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公開課|一文讀懂石油煉化各工藝的原料、產(chǎn)品、工藝特點和設(shè)備,值得收藏!

 hdy328 2015-06-11

 

常減壓


1、原料:原油等;

2、產(chǎn)出品:石腦油、粗柴油(瓦斯油)、渣油、瀝青、減一線;

3、生產(chǎn)工藝:

第一階段:原油預處理

原油預處理:原油一般是帶有鹽份和水,能導致設(shè)備的腐蝕,因此原油在進入常減壓之前首先進行脫鹽脫水預處理,通常是加入破乳劑和水。

原油經(jīng)過流量計、換熱部分、沏餾塔形成兩部分,一部分形成塔頂油,經(jīng)過冷卻器、流量計,最后進入罐區(qū),這一部分是化工輕油(即所謂的石腦油);一部分形成塔底油,再經(jīng)過換熱部分,進入常壓爐、常壓塔,形成三部分,一部分柴油,一部分蠟油,一部分塔底油;剩余的塔底油在經(jīng)過減壓爐,減壓塔,進一步加工,生成減一線、蠟油、渣油和瀝青。

各自的收率:石腦油(輕汽油或化工輕油)占1%左右,柴油占20%左右,蠟油占30%左右,渣油和瀝青約占42%左右,減一線約占5%左右。

常減壓工序是不生產(chǎn)汽油產(chǎn)品的,其中蠟油和渣油進入催化裂化環(huán)節(jié),生產(chǎn)汽油、柴油、煤油等成品油;石腦油直接出售由其他小企業(yè)生產(chǎn)溶劑油或者進入下一步的深加工,一般是催化重整生產(chǎn)溶劑油或提取萃類化合物;減一線可以直接進行調(diào)劑潤滑油。

4、常減壓設(shè)備:常壓塔、減壓塔為常減壓工序的核心設(shè)備尤其是常壓塔,其也合稱蒸餾塔,兩塔相連而矗,高瘦者為常壓塔,矮胖的為減壓塔。120噸萬常減壓設(shè)備評估價值4600萬元。


高瘦者為常壓塔,矮胖的為減壓塔


催化裂化

催化裂化是最常用的生產(chǎn)汽油、柴油生產(chǎn)工序,汽油柴油主要是通過該工藝生產(chǎn)出來。這也是一般石油煉化企業(yè)最重要的生產(chǎn)的環(huán)節(jié)。


1、原料:渣油和蠟油 70%左右-------,催化裂化一般是以減壓餾分油和焦化蠟油為原料,但是隨著原油日益加重以及對輕質(zhì)油越來越高的需求,大部分石煉化企業(yè)開始在原料中攙加減壓渣油,甚至直接以常壓渣油作為原料進行煉制。

2、產(chǎn)品:汽油、柴油、油漿(重質(zhì)餾分油)、液體丙烯、液化氣;各自占比汽油占42%,柴油占21.5%,丙烯占5.8%,液化氣占8%,油漿占12%。

3、生產(chǎn)工藝:

常渣和蠟油經(jīng)過原料油緩沖罐進入提升管、沉降器、再生器形成油氣,進入分餾塔,一部分油氣進入粗汽油塔、吸收塔、空壓機進入凝縮油罐,經(jīng)過再吸收塔、穩(wěn)定塔、最后進行汽油精制,生產(chǎn)出汽油。一部分油氣經(jīng)過分餾塔進入柴油汽提塔,然后進行柴油精制,生產(chǎn)出柴油。一部分油氣經(jīng)過分餾塔進入油漿循環(huán),最后生產(chǎn)出油漿。一部分油氣經(jīng)分餾塔進入液態(tài)烴緩沖罐,經(jīng)過脫硫吸附罐、砂濾塔、水洗罐、脫硫醇抽提塔、預堿洗罐、胺液回收器、脫硫抽提塔、緩沖塔,最后進入液態(tài)烴罐,形成液化氣。一部分油氣經(jīng)過液態(tài)烴緩沖罐進入脫丙烷塔、回流塔、脫乙烷塔、精丙稀塔、回流罐,最后進入丙稀區(qū)球罐,形成液體丙稀。液體丙稀再經(jīng)過聚丙稀車間的進一步加工生產(chǎn)出聚丙稀。


催化裂化流程圖


延遲焦化

延遲焦化與催化裂化類似的脫碳工藝以改變石油的碳氫比,延遲焦化的原料可以是重油、渣油甚至是瀝青,對原料的品質(zhì)要求比較低。渣油主要的轉(zhuǎn)化工藝是延遲焦化和加氫裂化。

其中主要是產(chǎn)品是蠟油、柴油、焦碳、粗汽油和部分氣體,各自比重分別是:蠟油占23%-33%,柴油22%-29%,焦碳15%-25%,粗汽油8%-16%,氣體7%-10%,外甩油1%-3%。

焦化蠟油由于含硫、氮化合物、膠質(zhì)、殘?zhí)嫉鹊暮扛?,是二次加工的劣質(zhì)蠟油,目前通常摻加到催化或加氫裂化作為原料。

焦化汽油和焦化柴油是延遲焦化的主要產(chǎn)品,但是其質(zhì)量比較差,烯烴含量非常高,硫、氮和氧等雜質(zhì)含量較高,安定性比較差,只能作為半成品或中間產(chǎn)品,經(jīng)過精制處理后,才能作為汽油和柴油的調(diào)和組分。

石油焦根據(jù)質(zhì)量不同可用做電極、冶金及燃料等。焦化氣體經(jīng)過脫硫處理后可作為制氫原料或送燃料管網(wǎng)作燃料使用。


延遲焦化流程圖


加氫裂化

加氫裂化是在較高的壓力的溫度下[10-15兆帕(100-150大氣壓),400℃左右],氫氣經(jīng)催化劑作用使重質(zhì)油發(fā)生加氫、裂化和異構(gòu)化反應,轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油(汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烴的原料)的加工過程。

它與催化裂化不同的是在進行催化裂化反應時,同時伴隨有烴類加氫反應。加氫裂化的液體產(chǎn)品收率達98%以上,其質(zhì)量也遠較催化裂化高。雖然加氫裂化有許多優(yōu)點,但由于它是在高壓下操作,條件較苛刻,需較多的合金鋼材,耗氫較多,投資較高,故沒有像催化裂化那樣普遍應用。


一段加氫裂化工藝流程圖

溶劑脫瀝青

溶劑脫瀝青是用萃取的方法,從原油蒸餾所得的減壓渣油(有時也從常壓渣油)中,除去膠質(zhì)和瀝青,以制取脫瀝青油同時生產(chǎn)石油瀝青的一種石油產(chǎn)品精制過程。脫瀝青油可通過溶劑精制、溶劑脫蠟和加氫精制(或白土精制)制取高粘度潤滑油基礎(chǔ)油(殘渣潤滑油);也可作為催化裂化和加氫裂化的原料。第一套潤滑油丙烷脫瀝青裝置建立于1934年,萃取過程在混合器、沉降罐內(nèi)完成。以后建立的裝置則改用逆流萃取操作。萃取塔以往采用填充塔,近年來則多采用轉(zhuǎn)盤塔。中國的第一套丙烷脫瀝青裝置于1958年建成。

過程原理:在減壓蒸餾的條件下,石蠟基或中間基原油中的一些寶貴的高粘度潤滑油組分,由于沸點很高不能氣化而殘留在減壓渣油中,工業(yè)上是利用它們與其他物質(zhì)(膠質(zhì)和瀝青)在溶劑中的溶解度差別而進行分離的。常用的溶劑為丙烷、丁烷、戊烷、己烷或丙烷與丁烷的混合物。制取高粘度潤滑油的基礎(chǔ)油時,常用丙烷作溶劑。中國的丙烷脫瀝青裝置通??缮a(chǎn)兩種脫瀝青油,即殘?zhí)恐递^低的輕脫瀝青油和殘?zhí)恐递^高的重脫瀝青油,后者可作為潤滑油料或催化裂化原料。

工藝流程:包括萃取和溶劑回收。萃取部分一般采取一段萃取流程,也可采取二段萃取流程。以丙烷脫瀝青為例,萃取塔頂壓力一般為2.8~3.9MPa,塔頂溫度54~82℃,溶劑比(體積)為6~10:1,最大為13:1。

瀝青與重脫瀝青油溶液中含丙烷少,采用一次蒸發(fā)及汽提回收丙烷,輕脫瀝青油溶液中含丙烷較多,采用多效蒸發(fā)及汽提或臨界回收及汽提回收丙烷,以減少能耗。

臨界回收過程,是利用丙烷在接近臨界溫度和稍高于臨界壓力(丙烷的臨界溫度96.8℃、臨界壓力4.2MPa)的條件下,對油的溶解度接近于最小以及其密度也接近于最小的性質(zhì),使輕脫瀝青油與大部分丙烷在臨界塔內(nèi)沉降、分離,從而避免了丙烷的蒸發(fā)冷凝過程,因而可較多地減少能耗。

近年來,各國致力于提高萃取效果,如改進溶劑回收流程和操作條件,并開展超臨界萃取的研究。

加氫精制

1、原料:含硫、氧、氮等有害雜質(zhì)較多的汽油、柴油、煤油、潤滑油、石油蠟等

2、精制產(chǎn)品:精制改質(zhì)后的汽油、柴油、煤油、潤滑油、石油蠟等產(chǎn)品;

3、工藝特點:加氫精制也稱加氫處理,石油產(chǎn)品最重要的精制方法之一。指在氫壓和催化劑存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳牧蚧瘹?、水、氨而除去,并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和,以改善油品的質(zhì)量。有時,加氫精制指輕質(zhì)油品的精制改質(zhì),而加氫處理指重質(zhì)油品的精制脫硫。

20世紀50年代,加氫方法在石油煉制工業(yè)中得到應用和發(fā)展,60年代因催化重整裝置增多,石油煉廠可以得到廉價的副產(chǎn)氫氣,加氫精制應用日益廣泛。據(jù)80年代初統(tǒng)計,主要工業(yè)國家的加氫精制占原油加工能力的38.8%~63.6%。

加氫精制可用于各種來源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制,潤滑油、石油蠟的精制,噴氣燃料中芳烴的部分加氫飽和,燃料油的加氫脫硫,渣油脫重金屬及脫瀝青預處理等。氫分壓一般分1~10MPa,溫度300~450℃。催化劑中的活性金屬組分常為鉬、鎢、鈷、鎳中的兩種(稱為二元金屬組分),催化劑載體主要為氧化鋁、或加入少量的氧化硅、分子篩和氧化硼,有時還加入磷作為助催化劑。噴氣燃料中的芳烴部分加氫則選用鎳、鉑等金屬。雙烯烴選擇加氫多選用鈀。

各種油品加氫精制工藝流程基本相同,原料油與氫氣混合后,送入加熱爐加熱到規(guī)定溫度,再進入裝有顆粒狀催化劑的反應器(絕大多數(shù)的加氫過程采用固定床反應器)中。反應完成后,氫氣在分離器中分出,并經(jīng)壓縮機循環(huán)使用。產(chǎn)品則在穩(wěn)定塔中分出硫化氫、氨、水以及在反應過程中少量分解而產(chǎn)生的氣態(tài)氫。

催化重整

1、原料:石腦油(輕汽油、化工輕油、穩(wěn)定輕油),其一般在煉油廠進行生產(chǎn),有時在采油廠的穩(wěn)定站也能產(chǎn)出該項產(chǎn)品。質(zhì)量好的石腦油含硫低,顏色接近于無色。

2、主要產(chǎn)品:高辛烷值的汽油、苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品(這些產(chǎn)品是生產(chǎn)合成塑料、合成橡膠、合成纖維等的主要原料)、還有大量副產(chǎn)品氫氣。

3、工藝特點:催化重整(簡稱重整)是在催化劑和氫氣存在下,將常壓蒸餾所得的輕汽油轉(zhuǎn)化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以80~180℃餾分為原料,產(chǎn)品為高辛烷值汽油;如果以60~165℃餾分為原料油,產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴, 重整過程副產(chǎn)氫氣,可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反應條件是:反應溫度為490~525℃,反應壓力為1~2兆帕。重整的工藝過程可分為原料預處理和重整兩部分。

催化重整在煉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餾汽油變成80至90號的高辛烷值汽油。二是能生產(chǎn)大量苯、甲苯和二甲苯,這些都是生產(chǎn)合成塑料、合成纖維和合成橡膠的基本原料。三是可副產(chǎn)大量廉價氫氣。催化重整得到的汽油、苯系列產(chǎn)品等可以作為產(chǎn)品銷售,副產(chǎn)品氫氣可以作為加氫反應的來源。


催化重整流程圖

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