽油加氢石脑油加氢石脑油重整汽油重整汽油芳烃抽提芳烃抽提在一定温度、压力、氢气条件下通过催化剂的在一定温度、压力、氢气条件下通过催化剂的作用，将正构烷烃和环烷烃分子中的原子重新作用，将正构烷烃和环烷烃分子中的原子重新调整排列转化生成分子量相近或相等的芳香烃调整排列转化生成分子量相近或相等的芳香烃和异构烷烃，从而获得高辛烷值汽油和各种轻和异构烷烃，从而获得高辛烷值汽油和各种轻质芳香烃。质芳香烃。炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工：炼油过程中产生的气体烃类，统称炼厂气。炼厂气主要产自二次加工过程，如催化裂化、热裂化、延迟焦化、催化重整、加氢裂化等，其中催化裂化的总处理量最大，气体产率最高。炼厂气是各种C1C5气体的混合物，并且含有少量的非烃气。干气脱硫化氢气体脱硫方法基本上分为两大类：一类是干法脱硫，即将气体通过固体吸附剂床层，使硫化物吸附在吸附剂上，以达到脱硫的目的；另一类是湿法脱硫，即用液体吸收剂洗涤气体，以除去气体中的硫化物，其中最普遍使用的为醇胺法脱硫。我国炼厂干气脱硫绝大多数采用这种方法。炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工液化气脱硫化氢、脱硫醇：液化气脱硫化氢的原理同干气脱硫。液化气中的硫化物主要是硫醇，可用化学或吸附的方法除去。主要包括催化氧化法和最新的无碱脱硫技术。目前，我国对液化气的脱硫广泛采用的是催化氧化法脱硫醇，即把催化剂分散到碱液（氢氧化钠）中，将含硫醇的液化气与碱液接触，其中的硫醇与碱反应生成硫醇钠盐，然后将其分出并氧化为二硫化物。所用的催化剂为磺化酞菁钴或聚酞菁钴。炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工气体分馏：炼厂液化气中的主要成分：丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等，这些烃的沸点很低，如丙烷的沸点是-42.07，丁烷为-0.5，异丁烯为-6.9，在常温常压下均为气体，但是在一定的压力下（2.0MPa以上）可成液态。由于它们的沸点不同，可利用精馏的方法将其进行分离。工艺流程 气体分馏装置中的精馏塔一般分为三个或四个，少数为五个，实际中可根据生产需要确定精馏塔的个数。一般地，如要将气体分离为n个单体烃或馏分，则需要精馏塔的个数为n-1。现以五塔为例来说明气体分馏的工艺流程。液化气经气体分流装置分出的各个单体烃或馏分，可根据实际需要作不同加工过程的原料，如丙烷可以生成聚合各级丙烷或作为叠合装置原料等；轻C4馏分可先作为甲基叔丁基醚装置的原料，然后再与重C4馏分一起作为烷基化装置原料；戊烷馏分可掺入车用汽油等。炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工炼厂气加工MTBE(甲基叔丁基醚)装置:是以混合C4(含有异丁烯)和甲醇为原料，在大孔强酸阳离子树脂为催化剂的作用下制得的，主要作为辛烷值汽油改进剂而引人注目MTBE在汽油组分总有良好的调和效应，稳定性好，而且可与烃类燃料以任何比例互溶。炼厂气加工炼厂气加工