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石油炼化各工艺的原料、产品、工艺特点和设备

yujie0612  发表于 2016/2/11 9:23:51      1109 查看 2 回复  [上一主题]  [下一主题]

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  常减压
  1、原料:原油等;
  2、产出品:石脑油、粗柴油(瓦斯油)、渣油、沥青、减一线;
  3、生产工艺:
  第一阶段:原油预处理
  原油预处理:原油一般是带有盐份和水,能导致设备的腐蚀,因此原油在进入常减压之前首先进行脱盐脱水预处理,通常是加入破乳剂和水。
  原油经过流量计、换热部分、沏馏塔形成两部分,一部分形成塔顶油,经过冷却器、流量计,最后进入罐区,这一部分是化工轻油(即所谓的石脑油);一部分形成塔底油,再经过换热部分,进入常炉、常压塔,形成三部分,一部分柴油,一部分蜡油,一部分塔底油;剩余的塔底油在经过减压炉,减压塔,进一步加工,生成减一线、蜡油、渣油和沥青。
  各自的收率:石脑油(轻汽油或化工轻油)占1%左右,柴油占20%左右,蜡油占30%左右,渣油和沥青约占42%左右,减一线约占5%左右。
  常减压工序是不生产汽油产品的,其中蜡油和渣油进入催化裂化环节,生产汽油、柴油、煤油等成品油;石脑油直接出售由其他小企业生产溶剂油或者进入下一步的深加工,一般是催化重整生产溶剂油或提取萃类化合物;减一线可以直接进行调剂润滑油。
  4、常减压设备:常压塔、减压塔为常减压工序的核心设备尤其是常压塔,其也合称蒸馏塔,两塔相连而矗,高瘦者为常压塔,矮胖的为减压塔。120吨万常减压设备评估价值4600万元。


  高瘦者为常压塔,矮胖的为减压塔


  催化裂化
  催化裂化是最常用的生产汽油、柴油生产工序,汽油柴油主要是通过该工艺生产出来。这也是一般石油炼化企业最重要的生产的环节。
  1、原料:渣油和蜡油70%左右-------,催化裂化一般是以减压馏分油和焦化蜡油为原料,但是随着原油日益加重以及对轻质油越来越高的需求,大部分石炼化企业开始在原料中搀加减压渣油,甚至直接以常压渣油作为原料进行炼制。
  2、产品:汽油、柴油、油浆(重质馏分油)、液体丙烯、液化气;各自占比汽油占42%,柴油占21.5%,丙烯占5.8%,液化气占8%,油浆占12%。
  3、生产工艺:
  常渣和蜡油经过原料油缓冲罐进入提升管、沉降器、再生器形成油气,进入分馏塔,一部分油气进入粗汽油塔、吸收塔、空压机进入凝缩油罐,经过再吸收塔、稳定塔、最后进行汽油精制,生产出汽油。一部分油气经过分馏塔进入柴油汽提塔,然后进行柴油精制,生产出柴油。一部分油气经过分馏塔进入油浆循环,最后生产出油浆。一部分油气经分馏塔进入液态烃缓冲罐,经过脱硫吸附罐、砂滤塔、水洗罐、脱硫醇抽提塔、预碱洗罐、胺液回收器、脱硫抽提塔、缓冲塔,最后进入液态烃罐,形成液化气。一部分油气经过液态烃缓冲罐进入脱丙烷塔、回流塔、脱乙烷塔、精丙烯塔、回流罐,最后进入丙烯区球罐,形成液体丙烯。液体丙烯再经过聚丙烯车间的进一步加工生产出聚丙烯。


  催化裂化流程图


  延迟焦化
  延迟焦化与催化裂化类似的脱碳工艺以改变石油的碳氢比,延迟焦化的原料可以是重油、渣油甚至是沥青,对原料的品质要求比较低。渣油主要的转化工艺是延迟焦化和加氢裂化。
  其中主要是产品是蜡油、柴油、焦碳、粗汽油和部分气体,各自比重分别是:蜡油占23%-33%,柴油22%-29%,焦碳15%-25%,粗汽油8%-16%,气体7%-10%,外甩油1%-3%。
  焦化蜡油由于含硫、氮化合物、胶质、残碳等的含量高,是二次加工的劣质蜡油,目前通常掺加到催化或加氢裂化作为原料。
  焦化汽油和焦化柴油是延迟焦化的主要产品,但是其质量比较差,烯烃含量非常高,硫、氮和氧等杂质含量较高,安定性比较差,只能作为半成品或中间产品,经过精制处理后,才能作为汽油和柴油的调和组分。
  石油焦根据质量不同可用做电极、冶金及燃料等。焦化气体经过脱硫处理后可作为制氢原料或送燃料管网作燃料使用。


  延迟焦化流程图


  加氢裂化
  加氢裂化是在较高的压力的温度下[10-15兆帕(100-150大气压),400℃左右],氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应,转化为轻质油(汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料)的加工过程。
  它与催化裂化不同的是在进行催化裂化反应时,同时伴随有烃类加氢反应。加氢裂化的液体产品收率达98%以上,其质量也远较催化裂化高。虽然加氢裂化有许多优点,但由于它是在高压下操作,条件较苛刻,需较多的合金钢材,耗氢较多,投资较高,故没有像催化裂化那样普遍应用。


  一段加氢裂化工艺流程图


  溶剂脱沥青
  溶剂脱沥青是用萃取的方法,从原油蒸馏所得的减压渣油(有时也从常压渣油)中,除去胶质和沥青,以制取脱沥青油同时生产石油沥青的一种石油产品精制过程。脱沥青油可通过溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制(或白土精制)制取高粘度润滑油基础油(残渣润滑油);也可作为催化裂化和加氢裂化的原料。第一套润滑油丙烷脱沥青装置建立于1934年,萃取过程在混合器、沉降罐内完成。以后建立的装置则改用逆流萃取操作。萃取塔以往采用填充塔,近年来则多采用转盘塔。中国的第一套丙烷脱沥青装置于1958年建成。
  过程原理:在减压蒸馏的条件下,石蜡基或中间基原油中的一些宝贵的高粘度润滑油组分,由于沸点很高不能气化而残留在减压渣油中,工业上是利用它们与其他物质(胶质和沥青)在溶剂中的溶解度差别而进行分离的。常用的溶剂为丙烷、丁烷、戊烷、己烷或丙烷与丁烷的混合物。制取高粘度润滑油的基础油时,常用丙烷作溶剂。中国的丙烷脱沥青装置通常可生产两种脱沥青油,即残炭值较低的轻脱沥青油和残炭值较高的重脱沥青油,后者可作为润滑油料或催化裂化原料。
  工艺流程:包括萃取和溶剂回收。萃取部分一般采取一段萃取流程,也可采取二段萃取流程。以丙烷脱沥青为例,萃取塔顶压力一般为2.8~3.9MPa,塔顶温度54~82℃,溶剂比(体积)为6~10:1,最大为13:1。
  沥青与重脱沥青油溶液中含丙烷少,采用一次蒸发及汽提回收丙烷,轻脱沥青油溶液中含丙烷较多,采用多效蒸发及汽提或临界回收及汽提回收丙烷,以减少能耗。
  临界回收过程,是利用丙烷在接近临界温度和稍高于临界压力(丙烷的临界温度96.8℃、临界压力4.2MPa)的条件下,对油的溶解度接近于最小以及其密度也接近于最小的性质,使轻脱沥青油与大部分丙烷在临界塔内沉降、分离,从而避免了丙烷的蒸发冷凝过程,因而可较多地减少能耗。
  近年来,各国致力于提高萃取效果,如改进溶剂回收流程和操作条件,并开展超临界萃取的研究。
  加氢精制
  1、原料:含硫、氧、氮等有害杂质较多的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等
  2、精制产品:精制改质后的汽油、柴油、煤油、润滑油、石油蜡等产品;
  3、工艺特点:加氢精制也称加氢处理,石油产品最重要的精制方法之一。指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。有时,加氢精制指轻质油品的精制改质,而加氢处理指重质油品的精制脱硫。
  20世纪50年代,加氢方法在石油炼制工业中得到应用和发展,60年代因催化重整装置增多,石油炼厂可以得到廉价的副产氢气,加氢精制应用日益广泛。据80年代初统计,主要工业国家的加氢精制占原油加工能力的38.8%~63.6%。
  加氢精制可用于各种来源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制,润滑油、石油蜡的精制,喷气燃料中芳烃的部分加氢饱和,燃料油的加氢脱硫,渣油脱重金属及脱沥青预处理等。氢分压一般分1~10MPa,温度300~450℃。催化剂中的活性金属组分常为钼、钨、钴、镍中的两种(称为二元金属组分),催化剂载体主要为氧化铝、或加入少量的氧化硅、分子筛和氧化硼,有时还加入磷作为助催化剂。喷气燃料中的芳烃部分加氢则选用镍、铂等金属。双烯烃选择加氢多选用钯。
  各种油品加氢精制工艺流程基本相同,原料油与氢气混合后,送入加热炉加热到规定温度,再进入装有颗粒状催化剂的反应器(绝大多数的加氢过程采用固定床反应器)中。反应完成后,氢气在分离器中分出,并经压缩机循环使用。产品则在稳定塔中分出硫化氢、氨、水以及在反应过程中少量分解而产生的气态氢。
  催化重整
  1、原料:石脑油(轻汽油、化工轻油、稳定轻油),其一般在炼油厂进行生产,有时在采油厂的稳定站也能产出该项产品。质量好的石脑油含硫低,颜色接近于无色。
  2、主要产品:高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等产品(这些产品是生产合成塑料、合成橡胶、合成纤维等的主要原料)、还有大量副产品氢气。
  3、工艺特点: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。
  催化重整在炼油中的作用主要有三方面的功能: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。催化重整得到的汽油、苯系列产品等可以作为产品销售,副产品氢气可以作为加氢反应的来源。


  催化重整流程图

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  • jijun

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    jijun   发表于 2016/2/12 9:18:15

    谢谢分享

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    引用 jijun 2016/2/12 9:18:15 发表于2楼的内容

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